礦山水泵選型設(shè)計(jì)

第6章礦井排水6．1礦井排水系統(tǒng)大坪礦井開(kāi)拓方式為斜井多水平的礦井，第三級(jí)排水從-350水平到-150水平，正常涌水量為30；最大涌水量為70，持續(xù)時(shí)間70d。礦水為中性，重度為10006，水溫為。該礦井屬低沼氣礦井，年常量5萬(wàn)噸。水泵房布置在副井井底車場(chǎng)附近，與中央變電所連接在一起。水泵房與中央變電所之間設(shè)有防爆門分隔，兩道防爆門能防水防火，而且關(guān)閉靈活。水泵房通風(fēng)良好，搬運(yùn)設(shè)備方便。主水泵房設(shè)兩個(gè)出口：一個(gè)出口是斜巷與副井井筒相連，出口底板標(biāo)高高于水泵房底板標(biāo)高；另一個(gè)出口通往副井井底車場(chǎng)。泵房與水倉(cāng)的連接通道內(nèi)設(shè)有控制閘門，在閘門關(guān)閉后，泵房保證有回風(fēng)風(fēng)流。水泵房的底板標(biāo)高高于井底車場(chǎng)軌道面。泵房?jī)?nèi)架設(shè)工字鋼梁，鋪設(shè)軌道，軌道與副井井底車場(chǎng)相連。因礦井第一水平的正常涌水量大于，所以設(shè)有單獨(dú)的吸水井。中央水倉(cāng)分內(nèi)、外水倉(cāng)。水倉(cāng)的總?cè)莘e，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》280條：正常涌水在以下時(shí)，主要水倉(cāng)的有效容量應(yīng)容納的正常涌水量：水倉(cāng)的總?cè)莘e應(yīng)大于，水倉(cāng)的高度應(yīng)大于。6．2排水設(shè)備選型6．2．1水泵選擇根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》條規(guī)定：水泵必須有工作、備用和檢修的水泵。工作泵的能力應(yīng)能在內(nèi)排出礦井的正常涌水量，備用泵的排水能力應(yīng)不小于工作泵排水能力的。工作泵和備用泵的總排水能力應(yīng)能在內(nèi)排出礦井的最大涌水量，檢修泵的排水能力應(yīng)小于工作泵排水能力的。6.2.2選型計(jì)算排水系統(tǒng)的選擇從給定的條件可知，只需要在井底車場(chǎng)副井附近設(shè)立中央泵房，將井底所有礦水集中直接排至地面。水泵的選型水泵的必須排水能力正常涌水期最大涌水期水泵所需揚(yáng)程的估算初選水泵。從泵房產(chǎn)品目錄中選取型號(hào)泵，其額定流量，額定揚(yáng)程。則：工作泵臺(tái)數(shù)，取。備用水泵臺(tái)數(shù)和，故取。檢修泵臺(tái)數(shù)取。因此，共選三臺(tái)泵。d.管路趟數(shù)的選擇以及管路在水泵房中的布置圖根據(jù)設(shè)計(jì)原則，設(shè)置兩趟管路，一趟工作，一趟備用。水泵的管路布置如圖6-1所示圖6-1管路布置管路的選擇管路趟數(shù)及泵房?jī)?nèi)管路布置形式根據(jù)泵的總臺(tái)數(shù)，選用典型的三泵兩趟管路系統(tǒng)，一條管路工作，一條管路備用。正常涌水時(shí)。一臺(tái)向兩趟管路供水；最大涌水時(shí)，只要一臺(tái)泵同時(shí)工作就能達(dá)到在20h內(nèi)排水出24h的最大涌水量，故從減少能耗的角度可采用一臺(tái)泵向兩趟管路供水，從而可知每趟管內(nèi)流量等于泵的流量。管材選擇由于井深遠(yuǎn)大于200m，確定采用焊接鋼管。排水管內(nèi)經(jīng)從表12—5預(yù)選無(wú)縫鋼管，則排水管內(nèi)經(jīng)壁厚驗(yàn)算因此所選壁厚合適。吸水管徑根據(jù)選擇的排水管徑，吸水管選用無(wú)縫鋼管。工況點(diǎn)的確定及校驗(yàn)管路系統(tǒng)管路布置參照?qǐng)D6-1所示的方案。這種管路布置方式任何一臺(tái)水泵都可以經(jīng)過(guò)二趟管路中任一趟排水。估算管路長(zhǎng)度排水管長(zhǎng)度可估算為取，吸水管長(zhǎng)度可估算為。管路阻力系數(shù)R的計(jì)算沿程阻力系數(shù)吸水管排水管局部阻力系數(shù)吸、排水管附件及其阻力系數(shù)分別列于表6-1、表6-2中。表6-1吸水管附件及局部阻力系數(shù)吸水管名稱數(shù)量局部阻力系數(shù)底閥13.7彎頭1異徑管1表6-2排水管附件及局部阻力系水泵出口處排水管：名稱數(shù)量局部阻力系數(shù)彎頭彎頭2閘閥2轉(zhuǎn)彎流三通1直三通4逆止閥1異徑管10.5管路阻力系數(shù):管路特性方程新管舊管繪制管路特性曲線并確定工況點(diǎn)根據(jù)求得的新、舊管路特性方程，取8個(gè)流量值求得相應(yīng)的損失，列入表6-3中。表6-3管路特性參數(shù)表50350204.18204.7205.6206.85208.4210.4212.7204.30205.2206.7208.8211.58214.9218.8利用表6-3中各點(diǎn)數(shù)據(jù)繪出管路特性曲線如圖6-2所示，新、舊管路特性曲線與揚(yáng)程特性曲線的交點(diǎn)分別為和，即為新、舊管路水泵的工況點(diǎn)。由圖中可知：新管的工況點(diǎn)參數(shù)為舊管的工況點(diǎn)參數(shù)為：，因、均大于0.7，允許吸上真空度，符合《規(guī)范》要求。圖6-2 校驗(yàn)計(jì)算排水時(shí)間的驗(yàn)算。由舊管工況點(diǎn)驗(yàn)算。正常涌水時(shí)，若采用一臺(tái)泵一條管路排水，則最大涌水時(shí)，采用四臺(tái)泵三條管路排水，并聯(lián)等效管的總損失系數(shù)為作并聯(lián)等效管路特性曲線與四臺(tái)泵并聯(lián)等效泵的揚(yáng)程曲線，交點(diǎn)為等效泵工作點(diǎn)。反推可求得每臺(tái)泵的工況點(diǎn)，以該工況點(diǎn)的流量計(jì)算排水時(shí)間為：即實(shí)際工作時(shí)，只要二臺(tái)水泵同時(shí)工作既能完成在20h內(nèi)排出24h的最大涌水量。經(jīng)濟(jì)性校核。工況點(diǎn)效率應(yīng)滿足，。穩(wěn)定性校核。經(jīng)濟(jì)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