孙村煤矿矿井潜水泵排水系统设计13621.docx

矿井潜水泵排水系统设计

孙村煤矿

孙村煤矿矿井潜水泵排水系统设计汇报材料

尊敬的各位领导：
首先，对各位领导莅临孙村煤矿检查指导工作表示热烈的欢迎和衷心的感谢！现将《矿井潜水泵排水系统设计方案》向各位领导汇报如下，不当之处，敬请批评指正。
一、矿井概况
山东能源新矿集团有限责任公司孙村煤矿于 1948 年建矿投产，矿井原设计能力60万吨/年，后经多次生产技术改造，矿井生产能力逐年提高，97年核定矿井生产能力90万吨/年、2002年核定矿井生产能力120万吨/年。2006年核定矿井生产能力140万吨/年。
孙村煤矿采用副立井、主斜井多水平中央石门开拓方式，全井田内有6个由地面直接开凿的井筒进入井下，分布在井田南北两区，南区有主斜井、东斜井、西斜井（已停用）和-400风井，北区有副立井和回风立井；共有-75m、-210m、-400m、-600m、-800m和-1100m六个开采水平。目前-800m水平及以上的各开采水平已基本结束开采，-1100m水平为主要生产水平。
矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式。进风井4个，即东斜井、西斜井、主斜井、副立井；回风井2个，即北区回风立井、-400风井。-400风井服务后一采区、后四采区、前四W采区。北区回风立井服务前三、扩大区、后三采区。
二、 矿井排水系统现状
孙村煤矿井下目前有四个水平均设中央泵房及水仓。
矿井排水由立排和斜排组成，分四个水平排水，现建有-210水平、-400水平、-800水平和-1100水平四个中央泵房及配电所。－210泵房、-400泵房、-800泵房和-1100泵房均已实现排水自动化，由地面集控室集中控制排水。
-210泵房现安装PJ150×7型5台，其中3台工作，1台备用，1台检修。水泵排水量为300m3/h，扬程450.7m。电动机YBJC4503-4， 710KW，敷设两趟管路：管径φ325mm管路一趟，管径φ273 mm管路一趟。-210水平水仓：主仓1200m³、副仓1200m³。
-400泵房现安装MD450-6×11型3台，其中1台工作，1台备用，1台检修。流量为450m3/h，扬程660m。配备YKK5601-4型电机3台，功率为1250KW，敷设管径φ325mm管路两趟,直接排至地面。-400水平水仓：主仓1800m³、副仓1500m³。
-800现安装HDM420×12水泵五台，其中2台工作，2台备用，1台检修。水泵流量为420 m3/h，扬程1127.9m。配备YB800-4型电机，功率为2240KW，敷设φ377mm的管路2趟。-1100水平涌水排至此处，由-800泵房采用立排排至地面。-800水平水仓：主仓1010m³、副仓724m³。
-1100水平中央泵房安装三台MDA500-57×6水泵，其中1台工作，1台备用，1台检修，水泵流量为500 m3/h，扬程342m，配备YB2450-4型电机，功率为710KW，敷设φ325mm的管路2趟。该水平涌水通过-1100前三四层回风巷排至-800东大巷水沟，经大巷水沟进水仓。-1100水平水仓：主仓2400m³、副仓1600m³。
三、矿井涌水量(根据《孙村煤矿水文地质类型划分报告》)
矿 井 各 水 平 涌 水 量 表 m3/h
涌水量
水平
正常
最大
-210m
31.9
84
-400m
156.3
447
-600m
43
92.4
-800m
105.8
153.5
-1100m
120.9
184.1
四、各个水平中央泵房排水时间校验：
1、-1100水平中央泵房排水时间校验：
正常涌水时 h＜20h 满足
最大涌水时 h＜20h 满足
利用φ325×10排水管路，通过-1100前三四层回风巷、-800东大巷疏水至-800水仓。
2、-800水平中央泵房排水时间校验：
-800m水平的正常涌水量：269.7m3/h（-600m水平：43m3/h ，-800m水平：105.8m3/h，-1100m水平：120.9m3/h。），最大涌水量：430 m3/h；（-600m水平：92.4m3/h，-800m水平：153.5 m3/h，-1100m水平：184.1m3/h。） -800m水平中央泵房实际是同时排了-600m、-800m和-1100m水平的涌水量。
正常涌水时 h＜20h 满足
最大涌水时 h＜20h 满足
3、-400水平中央泵房排水时间校验：
正常涌水时 h＜20h 满足
最大涌水时 h＜20h 满足
4、-210水平中央泵房排水时间校验：
正常涌水时 h＜20h 满足
最大涌水时 h＜20h 满足
五、矿井潜水泵排水方案
1、方案立项依据
根据《煤矿安全规程》第二百七十三条 水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。
根据《孙村煤矿水文地质类型划分报告》分析孙村煤矿属于水文地质条件复杂矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。因孙村煤矿深部水压大于5MPa，巷道布置错综复杂，在井底车场附近设置防水闸门不具备条件，因此采取增设潜水泵排水系统的方案。
2、排水现状
矿井排水采用立排排水和斜排排水两种方式，井下共设4个中央泵房，分别设在-210、-400、-800、-1100水平。
⑴ -210水平中央泵房
通过-210管子井直排至地面，该水平所有工作面均开采完毕，在今后的生产过程中，无正常采掘活动，该涌水量主要受地表降水影响，雨季涌水量呈增大趋势。由于-210水平开采结束，今后已不再进行采掘活动，进而不存在由于采掘活动造成突水的可能。
⑵ -400水平中央泵房
通过-600老副井、-210大巷、西斜井直排至地面，该水平仅剩-400风井、老皮带井保护煤柱（包含2、4、11、13、15煤层）尚未开采，其他工作面均开采结束。该涌水量主要受地表降水影响，雨季涌水量呈增大趋势。
⑶ -800水平中央泵房
通过2趟排水管通过-800东大巷和-800风井直接排至地表北立井工业广场，主要有-800、-1100后一采区（11、13、15层），-800前组中区（2、4层），-800后四采区（11、13、15层煤）等采掘工作面。根据《煤矿安全规程》第二百八十条规定：新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应容纳8h的正常涌水量，计算得出水仓容积应为269.7 m3/h×8 h=2157.6 m3，实际只有1734m3相差423.6 m3，不符合规定，需进行扩修或新建水仓。
（4）-1100水平中央泵房
通过-1100前三管子道排至-800东大巷水沟，由-800东大巷水沟淌至-800水仓。目前-1100水平为主要开采水平， 主要有-1100前组扩大二采区（2、4、11层）、-1100前组二采下山区（2、4层）、-1100前组三采下山区（2、4层）、-1100后组三采区（11层）、-1100前组三采区立井保护煤柱（2、4、11层），-1100水平有较为完善的排水系统，由于-1100水平和-800水平为接力排水，-1100水平涌水量排至-800水平，再由-800水平排至地面。
经以上分析，在-800水平或-1100水平安设潜水泵排水系统。

第一方案 将-800泵房内水泵撤除，。

第一方案 在-800水平现有水仓，安装三台潜水泵，一台潜水泵与现有立排管路连接排至北立井地面水池，两台潜水泵经新敷设管路排至-400防尘水池。
因-800水仓设计容量724m3+1010m3，共计：1734 m3。-800水平的正常涌水量为269.7m3/h（其中：-600m水平：43m3/h ，-800m水平：105.8m3/h，-1100m水平：120.9m3/h。），根据《煤矿安全规程》第二百八十条规定：新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应容纳8h的正常涌水量，计算得出：269.7 m3/h×8 h=2157.6 m3>1734 m3，不符合规定。需对水仓进行扩容。
在-800水仓内安装潜水泵，设计利用-800立排管路（φ377×22）的备用管路，在立排备用管路上安设闸阀、逆止阀，使的潜水泵排水系统和-800泵房排水系统相互独立，矿井突水时，-800泵房水泵停止工作，潜水泵投入工作。再由水仓敷设两趟管路经-800东大巷、-800后一大巷、-800副井、-600副井至-400防尘水池，再由-400泵房水泵将涌水排至矿内地面水池内。在雨季可以作为抢险系统，枯水季节还可以补充-400防尘水池内防尘水和洗选厂用水，解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题，还可以减少对北立井地面的环境污染。
泵房、水仓位置
第一方案 排水系统图
第二方案 在-800水平新建水仓、沉淀池，安装三台潜水泵，一台潜水泵与现有立排管路连接排至北立井地面水池，两台潜水泵经新敷设管路排至-400防尘水池。
在新建水仓内安装潜水泵，设计利用-800立排管路（φ377×22）的备用管路，在立排备用管路上安设闸阀、逆止阀，使的潜水泵排水系统和-800泵房排水系统相互独立，矿井突水时，-800泵房水泵停止工作，潜水泵投入工作，利用工作管路和备用管路进行排水。再由水仓敷设两趟管路经-800后一大巷、-800副井、-600副井至-400防尘水池，再由-400泵房水泵将涌水排至矿内地面水池内。在雨季可以作为抢险系统，枯水季节还可以补充-400防尘水池内防尘水和洗选厂用水，解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题，还可以减少对北立井地面的环境污染。
第二方案泵房位置
第二方案 排水系统图
第三方案 在-800前三轨道巷内新建水仓、沉淀池和泵房，安装三台卧泵，敷设排水管路至-400水平，作为矿井正常排水系统，在新建水仓内安装潜水泵排水系统，作为矿井的抢险排水系统。
在-800前三轨道巷内开门顺煤层施工主、副水仓，主水仓设计容量3400m3，副水仓设计容量2500m3，利用-800前三配电所、疏水巷分别布置1个沉淀池，将-800贯穿石门与矸石井贯通，在此巷道内顺煤层施工管子道与-1050皮带巷贯通。
将现有-800泵房报废，在新建泵房安装三台卧泵，敷设管路（φ325×12）经-800贯穿石门、-800副井、-600副井至-400防尘水池，再由-400泵房水泵将涌水排至矿内地面，做为矿井正常排水系统，来补充-400防尘水池内防尘水和洗选厂用水，解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题，还可以减少对北立井地面的环境污染。
在-800新水仓内两台潜水泵，利用-800立排两趟管路（φ377×22），直接排至北立井地面，做为矿井抗灾抢险排水系统，矿井突水时，潜水泵投入工作，利用立排管路将涌水直接排至北立井地面。
第三方案 新泵房位置第三方案 新泵房卧泵排水系统图
第三方案 潜水泵排水系统图
第四方案 在-1100泵房内安装一台潜水泵，沿-1100前三四层回风巷再敷设一趟排水管路至-800水平，在-800前三与-800泵房立排管路合茬，直接排至地面。
在-1100泵房4#小井子（小井子需进行扩建）内安装一台潜水泵，敷设一路排水管路经-1100前三四层回风巷至-800水平，在-800前三与原-800泵房立排管路合茬，将涌水直接排至北立井地面。
将现有-800泵房报废，在新建泵房内安装五台卧泵，三台泵由新敷设两趟管路经-800贯穿石门、-800副井、-600副井至-400防尘水池（或经-800贯穿石门、-800后一十三层运煤上山、-600副井至-400防尘水池），再由-400泵房水泵将涌水排至矿内地面，两台使用原-800泵房水泵，利用一趟立排管路排至北立井地面，做为矿井正常排水系统，补充-400防尘水池内防尘水和洗选厂用水，解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题，还可以减少对北立井地面的环境污染。

第四方案 潜水泵排水系统图
第五方案 在-1100泵房安装一台潜水泵，沿-1100前三四层回风巷再敷设一趟排水管路至-800水平，将-1100水平涌水排至-800水平，在-800新建泵房内安装三台潜水泵，排水管路与现有立排管路相连接，排至北立井地面。
在-1100泵房4#小井子（小井子需进行扩建）内安装一台潜水泵，敷设一趟排水管路经-1100前三四层回风巷至-800水平，将-1100水平涌水排至-800新水仓，在-800新泵房内安装三台潜水泵，排水管路与现有立排管路相连接，排至北立井地面。

第五方案 潜水泵排水系统图

3、安装潜排系统方案可行性分析
经研究制定了以上五种方案安设潜排系统，根据安设潜排系统的经济、技术、安全可靠性的方面进行对比。
经济、技术、安全可靠性比较表
方案
优点
缺点
第一方案
1、可以充分利用原有工程及设施。
2、解决-400水平防尘水池和洗选厂枯水季节缺水问题。
3、既可以直排地面又可以排至-400水平。
4、矿建工程量小，只需要对现有水仓进行修复。
1、供电线路较长。
2、需要敷设排水管路至-400水平。
3、存在重复折返排水现象。
4、由泵房排至矿内地面，排水管路较长，排水经济性差。
5、管路的维修维护工作量大。
第二方案
1、解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题。
2、解决因-800东大巷采动影响巷道变形导致排水系统断管的安全隐患。
3、减少管路的维修维护工作量。
4、解决-800水平存在重复折返排水，经济运行不合理现象。
5、实现双向排水，提高-800水平排水的安全性。
6、从北立井降压站供电时，供电距离短，安全可靠性高。
7、可以充分利用原有工程及设施。
1、需新建水仓、沉淀池。
2、矿建工程量大，施工时间长。
3、需新敷设排水管路。
第三方案
1、解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题。
2、解决因-800东大巷采动影响巷道变形导致排水系统断管的安全隐患。
3、解决-800水平存在重复折返排水，经济运行不合理现象。
4、可以充分利用原有管路作为正常排水管路，减少管路投入。
1、需新建水仓、沉淀池和泵房。
2、矿建工程量大，施工时间长。
3、需新敷设排水管路较多，管路安装工程量较大。
第四方案
1、解决因-800东大巷采动影响巷道变形导致排水系统断管的安全隐患。
2、解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题。
3、从北立井降压站供电时，供电距离短，安全可靠性高。
4、实现双向排水，提高-800水平排水的安全性。
可以充分利用原有工程及设施。
1、需使用扬程较大潜水泵。
2、需对-1100泵房小井子进行扩建。
3、需要敷设排水管路。
4、从北立井降压站供电时，供电距离长。
第五方案
1、解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题。
2、解决因-800东大巷采动影响巷道变形导致排水系统断管的安全隐患。
3、减少管路的维修维护工作量。
4、解决-800水平存在重复折返排水，经济运行不合理现象。
1、设备投入较多。
2、需对-1100泵房小井子进行扩建。
3、需新敷设排水管路。
4、从北立井降压站供电时，供电距离长。
5、需新建水仓、沉淀池和泵房。
经以上五种方案相比较，优先采用第一方案。
六、潜水泵选型
（一）、利用-800原立排管路排至北立井地面，潜水泵设计选型：
1、设计依据
地面水池标高：+198m
潜水泵吸水点标高：-800m
垂直排水高度为：998m
-800最大涌水量：430m3/h
立排管路：φ377×22
排水管长度：1638m
2、设计计算
①潜水泵必须的排水能力计算
-800m水平的正常涌水量：269.7m3/h，最大涌水量：430 m3/h；
正常涌水期

最大涌水期

式中 ——工作潜水泵具备的总排水能力，；
——工作和备用潜水泵具备的总排水能力，；
——矿井正常涌水量，；
———— 矿井最大涌水量，。
②潜水泵所需扬程估算

式中 ——估算潜水泵所需扬程，；
——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取=井底与地面标高差，；
——管路效率。当管路在立井中铺设时，=0.9～0.89；当管路在斜井中铺设，且倾角>时, =0.83～0.8；＝～时，＝0.8～0.77；＜时，＝0.77～0.74。
③潜水泵的型号及台数选择
根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择与-800泵房排水能力相当的BQS400-1200/30-2400型潜水泵，流量400m3/h，额定扬程1200m。
选用典型三泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。正常涌水时，一台泵向一趟管路供水；最大涌水时，两台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。
①管路校核
dp=＝0.266m＝26.6cm Vp取2m/s
δ=0.5dp()＋C (cm)
=0.5×26.6()＋0.15
=1.92cm＝19.2mm
式中 dp—标准管内径。
δπ—需用应力，铸铁管δπ＝200kg/cm2,焊接钢管δπ＝600kg/cm2，无缝钢管δπ＝800kg/cm2；
p—管内液体压强，可用下式求出：p＝0.11Hg kg/cm2 =109.78 kg/cm2
Hg—管出口到水井水面标高差，m。此处为998m
经计算现有φ377×22，壁厚为22mm，内孔为333mm 符合要求。
② 管路阻力及管网特性方程
管路总阻力系数

=0.8972×10-4
管网特性方程
运行初期 H1 = Hg＋RQ2 = 998＋0.8972×10-4Q2
考虑管路淤积 H2 = Hg＋1.7RQ2 =998＋1.7×0.8972×10-4Q2
③排水时间
最大涌水时两台泵工作

排水时间为12.9小时，满足排水要求。
④电动机选择
电动机功率

选BQS400-1200/30-2400型潜水泵，流量400m3/h，额定扬程1200m，潜水泵配电动机功率2400 KW电压6KV，采用现有φ377×22管路，即可满足要求。
（二）、-800新水仓排至-400水平，潜水泵设计选型：
1、设计依据
-400防尘水池标高：-400
潜水泵吸水点标高：-800m
垂直排水高度为：400m
-800最大涌水量：430m3/h
至-400排水管路长度：3015m
2、设计计算
①潜水泵必须的排水能力计算
-800m水平的正常涌水量：269.7m3/h，最大涌水量：430 m3/h；
正常涌水期

最大涌水期

式中 ——工作潜水泵具备的总排水能力，；
——工作和备用潜水泵具备的总排水能力，；
——矿井正常涌水量，；
———— 矿井最大涌水量，。
②潜水泵所需扬程估算

式中 ——估算潜水泵所需扬程，；
——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取=井底与地面标高差，；
——管路效率。当管路在立井中铺设时，=0.9～0.89；当管路在斜井中铺设，且倾角>时, =0.83～0.8；＝～时，＝0.8～0.77；＜时，＝0.77～0.74。
③潜水泵的型号及台数选择
根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择与-800泵房排水能力相当的BQS400型潜水泵，流量400m3/h，额定扬程600m，排至-400防尘水池。
选用典型三泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。正常涌水时，一台泵向一趟管路供水；最大涌水时，两台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。
④管路校核
dp=＝0.266m＝26.6cm Vp取2m/s
δ=0.5dp()＋C (cm)
=0.5×26.6()＋0.15
=0.79cm＝7.9mm
预选水管外径：266＋7.8×2＝281.6mm,查标准，选用Φ325×12无缝钢管。
⑤管路阻力及管网特性方程
管路总阻力系数

=2.5474×10-4
管网特性方程
运行初期 H1 = Hg＋RQ2 = 400＋2.5474×10-4Q2
考虑管路淤积 H2 = Hg＋1.7RQ2 =400＋1.7×2.5474×10-4Q2
⑥排水时间
最大涌水时两台泵工作

排水时间为12.9小时，满足排水要求。
⑦电动机选择
选BQS400型潜水泵，流量400m3/h，额定扬程600m，潜水泵配电动机功率1200 KW电压6KV，采用Φ325×12管路，即可满足排水要求。
（三）、-800新泵房排至-400水平，水泵设计选型：
1、设计依据
-400防尘水池标高：-400
潜水泵吸水点标高：-800m
垂直排水高度为：400m
-800最大涌水量：430m3/h
至-400排水管路长度：3015m
2、设计计算
①潜水泵必须的排水能力计算
-800m水平的正常涌水量：269.7m3/h，最大涌水量：430 m3/h；
正常涌水期

最大涌水期

式中 ——工作潜水泵具备的总排水能力，；
——工作和备用潜水泵具备的总排水能力，；
——矿井正常涌水量，；
———— 矿井最大涌水量，。
②潜水泵所需扬程估算

式中 ——估算潜水泵所需扬程，；
——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取=井底与地面标高差，；
——管路效率。当管路在立井中铺设时，=0.9～0.89；当管路在斜井中铺设，且倾角>时, =0.83～0.8；＝～时，＝0.8～0.77；＜时，＝0.77～0.74。
③潜水泵的型号及台数选择
根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择与原-800泵房排水能力相当的MD450型潜水泵，流量450m3/h，额定扬程550m，排至-400防尘水池。
选用三泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。正常涌水时，最大涌水时，两台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。
④管路校核
dp=＝0.266m＝26.6cm Vp取2m/s
δ=0.5dp()＋C (cm)
=0.5×26.6()＋0.15
=0.8cm＝8mm
预选水管外径：266＋8×2＝282mm,查标准，选用现有的Φ325×12无缝钢管。
⑤管路阻力及管网特性方程
管路总阻力系数

=1.5057×10-4
管网特性方程
运行初期 H1 = Hg＋RQ2 = 400＋1.5057×10-4Q2
考虑管路淤积 H2 = Hg＋1.7RQ2 =400＋1.7×1.5057×10-4Q2
⑥排水时间
最大涌水时:

排水时间为22.9小时，满足排水要求。
⑦电动机选择
选MD450型水泵，流量450m3/h，额定扬程550m，水泵配电动机功率1200 KW电压6KV，采用Φ325×12管路，即可满足排水要求。
（四）、在-1100泵房安装潜水泵排至北立井地面，潜水泵设计选型：
1、设计依据
地面水池标高：+198m
潜水泵吸水点标高：-1100m
垂直排水高度为：1298m
-1100最大涌水量：184.1m3/h
立排管路：φ377×22
排水管长度：1050+1638=2688m
2、设计计算
①潜水泵必须的排水能力计算
-1100m水平的正常涌水量：120.9m3/h，最大涌水量：184.1m3/h；
正常涌水期

最大涌水期

式中 ——工作潜水泵具备的总排水能力，；
——工作和备用潜水泵具备的总排水能力，；
——矿井正常涌水量，；
———— 矿井最大涌水量，。
②潜水泵所需扬程估算

式中 ——估算潜水泵所需扬程，；
——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取=井底与地面标高差，；
——管路效率。当管路在立井中铺设时，=0.9～0.89；当管路在斜井中铺设，且倾角>时, =0.83～0.8；＝～时，＝0.8～0.77；＜时，＝0.77～0.74。
③潜水泵的型号及台数选择
根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择与-800泵房排水能力相当的BQS400型潜水泵，流量300m3/h，额定扬程1500m。
最大涌水时，一台泵工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。
①管路校核
dp=＝0.231m＝23.1cm Vp取2m/s
δ=0.5dp()＋C (cm)
=0.5×23.1()＋0.15
=2.23cm＝22.3mm
式中 dp—标准管内径。
δπ—需用应力，铸铁管δπ＝200kg/cm2,焊接钢管δπ＝600kg/cm2，无缝钢管δπ＝800kg/cm2；
p—管内液体压强，可用下式求出：p＝0.11Hg kg/cm2 =142.78 kg/cm2
Hg—管出口到水井水面标高差，m。此处为1298m
预选水管外径：231＋22.3×2＝275.6mm,查标准，选用Φ325×24无缝钢管。配合现有φ377×22，壁厚为22mm，内孔为333mm 符合要求。
② 管路阻力及管网特性方程
管路总阻力系数

=1.4636×10-4
管网特性方程
运行初期 H1 = Hg＋RQ2 = 1298＋1.4636×10-4Q2
考虑管路淤积 H2 = Hg＋1.7RQ2 =1298＋1.7×1.4636×10-4Q2
③排水时间
最大涌水时

排水时间为14.7小时，满足排水要求。
④电动机选择
电动机功率

选BQS400型潜水泵，流量为300m3/h，额定扬程1500m，潜水泵配电动机功率2400 KW电压6KV，-1100水平至-800水平敷设一趟φ325×24的管路和现有φ377×22管路连接排至地面，即可满足要求。
（五）、在-1100泵房安装潜水泵排至-800水平，潜水泵设计选型：
1、设计依据
-800水平标高：-800m
潜水泵吸水点标高：-1100m
垂直排水高度为：300m
-1100最大涌水量：184.1m3/h
排水管长度：1050m
2、设计计算
①潜水泵必须的排水能力计算
-1100m水平的正常涌水量：120.9m3/h，最大涌水量：184.1m3/h；
正常涌水期

最大涌水期

式中 ——工作潜水泵具备的总排水能力，；
——工作和备用潜水泵具备的总排水能力，；
——矿井正常涌水量，；
———— 矿井最大涌水量，。
②潜水泵所需扬程估算

式中 ——估算潜水泵所需扬程，；
——侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取=井底与地面标高差，；
——管路效率。当管路在立井中铺设时，=0.9～0.89；当管路在斜井中铺设，且倾角>时, =0.83～0.8；＝～时，＝0.8～0.77；＜时，＝0.77～0.74。
③潜水泵的型号及台数选择
根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择BQS400型潜水泵，流量300m3/h，额定扬程400m。
最大涌水时，一台泵工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。
①管路校核
dp=＝0.231m＝23.1cm Vp取2m/s
δ=0.5dp()＋C (cm)
=0.5×23.1()＋0.15
=0.585cm＝5.85mm
式中 dp—标准管内径。
δπ—需用应力，铸铁管δπ＝200kg/cm2,焊接钢管δπ＝600kg/cm2，无缝钢管δπ＝800kg/cm2；
p—管内液体压强，可用下式求出：p＝0.11Hg kg/cm2 =33 kg/cm2
Hg—管出口到水井水面标高差，m。此处为300m
预选水管外径：231＋10.1×2＝251.2mm,查标准，选用Φ273×10无缝钢管。 符合要求。
② 管路阻力及管网特性方程
管路总阻力系数

=0.6308×10-4
管网特性方程
运行初期 H1 = Hg＋RQ2 = 300＋0.6308×10-4Q2
考虑管路淤积 H2 = Hg＋1.7RQ2 =300＋1.7×0.6308×10-4Q2
③排水时间
最大涌水时

排水时间为14.7小时，满足排水要求。
④电动机选择
电动机功率

选BQS400型潜水泵，流量300m3/h，额定扬程400m，潜水泵配电动机功率600 KW电压6KV，采用现有φ273×10管路，即可满足要求。
七、排水供电
1、供电现状：
孙村矿现有四座35KV降压站，分别是北立井降压站、矿内降压站、中心区降压站和新申降压站。其中为矿井生产服务的降压站是北立井降压站、矿内降压站。
矿内降压站正常运行的线路来自东都变电所，35KV孙矿线线路全长3183米 ，导线为LGJ—120钢芯铝绞线，是该站的主回路，备用回路来自中心区配电站的35KV中孙线。站内目前安装两台SF9－12500/35/6变压器，一台运行，一台备用。站内35KV设备采用KYN－35型隔离小车式高压开关柜，共有9面，6KV安装GG－6A（F）型高压开关柜30面。该站采用河南许继的XWJK-3100变电站综合自动化监控系统，保护类型齐全，灵敏可靠。主要负荷为：地面副井绞车、主运皮带井、洗选厂、矸石山、锅炉房以及井下-600水平以上负荷。
北立井降压站两路35KV电源均来自陈家庄变电站，电源线路全长1920米，其中YJV22-26-3×150/35交联电缆长1370米，LGJ-150钢芯铝绞线长550米。目前站内安装一台SF7-16000KVA变压器、一台SF11-16000KVA主变压器，两台变压器一备一用；35KV电源电压经变压器变成6KV向高压负荷供电。该站35KV设备采用JYN1－35型隔离小车式高压开关柜，共有9面， 6KV安装KYN28型高压真空开关柜28面。该站采用河南许继的CBZ-8000变电站综合自动化监控系统，保护类型齐全，灵敏可靠。安装一套SVG高压无功补偿装置补偿矿井功率因数。该站主要负荷有北立井绞车、北立井提风机、北风井提风机、井口空调、制冷机，以及井下-800水平及以下全部负荷。
2、供电方案的确定
根据《煤矿安全规程》第二百七十三条，水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。潜水泵电源由北立井降压站直供，在北立井降压站安装2台进线柜、1台联络柜，3台启动柜和3台电抗器柜。沿立井井筒敷设三条MYJV22交联电缆直供3台潜水泵，形成独立的供电系统。
3、潜水电泵供配电及控制
潜水电泵控制方式为一控一，起动柜选用6kV级无锡军工电力设备有限公司KYGC型永磁式高压真空配电装置2台，起动柜安装在北立井35kV变电站6kV配电室内，潜水泵配电电缆自起动柜引出后经副立井井筒引至井下潜水电泵，电缆选用MYJV42-6kV型铜芯交联聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆3条。
潜水泵起动柜配置配南瑞继保微机保护装置（带通讯接口）电动机综合保护装置用于保护潜水泵，具有以下保护功能：启动时间过长保护，定时限过流保护，过负荷保护，过热保护，零序电流保护，负序电流保护，过电压、低电压保护和漏电保护，控制回路异常告警，PT断线告警等。
潜水泵设自动控制系统一套，可显示电气和排水系统各有关参数、运行画面以及储存相关信息。控制系统由电泵智能保护器、控制屏、自动控制系统后台、井下远程监控箱、传感器及联系电缆组成。电泵智能保护器具有绕组温度超限报警、绕组温度超限跳闸，电机缺水保护，水仓上水位、下水位报警。控制器带输出接口，与控制系统后台进行连接（通讯），实时监控保护器运行状况。
潜水泵控制均可实现地面值班室内及泵房就地两地控制，具有电流、电压、压力等基本参数显示；抢险等特殊工况时能从地面将井下电气部分隔离，由地面进行起停操作。
（一）选用功率为1200KW潜水泵供电设施选型、校验
1、供电电缆验算
（1）按最大计算电流选择电缆：
供电负荷额定功率为1200KW，2台潜水泵，总负荷2400KW。
供电距离L=1.5Km
长时工作电流
矿井高压供电年利用小时数一般为3000－5000小时，选用铜芯电缆，查《煤矿电工手册》第五册表10-3-2，经济电流密度Jj＝ 2.25
Sj= Ig/Jj=102.24/2.25=45.44mm2
选择6KV YJV22-3×70电缆。
（2）按长时允许电流校验电缆截面
查《煤矿电工手册》表12-2-26，YJV22-3×120电缆允许载流量218A,大于长时工作电流109.1A,能够满足要求。
（3）按电缆短路时热稳定校验电缆截面
S min=I*(3)d3×√t /c=9160×√0.25/93.4＝49 mm2
I*(3)d3—最大三相短路电流
t-假想动作时间
C-热稳定系数查《煤矿电工手册》表10-3-3
35mm2＜70mm2，按热稳定校验电缆截面满足要求。
（4）按允许电压损失校验
查《煤矿电工手册》公式10-3-10
ΔU%＝PL（R0＋X0 Tgφ）/10UN2
＝1000×2×1 ×(0.1+0.08×0.62)/10×6.32
=1.8%＜5%
按电压损失校验电缆截面,现有电缆符合要求。
R0、X0－电缆线路单位长度的电阻及电抗，欧/千米。查《煤矿电工手册》表2-2-13和2-2-14
2、母线选择校验
（1）按最大长时工作电流选择母线：

查《煤矿电工手册》表3-2-4，60×6矩形铜母线允许载流量1069A。故选用60×6矩形铜母线。
（2）校验母线热稳定性
A≥I*(3)d3√KSKtf/C=9160×√0.25/87＝52 mm2,满足要求
A—所选母线截面，mm2
C—材料热稳定系数，查《煤矿电工手册》表3-1-7
KSK—集肤效应系数，母线截面小于600mm2时取1
tf-短路电流动作时间，一般取0.25s
60×6矩形铜母线热稳定性能满足要求
3、高压开关柜选用无锡军工电力设备有限公司KYGC型永磁式高压真空配电装置（配南瑞继保微机保护装置）
4、进线柜电流互感器的选择校验
最大涌水时，最大长时工作电流：

电流互感器额定电流应满足：
Ie1≥(1.2～1.5)Ig=(1.2～1.5)214.48=257.4A～322A
选择电流互感器变比为300/5
结论：进线柜电流互感器变比选择300/5。
5、潜水泵启动柜电流互感器的选择
最大计算电流：
Ig= P/×Ue×cosΦ＝1000/√3×6＝96.2A
电流互感器额定电流应满足：
Ie1≥(1.2～1.5)Ig=(1.2～1.5)96.2=115.44A～144.3A
选择电流互感器变比为150/5
结论：潜水泵启动柜电流互感器变比为150/5。
（二）、选用功率为2400KW潜水泵供电设施选型、校