礦井主排水設備選型_畢業設計說明書(文件)

　

【正文】 26 水倉容量的確定 .................................................. 27 第四章 節能方案設計 ................................................ 28 無底閥排水 .......................................................... 28 “綠色”流水通道 .................................................... 28 “綠色”流水通道的設計目的 ...................................... 28 “綠色”流水通道 的設計 .......................................... 29 配水閥門的改造 .................................................. 29 擋水墻的施工 .................................................... 29 使用效果 ........................................................ 30 水倉自動清挖 ........................................................ 30 水倉清挖常用的幾種方法 .......................................... 30 ..................................... 31 水倉清挖工藝流程圖 .............................................. 32 工作原理 ........................................................ 32 應用效果 ........................................................ 32 水泵高壓群控軟啟動 .................................................. 33 群控軟件啟動裝置的啟動程序 ...................................... 33 群控高壓軟啟動的技術特點 ........................................ 34 結 束 語 ........................................................ 35 致 謝 ........................................................... 36 參 考 文 獻 ....................................................... 37 平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 1 第一章 礦井概況 礦井簡介 該礦井屬于某煤田 —— 河流區域，最高海拔 +170 米左右，平 原最低標高 +110 左右，井田內多為緩崗丘陵，堆積平原和玄武巖地相間，該河蜿蜒蛇曲，橫貫井田南部為老年期河流，沿河兩側有大片沼澤濕地，河寬 10～ 15 米，坡度 %河深 1～ 2 米，平均流量 米 3/秒，最小流量 米 3/秒，最大流量（暴雨后） 米 3/秒。 侏羅系含水帶 從水文地質條件和地貌來看，西部為補給區，東部為排泄區，當地下水流到大中溝時，在低洼處 ，形成上升泉排泄于地表，東區侏羅系含水帶劃分為： 平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 2 1）裂隙含水帶，分布在 120 米以上，主要由中粗沙層組成，強化風隙含水帶裂隙發育，含水豐富。 2）地質構造對礦床充水的影響，主干斷層 F10 伴生幾條高度正斷層，是溝通第四系含水層的煤系地層，含水層的良好通道，容易對礦井造成突然涌水和增大涌水量。 8）付井筒直徑： 6M 9）主井筒直徑： 5M 10）開采水平： 150M 11）沼氣等級：低 12）礦井供電電壓： 6000V 13）礦井最大涌水量持續時間： 70h 排水系統的確定 礦井的排水系統分為：直接排水和分段排水 直接排水系統的特點：具有泵房少，系統簡單可靠，基建投資和運行費用少，維 護工作量小，需要的人員少。 水泵的選型與設計 根據《煤礦安全規程》的要求，主要排水設備必須有工作水泵、備用水泵和檢修水泵。水文地質條件復雜的礦井，可根據具體情況在主水泵房內預留安裝一定數量水泵的位置，或另增設水泵。 工作水泵的排水能力 水泵必須具備的總排水能力，根據《煤礦安全規程》的要求，在正常涌水期，工作水泵具備的總排水能力為： hmqQB z /5 1 04 2 520242024 3???? 在最大涌水期，工作和備用水泵具備的總排水能力為： hmqQ B /9 9 08 2 520242024 3m a xm a x ???? 式中： BQ — 工作水泵具備的總排水能力， hm/3 ； maxBQ — 工作與備用水泵具備的總排水能力， hm/3 ； zq — 礦井的正常涌水量， hm/3 ； maxq — 礦井最大涌水量， hm/3 。 備用泵臺數 12 ???? nn ，取 22?n 。 2）、水泵型號的選擇 根據計算的工作水泵排水能力，初選水泵。正常涌水時，二臺泵向二趟管路供水；最大涌水時，只需要三臺泵同時工作就能達到 20h 內排出 24h的最大涌水量，故從減少能耗的角可采用三臺泵向三趟管路供水，從而可知每趟管路內流量Qe 等于泵的流量。 從表 預選Φ 325 13 無縫鋼管，則排水內徑 pd =（ 3252 13） mm =299mm 平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 8 表 熱軋無縫鋼管 （ YB23170） 外徑/mm 壁厚 /mm 外徑/mm 壁厚 /mm 外徑 /mm 壁厚 /mm 89 ～ 146 ～ 273 ～ 95 ～ 152 ～ 299 ～ 102 ～ 159 ～ 325 ～ 108 ～ 168 ～ 351 ～ 114 ～ 180 ～ 377 ～ 121 ～ 194 ～ 402 ～ 127 ～ 203 ～ 426 ～ 133 ～ 219 ～ 459 ～ 140 ～ 245 ～ 480 ～ 常用壁厚尺寸系列 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 25 28 30 32 36 40 50 56 60 63 70 75 平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 9 壁厚驗算 p0 .40 .5 d 11 .3p Cp??? ?????? ? ?????? 8 0 0 .4 0 .0 1 1 5 8 2 .20 .5 2 9 .9 1 0 .1 58 0 1 .3 0 .0 1 1 5 8 2 .21 .2 5 c m 1 .3 c m??? ? ?? ? ? ???? ? ????? 式中 pd —— 所選標準內徑 z? —— 管材許用應力。吸水管壁厚不需要驗算。 選擇排水管 因為管徑的大小涉及排水所需的電耗和裝備管道的基本投資，若管徑偏小，水頭損失大，電耗高，但初期投資少； 圖 泵房管路布置圖 若管徑選擇偏大，水頭損失小，電耗低，所需的初期投資費用高。 — 排水管內徑， m ； gQ — 通過管子的流量， hm/3 ； p? — 排水管內的流速，經濟流速取 smp /~?? 從標準 YB231— 70 鋼管規格表中預選 7245?? 鋼管，則排水管內徑mmd p 2 3 1722 4 5 ???? 。 ?? pdxd ~)~( ??? 由 xd39。任何一臺水泵都可以經過三趟管路中任一趟排水，（如圖 所示）。 圖 管路布置圖 平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 13 表 吸水管路附件其阻力系數 吸水管附件名稱 數 量 系 數 值 底 閥 1 90176。 表 13/ ??hmQ 100 150 200 250 300 350 mH/ 294 利用表 中各點數據繪出管路特性曲線（如圖 所示）， 平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 15 圖 管路特性曲線與泵特性曲線 管路特性曲線與揚程特性曲線的交點 M，即為工況點，由圖中可知，工況點參數為hmQM /328 3? ， mHM 420? ， ?M? ， mHsM ? ， kWNM 520? ，因 M? 大于 ，允許吸上真空度 mHsM ? 符合《煤礦井下排水設計技術規定》要求。 阻力系數 Rt 的計算 沿程阻力系數 平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 17 吸水管 λ x = = = 排水管 λ p = = ()= 局部阻力系數 吸、排水管及其阻力系數分別列于表 、表 中 表 吸水管附件及局部阻力系數 附件名稱 數量 局部阻力系數 底閥 1 90。 管路特性方程 新管 2 5 21 2 6 6 1 3 . 8 7 1 1 0sy K R Q Q?? ? ? ? ? ? ? ? ? 舊管 2 5 22 2 6 6 1 . 7 3 . 8 7 1 1 0sy K R Q Q?? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 K—— 考慮水管內徑由于污泥淤積后減小而引起阻力損失增大的系數，對于新管 K=1，對掛污管徑縮小 10%，取 K=，一般要同時考慮 K=1 和 K= 兩種情況，俗稱新平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 19 管和舊管。由圖中可知：新管的工況點參數為 QM1=522m3/h,HM1=538m,η M1=,HsM1=,NM1=980KW；舊管的工況點參數為QM2=500 m3/h， HM2=547m,η M2=,HsM2=,NM2=960KW，因η Mη M2 均大于 ，允許吸上真空度 HsM1=，符合《規范》要求。 3）穩定性校核 Hsy =524≤ = 700=630m 4）吸水管中流速 1 22 522 / 1 . 6 5 /9 0 0 9 0 0 0 . 3 3 5MxxQv m s m sd??? ? ??? 排水管中流速 122 522 / 1 . 9 3 /9 0 0 9 0 0 0 . 3 0 9Mp pQv m s m sd??? ? ??? 吸、排水管中的流速在經濟流速之內，故滿足要求。 由工況點驗算排水時間 正 常涌水期和最大涌水期每天必須的排水時間為 hQqTz Mz 82 42 524241 ????? ? hQnn qT M 99024)( 24 21 m a xm a x ?????? 式中： KQ — 工況點流量 sm/ Zq — 正常涌水量 nm/3 maxq — 最大涌水量 nm/3 無論正常涌水期和最大涌水期，每晝夜的排水時間均不超過 20 小時，符合《煤礦井下排平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 23 水設計技術規定》規定。 miHH c 0 ????? 4 、計算允許吸水高度 取 Papa ?? ， Papn ?? ， 33 / mN??? ，則允許的吸水高度為： 2452 )1( mxxxxnaxmx Qdxd lgppHH ?????????? ????? ])3600328()( )( [ 24 45234 ???????????? ? ? 電動機功率計算 根據工況參數，可算出電機必須的容量為： MMMdd HQKN ?? ??? 36 0010 0039。 泵房設有兩個出口，一個與井底車場連通的水平通道，這個通道設一個即能防火又能防水的密封門 ，另一個通道用斜巷通到付井井筒，其出口高度高出井底車場 8 米，泵房的地面高度應高出井底車場 米，并向吸水井側有 1%的下坡。 泵房的長度： )1(39。 ???? nlnLL )16( ????? 平 頂 山工 業職業 技 術學 院 畢業設計說 明 書 （ 論 文 ） 26 泵房的寬度 321 bbbB ??? 式中： 1