礦井排水畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-01-06 16:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ................................................... 14 后 記 ...................................................................................................................................... 15 摘 要 ： 煤礦井下排水設(shè)計(jì) ， 是根據(jù)礦山具體條件，在現(xiàn)有產(chǎn)品中對(duì)水泵機(jī)組及管路 進(jìn)行合理的選擇，以保 證安全、經(jīng)濟(jì)、可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。 本設(shè)計(jì)根據(jù)煤礦確定的原始資料， 確定排水系統(tǒng)。對(duì)水泵的選型、管路的選擇及水泵的工況進(jìn)行計(jì)算和確定。提出 經(jīng)濟(jì)核算結(jié)果 ，繪制泵房及管路布置圖 。 在選型計(jì)算中，必須遵守《煤礦安全規(guī)程》（簡(jiǎn)稱“規(guī)程”）和《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱“規(guī)范”） 的有關(guān)規(guī)定。 設(shè)計(jì)中采用的設(shè) 備、工藝、系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、材料等應(yīng)保證安全可靠、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 并應(yīng)損耗，節(jié)約電能，力求經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 排水設(shè)備選型設(shè)計(jì) 一、原始資料 ： 礦井 豎井 、單水平開(kāi)采。礦井 口標(biāo)高 +100 米， 井底標(biāo)高 275 正常涌水量 270m3/h，正常涌水時(shí)間 295 天， 最大涌水量 730 m3/h最大涌水時(shí)間 70 天，礦水密度ρ＝ 1020kg/ m3。 pH=7 礦年產(chǎn)量為 90 萬(wàn)噸， 礦井井下運(yùn)輸軌距 600mm, .礦井井下供電電壓 U=6000V； 二、選擇排水系統(tǒng) ： 礦井排水采用直接排水至地面。 三、 水泵的選型計(jì)算： 規(guī)程對(duì)主排水設(shè)備的水泵要求是：必須有工作、備用和檢修的水泵，其中工作水泵的能力，應(yīng)能在 20h 內(nèi)排出礦井 24h的正常涌水量（包括填充水和其它用水）。備用水泵的能力，應(yīng)不小于工作水泵能力的 70％，并且工作水泵和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井 24h 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％。水文地質(zhì)條件復(fù)雜或有突水危險(xiǎn)的礦井，可根據(jù)具體情況，在主要泵房?jī)?nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置，或另外增設(shè)水泵。 水泵必須的排水能力 ： 正常涌水量時(shí)： qqQB ?? ==324 （ m3／ h） 最大涌水量時(shí) m a xm a xm a x qqQ B ??==867 （ m3／ h） 式中 q 、 maxq —— 分別為礦井的正常涌水量和最大涌水量， m3/h 。 水泵必須的揚(yáng)程 ： gxpB HHH ??? =（ 375+5） /= （ m） 式中： Hp— 排水高度，取水泵房地板到井口垂高， m； Hx — 吸水高度，一般取 HX=4～ 5m；（取 5m） g? — 管路效率。對(duì)豎井， g? = ～ ；對(duì)斜井，當(dāng)傾角α 300時(shí)， g? = ～ ；當(dāng)α = 200～ 300時(shí)，g? = ～ ； 當(dāng)α＜ 200時(shí)， g? = ～ 。 （ g? 取 ） 初選水泵型號(hào)： 根據(jù) QB、 H B及礦水的 pH值， 查《礦山固定機(jī)械手冊(cè)》選擇 MD45060型泵，對(duì)應(yīng)額定流量 450 m3/h，對(duì)應(yīng)單級(jí)揚(yáng)程 60m. 水泵級(jí)數(shù)： BHi? ／ iH =i取 8級(jí)。 式中 iH — 所選水泵的單級(jí)額定揚(yáng)程 校驗(yàn)水泵穩(wěn)定性： 為保證水泵工作的穩(wěn)定性，應(yīng)滿足 : 3 8 0 m53 7 5HHH XP ?????sy miH ioO 4 8 0608H ???? 0 ????? HH sy 即： 380m≤ 432m，故能滿足要求。 確定水泵臺(tái)數(shù) ： （ 1）正常涌水時(shí)工作水泵的臺(tái)數(shù) ： eBn ?1 = 324/450=（臺(tái)）， 取 n1＝ 1 臺(tái) 式中 eQ — 水泵的額定流量， m3/h。 (2) 備用水泵的臺(tái)數(shù) ： 2n ≥ ≥ ≥ （臺(tái)）， 取 n2＝ 1臺(tái) eBnn max21 ?? 即： 1+1=2 ≥ 867/450= 取兩者中的大者。 （ 3）檢修水 泵的臺(tái)數(shù) ： 3n ≥ ≥ ≥ （臺(tái)），取 n3＝ 1臺(tái) 在上面公式中，均取偏上的整數(shù)。 對(duì)水文地質(zhì)復(fù)雜的礦井，按《規(guī)程》要求，應(yīng)增設(shè)水泵或在泵房?jī)?nèi)預(yù)留安裝水泵的基礎(chǔ)。 四、管路的選擇計(jì)算： 確定管路的趟數(shù)： 主要排水設(shè)備必須有工作和備用管路，其中工作管路應(yīng)能配合工作水泵在 20h 內(nèi)排出礦井 24h 的正常涌水量。工作管和備用管的總能力，應(yīng)能配合工作水泵和備用水泵，在 20h 內(nèi)排出礦井 24h 的最大涌水量。 所以，結(jié)合該礦的情況選用兩條排水管。每臺(tái)水泵設(shè)單獨(dú)的吸水管。泵房?jī)?nèi)的水泵排水管能與任一條排水管連通和斷開(kāi)。 泵房?jī)?nèi)管路的布置 ： 泵房?jī)?nèi)管路的布置排水管路布置如圖所示， 由于本礦有 3臺(tái)水泵，故采用 下 圖管路布置實(shí)施。 管材的選擇 ： 根據(jù)豎井排水要求，確定選用熱軋無(wú)縫鋼管 。 管徑的計(jì)算 ： 對(duì)于排送一定流量的管路來(lái)說(shuō)，當(dāng)采用的管徑越大，其揚(yáng)程損失越小，電耗越低，但所需的基建投資越大；而采用的管徑越小，揚(yáng)程損失就越大，電耗越高，基建投資越小 。因此，在確定管徑時(shí)，必須綜合考慮投資和運(yùn)營(yíng)兩方面的問(wèn)題?，F(xiàn)有不少文獻(xiàn)給出了不同的最佳管徑計(jì)算公式，但目前應(yīng)用最多也最為方便的是按經(jīng)濟(jì)流速的方法來(lái)確定管徑。 （ 1）排水管內(nèi)徑 ： 39。pd = HpQV = = 取 pV =(m) 選標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫鋼管外徑 325mm，壁厚 10mm。 （ 2）吸水管內(nèi)徑 ： 選標(biāo)準(zhǔn)無(wú)縫鋼管外徑 426mm，壁厚 10mm。 根據(jù)計(jì)算的 ?xd 和 ?pd ，查手冊(cè)選取標(biāo)準(zhǔn) 管徑 。當(dāng)?shù)V井 排水垂直高度小于 400m時(shí)，可選用 管 壁較薄的 管 子。當(dāng)井 深超過(guò) 400m時(shí)，可選用 管 壁較厚的 管 子。 管 壁厚度的驗(yàn)算： 管 子選定后，其壁厚也確定了。但此厚度能否滿足承壓要求，需按下式進(jìn)行驗(yàn)算 式中：δ — 管 壁厚度， m； d — 所 選 管子的外徑， m； p — 水管內(nèi)部工作壓力。作為估算可取 p
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