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1、个人收集整理 勿做商业用途题目:陈四楼煤矿北十采区设计方案摘 要通过对河南龙宇能源陈四楼煤矿北十采区设计方案、北十采区水文地质、生产系统设计、回采设计和排水设备的选择原则进行分析,按照煤矿安全规程和有关要求,对陈四楼煤矿北十采区排水设备选择进行设计和计算，使排水设备满足采区正常涌水量和最大涌水量时的防灾需要，加强采区防治水措施落实，保证采区生产安全，并做到经济合理，为采区回采效益最大化提供保障。关键词：采区排水 设备选型 泵房设计目 录1 概况1 1.1矿井概况1 1.2 北十采区地质概况22 排水装置的选择设计原则3 2。1排水系统的选择3 2。1.1单一水平开采的排水系统3 2.1。2多水
2、平同时开采的排水系统3 2.2水泵房内装置的布置4 2.3选择计算中的某些问题5 2.3.1关于沿程阻力损失系数的选择5 2.3.2计算管壁厚度的近似式5 2.3。3经济管速和流速6 2.4排水装置的选择6 2.5按耗能最少原则选择排水装置9 2。6排水设备技术经济指标93 矿井排水设备10 3.1矿井排水设备的组成10 3.2对排水设备的要求11 3.3离心式水泵的主要组成和工作原理12 3.4 D45060型离心式水泵介绍134 北十采区排水设备选择设计17 4.1排水系统的选择17 4。2预选泵型和台数17 4。3排水系统17 4。4-470排水系统设计174.4.1水泵选型184。4。
3、2 排水、吸水管选择184。4。3 水泵工况194.4.4 校验计算204。4。5 排水设备技术经济指标204。4。6 供风、供水系统205 总结23参考文献24致谢 25第 31 页1概 况1.1矿井概况陈四楼煤矿是永城煤电(集团)公司的第一对矿井，于89年12月开工建设，97年11月6日移交生产,矿井设计生产能力240万吨，采用立井单水平上、下山开拓，矿井可采储量20180万吨，其中二煤为11665万吨，三煤组为8515万吨.主采煤层为二2煤层，煤层生产能力34t/m2。水平运输大巷布置在- 440水平,大致沿二煤层开拓,主要运输方式为胶带运输。矿井初期采用中央并列式通风,煤层之间采用“上
4、行开采顺序。现生产采区为南一、南七、北四采区，正在准备的有南五、南三采区.1.1.1提升系统主井：直径5。00米，井深499.3米,绞车型号：T14/30028型绞车一台，电机功率为2600(Kw)，箕斗容量为23.2（t),提升能力为23。5吨/次。副井:直径6。5米，井深501米,绞车型号:JKMD3。5/4（)型4绳绞车一台，电机功率：1150(Kw)，提升容器为一对1。5（t)双层四车罐笼。1。1。2井下运输主运输：DX钢丝绳芯强力胶带输送机,输送能力1350（t/h)，电机功率280(Kw).辅助运输:架线电机车轨道运输.2K76250型架线电机车2台,蓄电池电机1台，矿车为MG1.
5、7-6A型1。5吨固定箱式矿车.1.1.3排水系统矿井正常涌水量894(m3h),最大涌水量1627（m3h）.安装台580609型水泵，配备Y5004型电机，功率1250(Kw)；排水管路两趟，为42610和42614无缝钢管，一趟工作,一趟备用.1.1。4通风系统中央风井直径5.0米,井深406.3米.安装4-730228F风机台，额定风量:631800（m3h）。配备1250-101430型电机，功率1250(KW),电压6000(V)，转速 599（ rmin）.1。1.5井下供电由地面110千伏变电站引根电缆至井下,其中主井根，两根至 -370变电所，一根至南一变电所，另两根由副井引
6、入副井底中央变电所。1.2北十采区地质概况1.2.1地层本区揭露的地层自下而上有上石炭统太原组，厚度93164/149m,山西组厚度90130/117.62m，二叠系下石盒子组， 厚度6595/81m，上石盒子组, 厚度85132/109m，石千峰组,厚度1750/33m，新生界地层，厚度274374/332m ,主要含煤地层有太原组、山西组和下石盒子组。太原组地层由深灰色灰岩、灰色泥岩、砂质泥岩、细砂岩及煤层组成，含煤57层,均不可采,本组含灰岩11层，编号为111，其中L2、L8、L11厚度稳定，分别为10m、12m、2.4m,可作为本段主要标志层。山西组地层由泥岩、砂质泥岩、砂岩及煤层组
7、成，含煤三层，其中二2煤层为本区主可采煤层，该煤层赋存于本组地层中部，该组地层与下伏石炭系上统太原组呈整合接触，二2煤下距L11灰50。98米，与上覆下石盒子组呈整合接触，二2煤上距下石盒子组铝质泥岩52.09m。下石盒子组地层由深灰泥岩、砂质泥岩、浅灰色砂岩及煤层组成，含煤57层，局部可采有三层，编号为三1、三22、三4由于岩浆侵入及天然焦发育，灰分高,目前暂不开采。1.2。2煤层本区开采煤层为二2煤，煤层为灰黑色，似金属光泽，上部块状，中下部粒状，透镜状构造，煤岩组分以亮煤、镜煤为主，半亮型及光亮型煤，煤层镜煤组反射率为2。89，属无烟煤。本区二2煤层煤厚变化为0。5m3.5m，平均煤厚2
8、。60m，结构简单。 1.2.3构造根据精查勘探及邻区三维地震勘探、本区地质褶皱构造较复杂，地层整体上呈东北抬起西南隐伏的单斜构造，在此基础上发育有次一级的宽缓的褶皱构造,分别是近南北向的周庄向斜、李古同背斜,高六湾向斜，该区地层倾角一般3220，平均为100，但不同的构造部位地层倾角有所差异，东部煤层露头及周庄向斜东翼地层倾角较陡，为1122/160，周庄向斜西翼及高六湾向斜的东翼地层倾角较缓，为810/90，李古同背斜附近地层倾角最缓，为3/50。1。2。4水文本区充水因素为煤层顶底板砂岩水及太原组灰岩水，煤层顶板砂岩厚33.5米,富水性一般，以消耗静储量为主，为二2煤直接充水含水层，工作
9、面回采时涌水量由小至大再变小，呈抛物线线衰变。太原组含水层厚度为20.11m，水位标高-15m，开采煤层标高-320-590，水压为3.055.75MPa,为主要的间接充水含水层。预计正常涌水量40m3/h，最大涌水量120m3/h.1。2.5其它开采技术条件1、瓦斯陈四楼矿瓦斯含量较低，且为吸附型瓦斯，属低瓦斯矿井，本区煤层中瓦斯含量一般低于1cm3/g，属于CO2-N2带，但局部地点有瓦斯富集现象，在高六湾向斜及F18断层的6919钻孔附近，瓦斯含量达3。205 cm3/g，属于CH4带.2、煤尘 据本井田可采煤层煤尘爆炸性试验,在F18以北块段煤尘均无爆炸性.3、煤层自燃据着火温度降低法
10、测试，本井田整体上二2煤着火温度T25,为不自燃发火煤层,但该块段西部高六湾向斜局部地点6919钻孔附近的着火温度T33，属可能自燃煤层。4、地温整体上在同一等高线上李古同背斜地温最高，东部周庄向斜地温最低，该区开采煤层的范围内地温均小于31。5、地压 该区煤层顶板岩石以泥岩为主，抗压强度平均为367Kg/cm2,普氏硬度平均3。7,底板泥岩抗压强度平均为261Kg/cm2,普氏硬度2。6，据据相邻采区资料,在断层构造附近及直接顶发育地段压力集中,巷道易于变形，本区在向斜直接顶发育压力较大，对巷道工程有较大影响。2 排水装置的选择设计原则2。1排水系统的选择根据矿井深度,开拓方式和各水平涌水量
11、的大小可以选择不同的排水系统。通常采用的排水形同有单一水平开采的排水系统和多水平同时开采的排水系统两种.2.1.1单一水平开采的排水系统一个水平开采时，通常是聚集全部坑道的水于井底车场附近的水仓中，而后由排水装置将水直接排至地面。即使有几个矿井，若涌水量较小,也可以利用朝同一个方向的坡度集中到一个矿井并采用上述系统排水。这种系统的最大优点是设备集中，便于管理。当井筒较深，一台水泵产生的扬程不能满足排水需要时,就必须采用水泵串联工作或分段排水.设置在同一水泵房内的两台水泵直接串联时，若其正常工作的转向是相反的,而且有功率足够大的两端出轴的电动机同时拖动两台串联工作的水泵。否则，只能采用两套独立的
12、水泵机组串联工作。在后者情况下必须调整好两台水泵的工况.无论那一种情况都必须增加在高压下工作水泵的外壳强度和填函密封的能力。有两种分段排水方案可供选择.一是间隔串联排水，设置中间水泵房,但不设置中间水仓,上、下水泵间隔串联工作。该方案操作程序复杂，而且处于下部的水泵仍有受到全部水柱压力的可能，唯一的优点就是不需要中间水仓。二是设置中间水仓,完全分段，上下雨套装置彼此独立，各自只是受到各自的水柱压力,缺点是需要设置中间水仓.对于延深的矿井，若有中间水仓可用,则采用该方案，比前者更可靠.至于哪一种方案的经常运行费用低一些，可以通过实际情况的核算来确定。2。1。2多水平同时开采的排水系统对于两个以上
13、水平同时开采的排水系统，有以下几种方案供选择.一、各水平分别排水在各水平分别设置各自的排水装置并将水直接排至地面。此方案的优点是各装置互不干扰，缺点是各水平都有主排水装置，井筒中管路多。二、分段排水上水平设置主排水装置，下水平设置辅助排水装置,下水平的水首先排至上水平水仓,而后由上水平的主排水装置将两水平的水排至地面.此方案的优点是只在一个水平安装大型排水装置,井简中只有两套排水管路，而且当过渡到开采下一个水平时，辅助排水装置容易移动;缺点是两套装置之间有干扰，上水平装置因故停止运转时，两水平都有被淹没的危险。此系统常用于下水平涌水量较小和开采具有下山井田的缓倾斜煤层的矿井中。三、集中排水放上水平的水到下水平，而后由装在下水平的装置集中排至地面。此方案适用于上水平水量少，以至于无必要单独安装排水装置的情况。优点是只有下水平有排水装置,故基本投资少；缺点是放水
