矿山水泵选型设计.doc

第6章矿井排水

6．1矿井排水系统

大坪矿井开拓方式为斜井多水平的矿井，第三级排水从-350水平到-150水平，正常涌水量为30；最大涌水量为70，持续时间70d。矿水为中性，重度为10006，水温为。该矿井属低沼气矿井，年常量5万吨。

水泵房布置在副井井底车场附近，与中央变电所连接在一起。水泵房与中央变电所之间设有防爆门分隔，两道防爆门能防水防火，而且关闭灵活。水泵房通风良好，搬运设备方便。主水泵房设两个出口：一个出口是斜巷与副井井筒相连，出口底板标高高于水泵房底板标高；另一个出口通往副井井底车场。泵房与水仓的连接通道内设有控制闸门，在闸门关闭后，泵房保证有回风风流。

水泵房的底板标高高于井底车场轨道面。泵房内架设工字钢梁，铺设轨道，轨道与副井井底车场相连。因矿井第一水平的正常涌水量大于，所以设有单独的吸水井。

中央水仓分内、外水仓。水仓的总容积，根据《煤矿安全规程》280条：正常涌水在以下时，主要水仓的有效容量应容纳的正常涌水量：

水仓的总容积应大于，水仓的高度应大于。

6．2排水设备选型

6．2．1水泵选择

根据《煤矿安全规程》条规定：水泵必须有工作、备用和检修的水泵。工作泵的能力应能在内排出矿井的正常涌水量，备用泵的排水能力应不小于工作泵排水能力的。工作泵和备用泵的总排水能力应能在内排出矿井的最大涌水量，检修泵的排水能力应小于工作泵排水能力的。

6.2.2选型计算

排水系统的选择

从给定的条件可知，只需要在井底车场副井附近设立中央泵房，将井底所有矿水集中直接排至地面。

水泵的选型

水泵的必须排水能力

正常涌水期

最大涌水期

水泵所需扬程的估算

初选水泵。从泵房产品目录中选取型号泵，其额定流量，额定扬程。则：

工作泵台数，

取。

备用水泵台数和，

故取。

检修泵台数

取。

因此，共选三台泵。

d.管路趟数的选择以及管路在水泵房中的布置图

根据设计原则，设置两趟管路，一趟工作，一趟备用。水泵的管路布置如图6-1所示

图6-1管路布置

管路的选择

管路趟数及泵房内管路布置形式

根据泵的总台数，选用典型的三泵两趟管路系统，一条管路工作，一条管路备用。正常涌水时。一台向两趟管路供水；最大涌水时，只要一台泵同时工作就能达到在20h内排水出24h的最大涌水量，故从减少能耗的角度可采用一台泵向两趟管路供水，从而可知每趟管内流量等于泵的流量。

管材选择

由于井深远大于200m，确定采用焊接钢管。

排水管内经

从表12—5预选无缝钢管，则排水管内经

壁厚验算

因此所选壁厚合适。

吸水管径

根据选择的排水管径，吸水管选用无缝钢管。

工况点的确定及校验

管路系统

管路布置参照图6-1所示的方案。这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过二趟管路中任一趟排水。

估算管路长度

排水管长度可估算为

取，吸水管长度可估算为。

管路阻力系数R的计算

沿程阻力系数

吸水管

排水管

局部阻力系数吸、排水管附件及其阻力系数分别列于表6-1、表6-2中。

表6-1吸水管附件及局部阻力系数

吸水管名称

数量

局部阻力系数

底阀

1

3.7

弯头

1

异径管

1

表6-2排水管附件及局部阻力系

水泵出口处排水管：名称

数量

局部阻力系数

弯头

弯头

2

闸阀

2

转弯流三通

1

直三通

4

逆止阀

1

异径管

1

0.5

管路阻力系数:

管路特性方程

新管

旧管

绘制管路特性曲线并确定工况点

根据求得的新、旧管路特性方程，取8个流量值求得相应的损失，列入表6-3中。

表6-3管路特性参数表

50

350

204.18

204.7

205.6

206.85

208.4

210.4

212.7

204.30

205.2

206.7

208.8

211.58

214.9

218.8

利用表6-3中各点数据绘出管路特性曲线如图6-2所示，新、旧管路特性曲线与扬程特性曲线的交点分别为和，即为新、旧管路水泵的工况点。由图中可知：新管的工况点参数为旧管的工况点参数为：，因、均大于0.7，允许吸上真空度，符合《规范》要求。

图6-2

校验计算

排水时间的验算。由旧管工况点验算。正常涌水时