礦井排水系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-08 20:44本頁面
【正文】 第一章 緒 論在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中，隨時都有各種來源的水涌入礦井。只有極少數(shù)例外的礦井是干燥。特別是防止突然涌水的襲擊，對保證礦井生產(chǎn)有重要意義。在恢復(fù)被淹沒的礦井時，首要的工作就是排水。因此，排水設(shè)備是煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中不可缺少的，它對保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。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(zāi)。地下水在開采過程中不斷涌出。一般用“q”表示，其單位為m3/h。為了對比不同礦井涌水量的大小，通常還采用同一時期內(nèi)，相對于單位煤炭產(chǎn)量（以噸計）的涌水量作為比較參數(shù)，稱它為相對涌水量，或稱為含水系數(shù)。 礦水性質(zhì)礦井水中會有各種礦物質(zhì)，并且會有泥沙、煤屑等雜質(zhì)，故礦井水的密度比清水大，15。按PH值礦水可分為堿性PH中性PH=弱酸性PH=4~6和強(qiáng)酸性PH=0~3。礦水中含有的懸浮狀固體顆粒進(jìn)入水泵后加速金屬表面的磨損。對于礦水中的懸浮顆粒應(yīng)在水泵前加以沉淀，而后再經(jīng)泵排出礦井。選擇的排水設(shè)備及其布置方式必須符合《礦井安全規(guī)程》和《煤礦工業(yè)設(shè)計規(guī)范》以及國家有關(guān)的技術(shù)規(guī)定；同時，在技術(shù)合理的前提下，應(yīng)盡可能提高設(shè)備的裝備效率和設(shè)備本身的完好率，充分發(fā)揮設(shè)備的潛力。按葉輪數(shù)目分（1）單級水泵泵國上裝有幾個葉輪按水泵吸水方式（1）單吸水泵（2）雙吸水泵按泵殼的結(jié)構(gòu)分（1）螺殼式水泵（2）分段式水泵（3）中開式水泵按泵軸的位置分（1）臥式水泵（2）立式水泵按比轉(zhuǎn)數(shù)分（1）低比轉(zhuǎn)數(shù)水泵由此，可供選擇的排水系統(tǒng)有以下兩種： 直接排水系統(tǒng)直接排水系統(tǒng)是指井下的涌水通過排水設(shè)備直接排到地面。圖（a）是豎井單水平開采時的直接排水系統(tǒng)。圖（c）是豎井兩個水平同時開采時，若上水平涌水量較小，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，可將上水平的涌水通過管路自流到下一水平的水倉中，然后兩個水平的涌水由下水平排水設(shè)備直排地面。若地質(zhì)條件較復(fù)雜或井較深，可采用沿斜井井筒敷設(shè)排水管路的方法，將水直排地面。（）。一般適用于礦井較深，又受排水設(shè)備能力所限制的礦井排水。圖（a）是豎井單水平開采時，由于井深已超過水泵可能產(chǎn)生的揚(yáng)程時，可在井筒中部開拓泵房和水倉（相當(dāng)于兩個水平分段排水系統(tǒng)）將水經(jīng)兩段排水設(shè)備排至地面。圖（b）是斜井兩個水平同時開采時的分段排水系統(tǒng)。缺點是當(dāng)一套排水設(shè)備發(fā)生故障是，會影響整個礦井的排水，而且設(shè)備數(shù)量較多井筒中的管路復(fù)雜，不利于安裝和維護(hù)。 (a) (b)根據(jù)上述的有關(guān)規(guī)定,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)行成本的簡易程度，選用方案一作為本設(shè)計的排水方法.第三章 水泵的選型及臺數(shù)計算選擇水泵的型式和臺數(shù)應(yīng)符合《規(guī)程》和《規(guī)范》的規(guī)定。只有在不得已的情況下，才采用兩臺水泵并聯(lián)排水。b)估算水泵必須的揚(yáng)程：Hb = Hcηg=260= 234 m式中 Hc—排水高度，Hc=260 m。 當(dāng)管路在立井中鋪設(shè)時， g =～ 參照《泵產(chǎn)品樣本》,因為礦水呈中性，所以選擇D型泵，依計算的工作水泵能力Qe可選擇泵的型號為:泵 D45060 的級數(shù)為：i=HB/Hi=～ 取i=6泵 D50053 的級數(shù)為：i=HB/Hi=～取i=6則水泵的型號為：D45060和D50053 其詳細(xì)資料如下： 離心泵參數(shù)：型號級數(shù)流量揚(yáng)程H(m)轉(zhuǎn)速n(r/min)功率P(KW)效率％必需汽蝕余量(NPSH)r(m)泵重(kg)(m3/h)(L/s)軸功率Pa電動機(jī)功率D4506064501253601480680797390 D450608型離心泵參數(shù)：型號級數(shù)流量揚(yáng)程H (m)轉(zhuǎn)速n(r/min)功率P(KW)效率％必需汽蝕余量(NPSH)r(m)泵重(kg)(m3/h)(L/s)軸功率Pa電動機(jī)功率D5005765001393991480671850815Y50034（IP23/6kv） ：D450608D500538 1 1 1 1 11 3 3 式中 分別為工作、備用檢修水泵的臺數(shù)。排水時的裝置效率定義為：輸出地有益能量與裝置輸入的能量之比，其比值用表示，且,則裝置效率為 (317) 式中 —水泵工況點效率，81%； —管道效率，98%； —電機(jī)效率，92%； —傳動效率，98%。為確保排水設(shè)備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對豎井其裝置效率，；對斜井其裝置效率。=, 工況效率ηm1=，管路效率 ηg1=HC/Hm1=320/330=，則裝置效率為： ηz1=ηm1ηdηg1ηc ==(ηz≥) =，管路效率ηg3=HC/Hm3=320/328=,則裝置效率為：ηz3=ηm3ηdηg3ηc===(ηz≥) 由此可選定 D50057型水泵3臺，排水管路選 YB23170φ2998 管 兩趟，吸水管規(guī)格為 YB23170φ3258第四章 排水管道選型計算及管道的布置a）.計算根據(jù)《規(guī)范》第2－138條,管徑常按經(jīng)濟(jì)流速Vp=～:式中 dp————排水管內(nèi)徑(計算),m. 對于D45060水泵，額定流量為 450m3/h 對于D50057水泵，額定流量為5003 m3/h b）.壁厚度的計算：壁厚可按如下公式計算： 式中： dp－排水管內(nèi)徑,cmp－管內(nèi)液體壓強(qiáng)，作為估算p=(MPa)； Hp(m)為排水高度；z－許用應(yīng)力。C－附加厚度,對于鑄鐵管C=～。
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