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1、平煤天安八矿新副井二水平排水设备设计王任远 张君（平顶山工业职业技术学院，河南 平顶山 467001）摘要：提出了新副井二水平排水设备的设计方案，并对该技术方案进行了分析比较，进行了水泵、管路、电动机、配电及控制选型计算及校验，安全可靠性满足煤矿安全规程的要求。关键词：排水设备；选型计算；安全可靠性A Design of 2nd Level Drainage Facility of the New Auxiliary Mine Shaft in Tianan 8th Coal MineWANG Ren-yuan ZHANG Jun(Pingdingshan Industrial College
2、 of Technology, Pingdingshan, Henan 467001)Abstract: This paper proposes a design of 2nd level drainage facility of the New Auxiliary Mine Shaft. With the analysis and comparison of this design, safety and reliability of the selection calculation and calibration on the pump, pipeline, motor, distrib
3、ution and controlling meet the needs of the Coal Mine Safety Regulations.Key words: drainage facility; selection calculation; safety and reliability.1设计要求二水平正常涌水量750m3/h，最大涌水量1275m3/h，原设计采用一级排水系统，在新副井井底建排水泵房，布置5台PJ200B10型水泵机组，将矿井涌水直接排到地面，排水高度827m (包括地面水处理附加水头和吸水高度)。二水平主排水泵房峒室现已施工建设完毕。2方案比选系统所需的正常排水能
4、力不应小于900m3/h，最大排水能力不应小于1530m3/h。根据煤矿安全规程的有关规定，结合矿井的实际情况，本次设计筛选了两个方案：第一方案，维持原设计不变，选择5台PJ200B10型高扬程水泵，配YB710M1-4型防爆电动机，功率1600kW，电压6kV；第二方案，选择3台PJ200B10型高扬程水泵，配YB710M1-4型防爆电动机，功率1600kW，电压6kV，一级排水。另选择3台PJ200B4型离心水泵，配YB560M2-4型防爆电动机，功率710kW，电压6kV，与一水平现有排水设备组成二级排水系统。第二方案具有可充分利用现有一水平排水设备，二水平排水负荷小的优点，但需配备6台
5、水泵，由于二水平主排水泵房峒室已完工，只能布置5台水泵机组。因此，经技术分析比较后推荐第一方案，即二水平主排水设备选择5台PJ200B10型高扬程离心水泵。3选型设计31 水泵及管路选择计算（1）水泵PJ200B10型多级离心泵5台，2台工作，2台备用，1台检修，配套电机功率1600kW。为减少吸水损失，配备ZPBG型高压喷射泵装置，实现无底阀排水。（2）排水管选择排水管通径dp、管壁厚度S：根据计算，排水管选用325mm无缝钢管4趟，2趟工作，2趟备用，沿新副立井井筒敷设，以套管焊接连接为主，局部采用法兰连接。由于井筒较深，分段选取排水管壁厚：泵房、管子道及井筒最下部230m： 32518m
6、m。井筒下部200m： 32515mm。井筒中部200m： 32512mm。井筒上部200m及地面： 32510mm。吸水管选用3779mm无缝钢管。（3）计算管路特性依据淤积后排水管路特性曲线式H=827+0.00018569Q2，在PJ200B10型水泵性能曲线上作单趟管路特性曲线，二者的交点即为单泵单管工况点M：Q=451m3/s，H=865m，=75.5%。32 排水时间矿井正常涌水时期2泵2管工作，排水能力902m3/s，每天排水时间19.96h；最大涌水时期4泵4管工作，排水能力1804m3/s，每天开泵时间16.96h，均满足煤矿安全规程第二百七十八条的要求。33 电动机校核电动
7、机功率按照煤矿井下排水设计技术规定中关于“选择水泵电动机容量应以管路未淤积情况下的水泵轴功率为基础，并留有一定的富裕系数”的规定进行校核。管路未淤积时，单趟排水管路特性曲线方程为Hz=827+0.00010923Q2，单泵单管工况值为Q=468m3/s，H=851m，=75.5%，所需电机功率：选择YB710M1-4型异步电动机，功率1600kW，电压6kV。34 配电与控制选型根据水泵设备的情况及矿山电力设计规范和煤矿安全规程的要求，二水平中央水泵电源均以双回路电缆供电，其中一回工作，一回备用。电源直接引自二水平井下中央变电所。由于井下水泵电机容量较大已不能采用直接启动。经计算须考虑降压启动
8、方式。又由于该矿属于瓦斯突出矿井，电气设备必须选用防爆产品。因此有两种启动方式可选，一种采用隔爆型电抗器启动装置，一种采用隔爆型软启动装置。采用隔爆型隔爆型电抗器价格较便宜，但占用峒室大，而且1250kW以上容量水泵电机启动装置已无设备。因此，根据该矿情况水泵电机选用加软启动装置启动的启动装备。水泵电机采用加软启动器启动。一台软启动器带一台电机启动。35新副井井底水窝排水设备新副井井底水窝水量为10m3/h，排水垂高36m。选用WQK-5.5型矿用隔爆型潜污潜水电泵2台，其中1台工作，1台备用，配用660V，5.5kW防爆电动机。排水管选用D703.75低压流体输送管2趟。水窝潜水电泵采用QC80-30型矿用隔爆磁力起动器与水窝水泵自动装置配合，能根据清撒斜巷水窝水位自动起停水泵，实现排水自动化。工作水泵故障时，备用泵自动投入运行。4结束语以上设计，通过投入使用，运行良好，提高了生产效率，满足了矿井安全、高产高效生产的要求。作者简介：王任远（1967-），男，河南平顶山人，副教授， 1990年毕业于焦作工学院电气自动化系工业电气自动化专业，现在平顶山工业职业技术学院从事教学工作，在国内不同类型刊物发表论文多篇。通讯地址：河南平顶山市水库路3号院平顶山工业职业技术学院 王任远 邮编：467001 电话：13938669163
