矿山排水设备的选择设计.pptVIP

第十一章 排水设备选择设计 选择设计的任务在于自现有产品中选择能够在特定矿井条件下安全、可靠又经济工作的排水设备，并便于操作和维修。 设计时必须遵守《煤矿安全规程》（以下简称“规程” ）和《煤矿工业设计规范》（以下简称“规范” ）的有关规定。 §1 任务和步骤 一、具体任务 选型设计的任务包括 1) 确定排水系统； 2) 选定排水设备； 3) 提出经济核算结果； 4) 绘制泵房、管子道和管子间的布置图。 二、必备的资料 设计时必须具备的主要原始资料有： 1) 矿井开拓方式（水平数）、及服务年限； 2) 各开采水平和井口的标高； 3) 同时开采水平数及各水平正常涌水量和最大涌水量，及其发生的期间； 4) 矿水容重及其物理化学性质（如pH值等）； 5) 准备敷设管路的井筒布置及泵房附近车场的布置图； 6) 矿井供电电压及井下运输轨距等辅助资料； 7) 沼气等级及矿井年产量。 三、选型计算步骤 1) 拟定排水系统； 2) 初步选择水泵； 3) 拟定泵房水泵及管路组合方案； 4) 选择管路； 5) 计算管路特性； 6) 确定排水装置的排水工况； 7) 验算排水时间； 8) 计算允许的吸水高度； 9) 计算必须的电动机容量及电能耗量； 10) 经济核算； 11) 筛选并确定方案， 12) 绘制泵房、管子道及管子间的布置图。 §2 选择排水系统 有两种可供选择的排水系统，一种是直接排水，一种是分段排水。 在相同条件下，前者的水平和泵房数量少，系统简单可靠，基建投资和运行费用少，维护工作量要减少一半以上，需用的人员也少。 对于条件比较复杂的多水平开采矿井，应根据各水平深度，涌水量以及现有水泵的性能等因素，从基本投资要少、易于施工、操作简单和维修方便等方面加以综合考虑，经过技术和经济比较后，确定采用直接排水还是分段排水。 §3 预选泵的型式和台数 《规程》第242条对主排水设备的水泵的要求： 必须有工作、备用和检修的水泵，其中： 工作水泵的能力，应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量（包括填充水和其它用水）。 备用水泵的能力，应不小于工作水泵能力的70％，并且工作和备用水泵的总能力，应能在20小时内排出矿井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%。 水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况，在主要泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另外增设水泵。 《规范》第2-l36条对小涌水量矿井的水泵的规定：对于正常涌水量为50m3/h及以下，且最大涌水量为100m3/h及以下的矿井，可选用两台水泵，其中一台工作，一台备用。 一、工作水泵必须的排水能力 根据有关规定，要求投入工作的水泵的排水能力，能在20小时内排完24小时的正常涌水量，即： (2-48) 又工作水泵与备用水泵的总能力，能在20小时内排完24小时的最大涌水量，即： (2-49) 式中 qz —— 正常涌水量(m3/h)； qmax —— 最大涌水量(m3/h)； QB —— 工作水泵必须的排水能力(m3/h)； QBmax —— 工作与备用水泵必须的排水总能力(m3/h)。 二、水泵必须的扬程 作为估算可认为水泵必须产生的扬程 (2-50) 式中 α —— 干管倾斜敷设时的倾角。 亦可利用管路效率概念，用下式计算 (2-51) 式中 ηg —— 管路效率。对于竖直敷设的管路ηg＝0.9~0.89；对于倾斜敷设的管路，当倾角α＞30°时取ηg＝0.83~0.8，α＝30~20°时取ηg＝0.8~0.77 ，α＜20°时取ηg＝0.77~0.74。 认为管路阻力损失在数值上等于管路长度的10%~12%，即RTQ2=(0.1~0.12)l，又l·sinα=Hc，则 或 三、预选水泵型式 自泵产品样本中，挑选能满足QB和HB的水泵，最好是一台泵就能达到所要求的排水能力。 在满足要求的各型水泵中，优先选择工作可靠、性能良好、体积小、重量轻而且价格便宜的产品。 当矿水的pH值小于5时，应采用防酸水泵。 若采用分段式水泵，当流量能满足要求时，必须的级数为： (2-52) 式中Hi为泵流量QB时的平均单级扬程m。这值由泵