矿井主排水设备选型_毕业设计说明书(编辑修改稿)

矿井主排水设备选型_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

程》的要求，主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。 工作水泵的能力 应能在 20h 内排除矿井 24h 的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。 备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的 70%，并且工作水泵和备用水泵的总能力，应能在 20h 内排出矿井 24h 的最大泳水量。 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水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另增设水泵。 排水管路必须有工作和备用水管。 工作水管的能力应能配合工作水泵在 20h 内排完 24h的正常涌水量。 工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵 在 20h 内排出矿井 24h的最大涌水量。 工作水泵的排水能力 水泵必须具备的总排水能力，根据《煤矿安全规程》的要求，在正常涌水期，工作水泵具备的总排水能力为： hmqQB z /5 1 04 2 520242024 3 在最大涌水期，工作和备用水泵具备的总排水能力为： hmqQ B /9 9 08 2 520242024 3m a xm a x  式中： BQ — 工作水泵具备的总排水能力， hm/3 ； maxBQ — 工作与备用水泵具备的总排水能力， hm/3 ； zq — 矿井的正常涌水量， hm/3 ； maxq — 矿井最大涌水量， hm/3。 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 5 水泵所需扬程的估算 由于水泵和管路均未确定，因此就无法确切知道所需的扬程，一般可由下面公式来进行估算： mHH gCB 4135150   式中： BH — 水泵扬程， m ； CH — 测地高度，一般取 CH 井底与地面标高差 4 ， m ； g — 管路效率。 当管路架设在斜井，且倾角  20~30a 时， ~g ； 初选水泵的型号 依据计算的工作水泵排水能力 BQ 和估算 的所需扬程 BH 及原始资料给定的矿水物理化学性质和泥砂含量，从泵产品样本中选取 200MD— 43 6 型矿用耐磨离心泵，其额定流量hmQ /288 3 ，额定扬程 mHe  ，转数 min/1480r ，电机功率 kW315 ，效率高达 %80。 则： 工作泵台数 28 851 01  eBn，取 21n。 备用泵台数 12  nn ，取 22n。 检修泵台数 13  nn ，取 13n 水泵总台数 5122321  nnnn 台 水泵所需扬程计算 由于水泵和管路均未确定，无法确切知道所需的扬程，所以需进行估算，即 5 0 0 2 0 45 8 2 . 20 . 9syB gHHm   式中 BH —— 估算水泵所需扬程， m ； 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 6 syH —— 侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取 syH =井底与地面标高差 +4（井底车场与吸水井最低水位距离）， m ； g —— 管路效率。 当管路在立井中铺设时， g =～ ；当管路在斜井中铺设，且倾角  30 时 , g =～ ；  ＝ 30 ～ 20 时， g ＝ ～ ；  ＜ 20 时， g ＝ ～。 水泵的型号及台数的确定 1）、水泵的级数确定 5 8 2 . 2 8 . 3 270BiHiH   取 i =8 级 式中 i—— 水泵的级数； iH —— 单级水泵的额定扬程， m。 2）、水泵型号的选择 根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。 从水泵产品目录中选取 D450600 10 型号泵，额定流量为 450m3/h，额定扬程为 600m。 则： 1564 1 .2 5450BeQn Q   工作泵台数取 n1=2 备用水泵台数 n2≥ = 2= 和 n2≥ Qmax/Qen1= 900/4502=0 取 n2=2 检修泵数 n3≥ n1= 2=，取 n3=1 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 7 因此，共选 5 台泵。 管路的选择 管路趟数及泵房内管路布置形式 根据泵的总台数，选用典型五泵三趟管路系统，二条管路工作，一条管路备用。 正常涌水时，二台泵向二趟管路供水；最大涌水时，只需要三台泵同时工作就能达到 20h 内排出 24h的最大涌水量，故从减少能耗的角可采用三台泵向三趟管路供水，从而可知每趟管路内流量Qe 等于泵的流量。 管材的选择 由于井深远大于 200m ，确定采用无缝钢管。 排水管内径 39。 4 4 5 00 . 0 1 8 8 0 . 0 1 8 8 0 . 2 6 9 ~ 0 . 3 2 63 6 0 0 1 . 5 ~ 2 . 2p ppd m mvv    式中 pd —— 排水管内径， m ； Q—— 排水管中的流量， 3/mh； pv —— 排水管内的流速，通常取经济流速 pv ＝ 到 （ｍ／ s）来计算。 从表 预选Φ 325 13 无缝钢管，则排水内径 pd =（ 3252 13） mm =299mm 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 8 表 热轧无缝钢管 （ YB23170） 外径/mm 壁厚 /mm 外径/mm 壁厚 /mm 外径 /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 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 9 壁厚验算 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 —— 所选标准内径 z —— 管材许用应力。 焊接钢管 z =60MPa，无缝钢管 z =80MPa； p—— 管内水压，考虑流动损失，作为估算 11pa  ； C—— 附加厚度。 焊接钢管 cm ，无缝钢管 ~ cm。 所选标准壁厚应等于或略大于按上式计算所得的值。 吸水管壁厚不需要验算。 因此所选壁厚合适。 吸水管管径 据根选择的排水管径，吸水管选用Φ 351８无缝钢管。 验算流速 22450 1 . 4 2 /3 6 0 0 3 6 0 0 0 . 3 3 544x xQv m sd     排水管路的确定 管路趟数 根据泵的总台数，在满足《煤矿安全规程》的前提下，在井筒内布置以不增加井筒直径平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 10 的原则，选用典型五泵三趟管路的布置方式（如图 所 示），其中二条管路工作，一条管路备用。 选择排水管 因为管径的大小涉及排水所需的电耗和装备管道的基本投资，若管径偏小，水头损失大，电耗高，但初期投资少； 图 泵房管路布置图 若管径选择偏大，水头损失小，电耗低，所需的初期投资费用高。 综合两方面考虑，可以找到最经济的管径，通常用试取管内流速的方法来求得。 ~ 2 8 80 1 8 1 8 39。  pgp Qd  ~ 式中： pd39。 — 排水管内径， m ； gQ — 通过管子的流量， hm/3 ； p — 排水管内的流速，经济流速取 smp /~ 从标准 YB231— 70 钢管规格表中预选 7245 钢管，则排水管内径mmd p 2 3 1722 4 5 。 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 11 验算壁厚 Cppdzzp  ) (  ) (   cmcm  因此所选壁厚合适。 式中： pd — 标准管内径， cm ； z — 许用应力，无缝钢管取 MPaz 8 ； p — 管内水压，估算 BHP  ， MPa ； C — 附加厚度，无缝钢管取 cmC ~ 选择吸水管 39。 39。  pdxd ~)~(  由 xd39。 和 pd39。 从标准 YB231— 70 钢管规格表中选取 8273 的无缝钢管，内径mmd p 25782273 。 验算流速 smdQxx /4360028843600 22  计算管路特性 ①管路布 置 采用五泵三趟管路（如图 所示）的布置方式。 任何一台水泵都可以经过三趟管路中任一趟排水，（如图 所示）。 ②估算管路长度 排水管长度可估算为 mHl Cp 3 3 9~3 2 9)50~40(  ，取 ml p 330 ,吸水管长度可估算为平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 12 mlx 7。 ③阻力系数 tR 计算 计算沿程阻力系数。 对于吸、排水管分别为： 0 3 2 )2 3 ( 0 2 2  xx d 031 )( pp d 局部阻力系数，对于吸、排水管路附件其阻力系数分别列于表 、表 中。 图 管路布置图 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 13 表 吸水管路附件其阻力系数 吸水管附件名称 数 量 系 数 值 底 阀 1 90176。 弯头 1 收缩管 1  x 表 排水管路附件其阻力系数 排水管附件名称 数 量 系 数 值 闸 阀 2  止回阀 1 四 通 1  90176。 弯头 4  直流三通 4  扩大管 1 30 弯头 2   p 管路阻力损失系数 tR ，其值为： )1(8 44552ppxxpppxxxt dddldlgR   平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 14 ])( )( )( )( [ 44552   ) 85 3(08  52452 / 式中： xL 、 pL — 吸、排水管的长度， m ； xd 、 pd — 吸、排水管的内径， m ； x 、 p — 吸、排水管的沿程阻力系数，对于流速 sm/ ，其值可按舍维列夫公式计算如下：  x 、 p — 吸、排水管附件局部阻力系数之和，可查阻力损失系数表得， g— 重力和速度， 2/ gmg 。 ④管路特性方程 )( 7 0 02 8 9 22 mKRHH tc  ⑤绘制管路特性曲线，确定工况点， 根据管路特性方程，取六个流量求得相应的损失（表 所示）。 表 13/ hmQ 100 150 200 250 300 350 mH/ 294 利用表 中各点数据绘出管路特性曲线（如图 所示）， 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 15 图 管路特性曲线与泵特性曲线 管路特性曲线与扬程特性曲线的交点 M，即为工况点，由图中可知，工况点参数为hmQM /328 3 ， mHM 420 ， M ， mHsM  ， kWNM 520 ，因 M 大于 ，允许吸上真空度 mHsM  符合《煤矿井下排水设计技术规定》要求。 工况点。