GB/T 50451-2017 煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范

UDC

中华人民共和国国家标准

GBT504512017

煤矿井下排水泵站及排水管路

设计规范专用

Codefordesignofpumpingstationand

pipelineundercoalmine

人人文库

20170121发布20170701实施

统一书号：155182·0099

定价：13.00元中华人民共和国住房和城乡建设部

联合发布

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中华人民共和国国家标准

煤矿井下排水泵站及排水管路

设计规范

Codefordesignofpumpingstationand

pipelineundercoalmine

GB/T50451-2017专用

主编部门中国煤炭建设协会

：

批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部

：

施行日期年月日

：201771

人人文库

中国计划出版社

2017北京

中华人民共和国国家标准

煤矿井下排水泵站及排水管路

设计规范专用

GB/T50451-2017

☆

中国计划出版社出版发行

网址

：

地址北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

：11C3

邮政编码电话发行部

：100038：（010）63906433（）

三河富华印刷包装有限公司印刷

印张千字

850mm×1168mm1/322.12548

年月第版年月第次印刷

201761201761

人人文库☆

统一书号

：155182·0099

定价元

：13.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话

：（010）63906404

如有印装质量问题请寄本社出版部调换

，

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1449号

住房城乡建设部关于发布国家标准

煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范的公告

《》

现批准煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范为国家标

《专用》

准编号为自年月日起实施原国

，GB/T50451—2017，201771。

家标准煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范

《》GB50451—

同时废止

2008。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版

发行

。

中华人民共和国住房和城乡建设部

人人文库2017年1月21日

前言

本规范是根据住房城乡建设部关于印发年工程建设

《〈2014

标准规范制订修订计划的通知建标号的要求由

〉》（〔2013〕169），

中煤邯郸设计工程有限责任公司会同有关单位在原国家标准

，

煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范的基

《》GB50451—2008

础上进行修订编制完成

。

本规范在修订过程中编制组对部分生产煤矿的排水泵站和

，

排水管路进行了调查认真分析总结和吸取了近年来煤矿排水泵

，、

站及排水管路安装和使用的实践经验特别是矿用潜水电泵在抗

，专用

灾排水系统中的应用注意与相关标准的衔接并广泛征求设计

，，、

生产安全监察和院校等单位的意见经反复研究修改和审查后

、，、

定稿

。

本规范共章和个附录主要内容包括总则术语和符号

64，：，，

泵站型式的选择排水设备及管路选择排水设备及管路布置与安

，，

装供配电控制和照明等

，、。

本次修订的主要内容

：

增加矿井抗灾排水系统的设计原则潜水电泵的布置型式

1.、

相关内容

。

补充人人文库完善排水管路的材质许用应力内容

2.、。

补充完善排水管路试验压力的内容

3.。

修订与近几年颁布的规程规范政策标准不一致的

4.、、、

条文

。

本规范由住房城乡建设部负责管理中国煤炭建设协会负责

，

日常管理中煤邯郸设计工程有限责任公司负责具体技术内容的

，

解释在本规范执行过程中如有新的实践经验或意见请将有关

。，，

·1·

资料寄送中煤邯郸设计工程有限责任公司煤矿井下排水泵站及

《

排水管路设计规范编制组地址河北省邯郸市滏河北大街

》（：114

号邮政编码以供今后修订时参考

，：056031），。

本规范主编单位参编单位主要起草人和主要审查人

、、：

主编单位：中煤邯郸设计工程有限责任公司

参编单位：煤炭工业合肥设计研究院

中煤科工集团武汉设计研究院有限公司

中煤科工集团南京设计研究院有限公司

中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司

煤炭工业太原设计研究院

煤炭工业济南设计研究院有限公司

山西约翰芬雷华能设计工程有限公司

主要起草人：张晓四冯冠学李德春赵书忠邢国仓

专用

孔凡平马中成宋建国宋中扬黄通才

包勇李书兴李定明李惠平梁祖金

韩猛李永强崔汉涛刘海清孙黔茂

主要审查人：何建平刘晓群李玉瑾寇子明李同达

门小莎陈继方

人人文库

·2·

目次

总则

1…………………（1）

术语和符号

2………………（2）

术语

2.1……………………（2）

符号

2.2……………………（3）

泵站型式的选择

3…………（5）

排水设备及管路选择

4……（6）

主排水设备选择

4.1…………（6）

采区排水和井底水窝排水设备选择

4.2………（8）

抗灾排水设备选择

4.3…………专用……………（8）

辅助设备和监测仪表选择

4.4………………（9）

管路阀门及管件选择

4.5、……（10）

排水设备及管路布置与安装

5……………（13）

排水设备布置与安装

5.1……（13）

排水管路布置与安装

5.2……（15）

排水管路支承梁

5.3…………（17）

供配电控制和照明

6、………（18）

井下主排水泵站

6.1…………（18）

抗灾排水系统

6.2……………（20）

附录吸人人文库入式离心泵站的布置

A……………（22）

附录吸入式离心泵站设备安装

B…………（27）

附录钢管路纵向稳定性计算

C……………（30）

附录排水管路支承梁的荷载

D……………（32）

本规范用词说明

………………（34）

引用标准名录

…………………（35）

附条文说明

：…………………（37）

·1·

Contents

1Generalprovisions…………（1）

2Termsandsymbols…………（2）

2.1Terms……………………（2）

2.2Symbols…………………（3）

3Pumpingstationtypeselection……………（5）

4Drainageequipmentandpipelineselection………………（6）

4.1Maindrainageequipmentselection…………（6）

4.2Minepaneldrainageandshaftbottomdrainage专用

equipmentselection………（8）

4.3Asuddeninfluxofminewaterdrainageequipment

selection…………………（8）

4.4Auxiliaryequipmentandmonitoringinstrument

selection…………………（9）

4.5Pipelines，valvesandpipefittingsselection…（10）

5Drainageequipmentandpipelinelayoutand

installation…………………（13）

5.1Draina人人文库geequipmentlayoutandinstallation…（13）

5.2Pipelinelayoutandinstallation……………（15）

5.3Maindrainagepipelinesupportingbeam……（17）

6Powersupply&distributioncontrolandlighting…………（18）

6.1Mainpumpingstationofundercoalmine……（18）

6.2Asuddeninfluxofminewaterdrainagesystem………………（20）

AppendixAPumpingstationofsuctionpumps

layout…………（22）

·2·

AppendixBPumpingstationofsuctionpumps

equipmentinstallation…………（27）

AppendixCSteelpipelinelongitudinalstability

calculation………（30）

AppendixDPipelineloadofsupportingbeam………………（32）

Explanationofwordinginthiscode…………（34）

Listofquotedofstandards……（35）

Addition：Explanationofprovisions……………（37）

专用

人人文库

·3·

1总则

1.0.1为在煤矿井下排水泵站及排水管路设计中贯彻执行国家

煤炭工业的法规和技术政策确保矿井安全生产及所采用的工艺

，

系统和设备等安全可靠技术先进经济合理节能环保制定本

、、、、，

规范

。

1.0.2本规范适用于新建改建和扩建煤矿的下列工程设计

、：

1主排水泵站

；

2采区排水泵站

；

3井底水窝泵站

；专用

4抗灾排水泵站

；

5井下排水管路

。

1.0.3矿井水的处理应比较井下处理的合理性

。

1.0.4当矿井水的值小于时应采取防酸措施

pH5，。

1.0.5煤矿井下排水泵站及排水管路设计除应符合本规范外尚

，

应符合国家现行有关标准的规定

。

人人文库

·1·

2术语和符号

21术语

.

2.1.1井下排水泵站

pumpingstationofundercoalmine

由水泵电动机电气设施管路阀门管件和辅助设备以及

、、、、、

硐室等所构成的井下排水工程的统称

。

2.1.2主排水泵站

mainpumpingstation

用以排除全矿井一个水平或一个分区涌水的排水泵站

、。

2.1.3吸入式离心泵站

pumpingstatio专用nofsuctionpumps

由矿用吸入式离心泵承担排水任务的泵站

。

2.1.4吸入式离心泵与潜水电泵联合泵站

pumpingstationof

suctionpumpscombinedwithsubmersiblepumps

由矿用吸入式离心泵与潜水电泵联合设置共同承担排水任务

的泵站

。

2.1.5正常排水系统

minenormaldrainagesystem

为保证矿井安全生产而设置的能满足排除矿井正常涌水和最

大涌水的排水系统包括水泵电动机电气设施管路阀门管

，、、、、、

件辅助设备硐室和水仓等

、、。

2.1.6抗人人文库灾排水系统

asuddeninfluxofminewater

drainagesystem

为应对矿井水害事故而设置的排水系统包括潜水电泵电气

，、

设施管路阀门管件辅助设备泵井和水仓等

、、、、、。

2.1.7抗灾排水泵站

asuddeninfluxofminewaterdrainage

pumpingstation

为应对矿井水害事故而设置的排水泵站

。

·2·

2.2符号

B泵站硐室宽度

———；

DN公称直径

———；

D管子外径

w———；

D吸水管滤网直径

x———；

G水泵机组总重

———；

H泵井起重设备起吊高度

———；

H泵站底板至起重梁底面或起重机轨面高度

qg———；

H水泵允许的最大吸水高度

smax———；

H管路未淤积时的水泵工况扬程

w———；

H水泵轴中心线至水仓底板的安装高度

z———；

k电动机的富余系数

f———；专用

L泵站硐室长度

———；

N电动机计算功率

———；

p计算管段的最大工作压力

———；

p′水泵安装地点的大气压力

a———；

p′水泵安装地点实际水温的饱和蒸汽压力

v———；

PN公称压力

———；

Q通过配水闸阀的最大流量

p———；

Q管路未淤积时的水泵工况流量

w———；

T管路安装时的环境温度

a———；

T计人人文库算管段的环境极限温度

j———；

σ管材许用应力

[]———；

h水泵样本必需的汽蚀余量

[Δ]———；

η管路未淤积时的水泵工况效率

w———；

η机械传动效率

m———；

·3·

δ计入附加厚度后的管壁计算厚度

———；

δ′管子计算壁厚

———；

φ管子焊缝系数

———。

专用

人人文库

·4·

3泵站型式的选择

3.0.1在满足水泵吸程和通风条件下正常排水系统宜采用吸入

，

式离心泵站

。

3.0.2正常排水系统在下列情况下宜采用潜水泵站

：

1采用吸入式离心泵吸水高度不能满足要求时

，；

2采用吸入式离心泵站导致通风困难泵站温度过高而采

，，，

取降温措施又不经济时

；

3采用吸入式离心泵站噪声超过规定而采取降噪措施又

，，

不经济时

。专用

3.0.3抗灾排水系统应采用潜水泵站

。

人人文库

·5·

4排水设备及管路选择

41主排水设备选择

.

4.1.1主排水泵站的能力应符合下列规定

：

1主排水泵站必须有工作备用和检修水泵

、；

2工作水泵的能力应能在内排出矿井的正常涌水

，20h24h

量包括充填水及其他用水备用水泵的能力不应小于工作水泵

（）；

能力的

70%；

3工作和备用水泵的总能力应能在内排出矿井的

，20h24h

最大涌水量

；专用

4检修水泵的能力不应小于工作水泵能力的

25%；

5水文地质条件复杂极复杂或有突水淹井危险的矿井当

、，

设置防水闸门时可根据情况增设水泵或在泵站内预留安装水泵

，

的位置

；

6工作水泵能力的计算应按备用管路不投入使用且工作管

，

路已淤积情况下的水泵工况排水量为准工作和备用水泵总能力

；

的计算应按全部管路投入使用且管路已淤积情况下的水泵工况

，

排水量为准管路淤积所引起的附加阻力系数可取

；1.7；

7计算泵站能力时如果管路内径不同阻力损失宜分段

，，

计算人人文库

。

4.1.2主排水水泵的选择应符合下列规定

：

1应选用同型号同性能的高效节能产品并宜选用吸入式矿

，

用耐磨多级离心泵

；

2水泵在整个运转期间其工况应位于高效区效率不宜低

，

于

70%；

3吸入式离心泵的安装高度应符合下列条件

：

·6·

HH

z≤smax（4.1.2-1）

p′-p′

H=av-h-h

smaxγ[Δ]Δs（4.1.2-2）

式中H水泵轴中心线至水仓底板的安装高度

：z———（m）；

H水泵允许的最大吸水高度

smax———（m）；

p′水泵安装地点的大气压力

a———（Pa）；

p′水泵安装地点实际水温的饱和蒸汽压力

v———（Pa）；

γ矿井水重度3

———（N/m）；

h水泵样本必需的汽蚀余量

[Δ]———（m）；

h吸水管阻力损失

Δs———（m）。

4当矿井水含沙量超过33时应适当降低吸

5kg/m～10kg/m，

水高度或增大矿井水的计算重度

。

4.1.3如果水泵与管路经各种匹配计算所选专用水泵的扬程和流量

，

仍超过实际需要很多或超出水泵的工业利用区时可根据具体条

，，

件采取下列措施

：

1切削离心泵叶轮并做静平衡试验

，；

2采用变频调速装置降低转速

；

3与厂家协商特殊订货

。

4.1.4水泵电动机功率计算及选择应符合下列规定

：

1电动机功率应按下式计算

：

γ×H×Q

N=k×ww

f××η×η（4.1.4）

人人文库10003600wm

式中N电动机计算功率

：———（kW）；

H管路未淤积时的水泵工况扬程

w———（m）；

Q管路未淤积时的水泵工况流量3

w———（m/h）；

η管路未淤积时的水泵工况效率

w———（%）；

η机械传动效率可取

m———，0.98；

k电动机的富余系数水泵轴功率大于时可取

f———，100kW，1.1；

·7·

水泵轴功率小于或等于时可取

100kW，1.1～1.2。

2电动机选择应符合本规范第章的有关规定并应能承受

6，

额定转速倍的反转转速且历时而无有害变形

1.2，2min。

4.2采区排水和井底水窝排水设备选择

4.2.1采区排水设备的选择应符合下列规定

：

1正常涌水量为3及以下且最大涌水量为3

50m/h，100m/h

及以下的采区可选用台水泵其中台工作台备用可敷设

，2，11，1

条管路工作水泵配合管路应能在内排出采区的正常涌

。20h24h

水量工作和备用水泵配合管路应能在内排出采区的最

，20h24h

大涌水量

；

2正常涌水量大于3或最大涌水量大于3有

50m/h100m/h、

突水危险或有综采工作面的采区应按本规范第条第款

，专用4.1.11～

第款和第条第款执行

44.5.11。

4.2.2井底水窝排水设备的选择应符合下列规定

：

1应设置台同型号水泵其中台工作台备用

2，11；

2水泵排水能力应能在内排出水窝的积水量

20h24h；

3宜根据水窝条件选用矿用潜污泵或泥浆泵

；

4水窝水泵配套的非潜水电动机应选用矿用隔爆型电动机

。

4.3抗灾排水设备选择

4.3.1水文地质条件复杂极复杂或有突水淹井危险的矿井当

、，

井底车场周人人文库围未设置防水闸门时应在正常排水系统的基础上另

，

外安设由地面直接供电控制且排水能力不小于最大涌水量的潜

，

水电泵

。

4.3.2抗灾排水设备的能力应符合下列规定

：

1抗灾排水设备的能力不应小于矿井最大涌水量

；

2抗灾排水设备的能力应以管路淤积时的水泵工况排水量

计算管路淤积所引起的附加阻力系数可取

，1.7；

·8·

3抗灾潜水电泵数量不应少于台可不设备用和检修泵

2，；

4计算抗灾排水设备能力时如果管路内径不同阻力损失

，，

宜分段计算

。

4.3.3抗灾排水设备的选择应符合下列规定

：

1应选用高效节能的矿用潜水电泵潜水电泵应具有全扬程

，

无过载的性能

；

2潜水电泵配套电动机应能承受额定转速倍的反转转

1.2

速且历时而无有害变形

，2min；

3并联运行于同一趟管路的潜水电泵不应超过台且应选

2，

用同型号同性能的产品

。

4.4辅助设备和监测仪表选择

4.4.1引水设备选择应符合下列规定

：专用

1吸入式离心水泵应采用无底阀射流引水方式当水泵台数

；

多经技术经济比较确认合理时可采用真空泵引水

，，；

2射流泵宜以排水管中的压力水作为能源以压缩空气或洒

，

水管中的压力水作为备用能源两者不得同时使用两种能源之间

，；

应装设隔离阀门其压力应按两种能源中压力较大者取值

，；

3当采用真空泵时其台数不应少于台且应互为备用

，2，。

4.4.2起重设备的选择应符合下列规定

：

1井下排水泵站水泵电动机功率大于时应设置起

100kW，

重梁

；

2吸入人人文库式离心泵站水泵总台数超过台或单台电动机功率

5

在及以上时可设置起重机

1600kW，。

4.4.3监测仪表的选择应符合下列规定

：

1排水泵站的水泵出水管上应装设压力测量装置并应符合

，

下列规定

：

1吸入式离心泵采用自动化控制时水泵出水管上应装设

），

数显压力变送器

；

·9·

2潜水电泵出水管上应装设压力变送器且压力变送器应

），

能满足潜水运行的要求

。

2吸入式离心泵的吸水管上应装设真空表

。

3主排水泵站的水泵出水管上宜装设流量计量装置

。

4以上仪表应具有防冲击功能

。

4.4.4排水泵站的干管上应装设放水管和放水阀其直径宜为

，

放水管应伸入吸水井或配水井内

50mm～80mm。。

4.5管路、阀门及管件选择

4.5.1正常排水系统排水管路的直径和趟数应结合水泵选型经

，

技术经济比较确定并应符合下列规定

，：

1主排水必须设有工作管路和备用管路其中工作管路的能

，

力应能配合工作水泵在内排出矿井的正常涌水量工作

20h24h专用；

和备用管路的总能力应能配合工作和备用水泵在内排出矿

，20h

井的最大涌水量

24h；

2管路和水泵的匹配宜采用泵管当水泵需要并联工

，11；

作时应做并联计算趟管路宜并联台水泵最多不宜超过

，12，3

台但应验算泵管且管路未淤积时的电动机功率和水泵吸程

，11；

3台水泵也可并联多趟管路但必须验算电动机功率和水

1，

泵吸程且综合经济效益应明显优于泵管工作方式

，11。

4.5.2排水管路设计应进行水锤计算并应采取消除水锤危害的

，

措施

。

4.5.3吸水人人文库管直径不得小于水泵吸入口直径宜大级级管

，1～3，

内流速宜取

0.8m/s～1.5m/s。

4.5.4抗灾排水管路的排水能力应与抗灾潜水电泵的排水能力

相匹配

。

4.5.5抗灾排水系统宜采用泵管工作方式并应验算泵

21，11

管且管路未淤积时的电动机功率当单台泵流量大于3

。725m/h

时宜采用泵管工作方式

，11。

·10·

4.5.6排水管路宜选用无缝钢管螺旋焊接钢管或直缝焊接

、

钢管

。

4.5.7管材许用应力可按表取值表中未列入的其许用应

4.5.7，，

力可按屈服强度的倍或抗拉强度的倍取值并应圆整

0.40.25，。

表4.5.7管材许用应力（MPa）

螺旋焊接钢管

钢号无缝钢管直缝焊接钢管

双面焊全探伤

（，）

10858579

2010010092

Q295110110100

Q345130130110

Q390140140专用128

Q420160160147

4.5.8排水管路的管壁厚度计算和选择应符合下列规定

：

1钢管管壁厚度应按下列公式计算

：

δ=δ′+c

（4.5.8-1）

p×D

δ′=w

×σ×φ-.+p（4.5.8-2）

2.3（[]64）

cδ′

=0.15（+1）（4.5.8-3）

式中δ计入附加厚度后的管壁计算厚度

：———（cm）；

δ′管子计算壁厚

———（cm）；

c人人文库计入制造负偏差和腐蚀的附加厚度

———（cm）；

p计算管段的最大工作压力

———（MPa）；

D管子外径

w———（cm）；

σ管材许用应力

[]———（MPa）；

φ管子焊缝系数无缝钢管可取螺旋焊接钢管双面

———，1；

焊全部探伤可取螺旋焊接钢管双面焊不探伤

（）1；（）

可取

0.7。

·11·

2若排水高度较大应分段选择管壁厚度

，。

4.5.9排水泵站的阀门选择应符合下列规定

：

1当泵站的操作闸阀符合下列条件之一时宜选用电动闸阀

，

或电动液控闸阀电动液控闸阀不应设液压站

，：

1PN且DN

）≥2.5MPa，≥250mm；

2PN且DN

）≥4.0MPa，≥200mm；

3PN且DN

）≥6.4MPa，≥150mm；

4PN且DN

）≥10.0MPa，≥125mm。

2当水泵采用自动化控制时应选用电动闸阀或电动液控

，

闸阀

。

3水泵的出水管上应装设闸阀和止回阀或微阻缓闭止回阀

；

采用潜水电泵时微阻缓闭止回阀应为防水型

。

4抗灾排水系统为单泵单管时潜水电泵出水管上可不装设

，专用

闸阀

。

5以上各阀门的压力等级不应小于水泵零流量时的压力值

。

6抗灾潜水电泵出水管上装设的操作闸阀必须处于常开状

态当抗灾排水系统的配水巷装有控制阀门时控制阀门必须处于

；，

常开状态

。

4.5.10配水闸阀应操作可靠其直径可根据下式计算

，：

DNQ

≥27p（4.5.10）

式中DN配水闸阀公称直径

：———（mm）；

Q通过配水闸阀的最大流量3

p—人人文库——（m/h）。

·12·

5排水设备及管路布置与安装