煤矿主排水系统设计汇总

目录

第一章 设计的原始资料 ....................... 2 第一节 原始资料任务 ....................... 2 第二章 选型设计的步骤和方法 ................. 2 第一节 水泵的选型 ......................... 2 第二节 管路的选择 ......................... 4 第三节 校验计算 ........................... 9 第四节 计算经济指标 ...................... 11 参考文献 ................................... 12

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煤矿主排水系统设计

第一章 设计的原始资料和任务

第一节 原始资料任务

某竖井正常涌水量：110m3/h，最大涌水量130m3/h，井筒垂直高度：Hh=243，水处理池高度：Hc=8m，最大涌水期65d，矿水中性，涌水密度1000N/m3，试选择一个可行的排水方案。

第二章 选型设计的步骤和方法

本设计根据煤炭部制定的《煤矿安全规程》及《煤矿工业设计规范》，在保证及时排除矿井涌水的前提下。使排水总费用最小，选择最优方案。

第一节 水泵的选型

根据《煤矿安全规程》的要求，水泵必须有工作、备用和检修水泵，其中工作水泵应能在20h内排出24h的正常涌水量（包括充填水及其它用水）。备用水泵的排水能力应不小于工作水泵排水能力的70%。工作和备用水泵的总排水能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修水泵的排水能力应不小于工作水泵排水能力的25%。水文地质条件复杂或有突水危险的矿井，可根据具体情况，在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另外增加排水能力。

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1、水泵最小排水能力的确定

根据《煤矿安全规程》的要求，工作水泵的能力应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。因此正常涌水时，工作水泵最小排水能力应为

QB=24/20qz=1.2qz=1.2×110m3/h=132m3/h 在最大涌水期，工作和备用水泵必须的排水的排水能力为 QB max=24/20qmax=1.2qmax=1.2×130m3/h=156m3/h 式中 QB—工作水泵具备的总排水能力，m3/h；

QBmax—工作和备用水泵具备的总排水能力，m3/h； qz — 矿井正常涌水量，m3/h； qmax— 矿井最大涌水量，m3/h。 2、水泵所需扬程的计算

HB =Hsy/ηg=（243+8+5）/0.9=284.4m Hsy—排水高度，Hsy=hh+hc+Hx

Hx —吸水高度， 初选Hx=5~5.5m；此处取Hx=5

ηg—管道效率，与排水管敷设倾角a角有关，一般为：当a=90°时，ηg=0.9~0.89；当a>30°时，ηg=0.83~0.8；a=30°~20°时，ηg=0.8~0.77；a<20°时，ηg=0.77~0.74。 3、水泵型号及台数选择

根据计算的 QB、HB，从水泵的技术规格表中初选效率较高的150DM30型水泵。该水泵额定流量Qe=155m3/h，单级额定扬程He=30m，最高效率77%，对应的允许吸上真空度为6.9m。

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（a）正常涌水时水泵工作台数

n1=QB/Qe≥132/155=0.85 取n1=1台

（b）水泵级数

i=HB/He=284.4/30=9.48 取i=10级 （c）备用水泵台数

n2=0.7QB/Qe=0.7×132/155=0.595 取n2=1台

（d）检修水泵台数

n3=0.25QB/Qe=0.25×132/155=0.2125 取n3=1台

（e）最大涌水时工作水泵台数

n4= QBmax/Qe=156/155=1.01 取n4=2台 因为n1+n2=1+1=2 所以n1+n2>n4

（f）水泵总台数 n=n1+n2+n3=1+1+1=3台

第二节 管路的选择

1、管路趟数及泵房内管路布置形式。根据泵的总台数，选用典型的三泵两趟管路系统，一条管路工作，一条管路备用。正常涌水时，一台水泵向一趟管路供水，最大涌水时，只要两台泵工作就能达到在20h内排出24h的最大涌水量，故从减少能耗的角度可采用两台泵向两趟管路供水，从而可知每趟管内流量Qe等于泵的流量。 2、管路系统

管路布置参照图如图1所示的方案。这种管路布置方式任何一

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台水泵都可以经过两趟管路中任意一趟排水。 泵房内管路布置图 3、管路材料。由于井深大于200m，确定采用无缝钢管。 4、排水管内径

排水管直径d′p=0.0188Qe=0.0188155=0.166m

vp2 式中 vp——排水管内的流速，通常取经济流速vp＝１.５～２.２（ｍ／s）来计算。此处选vp＝2m/s

查表2-1，因井深小于400m，选管壁最薄的无缝钢管，外径180mm，壁厚5mm，则排水管内径

dp=（180-2×5）mm=170mm。 5、吸水管直径：

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