采矿课程设计水汞房.doc

井 巷 工 程 课 程 设 计

学 院： 资源与环境工程学院
班 级: 采矿工程0701
学 号:
姓 名：
指导老师：
设计日期： 2012-1-4 _

目录
1坑内排水设施......................................................3
1.1矿山排水方案设计及计算........................................3
1.1.1矿山各中段涌水量........................................3
1.1.2矿山排水方案............................................3
1.1.3深部排水能力............................................3
1.1.4排水设备选择............................................4
1.1.5排水管径................................................4
1.1.6吸水管直径..............................................5
1.1.7吸水管的实际流速........................................5
1.1.8排水管与吸水管的选择....................................5
1.2变电硐室设计.................................................5
2水泵房尺寸设计..................................... ..............5
2.1水泵房的长度.................................................5
2.2水泵房的宽度................................... .............6
2.3水泵房基础的近似计算.........................................6
2.4水泵房的高度.................................................7
2.5水泵房相关硐室...............................................7
2.5.1吸水井，配水巷和配水井.................................7
2.5.2管子道.................................................7
2.5.3泵房通路...............................................7
2.6水仓设计.....................................................7
3.水泵房的支护设计........................... ......................9
3.1水泵房支护设计...............................................9
3.2配水巷，吸水井及配水井支护设计...............................9
3.3管子道与泵房通道支护设计.....................................9
3.4水仓支护设计.................................................9
4.水泵房的掘进工程量.......................................... .....9
5参考文献..................................................... ...10
水泵房设计说明书
1坑内排水设施
1.1矿山排水方案及计算
1.1. 1矿山各中段涌水量
该矿各水平地下总涌水量如表1。
表1-1 各中段矿坑涌水量表

矿山名称

地表标高(m)
水泵房水平(m)
地下总涌水量Q（m3/d）
正 常
最 大

湖北某铜矿

+38
-245
3580
12464

要设计的水泵房为-245水平
1.1. 2矿山排水方案
采用集中排水。
1.1.3深部排水能力
1）设备必须的排水能力
(1-1)
(1-2)
根据1和H初选水泵型号，确定其流量( m3/h)和扬程H(m)。
式中 ———矿井正常涌水量，m3/h；
K———扬程损失系数。对于竖井，K=1.1；
Hh———井筒深度，m。
根据和H查表的，选择型号为200D-43×8的水泵，流量为288 m3/h，扬程为326.4 m。
2）正常涌水量期间所需水泵的工作台数
取n=1
(1-3)
式中 ———一台水泵的排水能力，m3/h。
3）最大涌水量期间所需水泵的工作台数
取n=3
(1-4)
因此，选择四台此种型号的水泵，在正常涌水量情况下，一台工作，一台维修，两台备用，其中一台的排水能力能在20h内排出一昼夜的正常涌水量，在最大涌水量期间，四台泵同时工作。
4）正常涌水量期间一昼夜内水泵工作实际时间
(1-5)
1.1.4排水设备选择
根据矿山固定手册选择水泵的型号、台数见下表
表1-2 排水设备选择
型号
流量
(m/h)
扬程
(m)
转速
(rpm)
吸程
(m)
效率
(％)
200D-43×8
288
326.4
1480
5.7
80
配带电动机
口径(mm)
外形尺寸
长宽高(mm)
重量

(kg)
型号
容量
(kw)
吸入
吸出
JR138-4
410
200
200
3938×1350×1285
5805

1.1.5排水管径
1）管径计算：
mm (1-6)
式中 Vd ———排水管中的水流速度，m/s。根据有利的排水管流速度取：
Vd =1.5～2.2m/s，这里取 Vd =1.85 m/s
———排水管标准管内径
2）排水管管壁厚度计算
mm (1-7) 查《矿山固定机械手册》，取壁厚=8mm
a———考虑管道受腐蚀及管路制造有误差时的附加厚度，对无缝钢管取2～9mm

1.1.6吸水管直径
ds = Dg +25～50=235+35=270 (mm) (1-8)

吸水管直径一般比排水管直径大一级，选取标准管径ds
1.1.7吸水管的实际流速
m/s (1-9)
1.1.8排水管与吸水管的选择
排水管采用YB-231-64型Ф273无缝钢管，壁厚为 8mm,理论重量52.58 kg/m。2趟排水管，1趟工作，1趟备用。排水管总长为377.05m。
吸水管选用YB-231-64型Ф273无缝钢管，壁厚为8mm。吸水管总长为30m。
1.2变电硐室设计
井下变电硐室设在-245m水平水泵硐室一侧，6KV电源从地面变电所取得，井下变电硐室中安装6/0.4KV变压器（560KV）两台，向-245m水平的水泵和其他用电设备供电。
经过计算，变电硐室选用直墙三心拱断面形式，硐室宽 4.4m，4.5高 m，长 16m。
井筒电缆选用YJV32-3×90电缆2路，一路工作，一路备用。
2水泵房尺寸设计
中央水泵房由泵房主体硐室、配水巷、管子道及通道组成。中央水泵房和水仓构成了中央排水系统，此次设计的中央水泵房按照吸入式水泵房设计。
2.1水泵房的长度
（2-1）
式中 ———水泵台数，台；
Li———水泵机组（包括电动机）的总长度，m;
A———水泵机组的净空距离，m,一般为1.5～2.0m,取2.0m
、泵房两端所需办公、运输、检修及安全间隙等、取2.5～3m,取3m
水泵房的长度取28.4m；
2.2水泵房的宽度
（2-2）
式中 b1———水泵基础宽度，m；
b2———水泵基础边到轨道一侧墙壁的距离，以通过泵房内最大设备为原则，一般为1.5～2.0m，这里取1.6m；
b3———水泵基础边到吸水井一侧墙壁的距离，一般为0.8～1.5m,这里取1.0m。
水泵房的宽度取4.4m；
2.3水泵房基础的近似计算
基础的容积：
式中 -垂直往上的作用力
-垂直往下的作用力
-水平力
G-水泵与电动机的重量，kg
r-基础的容积比重， r=2000
基础的深度:
式中： B-基础的宽度，m
L-基础的长度，m
2.4水泵房的高度
水泵房高度应满足检修时起重的要求，选4.5 m。
因此，水泵房尺寸为：长28.4m、宽4.4m、高4.5m
2.5水泵房相关硐室
2.5.1吸水井，配水巷和配水井
根据配水井上部硐室安设配水闸阀的要求，一般配水井的尺寸是平行配水巷方向长2.5～3.0m，取3m，垂直配水巷方向宽为2.0～2.5m，取2.5m，深度5～6m，考虑吸程，取5.5m；配水井上方壁高为1.8～2.2m，取1.8m,采用拱形或顶部配钢梁的矩形断面。配水井井底底板标高应低于水仓底板标高1.5m。四个吸水井公用一个配水井。
配水巷位于吸水井外侧，通过溢水管与配水井和吸水井相连。为了便于施工和清理，配水巷断面为宽1.0～1.2m,取宽为1.1m，高1.8m的半圆拱形，其底板标高高于配水井1.5m，取净宽1.1m，净高1.8m。
吸水井位于主体硐室靠近水仓一侧，净径为1.0～1.2m，深5～6m，取净径1.2m，深6m。吸水井上方壁高为1.8～2.2m，取1.8m,采用拱形或顶部配钢梁的矩形断面。吸水井井底底板标高应比配水井底板标高低1.5m。
2.5.2管子道
㈠管子道出口处，比井底车场轨面高7～10m,左右，管子道与井筒连接处设两米长的平台，平台坡度为3～5‰，坡向竖井。选举轨面高7m,平台高度5‰
㈡排水管子道的坡度一般为30左右，选30。
㈢管子道内，应设有行人台阶并考虑铺设轨道。管子道的断面，应满足通过水泵、电动机等设备的要求 。巷道断面选圆弧拱，电动机宽度为1.35m，考虑人行通道和排水，净宽B取2.8m,净高H取2.6m.
2.5.3泵房通路
断面采取三心拱，净断面宽度为2.6m,高度为2.6m,长度为9m。
2.6水仓设计
2.6.1水仓容量、长度和断面尺寸的确定。
水仓容量根据《矿山安全规程》有关规定按以下情况分别确定：
当矿井正常涌水量小于或等于1000m/h时，主要水仓有效容量按下式计算
=8×149.2=1193.6m/h （2-5）
式中 Q—主要水仓的有效容量，m；
Q—矿井正常涌水量，m/h，，小于1000m/h；
8—指8小时，h。
水仓的断面选择矩形，水仓的净断面积
式中 -泵房正常排水能力，m/h
-矿井的正常涌水量，m/h
v-水仓内的流速；为了有利于水仓中得杂质沉淀，水仓内的流速控制在0.003～0.007m/s.取v=0.005m/s
水仓长度：
设置两条水仓。
3.水泵房的支护设计
3.1水泵房支护
设该矿山的围岩系数为4~6，因此硐室可选用混凝土支护，支护厚度为300mm的喷射混泥土。
3.2配水巷，吸水井及配水井支护设计
配水巷，吸水井及配水井支护可选用混凝土支护，支护厚度为200mm的喷射混泥土。
3.3管子道与泵房通道支护设计
管子道与泵房通道可选用混凝土支护，支护厚度为200mm的喷射混泥土
3.4水仓支护设计
水仓可选用混凝土支护，支护厚度为200mm的喷射混泥土。
4.水泵房的掘进工程量
4.1水泵房参数计算
水泵房断面形式为三心拱，在净断面上其断面参数为：

管子道的断面为圆弧拱，其工程量为：

水仓的断面为矩形，其工程量为：

表4-1 水泵房的掘进工程量表
工程名称
长度
(m)
掘进断面
(m2)
净断面
(m2)
掘进工程量(m3)
支护工程量(m3)
水泵房
28.4
26.97
22.68
765.95
121.84
管子道
16
6.16
8.18
130.88
32.32
水仓
197
7.548
6.06
1486.96
293.14
合计

2383.79
447.3
5参考文献
[1]东兆星、吴士良.井巷工程.徐州:中国矿业大学出版社,2004
[2]王运敏.中国采矿设备手册(下册).北京:科学出版社,2007
[3]冶金矿山设计参考资料编写组.冶金矿山设计参考资料（上册）.北京:冶金工业出版社,1973
[4]采矿设计手册编写委员会.采矿设计手册4(矿山机械卷).北京:中国建筑工业出版社,1988
[5]周昌达等.井巷工程.北京:冶金工业出版社,1979
[6]周荣、严万生等.采矿固定机械手册.北京:煤炭工业出版社,1986

10