【正文】 . 7 1 5 3 0 . 6Z M d g c? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 選擇配電設備 配電設備包括控制設備和啟動設備。根據公式（ 7）可得各方案的吸水高度，如表 所示 ： 表 泵允許吸水的高度 方案 方案一 方案二 方案三 方案四 允許吸水的高度 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 27 由表 可知，上面四個方案的吸水高度都大于經驗數值 ，不容易發(fā)生汽蝕現象，因此泵工作可靠，都能滿足要求。度彎頭 2 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 21 通過查表法進行工況曲線的確定其管路曲線方程，故管路特性方程式 : ? ?2100100gTLH H R Q? ? ? （ 47） 是在百米長的管路中查其對應的管路損失。 對于 D500－ 57 8型泵 當排水管內徑取標準管徑 350mm 時，其對應的管壁厚度為： ( 5 ?25 * 35 0. 22 * 80 51. 33 14pzpdapRpc m mm? ? ? ??????根 據 井 深 為 417 ， 選 擇 壓 力 ）取 （ 46） 自標準 GB/T 173951998 查得內徑為 350mm 的無縫鋼管管壁厚度中有 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 16 1 1 1 18mm 等等。 選擇水管 根據《煤礦安全規(guī)程》的要求和水泵臺數小于 4 臺，設置兩趟管道，一趟工作，一趟備用，水泵臺數為 4 臺或 4 臺以上的設置三趟管路，正常涌水期開啟兩趟，一趟備用，最大涌水期三趟管路全部開啟！ 排水管選擇計算： （ 1）根據《礦井安全規(guī)程》相關規(guī)定，計算排水管管徑時， 經濟流速 m /s ~ p ? ；則排水管管徑根據公式 mVQdpmp ? 計算可得： 表 排水管徑范圍 型 號 D28065 7 D500－ 57 8 額定流量 mQ (m3/h) 280 500 )( mVQdpmp ? ~ ~ 式中： pd —— 排水管計算內徑， m。/。缺點是當一套排水設備發(fā)生故障是，會影響整個礦井的排水，而且設備數量較多，井筒中的管路復雜，不利于安裝和維護 。圖（ a）、（ b）、（ c）、（ d）的開拓方式均是豎井開拓。 設計任務 ⑴ 確定合理的排水系統。 第 2— 138 條 主排水管至少敷設兩條，其中一條出現故障時，其余管路能在20 小時的正常涌水量，全部管路的總能力應能在 20 小時內排出礦井 24 小時的最大涌水量。對水砂充填、水力采煤和其它涌水中帶有大量雜質的礦井，還應設置沉淀池。泵房和水倉的連接通道，應設置可靠的控制閘門，在閘門關閉時，泵房還必須留有形成獨立的通風巷道。其中工作水泵的能力，應能在 20 小時內排出礦井 24 小時的正常涌水量（包括填充水和其他用水）。 排水系統是煤礦生產的重要環(huán)節(jié)，排水泵屬煤礦大型固定設備，獨立性 強 ，備用系數大。地下水包括含水層水、斷層水和老空水。特別是防 止突然涌水的襲擊，對保證礦井安全生產有重要意義。中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 水泵設計說明書 摘 要 認真分析題目要求，根據礦井安全生產的政策，法規(guī)和規(guī)程的規(guī)定，借鑒以往設計經驗，結合煤炭行業(yè)發(fā)展現狀，確定以嚴格遵守《礦井安全規(guī)程》和《煤礦工業(yè)設計規(guī)范》所規(guī)定的有關條款為依據，以安全可靠為根本，以投入少、運行費用低為原則的設計指導思想。將涌入礦井的水排出，只是和礦水斗爭的一方面，另一方面是采取有效措施，減少涌入礦井的水量。 礦水來源 礦井水的來源分為地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪等，如果有巨大裂縫與井下溝通時，就會造成水災。 設計的指導思想 排水系統的選擇、設備的選型，以選出的整個系統在整個礦井服務期限內均能按有關規(guī)定的要求排除礦井涌水為原則，盡可能做到安全可靠，投資少，運行費用低，自動化程度高， 維護方便。 《規(guī)程》對井下排水有如下的規(guī)定 第 242條 主要排水設備（包括水泵，水管和配電設備）應符合下列要求： （一）水泵：必須有工作，備用和檢修的水泵。 第 243 條 主要泵房至少設置兩個出口，一個出口通過斜巷于井筒相通，稱為安全出口，這 個出口應當高出泵房地面 7 米以上；另一個出口通到井底車場，為人員及設備出口，在這個出口的通道內，應設置容易關閉的既能放火又能防水的密閉門。 水倉進口處應設置篦子。水文地質條件復雜的礦井，可根據情況增設水泵或在主排水泵房內預留安裝水泵的位置。 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 5 第 2 章 設計必備的原始資料和設計任務 ⑴ 豎井開拓，井口標高 +58m，水平標高 353m； ⑵ 正常涌水量 380 m3/h，最大涌水量 ； ⑶ 正常涌水期按 300 天，最大涌水期 65 天； ⑷ 礦水中性，礦水密度 1020 kg/m3 ； ⑸ 服務年限 40 年； ⑹ 礦年產量 100 萬噸； ⑺ 礦井電壓 6KV 。 單水平開采系統有以下幾種，如圖 所示： 圖 單一水平開采的排水系統 a直接排水 b直接串聯 c間隔串聯 d分段排水 e通過鉆孔直接排水 圖 所示的（ e）為斜井開拓的排水系統，由于設計是豎井開拓，故排除此方案。 圖（ d）采用分段排水，在井筒中部設置一套排水系統， 可有效降低主排水設備的揚程，從而降低主排水設備的規(guī)模。357 6 45 6 12 0 m / hB B BBQ Q ??? ? ?0 . 7 1 . 2 0 . 7 1 . 2 3 8 0 3 1 9 . 2m / hBZQq? ? ? ? ? ?中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 9 式中： hmQhmQhmQhmQhmqhmqBBBBz/..........。 式中對于 D28065 7 型號水泵，其正常涌水期所需的水泵 臺數為：（臺） ??n ；最大涌水期所需水泵臺數為 （臺） 48024 ?????n ；即最大涌水期所需備用水泵臺數為 1 臺，所以 D28065 7 型號水泵工作泵 2 臺，備用 1臺，檢修 1臺，一共是 4 臺。取壁厚δ＝ 12mm，可以滿足壁厚要求，此時3 0 0 2 1 2 3 2 4pd m m? ? ? ?（外徑），排水管采用φ 324 12， 此為 方案三 。 圖 1底閥； 2水泵； 3， 6閘閥； 4逆止閥； 7， 10， 11， 12， 13， 14彎頭； 5， 8， 9三通； 15排水管 估算管道長度 排水管道長度可估算為： 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 18 0 7 0 ) 4 1 2 7 0 4 8 2 ( )ppL H m? ? ? ? ?（ 5 ， 取 482pLm? ； 吸水管長度 xL 5 8 m? ； 其它管件的等效長為： dL? =30m 管路總水管長為 L=482+30+5=517m 水泵裝置的工況 求管路特性方程式并繪制管 路特性曲線 由上文計算可知排水管和吸水管的長度，不計管徑差異，近似地按排水管徑計算其特性，則：總管長為 517，其中前面取的其它等效管長 dL? =30 是根據下面的管件局部阻力系數計算得出， 排水管道管件局部阻力系數如表 所示 表 管件局部阻力系數 名 稱 簡 圖 局 部 阻 力 系 數 ξ 閘板閥 x/d 1/8， 1/4， 3/8， 1/2， 5/8， 3/4， 7/8， 1 ξ ， 17， ， ， ， ， ， 止回閥 ?? 70， 60， 55， 50， 45， 40 ξ ， ， ， ， ， 14 底閥 （帶濾網） Ds mm 75， 100， 150， 200， 250， 300， 350， 400 ξ ， ， 6， ， ， ， ， 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 19 漸縮管 擴大管 α ???????? 55~4530~2020~107 　，　　，　　，　 ξ ， ， ~ ， ~ ?90 彎頭 Rr/ ，　，　，　，　，　，　，　，　 ξ 4 0 9 7 6 4 9 0 5 3 3 ， ?? 彎頭 彎頭阻力系數— ???????90909090???? 三通 3＝轉彎　?。椒至鳌　。絽R流　　＝直流　　???? 由于管道的沿程阻力系數λ值，由管徑和管壁粗糙度決定，其值見表 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 20 表 管道沿程阻力系數值 管子直徑 )(mmd 200 225 250 275 300 沿程阻力系數λ 管子直徑 )(mmd 325 350 400 450 500 沿程阻力系數λ 根據管路系統圖，查表 得ξ值如表 所示： 表 名稱 數量 局部阻力系數 方案一 方案二 方案三 方案四 吸水管件 帶過濾網的底閥 1 彎頭?90 1 收縮管 1 排水管件 閘板閥（ 43?dx ） 1 逆止閥 1 轉彎流三通 1 閘板閥（ 1?dx ） 1 彎頭?90 4 直流三通 2 30186。對應的飽和水蒸汽壓力為 nP =；而礦水密度為 1020 3/Kg m ，所以礦水的重度γ =1020 。 外形尺寸： L=2400,AB=1200,AD=1050,HD=1260 ,質量 M=5200Kg。 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 32 第 5 章 確定泵房、水倉和管子道尺寸并繪制泵房布置圖 估算泵房尺寸 計算泵房洞室的開拓費用，必須預先估計泵房的 尺寸。總費用包括基本投資及運行費用之和，具體項目有：設備購置 ,安裝工程 ,井巷工程；將以上各項費用總和稱為基本投資，折合成每年應攤的費用，稱為設備及安裝工程折舊及井巷工程折舊費；運行費用 (以年計算 )包括電費、工資、維修費及其他費用 (系指不直接構成建筑及工程成本，而應由基本建設投資解決的費用 )。F =（ +） 13%=（元）； 總工資： M=++=（元）。對于排水管路安裝費率，可根據相關文獻（文獻 [2]）計算，工資調整和施工管理費仍按前述方法計算。 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 38 b. 機電設備價格根據現行出廠價格計算（設備運雜費 6%，材料運雜費 8%）。 表 維修工人數 井深（ H） 單位 正常涌水量 Q )/( 3 hm 300～400 450～700 1000 1500 2020 500～550 300～450 600～700 1000 1500 2020 水 泵 臺 數（ｎ） 3 5 7 8 11 3 5 7 5 7 8 200～300 人 1 1 2 2 2 400～500 人 1 1 2 2 3 600～800 人 1 1 2 2 2 3 根據 上表及該礦的正常涌水量 Q、井深 H和水泵臺數ｎ可確定維修工人數。泵房頂可采用三心拱或半圓拱。為了便于控制，可在泵房和變電所之間設聯絡信號。 對 方案二 ： 吸水管流速：22370 2 . 0 99 0 0 9 0 0 3 . 1 4 0 . 2 5Mx xQV d?? ? ???（ m/s） 排水管流速：22370 2 . 5 99 0 0 9 0 0 3 . 1 4 0 . 2 2 5Mp pQV d?? ? ???（ m/s） ； 對 方案三 ： 吸水管流速：22530 1 . 7 7 69 0 0 9 0 0 3 . 1 4 0 . 3 2 5Mx xQV d?? ? ???（ m/s） 排水管流速：22530 2 . 0 89 0 0 9 0 0 3 . 1 4 0 . 3Mp pQV d?? ? ???（ m/s） ； 對 方案四 ： 吸水管流速：22545 1 . 3 7 19 0 0 9 0 0 3 . 1 4 0 . 3