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1、矿井主排水设备选型设计一、井下主排水系统概述本矿井在主斜井井底附近设有水仓及主排水泵站。矿井涌水通过主排水泵站排至地面井下水处理站。设主副水仓各一个。主水仓容量为1000m3，副水仓容量为800m3，目前矿井正常涌水6080m3/h，最大涌水量100 m3/h。现在主水泵房安装有主运行水泵5DA87 75KW一台,备用水泵5DA87 75KW一台，检修水泵5DA85 55KW一台。主水泵房与主井口高差为59.46米，与地面消防水池高差为84.46米，矿井水PH值为7，密度为1045kg/m3。二、矿井涌水量预测 根据山西省煤炭地质公司编制的山西省长治县王庄煤矿生产矿井地质报告（2005年1月）
2、,王庄煤业井下涌水主要来自于顶板裂隙水，井下涌水量预测可采用富水系数法预测。可按下列计算公式预测井下涌水量。即：Q=KP，K=Q0/P0式中：Q0实际涌水量； P0实际生产能力； K富水系数； P 核定生产能力； Q预计涌水量。根据现场调查，矿井实际产量达到1.2 Mt/a时正常涌水量80 m3/h，最大涌水量为130 m3/h。则：K正常=Q0/P0=80/1.2=66.67K最大=Q0/P0=130/1.2=108.33矿井改扩建生产能力达到3.0 Mt/a时，用富水系数法预测井下涌水量：Q正常=KP=66.73.0=200 m3/hQ最大=KP=108.33.0=325 m3/h三、排水
3、设备设计依据正常涌水量：200m3/h最大涌水量：325m3/h主斜井井口标高：+1039.96m泵站底板标高：+980.5m矿井水处理站附加扬程：4.5m矿井地面消防水池附加扬程：25m排水管路长度：225m四、预选水泵一）、选型原则主排水设备必须有工作、备用、检修水泵。其中工作水泵的能力为20小时内排出矿井24小时的正常涌水，备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，但工作和备用水泵的总能力应能在20小时内排出矿井水24小时的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。二）选型计算1、正常涌水期，水泵的排水能力Q0Q1=1.2q21.2200=240m3/h2、最大涌水期，水
4、泵的排水能力QQ2=1.2qmax=1.2325=390m3/h3、水泵杨程HB=HC(1+)=116.3121.6m式中为干管倾斜敷设倾角20HC为水泵扬水高度，HC=井深+井底车场与最底吸水面标高差+排水管出口高出井口高度=60+5+25=90m4、预选水泵根据计算初选水泵型号MD280-433型或MD450-602或D280-433或D280-652，流量280m3/h,配电机YB315m2-4型，功率160KW，转速1480r/min，电压660/1140V。5、水泵台数确定正常涌水量期间水泵台数Zr1=0.86最大涌水量期间所需水泵Zr2=1.39对于正常涌水量大于50m3/h的矿井
5、，其主排水设备必须有工作、备用和检修水泵，选用3台水泵，1台工作水泵，1台备用水泵，1台检修水泵，流量均为280m3/h。6、正常涌水量期间一昼夜内水泵工作时间T2=17.1h7、排水管路选型及管路布置根据各涌水期投入的水泵台数，可选用二级管路正常涌水期一台水泵可用一趟管路，最大涌水期间2台水泵工作，可1台备用管路，共2趟管路并联排水。1)计算排水管径根据管径承受的水压，对于敷设深度超过200m的排水管路需要采用无缝钢管。结合实际情况，主斜井斜长225米，倾角20，所以选用无缝钢管。按经济流速1.75m/s计算排水管内径dg=0.238m选用标准管件内径250mm。2)排水管实际流速Vd=1.
6、6m/s3)吸水管内径通常吸水管管径比排水管管径大25mm，以降低流速，减少损失取较大的吸水高度。此时吸水管内径为Ds=dg+25=250+25=275mm吸水管流速Vg=1.3m/s.选用309无缝钢管。4）计算管路实际所需扬程估算管路附件扬程为10m，管路损失扬程为7m,管路实际所需扬程为：H=Ha+Hs+(10-17)=60+30+(10+7)=107m根据计算扬程在选择水泵时应比计算值大5%8%。即H=1071.05=112.35m5）计算排水管管壁厚度=+a式中dg标准管内经，cmRK许用应力，取管材抗拉强度的40%,无链钢管RK=80mPa。Pg管路最低点的压力MPa取80。a考虑
7、管路受腐蚀及管路制造有误差时的附加厚度，无缝钢管a取0.10.2cm。P管内部液体压力，取4=+a=+0.17.4mm选用管壁厚度为8mm无缝钢管故选用2508无缝钢管。6）水泵工况点确定（1）水泵级数Xa=2.72.8选用3级（2）确定水泵工况点R=0.00005按H=43+0.00005Q2在水泵特性曲线图上绘出管路特性曲线，得Q1230m3/h,H1=138,1=76%。（）电动机容量水泵轴功率N=116KW电动机容量Ne=k=1.2=142KW（4）水泵每年耗电量E式中d-电动机效率，取0.9；x-电网效率，取0.95；t-平均每天运转小时数；矿井水的密度，E=8.4510KW.h三）、主水泵型号确定按以上同样的计算过程，得出MD450-602每年耗电量为8.710KW.h，效率为0.68；D280-433每年耗电量为8.4510KW.h，效率为0.76；D280-652每年耗电量为1.13106，效率为0.65。比较以上四种水泵，MD280-433型水泵耗电量最少，效率最高，故选用MD280-433型多级耐磨离心泵台。1
