矿山水泵选型设计

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13.7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10.5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50350204.18204.7205.6206.85208.4210.4212.7204.30205.2206.7208.8211.58214.9218.8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，若采用一台泵一条管路排水，则最大涌水时，采用四台泵三条管路排水，并联等效管的总损失系数为作并联等效管路特性曲线与四台泵并联等效泵的扬程曲线，交点为等效泵工作点。反推可求得每台泵的工况点，以该工况点的流量计算排水时间为：即实际工作时，只要二台水泵同时工作既能完成在20h内排出24h的最大涌水量。经济性校核。工况点效率应满足，。稳定性校核。经济流速的校核。吸水管中的流速排水管中的流速吸、排水管中流