【正文】 ??根 據(jù) 井 深 為 417 ， 選 擇 壓 力 ）取 （ 45） 自標(biāo)準(zhǔn) GB/T 173951998 查得內(nèi)徑為 300mm 的無(wú)縫鋼管管壁厚度中有 1 1 1 18mm 等等。 mQ —— 水泵的額定流量 )/( 3 hm 。m a x39。 圖（ c）設(shè)置中間水泵房，但不設(shè)置中間水倉(cāng)，上下水泵間隔串聯(lián)工作，該方案操作程序復(fù)雜，而且處于下部的水泵仍有受到全部水柱壓力的可能，唯一的優(yōu)點(diǎn)就是不需要中間設(shè)倉(cāng)。 由設(shè)計(jì)原始資料可知，該礦井的排水系統(tǒng)應(yīng)采用單水平開(kāi)采的系統(tǒng)。 水泵的電動(dòng)機(jī)容量大于 ，主排水泵房應(yīng)設(shè)起重梁，敷設(shè)軌道與車(chē)場(chǎng)相通，在進(jìn)口位置應(yīng)有轉(zhuǎn)車(chē)空間。 對(duì)于正常涌水量為 50 m3/h及以下，且最大涌水量為 100 m3/h 及以下的礦井可選用兩臺(tái)水泵，其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。 礦井最大涌水量同正常涌水量相差特大的礦井對(duì)水倉(cāng)容量應(yīng)編制專門(mén)設(shè)計(jì)，報(bào)礦務(wù)局總工程師批準(zhǔn)。 （三）配電設(shè)備：應(yīng)與工作，備用和檢修水泵相適應(yīng)，并能夠同時(shí)開(kāi)動(dòng)工作和備用的水泵。 在設(shè)計(jì)中 必須遵守《礦井安全規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱規(guī)程）和《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱規(guī)范）所規(guī)定的條款。若以 K表示相對(duì)涌水量，則： K=24q/T （ m3/t） 式中： q—— 絕對(duì)涌水量， m3/h； T—— 同期內(nèi)煤炭日產(chǎn)量， t。 礦水 在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中，涌入礦井的水流稱為礦水。只有極少數(shù)例外的礦井是干燥。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所提供資料，擬估礦井條件，確定礦井對(duì)排水系統(tǒng)的具體要求：通過(guò)多種渠道掌握給排水行業(yè)最新信息，初步選擇排水方案并對(duì)設(shè)備選型進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，初選幾套方案，然后確定初選方案的設(shè)備工況，做出水泵工況曲線，校驗(yàn)水泵的穩(wěn)定工作條件、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件，排 除不合理方案。 礦井排水設(shè)備不僅要排除各時(shí)期涌入礦井的礦水，而且在遭到突然涌水的襲擊有可能淹沒(méi)礦井的情況下，還要搶險(xiǎn)排水。地下水在開(kāi)采過(guò)程中不斷涌出。它的穩(wěn)定運(yùn)行與否將直接影響到礦井的安全。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的 70%；并且工作和備用水泵的總能力應(yīng)在 20 小時(shí)內(nèi)排出礦井 24 小時(shí)內(nèi)的最大涌水量；檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%。 第 244 條 主要水倉(cāng)必須有主倉(cāng)和副倉(cāng)，其中一個(gè)倉(cāng)工作，另一個(gè)水倉(cāng)清掃或備用。 第 245 條 水泵、水管、閘閥和排水用的配電設(shè)備等必須經(jīng)常檢查和維護(hù)，在每年雨季以前，必須全面檢查一次所有零件都應(yīng)補(bǔ)充齊全，并對(duì)全部工作水泵和中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 設(shè)備用水泵進(jìn)行一次同時(shí)運(yùn)行試驗(yàn)。 正常涌水量在 50 hm3 及以下的斜井一般敷設(shè)一條管路，其能力應(yīng)在 20小時(shí)內(nèi)排出礦井礦井 24 小時(shí)的最大涌水量。 ⑵ 選擇排水設(shè)備。由此，可供選擇的排水系統(tǒng)有以四種： 圖（ a）采用直接排水方式在開(kāi)采水平設(shè)水泵房，將礦井涌水集中到水倉(cāng)排至中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 地面，這種排水系統(tǒng)的水平和泵房數(shù)量少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，基建投資和運(yùn)行費(fèi)用少，維護(hù)工作量要減少一半以上，需用的人 員也少。 根據(jù)原始資料并依據(jù)《礦井安全規(guī)程》和《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》， 本著盡量減少水泵數(shù)量的原則 ,并且考慮基建、維護(hù)、運(yùn)行成本的簡(jiǎn)易程度，選用圖（ a）的方案作為本設(shè)計(jì)的排水方法 . 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 第 4 章 設(shè)備選型 定水泵參數(shù)、選擇水泵型號(hào)和臺(tái)數(shù) 選擇水泵的型式和臺(tái)數(shù)應(yīng)符合《礦井安全規(guī)程》和《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。////3339。 （ 2） 管壁厚度的計(jì)算及驗(yàn)算 根據(jù)表 取各水管內(nèi)徑（取標(biāo)準(zhǔn)管徑）如下表所示；每一種型號(hào)的水泵對(duì)應(yīng)取兩種管徑得到四套方案： 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 表 所選四種管徑 型 號(hào) D28065 7 D500－ 57 8 內(nèi)徑（ mm） 250或 225 350或 300 排水管壁厚的驗(yàn)算 : 表 熱軋無(wú)縫鋼管 （ YB23170）（ mm） 外徑 32 38 42 45 50 54 57 60 68 70 73 壁厚 311 313 314 314 316 316 319 外徑 76 83 89 95 102 108 114 121 127 133 140 146 壁厚 319 428 428 432 432 432 432 外徑 152 159 168 180 194 203 219 245 273 299 325 351 壁厚 36 545 545 545 650 650 750 750 875 875 875 外徑 377 402 426 459 465 480 500 530 550 560 600 630 壁厚 975 975 975 975 975 975 975 975 975 975 975 975 壁厚系列 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 25 26 28 29 30 34 35 36 38 40 42 45 48 50 56 60 63 65 70 75 自標(biāo)準(zhǔn) GB/T 173951998查得內(nèi)徑為 250mm的無(wú)縫鋼管管壁厚度中最小為 8mm。取壁厚δ＝ 14mm，滿足要求，此時(shí) 3 5 0 2 1 4 3 7 8pd m m? ? ? ?（外徑）。根據(jù)下面圖 所示 ： 圖 計(jì)算管路損失圖解 方案一 ： 對(duì)于 D28065 水 泵在 選 取 管 φ 273 13 做 為 排 水 管時(shí) 有 ：? ?21005174 1 7 .5 100 TH R Q? ? ? 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 22 表 管路特性參數(shù) )/( 3 hmQ， 0 100 200 250 300 350 2100TRQ? 0 2 ()Hm， / ( )Hm?， 圖 方案一的工況曲線 方案二： 對(duì)于 D28065 水 泵 在選 取 管 φ 245 13 做 為 排 水 管時(shí) 有 ：? ?21005174 1 7 .5 100 TH R Q? ? ? 表 管路特性參數(shù) 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 23 )/( 3 hmQ， 0 100 200 250 300 350 2100TRQ? 0 ()Hm， / ( )Hm?， 61 圖 方案二的工況曲線 方案三： 對(duì)于 D50057 水 泵 在選 取 管 φ 324 12 做 為 排 水 管時(shí) 有 ：? ?21005174 1 7 .5 100 TH R Q? ? ? 表 管路特性參數(shù) )/( 3 hmQ， 0 200 250 300 350 400 450 500 550 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 24 2100TRQ? 0 ()Hm， / ( )Hm?， 圖 的工況曲線 方案四： 對(duì)于 D30065水泵在選取管φ 378 14做為排水管時(shí)有： ? ?21005174 1 7 .5 100 TH R Q? ? ? 表 )/( 3 hmQ， 0 200 250 300 350 400 450 500 550 2100TRQ? 0 ()Hm， 419 421 / ( )Hm?， 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 25 圖 方案四的工況曲線 確定工況點(diǎn) 由四個(gè)方案對(duì)應(yīng)的圖可知，四個(gè)方案都能滿足需要，四個(gè)方案各自工況點(diǎn)對(duì)應(yīng)的工況參數(shù)如表 所示。 驗(yàn)算排水時(shí)間 正常涌水期和最大涌水期時(shí)的排水時(shí)間分別為： MmMzz Qnn qTQn qT )( 242421m a x1 ???? ；　 (49) 則方案一的排水時(shí)間為： （ 1） 正常涌水時(shí)：124 2 4 3 8 02 3 8 0zzMqT nQ? ?? ?=　 =12（ h） （ 2） 最大涌水時(shí)： m a x1224 2 4 4 8 0 1 0 . 1 1( ) ( 2 1 ) 3 8 0mMqT n n Q ?? ? ?? ? ?（ h）； 方案二的排水時(shí)間為： （ 1） 正常涌水時(shí)：124 2 4 3 8 02 3 7 0zzMqT nQ? ?? ?=　 =（ h） （ 2） 最大涌水時(shí)： m a x1224 2 4 4 8 0 1 0 . 3 8( ) ( 2 1 ) 3 7 0mMqT n n Q ?? ? ?? ? ?（ h）； 方案三的排水時(shí)間為： （ 1） 正常涌水時(shí)：124 2 4 3 8 0530zzMqT nQ? ?? =　 =（ h） （ 2） 最大涌水時(shí)： m a x1224 2 4 4 8 0 1 0 . 8 7( ) 2 5 3 0mMqT n n Q ?? ? ???（ h）； 方案四的排水時(shí)間為： （ 1） 正常涌水時(shí)：124 2 4 3 8 0545zzMqT nQ? ?? =　 =（ h） （ 2） 最大涌水時(shí)： m a x1224 2 4 4 8 0 1 0 . 5 7( ) 2 5 4 5mMqT n n Q ?? ? ???（ h）； 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 表 排水時(shí)間 方案 排水時(shí)間（ h） zT mT 方案一 12 方案二 方案三 方案四 經(jīng)校驗(yàn)排水時(shí)間均小于 20h，符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。由于一般情況下主要水泵房與井下中央變電所聯(lián)建在一起，水泵的直接起動(dòng)設(shè)備都放在變電所內(nèi)，故而應(yīng)與變電所的配電設(shè)備選擇同一系列。泵房的長(zhǎng)、寬和高 (結(jié)合泵和電機(jī)的尺寸 )估算如下： 泵房的長(zhǎng)度 按下式計(jì)算： )1( ??? nAnLL db (51) 式中 : n— 泵的臺(tái)數(shù)； Ld — 水泵機(jī)組（泵和電機(jī)）的總長(zhǎng)度 (m)； A— 水泵機(jī)組間的凈空距離，一般可選取 ～ (m)； 泵房寬度 按下式 計(jì)算： mbbbB jb 21 ??? (52) 式中 : bj— 水泵基礎(chǔ)寬，一般可按水泵底座外形尺寸在其長(zhǎng)度和寬度方向上每邊增加～ ； b1— 水泵基礎(chǔ)邊到有軌一側(cè)墻壁之間的距離，以通過(guò)最寬設(shè)備為原則，一般可中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 34 選取 ～ ； b2— 泵基礎(chǔ)邊到吸水井一側(cè)墻壁之間的距離，一般可選取 ～ 。在冊(cè)系數(shù)按井下工 ，見(jiàn)下表： 表 司機(jī)定員 水泵臺(tái)數(shù)（臺(tái)） 班 /日 每日出勤人數(shù) 每日在冊(cè)人數(shù) 技術(shù)等級(jí) 3 3 3 4 5 5 3 6 8 5 7 3 6 8 5 8 3 9 12 5 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 35 11 3 9 12 5 根據(jù)上表和水泵臺(tái)數(shù)ｎ可確定司機(jī)定員為：每日 3 班，每日出勤人數(shù)，每日在冊(cè)人數(shù)，技術(shù)等級(jí)為 5 級(jí)。F =（ +） 13%=（元）； 總工資： M=++=（元）。 對(duì)方案二 ： 設(shè)備安裝工程費(fèi) = %=（萬(wàn)） 其中材料費(fèi) = %=（萬(wàn)），安裝費(fèi) = %=（萬(wàn)） 工人工資 = 35%=（萬(wàn)），外加工資調(diào)整 = 58%= 施工管理費(fèi) =（ +） %=（萬(wàn)）； 配電設(shè)備安裝費(fèi) =60 %=（萬(wàn)），其中工資 = 18%=（萬(wàn)） 外加工資調(diào)整 = 58%=（萬(wàn)）， 施工管理費(fèi) =（ +） %=（萬(wàn)） 排水管路安裝率，管長(zhǎng)為 487 米每一百米安裝費(fèi) 元，則： 487 3 =（ 元），工人工資 = 35%=（萬(wàn)），中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 39 外加工資調(diào)整 = 58%=（萬(wàn)）， 施工管理費(fèi) =（ +） %=（萬(wàn)） 輔助車(chē)間服務(wù)費(fèi)＝ 280%＝ （萬(wàn)） 管路無(wú)縫鋼管投資費(fèi)用 =487 3 =（元） 對(duì)方案四 ： 設(shè)備安裝工程費(fèi)＝ %=（萬(wàn)） 其中材料費(fèi) = %=（萬(wàn)），安裝費(fèi) = %=（萬(wàn)） 工人工資 = 35%=（萬(wàn)）， 外加工資調(diào)整 = 58%=(萬(wàn)