【正文】 ? ；額定電壓VuN 380? ，選用塑料外殼式空氣開關(guān)，型號 DZ10100，適用于 HzAc 60~50 ，額定工作電壓為 VuN 380? ，額定電流 AIN 100? ，過電流脫扣范圍 60100A。空氣式斷路器結(jié)構(gòu)型式可分為框架式和塑料式外殼，框架式分?jǐn)嗄芰^高，常用于主電路或大容量電路中，塑料式結(jié)構(gòu)緊湊，便于獨(dú)立安裝。電壽 命 60 萬次，機(jī)械壽命 300 萬次。 水泵電機(jī)的接觸器 KM19， 由于電機(jī)啟動(dòng)電流較大，為 左右，選用 CJ 系列額定電流為 100A 的交流接觸器，技術(shù)參數(shù)如下：控制電機(jī)最大功率 50KW，額定電壓VuN 380? ，額定電流 AIN 100? 。 CJ10 系列接觸器的主觸點(diǎn)額 定電流有 5,10,20,40,60,100,150A等數(shù)種；線圈額定電壓通常是 220V或 380V，也有 36V和 72V的。如CJ1020 型交流接觸器有三個(gè)動(dòng)合主觸點(diǎn)，四個(gè)輔助觸點(diǎn)（兩個(gè)動(dòng)合，兩個(gè)動(dòng)斷）。 根據(jù)用途，接觸器的觸點(diǎn)分主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)兩種。主要由電磁鐵和觸點(diǎn)兩部分組成，它是利用電磁鐵的吸引力而動(dòng)作的。水泵電機(jī)分路上，每臺(tái)電機(jī)電流在 67A 左右，選擇 225mm 的銅芯線，能通過在 130A 左右的電流，在降壓啟動(dòng)過程時(shí)產(chǎn)生的電流通過也沒有問題。 主線電路同時(shí)供應(yīng) 三 臺(tái) 37KW 三相繞線式異步電機(jī)和一臺(tái) PLC、一臺(tái)觸摸屏等。 一般銅導(dǎo)線載流量導(dǎo)線的安全載流量是根據(jù)所允許的線芯最高溫度、冷卻條件、敷設(shè)條件來確定的。 然而因?yàn)槊旱V排水系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，并且環(huán)境潮濕，雖然鋁導(dǎo)線不易生銹， 電阻小，質(zhì)軟不易折斷，造價(jià)便宜，但是鋁導(dǎo)線的耐高溫能力低，長時(shí)間在高溫條件下使用就會(huì)燒壞，因而會(huì)縮短使用壽命。 同時(shí)還要考慮導(dǎo)線的工作環(huán)境。在我國現(xiàn)目前常用的電線電纜是銅線和鋁線，如果按導(dǎo)體電阻看，鈮和錫的電阻最小，是常用的超導(dǎo)材料，其次就是銀的電阻最小。在水泵啟動(dòng)前應(yīng)當(dāng)先關(guān)閉出口閥門，貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 16 頁 待水泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后再將其開啟；在水泵停止前又必須關(guān)閉出口閥門，再停止水泵，以免水泵發(fā)生反轉(zhuǎn)而被損壞。顯然，啟動(dòng)電流下降明顯，對電網(wǎng)的沖擊程度大為減少。39。啟動(dòng)電流較大，直接啟動(dòng)會(huì)對電網(wǎng)造成沖擊，可能導(dǎo)致同一電網(wǎng)中其他正在工作的大功率電器因電壓供應(yīng)不足而停機(jī)。額定功率 KWPN 37? ；功率因數(shù) ?? 。根據(jù)上述要求，在保證水泵房水泵工作可靠性的前提下，力求運(yùn)行安全和管理方便， 綜上兩點(diǎn)可畫出泵房布置圖 (如圖)。另一方面，各機(jī)組的布置應(yīng)保證運(yùn)行安全，裝卸和管理方便。 排水設(shè)備的布 置 在布置水泵房的時(shí)候，水泵機(jī)組的布置和排列是其主要內(nèi)容，它決定著水泵房建貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁 筑面積的大小。 (7)、對于非水平接縫的水泵，在檢修時(shí)，往往要將泵軸和葉輪沿軸線方向取出。 (6)、水泵外形凸出部分與墻壁的凈距 D，須滿足管道配件安裝的要求，但是，為了便于就地檢修水泵， D值不宜小于 。 (4)、泵站內(nèi)主要通道寬度應(yīng)不小于 。 （ 2） 、在裝有大型機(jī)組的泵站內(nèi)，應(yīng)當(dāng)留出適當(dāng)?shù)拿娣e作為檢修機(jī)組使用，機(jī)組周圍的周圍要預(yù)留有 ～ 。主要有以下幾點(diǎn)要求： （ 1） 、 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程（ 2020）》 第二百七十九條 ，主要泵房至少設(shè)置有 2 個(gè)出口，一個(gè)出口用斜巷通到井筒，并應(yīng)高出泵房底板 以上；另一個(gè)出口通到井底車場，在此出口通路內(nèi)，應(yīng)設(shè)置易于關(guān)閉的既能防水又能防火的密閉門。于是得到水泵安裝鋼筋混凝土基礎(chǔ)圖 .再根據(jù)水泵型號和電機(jī)型號查閱 《給水工程》得出配筋表，于是可畫出 水泵安裝鋼筋混凝土 圖（如圖21） 及水泵安裝鋼筋混凝土基礎(chǔ) 配筋圖（如圖 ）。因此，基礎(chǔ)的剛度強(qiáng)度足夠，除了要能承受機(jī)組的靜荷載外，還要能承受機(jī)械震動(dòng)荷載?；炷粱A(chǔ)作用是支承并固定機(jī)組，使其運(yùn)行平穩(wěn)，不致發(fā)生劇烈振動(dòng)。 為了自動(dòng)控制方便，這里將水泵進(jìn)行以下分組編號，如表 21。其參數(shù)為：流量 hmQ /60~30 3? ，揚(yáng)程 mH 123~128? 。立式水泵雖然節(jié)約安裝面積，但由于煤礦礦井安裝空間有限，吊裝困難，所以選擇臥式離心水泵。由于存在沿程損失，局部阻尼損失等，所以水泵 的 揚(yáng)程要比設(shè)計(jì) 的 揚(yáng)程大。 在選取水泵的時(shí)候主要考慮兩個(gè) 參數(shù)，即排水流量 Q 及揚(yáng)程 H。 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁 水泵選型 本設(shè)計(jì)中使用了三臺(tái)水泵， 分別為一用一備一檢修 ， 三臺(tái)水泵共用一套 排水管路。對水泵臺(tái)數(shù)和型號進(jìn)行選定，滿足對水量和水壓的要求。 (3)、 經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)， 維修 費(fèi)和管理費(fèi)等，力求使 成本 最低 。 選泵原則 水泵的選擇應(yīng)該以以下幾個(gè)為原則： (1)、 使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。吸入側(cè)的最低液面，排出側(cè)的最高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等都要加以考慮，以便進(jìn)行水泵揚(yáng)程計(jì)算和汽蝕余量的校核。 (3)、 液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱，物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度 C， 密度 D，粘度 U，介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統(tǒng)的揚(yáng)程，有效氣蝕余量計(jì)算和合適泵的類型；化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。 xHHHH IX ????? ???? ? 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 10 頁 水泵選型 選泵的依據(jù) 水泵選型，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的工藝流程和排水要求，從以下幾個(gè)方面加以考慮： (1)、 流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關(guān)系到整個(gè)排水系統(tǒng)的排水能力。公式如下： HHHH IX ???? 23 IHHI ?? 24 gjh qdCI ??? 25 式中 IH 管道沿程損失 mKPa/ ； H? 水泵富余揚(yáng)程，一般為 mm 30~10 ； I 管道單位長度水頭損失，與管道材質(zhì)有關(guān)（ mKPa/ ）。 ⑴管徑確定 排水系統(tǒng)一般按 3 臺(tái)設(shè)置水泵，（為 1用 1備 1檢修），集中為 1 條管道供水，根據(jù)流量公式，即可確定管徑 根據(jù)： udqg 42?? 21 有：uqd g?4? 22 已知 Q=30m/h，所以 gq =根據(jù) DN25～ DN40， u=～ ， DN50～ 70， u ≤， DN80 及以上的管徑， u ≤這里取 u=，所以有： uqd g?4? = ?? = 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 9 頁 圓整后取 d=,即 d=100mm符合要求。 結(jié)合水管管材的優(yōu)缺點(diǎn)，以及煤礦排水水管對管 道承受壓力、工藝性、強(qiáng)度和防腐蝕的要求，選用熱軋的無縫鋼管。冷鍍管由于鍍的鋅不致密、不均勻、穩(wěn)定性較差，一般使用壽命不到 5 年，就會(huì)出現(xiàn)“紅水”、“黑水”現(xiàn)象。鋼管最大的缺點(diǎn)是易腐蝕。 PVC 和 ABS 材料質(zhì)量輕，密度為鋼鐵的 7/1 左右。 PVC 管不導(dǎo)電，不導(dǎo)熱且阻燃，目前主要規(guī)格有 mmDN 700~15? 十多種；管材公稱壓力有 和 兩種規(guī)格；管道連接方法有承插式連接、粘結(jié)劑粘結(jié)兩種。塑料管有 PE 管、 PVCU 管、 ABS管等?；炷凉芎弯摻罨炷凉軆r(jià)格較低，節(jié)省鋼材，耐腐蝕、耐高壓，但重量較大，質(zhì)地脆，裝卸運(yùn)輸較困難，維護(hù)難度大。 這些管材中，鑄鐵管承受工作壓力一般為 ~ ，且耐腐蝕，價(jià)格較便宜，因?yàn)椴馁|(zhì)硬而脆。無縫鋼管分為冷軋管和熱軋管，冷軋管最大 mmDN 200? ，熱軋管最大 mmDN 600? 。其中鋼管有焊接鋼管和無縫鋼管。目前我國給排水管管材琳瑯滿目，大體上可分為金屬管和非金屬屬管兩大類。排水過程中大多數(shù)時(shí)間使用的是工作水管，只有當(dāng)其出現(xiàn)堵塞等故障時(shí)就得利用備用水泵和備用水管，以保證在檢修時(shí)不影響排水系統(tǒng)排水能力。 管材的選擇及排水系統(tǒng)水力計(jì)算 管材的選擇 排水水管有兩種，分別為工作水管（即工作水泵使用的水管）和備用水管（即工作水泵使用的水管）。 因此，在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中，采用 一 臺(tái)工作水泵，一臺(tái)備用、 一臺(tái) 檢修水泵，以及其自己的獨(dú)立的排水水管，簡稱“ 一用一備一檢修 ”單泵單管排水系統(tǒng)。并聯(lián)運(yùn)行后每臺(tái)泵輸送 的貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 7 頁 流量減少，揚(yáng)程卻要升高一些，這是因?yàn)椴⒙?lián)后共用管路流量增大，阻力也相應(yīng)增大，需要相應(yīng)提高揚(yáng)程來克服阻力損失。水泵在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，即使使用的是同一廠家同一型號的水泵，也不能完全認(rèn)為單臺(tái)泵性能完全相同，實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷有變化，且管路中的阻力損失不能忽略，這些影響到水泵的運(yùn)行特性。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在 20h內(nèi)排出礦井 24h 的最大涌水量。 水管 設(shè)置 必須有工作和備用的水管。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的 25%。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的 70%。 根據(jù)《煤礦安全 規(guī) 程 (2020)》 中 第二百七十八條 規(guī)定，煤礦 中 水泵 設(shè)置 必須有工作、備用和檢修的水泵。其次還要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中選用功率適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)、性能優(yōu)良的水泵和符合要求的管道。一方面，要求設(shè)計(jì)施工人員在選擇排水器材時(shí)要綜合考慮購買排水器材的費(fèi)用、使用過程中的能源消耗費(fèi)用以及管理和維護(hù)器材的成本費(fèi)用，因此在選擇器材時(shí)要選用性價(jià) 比 較高的排水器材。因此，排水系統(tǒng)的可靠性高低一定程度上決定了整個(gè)煤礦生產(chǎn)過程中工作人員的生命安全。為了使系統(tǒng)達(dá)到在最佳節(jié)能方式下工作，必須使涌水量等于排水量。 3. 控制回路設(shè)計(jì)：可編程序控制器選型設(shè)計(jì)，觸摸屏選型，軟件程序設(shè)計(jì)。 2. 主電路設(shè)計(jì)：電動(dòng)機(jī)選型計(jì)算及啟動(dòng)方案選擇，短路、過載保護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算。方案的選擇是設(shè)計(jì)的第一步，在方案選擇時(shí)，由于是在井下，除了要保證整個(gè)系統(tǒng)中排水設(shè)備占用的空間足夠小，還要有足夠的空間方便進(jìn)行維修。 本設(shè)計(jì)要完成的主要任 務(wù) 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，主要完成以下任務(wù)。在設(shè)計(jì)時(shí)，只有經(jīng)過每一步準(zhǔn)確的計(jì)算和核定，保證了參數(shù)的準(zhǔn)確性，才能保證設(shè)備的正確設(shè)計(jì)和型號的正確選擇，進(jìn)而保證系統(tǒng)工作的可靠性，安全性。 在設(shè)計(jì)過程中，要認(rèn)真設(shè)計(jì)，獨(dú)立完成，遇到不懂的自己查閱資料，或者向指導(dǎo)老師請教。 在煤礦自動(dòng)排水控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì)中我們要本著結(jié)合行業(yè)、深入企業(yè)、貫穿工作 崗位的實(shí)際需要，不能紙上談兵，要符合煤礦的生產(chǎn)技術(shù)要求，根據(jù)國內(nèi)目前的煤礦排水系統(tǒng)的現(xiàn)狀，擬定符合實(shí)際的設(shè)計(jì)方案。 紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，對任何一套理論知識的學(xué)習(xí)，如果不能讓其為社會(huì)生產(chǎn)而服務(wù)，轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力，一切都是紙上談兵，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我們認(rèn)識到將理論知識應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐的重要性。在這個(gè)過程中，要運(yùn)用到許多新的知識，比如說建筑給排水工程的知識， ONRON PLC的編輯、觸摸屏的選型和設(shè)計(jì)等，它 培養(yǎng) 我們 綜合運(yùn)用 基礎(chǔ) 知識 的能力，更重要的是培養(yǎng)了我們學(xué)習(xí)新知識的能力，我們更好地 掌握資料的收集和分析、相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)和 規(guī)范的選擇和運(yùn)用；掌握給 高樓供水 工程管網(wǎng)的布置和 水力 計(jì)算、設(shè)計(jì)方案的選 型 、 圖紙 的繪制以及設(shè)計(jì) 說明書 的編制 等 全過程。 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)強(qiáng)化 我們 對基本理論 知識和基本 實(shí)踐 技能的理解 與 掌握 ， 培養(yǎng) 我們查閱 資料 、 和 分析研究資 料 的能力 在。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，相信在以后的學(xué)習(xí)工作中我能將所學(xué)的理論知識與生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)一步相結(jié)合。具體來說，它是一個(gè)總結(jié)、深化和拓展本科階段學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識的重要過程；是對學(xué)習(xí)、研究以及實(shí)踐成果的一次全面總結(jié)；是對工程實(shí)踐能力與綜合素質(zhì)的培養(yǎng)效果的一次全面檢查；是實(shí)現(xiàn)從學(xué)校的理論學(xué)習(xí)到崗位實(shí)踐工作的過度環(huán)節(jié)。所以說，煤礦排水正在逐步向自動(dòng)化、智能化和信息化邁進(jìn)。 在這樣的科技與信息時(shí)代，煤礦排水系統(tǒng)的控制精度將會(huì)越來越高，而工作人員 勞動(dòng)強(qiáng)度也會(huì)越來越低。 自動(dòng)排水系統(tǒng)就克服了這些缺點(diǎn)，能夠節(jié)省大量的人力。一方面，這種排水系統(tǒng) 可靠性差、自動(dòng)化程度不高、安全系數(shù)低；另一方面，由于排水器械功率較大，頻 繁啟動(dòng)會(huì)對電