鲁班山北矿四采区人行下山排水设备选型设计.docx

1 采区情况 22 水泵的选型22.1 水泵房水泵选型22.1.1 按正常涌水量确定排水设备所必须的总排水能力 22.1.2 按排水高度估算排水设备所需要的扬程32.1.3 预选水泵类型、型号及级数 32.1.4 泵房内水泵台数的确定 33 主排水管道选型 43.1 主排水设备排水管路趟数的确定43.2 主排水设备排水管路的布置 53.3 排水管选择 53.3.1 排水管材料的选择 53.3.2 排水管内径计算 53.3.3 管壁的厚度计算 63.3.4 排水管材料外径的确定 63.3.5 排水管中实际水流速度 74 吸水管选择 74.1 吸水管计算内径的确定74.2 吸水管中的实际水流速度85 水泵的工况及电动机选择85.1.1 管路中扬程损失的计算85.1.2 、水泵工况的确定 106 选型结果 10精选文档鲁班山北矿四采区人行下山排水设备选型设计1采区情况四采区人行下山 位于鲁班山井田内巡司背斜以北，其地层产状平缓，倾 角多在15〜20° ,以缓倾斜为主，为一单斜构造，属中等构造类型根据 1: 5000地形地质图综合分析，该斜井工程主要在二迭系上统峨眉山组（P2B）中施工，预计无煤线存在和瓦斯涌出。

地质构造简单岩层产状 351〜200 / 15〜20° , 一般10° Z20 开口标高+456.6m （轨面）；终点标高+150.0m （轨面）水文地质：水文地质条件简单峨眉山玄武岩组（P2B）为裂隙弱含水层， 含水性除构造裂隙带及风化裂隙带较强外，一般含水性较弱，是良好的隔水 层茅口组（Rm）为岩溶强含水层；地表岩溶发育，泉水丰富，并有代表深 层地下水的盐泉、温泉出露遇断层、裂隙发育地段、顶板破碎时普遍会有 滴淋水现象存在在茅口组石灰岩中掘进时注意溶洞积水的威胁主要水源 为大气降雨地表渗透水和溶洞积水预计最大涌水量为810m3/h,正常涌水量270m3/h2水泵的选型根据四采区人行下山初步设计经济性比较，采用直接排水方式进行排水 根据三采区水文地质情况，正常排水量270n3/h ,最大排水量810nVh ;水泵房正常排水量280n3/h ,最大排水量840n3/h2.1 水泵房水泵选型2.1.1 按正常涌水量确定排水设备所必须的总排水能力按《煤矿安全规程》第278条规定a = 24Qh =24 270=324（m3/h）2020式中a 一正常涌水期排水设备所必须的总排水能力(m3/h)Qh—正常涌水量(m3/h)2.1.2 按排水高度估算排水设备所需要的扬程H' =k (H<+HP) =1.2 X(306.6+5)=373.9 (m)式中H'一排水设备所需要的扬程mK 一管路扬程损失系数，斜井中，倾角% >20。

日t K= 1.2-1.25本式中取1.2HX—吸水高度，一般4-5m本式中取5 mH一排水高度，取水泵房到排水口垂高m本式中为306.6 m2.1.3 预选水泵类型、型号及级数水泵选目前国产矿井主排水泵类型200D165作为水泵房排水泵具额定流量为280nVh ,其单级杨程为65m根据排水设备所必须的总排水能力的计算值，在已确定的水泵类型的规 格性能表中选取i= HHji= 3739=5.75 取 6 级65式中H——所选水泵的单级平均扬程，m2.1.4 泵房内水泵台数的确定按《煤矿安全规程》第278条规定，要求矿井主排水必须要有工作、备用和检修的水泵1)工作水泵台数ng =ng式中QzhQe:270 = 0.96选取 1 台280Qzh 一正常涌水量（m3/h）Qe一水泵的额定流量（m3/h）查表取280（m/h）2）备用水泵台数和检修水泵台数按《煤矿安全规程》第278条规定，备用水泵的能力应不小于工作水泵 能力的70%工作和备用水泵的总能力应能在 20h内排出矿井24h的最大涌水量；检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%nb>0.7ng=0.67n/ =Qzi-ng=810-0.96=1.93 Qe280取最大值，备用水泵选用2台。

检修水泵 nj>0.25ng=0.25X 0.96=0.24所以检修水泵选取1台综上所述，水泵房内水泵台数确定为3台（一用两备一检修），型号为200D160参数为Q=280riVh H=365m 电机功率 P=500kw n=1480r/min3主排水管道选型3.1 主排水设备排水管路趟数的确定按《煤矿安全规程》第278条和《煤矿井下排水设计技术规定》第2— 138条规定，矿井主排水管路必须要有工作和备用水管，其中一条出现故障时，其余管路就能在20h内排出矿井24h的最大涌水量，所以确定主排水管路趟数为2趟3.2 主排水设备排水管路的布置3.3 排水管选择3.3.1 排水管材料的选择根据《煤矿井下排水设计技术规定》第 205条规定，当水压超过1.6MPa时，一般选用热轧无缝钢管或焊接钢管所以我矿主排水管路确定选材为20号热轧无缝钢管3.3.2 排水管内径计算-4nQe(m)dp 3600 V ,式中dp一排水管的最佳计算内径mn 一向排水管内同时输水的水泵台数Qe——台水泵的额定流量m 3/hVpj一排水管中的经济流速，根据《煤矿井下排水设计技术规定》般取 1.5—2.2 m/s 取 1.8 m/s1）主排水管内径dp =4 1 280360® 1.8=0.235 (m)根据计算，增大等级考虑，预选主排水管标准外径为402 mm壁厚为12 mm.3.3.3 管壁的厚度计算根据《煤矿工业设计规范》第 2-141条的规定，管壁厚度就分2-3段选择:式中"0.5dn (卜0.4P -1)1.3pdn 一管子内径mm,由预选外径和壁厚而得x-材料许用应力，无缝钢管取 80MPap —管内液体压力，估算值p=0.011HP MPa, HP为排水扬程f 一附加厚度，无缝钢管取1-2mm本式中取2mm1）主排水管壁厚5 =0.5 X 378 ( 80 0.4 3.14-1 ) +2 ,80 1.3 3.14= 0.5 X378X ( 1.035-1 ) +2=8.62 (mm)3.3.4 排水管材料外径的确定由计算内径dP和壁厚S查表，最终确定主排水管标准外径为402 mm壁厚为12 mni3.3.5 排水管中实际水流速度V 二fm/sVp 3600 dp式中Vp 一排水管中的实际水流速度n 一向排水管内同时输水的水泵台数Qe——台水泵的额定流量 dp一排水管的内径 mm 3/h1)主排水管实际水流速度JnnQe_V p 3600 d：28023600 3.14 0.3782=0.7m/s4吸水管选择4.1吸水管计算内径的确定d = 4 4Q (m)dx 3600 Vxj式中dx —吸水管的最佳计算内径 mn 一向排水管内同时输水的水泵台数Qe——台水泵的额定流量 m 3/hV xj —吸水管中的经济流速，根据《煤矿井下排水设计技术规定》条所述原则确定，一般取0.8 —1.5 m/s 取1.2第 2.0.6水泵房吸水管内径:dx =4 280\ 3600 3.14 1.2= 0.287 (m)由计算与查表选出水泵房吸水管外径为 325 mm］壁厚为8 mm4.2吸水管中的实际水流速度= -4Qem/sVx 3600 dx式中Vx—吸水管中的实际水流速度m/sQe ——台水泵的额定流量m 3/hdp—吸水管的内径m水泵房吸水管实际水流速度：Vx ==1.04 m/s4Qe =4 2803600 dx2 — 3600 3.14 0.30925水泵的工况及电动机选择5.1、 管路中扬程损失的计算1)、排水管流动阻力损失2hp=(^?-lr+p'Vp md p2g2h =(0.025 X 1005+7.3) X -0J = 16.8mhp0.3782 9.8式中丫 一排水管沿程阻力系数，查表取0.025"一排水管的总长 m l = l1+l2 + l3+Hp=1005m sinl1一泵房内排水管的总长度，一般取 20- 30nl式中取25 ml2一管子道中管子的总长度，一般取 15- 20nl式中取15 ml3一井口出水长度，一般取15-2003式中取15 mHp一排水高度m% 一井筒倾角，度排水管、名称数量系数渐扩管10.5逆止阀11.7闸阀22X0.26=0.5290弯头44X0.206 = 0.82418弯头10.206 X 18/90 =0.04124弯头10.206 X 4/90 =0.0092转弯三通22X 1.5 =3直流三通10.7共2 bp= 7.3p 一排水管局部阻力系数的和，查表后和值为 7.32）、吸水管流动阻力损失hx小LX +dx2x) ?Vx m2ghx=(0.027 x-8—+4.006) x 1.04- = 0.26 m 0.3092 9.8式中入一排水管沿程阻力系数，查表取0.027lx —吸水管的总长度，一般取8-10R1式中取8 m吸水管、名称数量系数底阀、带滤网13.790弯头10.206渐缩管10.1共2 bx=4.006x 一吸水管局部阻力系数的和，查表后取值为3.73）、排水管路决扬程损失：因为是新铺设管路，不考虑管路淤积使内径缩小引起的附加阻力损失系2hw=hp hx+Vgp mhw =16.8+0.26+0.025 =17.085 m5.2、 水泵工况的确定根据《煤矿井下排水设计技术规定》第 2.0.1条和第2.0.2条规定，水 泵的理论工作点应作三个点（不考虑淤积的一个点和考虑有淤积的两个点） 均应在水泵的工业利用区内。

1）、绘制水泵特性曲线2）、求出管路常数淤积管Ry = 1.7?hw = 1.7 17.085 = 0.000377Qe2802无淤积管Rw = h2 = 17.085 = 0.00022W Qe 28023 ）、绘制管路特性曲线，确定工况点因为是新管路，所以管路曲线方程 H=H+RQ2式中HC——测地高度，HC=HX+HP=316.6m6选型结果综上所述，1）水泵房内水泵台数确定为 4台（一用两备一检修），型号为MD200-65 X5,参数为 Q=280m/h H=365m 电机功率 P=500kw n=1480r/min2）主排水管采用两趟①402X12无缝钢管从水泵房铺设至+450R]。