采区泵房排水设备选型及设计.doc

平山煤矿泵房排水设备选型和设计
一、设计原始资料:
1、泵房布置在轨道大巷第二变坡点下平巷+360 米处，抽往新副井井底+390米水仓，垂直高度30m，斜巷长度930米。
2、正常涌水量为25.21米3/小时,正常涌水天数为300天。
3、最大涌水期涌水量为38.75米3/小时最大涌水量天数为65天。
4、矿水性质：高硬度、含氯量高。
5、瓦斯等级：高瓦斯双突出。
6、矿井电源等级：660V\1140V。
二、排水设备的选择与计算
1、正常涌水量时水泵必须的排水能力：
QB=1.2QH=1.2×25.21=30.25米3/小时
2、最大涌水量时必须的排水能力
QBmax=1.2Qmax=1.2×38.75=46.5米3/小时。
3、水泵扬程的估算
1)、按水泵必须产生的扬程不得小于30米。
2)、按管路等效概念计算
HB＝
式中Hp—排水高度（取+360水泵房到+390水泵房的垂高）
Hx—吸水高度，考虑实现水泵自动控制拟采用潜污水电泵，取0米
ηy—管路效率（对于倾铺设的管路），取0.75
HB＝ 30/0.75=40
计算结果在（1）式计算结果范围内，所以按HB＝40(m)
选择水泵扬程应大于40米。
4、选择水泵型号及台数
根据矿井正常涌水量必须排水能力Q必须大于46.5m3/h,杨程必须大于40米，查表预选BQW60-55-22型水泵，其额定流量Qe=60m3/h,杨程为55米，功率为22KW,电压等级660v\1140v.
在正常涌水期需要水泵台数：
工作水泵：n1= QB/Q=30.25/60=0.5e，取整数一台。
根据《规范》第2-136条的规定，当qz＜50m3/h和qmax＜100m3/h时，若必须的工作水泵台数台数为n1,则必须的水泵总台数为n=2n1,故选2台泵。
5、管路的确定：
1）、管路设计为一路管路。
2）、管材的选择：考虑矿井的水质较差腐蚀性较强拟采用钢塑复合涂塑管。
3）、计算管径：
①必须的管内径：
d＝0.0188(式中d—排水管内径，Q—通过管子的流量，vp—流速（1.5～2.2m/s）
所以d＝0.0188＝0.118～0.098m=118～98mm
标准YB231-70查得外径Dp159的无缝钢管壁厚规格4.0mm，
4）、管路的长度
排水管的管路实测为930米，加上做弯头等管件、泵房的环形管路计划1000米
（1）计算管路特性：
①排水管的沿程阻力系数,对于排水管为：
p＝＝＝0.0406
②局部阻力损失系数 对于排水管为：
排水管局部损失的当量管长：Ldp＝×dp
式中—排水管线上局部阻力损失系数之和，计算值如表中所列：
排水管名称
数 量
系 数
90°弯头
3
0．206×3＝0.618
30°弯头
3
0.069×3＝0.20
直流三通
2
0.5×2=1
止回阀
1
1.7
闸板阀
2
0.26×2=0.52
斜流三通
2
0.5×2=1
合计
＝5.038
所以Ldp＝（5.038+1）/0.0406×0.111＝16.51m
5）、验算排水时间
水泵的实际效率按照水泵额定效率的95％为60×95％=57 m3/h.
a、正常涌水期每天必须的排水时间:T＝＝（24×25.21）/（1×57）＝10.61＜20小时,符合《煤矿安全规程》的规定。
b、最大涌水期每天必须的排水时间：Tm＝＝（24×38.75）/（1×57）=16.32＜20小时，符合《煤矿安全规程》的规定要求。
6、验算电动机容量：
（1）:根据工况参考数可算出电机的必须容量：
Nd＝K
式中P—矿水容度取1020㎏/m3
Hk—工况扬程 η—泵工况效率
ηC—传动率取0.95 K—富裕系数取1.1
N＝1.1×（1020×9.8×57×30）/（1000×3600×0.73×0.95）=7.531Kw
配备电机功率应大于7.531 Kw,所选水泵功率为22 Kw，能够满足功率要求。
7、管路的敷设
排水管路沿轨道大巷右帮水沟上沿敷设，每根管路定尺为4.5米，每根管路在接头1米处在帮部打固定点使用卡兰固定。