矿井排水系统设计技术统一口径精选.doc

矿井排水系统设计技术统一口径矿井排水系统设计技术统一口径 一、设计原则和依据 1、遵循《煤矿安全规程》、《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》、《煤炭工业矿井设计规范》和《煤炭工业小型矿井设计规范》以及其它有关规定； 2、选用取得《煤矿矿用产品安全标志证书》的高效节能产品，安全可靠，技术先进，经济合理； 3、采矿专业提供的矿井最大涌水量Qm和正常涌水量Qz、矿井水PH值、敷设排水管路井筒的井口和井底标高H1、H2以及井筒坡度、矿井瓦斯等级。 二、排水泵站的能力确定 1、最小排水能力计算 （1）、正常涌水量时工作水泵最小排水能力：Q1 =24Qz/20=1。2Qz （2）、最大涌水量时工作水泵最小排水能力：Q2 =24Qm/20=1。2Qm 2、水泵扬程估算 H =K(Hp+Hx) 式中， Hp 为排水高度, 且Hp= H1- H2, Hx 为吸水高度, 估算一般取Hx=5m, K 为管路损失系数,与井筒坡度有关: 立井: K=1.1~1.15, 斜井:当α20。.时, K=1.3~1.35, α=20.~30。时, K=1.3~1.25, α30。时, K=1.25~1.2. 3、 确定水泵台数 根据计算的Q1、Q2、H,查水泵样本选择水泵,并根据拟选水泵的主要技术参数，初步预计水泵的流量Qb（一般为额定流量），按《煤矿安全规程》第278条相关规定，分别计算出水泵站內工作水泵、备用水泵、检修水泵台数。水泵站內水泵总台数N按下面两种情况计算。(1)、正常涌水量时：N= n1+ n2+ n3 式中，工作水泵台数n1= Q1/Qb, 且n1≥1，当n1不为整数时，其小数应进位到整数。 备用水泵台数n2=0。7 n1，且n2≥1，当n2不为整数时，其小数应进位到整数。 检修水泵台数n3=0。25 n1，且n3≥1，当n3不为整数时，其小数应进位到整数。 (2)、最大涌水量时，水泵工作台数n4= Q2/Qb， 当n4≤ n1+ n2时，则N= n1+ n2+ n3， 当n4≥ n1+ n2时，则N= n4+ n3。 （3）、水文地质条件复杂、有突水危险的矿井，应根据情况增设水泵，或预留安装水泵位置。 （4）、当矿井水PH≤5时，应选耐酸泵。 三、排水管路计算和管路布置 1、管路布置原则 （1）、根据《煤矿安全规程》第278条规定，井下排水管路应设工作管路和备用管路。工作管路应能在20h内排出矿井24h正常涌水量，工作管路和备用管路应能在20h內排出矿井24h最大涌水量。 （2）、根据《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》要求，每台水泵均能经两条管路排水，排水管路在泵站內宜作环形布置。 （3）、管路和水泵的匹配，宜一管一泵；如果水泵需要并联工作，一趟管路宜并联2台水泵，即一管二泵，最多不宜超过一管三泵；有时为了控制管内水的流速，1台水泵也可并联二趟管路运行。 （4）、水文地质条件复杂、有突水危险的矿井，视情况在井筒及管子道预留安装排水管位置。 2、管径计算 （1）、选择排水干管管径时，应根据矿井涌水量大小和矿井规模及服务年限，进行技术经济比较，确定合理的流速和管径。 （2）、管径计算 dp=（Q/900πV ）1/2 （m）, 式中: Q—流经管内流量（m3/h）。一管一泵时Q=Qb，一管二泵时Q=2Qb，余类推 V—管內水流速度，一般排水管內V=1。5~2。2 m/s ,当dp200 mm时，可适当增大，但不宜超过2。5 m/s 。 3、管壁厚度计算，介绍两种方法： （1）、根据原煤炭工业部联合编写小组编写的《矿井提升、通风、排水、压风设备设计手册》中所推荐的公式计算： δ=1/1+2p/[230(kz-0.65)–p] {[pdp/230(kz-0.65)-P]+c} （mm） (公式一) 式中: dp—dp排水管外径 （mm） p—计算管段内部最大工作压力 （kg/cm2） kz—管材许用应力 (kg/mm2)，且kz=0。25σB σB—管材抗拉强度 (kg/mm2)，当不知钢号时，无缝钢管取kz=8~10 kg/mm2，焊接钢管取kz=6 kg/mm2。 C—附加厚度，一般取C=1 mm。 （2）、根据《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》（送审稿）中推荐的公式计算： δ=δ’+c δ’= pDw/[2.3×(Rφ- 6.4)+p] (公式二) 式中: p—计算管段的最大工作压力 （MPa） Dw—排水管外径 (cm ) R—管材许用应力（MPa）, 10# 钢: R=85, 15#