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文档简介
第三节排水设备该矿为斜井开拓,采用一级排水,在副斜井底部+842m标高布置主副水仓并建立水泵房集中排水,在二采区各上山,各运输巷,各回风巷边缘布置排水沟,二采区涌水沿各排水沟自流至一采区主,副水仓。井下所有涌水从+842主,副水仓沿管子道,副斜井直接排至设在地面的井下水处理站。一、设计依据1.根据贵州省核工业地质局提供的《贵州省遵义县习水镇富星煤矿矿区水文地质调查报告》的资料,两个采区涌水量相加得正常涌水量:Q=32.9ma/h,正最大涌水量:Q大=82.12ma/h。考虑到井下消防洒水等因素,设备选型按正常涌大水量Q二37.9m3/h,最大涌水量:Q=87.12ma/ho正大2•排水高度为182m,从+842m排到+1024m。二、选型计算1.正常和最大涌水量时,工作水泵的最小排水能力正常涌水时期所需水泵最小排水能力QBQ二24Q/20二1.2Q二1.2x37.9二45.48(iWh)Br式中:Q—矿井正常涌水量,37.9m3/hor最大涌水时期所需水泵最小排水能力QBmQ=24Q/20=1.2Q=1.2x87.12=104.54(m3/h)Bm rm rm式中:Q—矿井最大涌水量,87.12m3/horm
2.计算水泵所需扬程H二Hp+H+1.7hw+1二182+5+1.7x23.9+1B I 吸二228.6(m)式中:Hp—排水咼度,182mH吸—吸水咼度,5m;吸h――吸、排水管管路损失扬程,经计算h=23.9m;w w1.7——管路於积系数;1---排水口富裕咼度,取1m。利用矿上现有的水泵型号为D85-45X6型水泵3台,流量85m3/h,扬程270m,电压0.66kV。正常涌水时1台工作,1台备用,1台检修。最大涌水时2台工作,1台备用,配套YB-315M-2型电动机,功率为110kwo23.排水管的选型及趟数1)管径计算二:4Q排丫二:4Q排丫3600xxxv| 4x853600x3.14x2=0.123(m)式中:Q询一所选水泵的额定流量,m3/h;额V排—假定管径的流速,取V排=2m/so排排(2)排水管路趟数的确定根据设计规范及省安监局要求,排水管选择Q159x4.5mm无缝钢管一趟作为工作管路,另外敷设一趟®159x4.5的无缝钢管一趟作为备用管路,壁厚为4.5mmo3)吸水管直径计算
D=D+25=123+25=148mm,查表取标准管®159x4.5mm的无缝钢管作为吸排吸水管。4)排水管管壁厚度的校验PD6PD6=g+a
2xR-Pk2X80^+0.2=0.38cm<4.5mm式中:P—管子内部水的压力kgf/cm2,19.2kgf/cm2;①—管子内径cm,15.0cm;R一许用应力,kgf/cm2,对无缝钢管为800kgf/cim;ka—考虑管路受腐蚀及管路制造误差时的附加厚度, cm,对于钢管取0.1-0.2cm;本次取0.2cm;选择®159x4.5mm无缝钢管能满足排水要求。4.管路流速计算(1)排水管流速计算4Q 4x85卩排二 二 =1.34m3/s,流速过小,不经济,应运用关排3605D2 3600x3.14x0.152排小闸阀,使排水管流速在经济流速范围内,取1.85m3/s。式中:D排—排水管内径,0.15m排(2)吸水管流速计算4Q3600^D4Q3600^D2吸=1.34m3/s3600x3.14x0.152式中:D吸—吸水管内径,0.15m吸5.管路扬程损失计算Lv2 585 1.852h二九x-x—二0.0352xx =23.9mwd2xg 0.15 2x9.8排式中:入---水与管壁摩擦阻力系数,查表入=0.0352;
d排---排水管直径,d排=0.15m;v排---排水管流速,v排=1.85m3/s;排排g__-重力加速度,g=9.8m/s2;Lj---管路计算长度,等于实际长度加底阀、逆止阀、闸阀、弯头、异形管j三通等附件的等值长度,为585m;管路计算长度见表4-3-1。表4-4-1管路计算长度表序号项目名称单位数量等值长度m合计等值长度m备注1底阀个000管径150mm2逆止阀个121213闸阀个20.661.324弯头个20.661.325异形管个12.632.636单流三诵个07.8907合流三通个008分流三诵个009直流三通个0010小计2611井筒管道长度m51412管子道管道长度m2013水泵房管道长度m25合计5856.确定水泵行动参数1)建立管网阻力特性方程式根据排水系统运行理论,管网阻力特性方程式如下:H二H+RQ2s式中:H---排水泵所需扬程,m;Hs 水泵吸水管吸水面与排水管出水口咼差,m;Hs=182+5=187m;R 排水系统管道阻力系数;Q 水泵额定流量,m3/h,Q=85m3/h;(1)管路淤积时排水系统管道阻力系数按下式计算;1.7X1.7X23.9852=0.0073式中:符号意义同前管网阻力特性方程式为:H=187+0.0073Q2(2)管路不淤积时排水系统管道阻力系数:R二 二0.0043852管网阻力特性方程式为:H=187+0.0043Q22)作管网阻力特性曲线根据及方程式,在D85-45x6型水泵的性能曲线上按同一比例画作Q-H图得管网阻力特性曲线,见图4-3-1。管路淤积时其工况点参数见表4-3-2。管路不淤积时其工况点参数见表4-3-3。图4-3-1管网特性曲线图型号流量(m3/h)总扬程(m)转速(r/min)电机功率(kW)电机电压(kV)效率%必须汽蚀余量(m)D85-45X680.7274.8295084.60.6671.74.3表4-3-2D85-45X6型多级水泵管路淤积时工况点运行参数表4-3-3 D85-45X6型多级水泵管路不淤积时工况点运行参数型号流量(m3/h)总扬程(m)转速(r/min)电机功率(kW)电机电压(KV)效率%必须汽蚀余量(m)D85-45X688.4259.2295088.20.6671.64.57.水泵工况点运行参数校核(1)经济性校验:水泵的工作点位于工业利用区内,符合经济要求。(2)稳定性校验:由特性曲线可知水泵在零流量时的压头值H二270m,排水系统测地高度H0S二187m,Hs<0.9H,而0.9H二0.9仪70二243m>H二187m稳定工作。00S(3)吸上真空度校核由厂家提供的资料D85-45X6型水泵必须汽蚀余量为4.9,泵工况点汽蚀余量为4.5上真空度符合要求。4)排水时间验算①正常涌水时实际排水时间24xQ
24xQ
Qe24x37.980.7=11.3h<20h,符合要求式中:Q---设计矿井正常涌水量,37.9m3/h;Q—水泵的工况点流量,80.7m3/h。e②最大涌水时实际排水时间24xQ2Qe二24册=13-0h<20h,符合要求式中:Q---设计矿井最大涌水量,87.12ma/h;Q—水泵工况点流量,80.7m3/h;en---最大涌水量时水泵运行台数,n=28.电动机容量的验算(1)管路淤积时=96.4kW<110kWYQH … 1020x80.7x274.8=96.4kW<110kWN=k mm 二1.1xd 3600x102nn 3600x102x0.717x0.98mc电机功率符合要求。式中:Y---矿井水的比重,kg/ma,取1020kg/ma;Q—水泵工况点的流量,80-7ma/h;mH---水泵工况点扬程,m,274.8mmn---水泵工况点的效率,71.7%mn---传动效率,联轴节传动取n=0.98;ccK---电机备用系数,取K=1.1。(2)管路不淤积时:YQHmm 3600x102nnmc二1.1x1020x88.4x259.23600x102x0.716x0.98=99.8kW<110kW电机功率符合要求式中:Y---矿井水的比重,kg/ma,取1020kg/ma;Q—水泵工况点的流量,88-4ma/h;mH---水泵工况点扬程,m,259.2m;mn---水泵工况点的效率,71.6%;mn---传动效率,联轴节传动取n=0.98;ccK---电机备用系数,取K=1.1。根据校核采用厂家配套防爆电动机,其额定功率110kW,满足要求)吨水百米电耗()年电耗QxHx365xtxy80.7x274.8x365x16x1020E二工 工 —二3600x102xqxqx打3600x102x0.717x0.92x0.95工dx式中:水泵运行工况点流量,水泵运行工况点扬程,Y---矿井水的比重,kg/m3,取1020kg/m3;水泵平均每天运行小时数,水泵运行工况点效率,电网效率,取电动机效率,对于大型电机取)吨煤电耗厂 E 574076E=—=—1 A 150000)吨水百米电耗厂 100E 100x574076E= =2365Qx24xH 365x80.7x24x274.8s满足节能要求
矿井已经在副斜井底部+842m布置主,副水仓并设置了水泵房,已经安装
了三台D85-45x6型离心式水泵,其中一台工作,一台备用,一台检修。水泵配套电动机功率为110kW(0.66kV),水泵额定流量为85m3/h,额定扬程为270m。并已经敷设了一趟Ql59x4.5mm无缝钢管作为工作管路,同时敷设了一趟®159x4.5mm无缝钢管作为备用管路,壁厚为4mm。排水管从水泵房经管子道沿副斜井铺设至地面。水泵起动采用QJR型防爆软启动器起动。根据以上计算,该矿井在一采区已经安装的泵房,完全能够满足二采区生产时排水系统的要求。•水仓主水仓长:70m,断面:3.97m2,容量为:277.9m3;副水仓长:60m,断面:3.97m2容量为:238.2m3
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