【正文】 QBmax≥ QM=*1110=1332m3/h 畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 2. 初選水泵： 選用 D45060 型泵，最大效率 η max=,對(duì)應(yīng)流量 Q1=140L/S=504m3/h 對(duì)應(yīng)揚(yáng)程 :Hj=57m 0 流量揚(yáng)程： H0=70m 額定流量 Qe=450m3 3. 計(jì)算凈排水高度 . Hg=Hx+Hp=+401= 式中 Hx吸水高度 Hp=400+1=401m 4. 水泵需要揚(yáng)程估算： HB=gHg?= =450m 式中 η g:為管路效率，管路架設(shè)在立井時(shí) η g取 。 5. 初選水泵級(jí)數(shù)： i=?HHB= 57450 = i=8 6. 校驗(yàn)水泵的工作穩(wěn)定性 Hg=405m≤ *H0=*8*70=504m 7. 確定水泵的臺(tái) 數(shù) 工作泵的臺(tái)數(shù) n1≥ Qb/Qe=852/450=,取 2臺(tái) 備用水泵的臺(tái)數(shù) n2≥ =*2=,同時(shí) n2≥ Qm/Qen1=1110/4502= 取 n2=2 檢修水泵的臺(tái)數(shù) n3≥ =*2=，取 1臺(tái) 故而共需要水泵的臺(tái)數(shù)為 2+2+1=5 臺(tái)。 四、選擇管路的條數(shù)及規(guī)格 1. 選定管路條數(shù) 《煤礦安全規(guī)程》第 278 條規(guī)定，工作水管能力應(yīng)配合工作水泵在 20小時(shí)排完礦井 24 小時(shí)的正常涌水量，工作和備用水管的總能力應(yīng)能配合工作和備用水泵在 20畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 小時(shí)內(nèi)排完礦井 24 小時(shí)的最大涌水量。 根據(jù)泵的總臺(tái)數(shù)，選用典型的五泵三趟管路系統(tǒng)，二條管路工作，一條管路備用。 正常涌水時(shí)，二臺(tái)泵向二趟管路供水，最大涌水時(shí)，只要四臺(tái)泵同時(shí)工作就能在20h 內(nèi)排出 24h 的最大涌水量。故從減少能耗的角度采用三臺(tái)泵向三趟管路供水。 計(jì)算管內(nèi)徑 已知在正常涌水期有 n1=2 臺(tái)泵工作，選泵工作管路條數(shù)為 np=2 條，則每條排水管的平均涌水量應(yīng)為 Qp=n1Q1/np=Q1=450m3/h=450m3/h 如取排水管內(nèi)經(jīng)濟(jì)流速為 Vp=2m/s，則排水管內(nèi)徑為 dp= = =298mm 選擇管材計(jì)算管壁厚度 排水垂高超過 200m 因采用無(wú)縫鋼管，管壁厚度可用下式計(jì)算 cppdp ????????? ???? ???= * *** ??????? ???= 式中 dp：標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑，計(jì)算可用上式樣計(jì)算值代入 σ 2許用應(yīng)力，無(wú)縫鋼管 σ 2=80MPa P管內(nèi)水流壓強(qiáng)取 P=*450= C附加厚度 ,c 取 因而排水選用 Φ 325*10 的無(wú)縫鋼管 ,內(nèi)徑 dp=,吸水管選用 Φ 351*11 無(wú)縫鋼管，內(nèi)徑 dx=。 吸排水管沿程阻力系數(shù) λ p=λ x=五、確定水泵工況 見五臺(tái)泵 3條排水管路布置圖。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 吸水管名稱 數(shù)量 系數(shù) 底閥帶慮網(wǎng) 1 90 度彎頭 1 漸縮管 1 共 ? ? 排水管名稱 數(shù)量 系數(shù) 漸擴(kuò)管 1 逆止閥 1 閘閥 2 2*= 90度彎頭 3 3*= 60度彎頭 2 2/3*= 轉(zhuǎn)彎三通 2 2*=3 直流三通 5 5*= 共 ? ? 取吸水高度 Lx=8m，排水高度 Lp=H+50=400+60=460m 管路特性方程 H=Hg+*107( )14545 dpbpdpLppdx bxdxLxx ?? ???? ?? Q2 =+*107( ) 8* 4545 ????Q2 =+ Q2(L/S) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 Q (L/S) 120 130 140 150 160 H（ m） 得交點(diǎn) Q180。=152L/S H180。= η180。 =78% H180。s= η =〉 max=*= 滿足要求 Vx=2/4xdQ?= sm /* *4 2 ?? HX=HSgVbdL XxxXX 2)1( 2????= *2 ) 8*( 2??=〉 滿足要求。 六、工況點(diǎn)（最大涌水期） n1/np=4/3 吸水管路情況不變 ? ? 排水管并聯(lián)前的管件為：漸擴(kuò)管、逆止閥、閘閥各一個(gè)。 ? ???? 排水管并聯(lián)后 ? ??? H=Hg+*107 )]12()34([ 452445 dpbpdpLppdp bpdx bxdxLxx ??? ????? ??Q2 =+*107 )] (*)34( 8*[ 452445 ?????Q2 =+ Q2(L/S) Q (L/S) 130 140 145 150 H（ m） 得交點(diǎn) Q″ =145L/S H″ = η″ =% H″ s= 畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 η =〉 max=*= 滿足要求 水高度 Vx=2//4xdQ?= sm/* *4 2 ?? HX=HSgVbdL XxxXX 2)1( 2????= *2 ) 8*( 2??=〉 滿足要求。 KWgQ HN *1000 ***10202100 ??? ?? 小于配套電機(jī)功率 N=850KW，可以使用。 3600**4 1110*243600*4 24// ?? Q QMTM=20h 滿足要求 七、電耗 ][*100 0 // ////1/ // mmBB TrnHQTrnHQwdc gE ????? ? ?? 年/10*]45**4* ***2* *[* 10* 7 hkw ???? 式中： η c傳動(dòng)效率，取 1。 ρ 礦水密度， 1020kg/m3, ρ g/1000=10。 η d電動(dòng)機(jī)效率，取 。 η w電網(wǎng)效率，取 。 η180。 正常涌水期水泵效率 。 η″ 最大涌水期水泵效率 。 H180。正常涌水期水泵揚(yáng)程 。 H″ 最大涌水期水泵揚(yáng)程 。 n1正常涌水期水泵臺(tái)數(shù) 2。 n180。最大涌水期 水泵臺(tái)數(shù) 4。 TB正常涌水期每臺(tái)水泵工作小時(shí)數(shù) 。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 TM最大涌水期每臺(tái)水泵工作小時(shí)數(shù) 。 rB一年內(nèi)正常涌水期持續(xù)天數(shù) 320 天。 rM一年內(nèi)最大涌水期持續(xù)天數(shù) 45 天。 第六章 礦井壓力設(shè)備的選型計(jì)算 原始資料 某礦空壓機(jī)供氣系統(tǒng)圖所示： 各段長(zhǎng)度分別為（單位米）： AB=200 BC=205 BD=300 LM=CL=DE=150 FI=130 KN=30 EH=KC=200 DF=FG=170 機(jī)站15015020030020530130 170150200150170150掘進(jìn)工作面網(wǎng)絡(luò)圖 工作面采用 YT30 型鑿巖機(jī)， G7 型風(fēng)鎬 工作面臺(tái)數(shù)為： M K G H I J N 總計(jì) 工 作 面 工 具 畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 鑿巖機(jī)（ YT30） 2 1 3 4 2 1 2 15 風(fēng)鎬（ G7） 4 1 2 2 1 1 2 13 工作班時(shí) 選空壓機(jī)型號(hào)及輸氣管網(wǎng)直徑 一、選定空壓機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù) 所需總供氣量 YT30 型鑿巖機(jī)耗氣量為 G7 型風(fēng)鎬耗氣量為 1m3/min 所需的總供氣量為 Q=α 1α 2Y??ni1 式中： ni 第 I 種風(fēng)動(dòng)機(jī)具的總臺(tái)數(shù)，如在同一工作面內(nèi)，同時(shí)有鑿巖機(jī)和風(fēng)鎬，因不可能同時(shí)工作，通常按耗氣量大的鑿巖機(jī)計(jì)算， ni=15。 qi：每臺(tái)風(fēng)動(dòng)機(jī)具的耗氣量。 ki：風(fēng)動(dòng)機(jī)具同時(shí)工作系數(shù)取 α 1：輸氣管網(wǎng)漏氣系數(shù)，按最遠(yuǎn)輸氣距離選取。α 1取 α 2：考慮風(fēng)動(dòng)機(jī)具磨損后，耗氣量增加的系數(shù)。α 2取 Y：海拔修正系數(shù)。 Q= 15 =估算空壓機(jī)出口壓力 空壓機(jī)的出口壓力應(yīng)能保證所有風(fēng)動(dòng)機(jī)具的壓力比額定壓力高出一個(gè)大氣壓（ ） P=P 進(jìn) +λ L+ 式中： Pe：為風(fēng)動(dòng)機(jī)具的額定壓力 Pe= λ：為每 Km輸氣管阻力損失λ = Mpa/Km L: 至最遠(yuǎn)處的輸氣距離： L= 所以 P=+ += 選空壓機(jī)型號(hào)及臺(tái)數(shù) 依據(jù) Q 和 P 的估算值，選擇 L860/8 型空壓機(jī)兩臺(tái)， 一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，額定排氣壓力為 ，排氣量 60m3/min。 畢業(yè)設(shè)計(jì) 41 二、選定輸氣管網(wǎng) 計(jì)算原則是在整個(gè)服務(wù)期限內(nèi)，從空壓機(jī)站到任何金屬輸氣管終端，其阻力損失不超過 計(jì)算各管段輸氣量 計(jì)算某一段管路的輸氣里時(shí)，按該段管路供氣范圍內(nèi)最大作業(yè)班同時(shí)工作的風(fēng)動(dòng)機(jī)具耗氣量與管路漏氣量計(jì)算。 Q=α 1α 2Y??ni1/I . QAB=QBc= 5 =QcL=QLM= 2 =QcK= 3 =QKN= 2 =QBD= 10 =QDE= 7 =QED= 3 =QEH= 4 =QDF= 3 =QIF= 2 =QFJ= 1 2 =選擇輸氣管徑 依據(jù)輸氣量，各部分管段長(zhǎng)度，查圖表選擇各部分管徑 三、計(jì)算電耗 空壓機(jī)實(shí)際軸功率 功率降低程度系數(shù) Ki=NeNK Ne：空壓機(jī)額定功率 Ne=350kw Ki 由表查得 Ki= 實(shí)際軸功率 NK=KiNe= 350=310kw 管段代號(hào) 干 — 支管 通過自由空氣量 選擇計(jì)算管長(zhǎng) 標(biāo)準(zhǔn)管徑 畢業(yè)設(shè)計(jì) 42 m3/min /m 機(jī)房 A 干 850 φ 108 4 AB 干 850 φ 108 4 BC 干 705 φ 76 4 CL LM 支 705 φ 54 4 CK 支 635 φ 57 4 KN 支 635 φ 54 4 BD 支 850 φ 95 4 DE 支 850 φ 83 4 EG 支 800 φ 68 4 EH 支 850 φ 73 4 DF 支 170 φ 4 IF 支 130 φ 54 4 FJ 支 17. φ 42 4 空壓機(jī)耗電量： E=wdcZ Nk tdkwdcZ Nk td ?????? ??? )1( =（ +）wdeZKktd??? 式中： K：空壓機(jī)負(fù)載系數(shù) K= ?MpaMpa Z：工作空壓機(jī)臺(tái)數(shù) Z=1 t：空壓機(jī)每天工作小時(shí)數(shù) t=21 小時(shí) d: 空壓機(jī)工作 天數(shù) 320 天 η c：傳動(dòng)效率 η c=1 η d：電動(dòng)機(jī)效率 η c= η w：電網(wǎng)效率 η w= ∴ E=（ + ） 32 02131 01 ?? ??? = 2383524 畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 =1954490 度 第七章 通風(fēng)設(shè)備選型 原始資料 礦井所需風(fēng)源風(fēng)量為： 通風(fēng)容易期 QY′ =95m3/s 通風(fēng)困難期： Qy″ =114m3/s 所需的負(fù)壓： 通風(fēng)容易期 Py′ st=3170Pa 通風(fēng) 困難期 Py″ st=4290Pa 設(shè)計(jì)任務(wù)： 按離心式風(fēng)機(jī)的類型特性選離心式風(fēng)機(jī)。 利用 2k60 型軸流式風(fēng)機(jī)的類型特性選軸流式風(fēng)機(jī)。 一、利用類型特性選擇離心式風(fēng)機(jī) 利用教材 P146 圖 168， G47311 型離心風(fēng)機(jī)的類型特性選擇離心式風(fēng)機(jī)。 選定風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器。 目前礦井一般選用塔式擴(kuò)散器。 取面積比 n=， 相對(duì)長(zhǎng)度 I=4m，則擴(kuò)散器損失系數(shù) Lk=（其中動(dòng)能損失系數(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 ?n 擴(kuò)散器內(nèi)部損失系數(shù) L=LK 21n =）此時(shí)，擴(kuò)散角α≈ 176。 求風(fēng)源的靜壓特性： 設(shè)通風(fēng)機(jī)的全壓系數(shù)為 p ，動(dòng)壓系數(shù)為 pd G473″型通風(fēng)機(jī) pd = 2Q 靜壓系數(shù) p st，風(fēng)源的靜壓系數(shù) p Yst 風(fēng)源特性曲線： P Yst=p Lkpd =p 2Q =P 2Q 利用效率與負(fù)壓之間的比例關(guān)系，得風(fēng)源的靜壓效率曲線： η Yst=η )( 2P QpppY st ?? ? 式中η：為通風(fēng)機(jī)的全效率。 由 G47311 型離心風(fēng)機(jī)類型參數(shù)表可知，最大靜效率點(diǎn)位于 nQ =， pn = 得風(fēng)機(jī)和等積孔系數(shù)： An = 432 ??npnQ 計(jì)算礦井等積孔： 通風(fēng)容易期最大等積孔： A′ = 22 my s tp yQ ??????? 通風(fēng)困難期最大等積孔： A″ = 22 my stp yQ ?????? ?? 所以平均 等積孔 Ap=21 （ A′ +A″） =21 （ 2+2）