排水系统排水能力核定报告(1)(1).docx

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1、排水系统排水能力核定报告一、主排水泵副斜井井底设主排水泵房，矿井涌水经敷设于副斜井井筒中的排水管路排至地面工业场地的井下水处理站水池。井口与井下水处理站高差10m,井口到井下水处理站管路长度30m。矿井现有3台DF85-45 X5矿用耐磨型离心式水泵3台，配套YB2型防爆电机，功率为90kW,额定流量为85m3/h,额定扬程225m,必需汽蚀余量4.2m,最高效率72%o沿副斜井敷设2趟159X4.5型无缝钢管,现对矿井现有排水系统进行校验。3台水泵根据山西公信安全技术有限公司2019年4月26日出具的水泵检测报告，3台水泵的实测工况点流量分别为80m3/h、76m3/h、70/m3/h,现根

2、据实测数据对现有排水系统进行验算。1、计算依据矿井正常涌水量50m3/h （已考虑灌浆及消防洒水水量）矿井最大涌水量100m3/h （已考虑灌浆及消防洒水水量）排水高度160m排水管长360m2、水泵校验计算水泵的选型水泵房最小排水能力的确定:正常涌水量时最大涌水量时水泵扬程的估算:Qb= 12Qr= 60m3/h= 120m3/h扬程 Hb =K （Hp+H） =198.6m式中：H吸水高度，初选5.5m；K扬程损失系数，1.2。设备校验计算水泵台数的确定：根据矿井的涌水量，矿井现有DF85-45型水泵可以满足排水要求。正常涌水时为1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水时2台同时工作，1吸、

3、排水管路的选择计算:I、管路趟数确定正常涌水时为1趟工作，1趟备用；最大用水时2趟同时工作。II、管径的计算排水管直径计算:4Q% 3600=0. 123m式中：Vd排水管中水流速度，2m/s；排水管选用内径150mm型无缝钢管。排水管壁厚计算：PD管壁计算厚度：J + =0.31cm2Rk- P式中P一一计算管段的最大工作压力，14kg/cn?；Rk管材许用应力，取800kg/cm2；Dg管道内径，12.5cma附加厚道，取0.2cm根据壁厚计算结果及无缝钢管规格，壁厚取4.5mm。选用159型，壁厚8=4.5mm的排水管路能满足排水要求。排水管中实际水流速度：40Vn =r = 1-88

4、m/s (1.52.2 m/s)3600tiD6吸水管直径计算:。=。+0.025 = 0148m吸水管选用159x4.5型无缝钢管，壁厚8=4.5mmo吸水管实际流速的计算：匕=些f=1.36m/s (0.8-1.5m/s)3600兀D： 管道特性曲线及工况的确定吸水管阻力损失(I、V 2吸水管阻力损失：H人1+ , q=0.53m乙几式中：Xx吸水管阻力系数，取0.0332；Lx吸水管长，取5.5m；Z或局部阻力系数之和，取4.4；排水管阻力损失 V 2V 2排水管阻力损失：乩卬=几2.上+上=18.67m75 2g 乙 2g式中Xp排水管阻力系数，取0.0352；LP排水管长，取360m

5、；I8P局部阻力系数之和，取6.26。水泵所需总扬程及管道阻力系数V 2初期水泵管路流动总阻力损失：19.38m2g前期需总扬程：Hi=Hp+Hx+Hw1=184.88m初期管道阻力系数：与=冬=0.0027Q2v2后期水泵管路流动总阻力损失：Hw = (“ + H心+。“1,7 = 32.95 m2g后期需总扬程：H=HP+Hx+Hw2 = 198.45m后期管道阻力系数:Q2= 0.00456（4）管道特性方程及特性曲线，确定工况前期管道特性方程：H =65.5+0.0027Q2P 验算水泵级数：，=旦=4.11,取，二5级。后期管道特性方程：H = Hp + Hx + RQ1 = 165

6、.5 + 0.0045602验算水泵级数：，=旦=4.4,取i=5级。将该曲线方程置于所选水泵的单级性能曲线上可得水泵工作点：水泵的单级性能曲线见图6-3-1。前期：流量Qm=106m3/h,扬程Hm=184.88m,效率小1=64%,必需汽蚀余量 Hnp=5iti后期：流量Qm=101m3/h,扬程Hm=198.45m,效率小1=63%,必需汽蚀余量 Hnp=4.5iti允许吸水高度:前期:H = Ha- Hv- Hs- Hwx = 293m后期：H2x = Ha -Hv-Hs- Hwx = 3.43m式中一反为水泵汽蚀余量，Hs=Hnp+0.5；一儿为大气压力水头，取9.2m；一人为20时

7、的饱和蒸汽压力水头，取0.24m；校验计算校验经济性、稳定性经济性：2 0.977“= 0.576稳定性：H, O.9iHo =243满足经济性、稳定性要求。校验排水时间前期：正常涌水时一昼夜排水时间：Tfi= = 11.3h20hQm最大涌水量时一昼夜排水时间：Tb =弓匆=U.3h20h后期：正常涌水时一昼夜排水时间：G=42 = ll8hQm20h最大涌水量时一昼夜排水时间：G =婆也=20h22 1L8h满足要求。验算电动机功率前期：N = k位mH m102 x 3600xr)油086.2kW后期：N = k= 89.8kW102x 3600xrj mr)0DF85-45X5所配电机

8、为YB2型防爆电机，电压660V,功率90kW,转速2950r/min,满足要求。(6)排水电耗全年排水电耗E=yQmHmT /(1000x3600 T|m T|C-T|d)= 1.01X101X198.45x4307/ (1000x3600x0.63x0.98x0.95)=37.26 (k kWh/a)结论根据主排水泵房位置，设计将井底水仓布置在副斜井井底的北侧，主、副水仓平行布置。主水仓容量：650m3,付水仓容量：450m3 ,矿井正常涌水量50m3/h,主要水仓的有效容量要满足10小时的正常涌水量，主、副水仓的有效容积为500m3,水仓内铺设轨型22kg/m、轨距600mm的单轨，现浇

9、混凝土整体道床。水仓采用人工清理方式。满足煤矿安全规程规定。根据矿井正常涌水及最大涌水时的涌水量，利用矿井现有三台DF85-45X5型多级离心水泵，额定流量为85m3/h,额定扬程为225m；配套电机YB2型防爆电机，电压660V,功率90kW,转速2950r/min。矿井正常涌水所需水泵为1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水时为2台工作，1台备用。满足排水要求。3、配电及控制水泵房与井下主变电所联合布置，井下三台主排水泵电源线路分别引自井下主变电所660V母线段。水泵启动设备置于主变电所内，水泵房设置三个矿用隔爆型起停按钮，用于就地操作水泵起停。在水泵房设置KJC型井下排水自动控制系统，用

10、于监测水泵的运行状态。二、采区水泵井下采区设采区水泵房，采区涌水经敷设于轨道下山的排水管排至地面。1、选型依据采区正常涌水量QH=50m3/h (已考虑黄泥灌浆及消防洒水水量)，采区最大涌水量Qm=100m3/h (已考虑灌浆及消防洒水水量)，采区排水系统排水管路总长L= 1020m,垂高 HL=430m,井下水容重：y=1.01t/ m3o2、选型计算水泵正常涌水时工作水泵的最小排水能力：Qb=1.2Qh= 1.2x50=60 (m3/h)式中：Qb工作水泵正常涌水时最小排水能力，m3/hQh采区正常涌水量，m3/h最大涌水时工作水泵的最小排水能力：Qd= 1.2Qm= 1.2x 100=

11、120 (m3/h)式中：Qd工作水泵最大涌水时最小排水能力，m3/hQm采区最大涌水量，m3/h水泵扬程扬程 Hb=K (Hp+H) =522.6m式中：H吸水高度，初选5.5m；K扬程损失系数，1.2。(4)水泵选型根据计算所得的流量Qb和Hb扬程，选用MD150100X7型离心式水泵，该型水泵额定流量Qe=150m3/h，单级额定扬程Hc=100mo正常涌水时水泵工作台数m=QB/Qe=60/150=0.4,取 1 台最大涌水时水泵工作台数n2=Qn/Qe=120/150=0.8,取 2 台根据矿井设计规范设计选用MD150100X7型离心式水泵3台。正常时为1用1备1检修,最大涌水时为

12、2台工作，1台备用。3、吸、排水管路的选择计算：管路趟数确定采区排水管路敷设2趟，正常涌水时均为1趟工作，1趟备用；最大涌水时2趟同时工作。管径的计算排水管直径计算:Dp4Q叫 3600=0. 163m式中：匕排水管中水流速度，2m/s；排水管选用内径150mm型无缝钢管。排水管壁厚计算:PD管壁计算厚度：。=+ a= 0.54cm2Rk-P式中P一一计算管段的最大工作压力，35kg/cm2；Rk管材许用应力，取800kg/cm2；Dg管道内径，15cma附加厚道，取0.2cm排水管选用159x4.5型无缝钢管，壁厚4.5mm。排水管中实际水流速度:(1.5-2.2 m/s)v 4Q,3600

13、叫：g 1.997m/s吸水管直径计算：+0.025 = 0.188m吸水管选用159x4.5型无缝钢管，壁厚5=4.5mm。吸水管实际流速的计算：40Vx = 1.5m/s (0.8L5 m/s)3600兀D；4、管道特性曲线及工况的确定吸水管阻力损失(JA V 2吸水管阻力损失：H松=人才+ q=062m式中：Xx吸水管阻力系数，取0.0332；Lx吸水管长，取5.5m；Z&局部阻力系数之和，取4.4；排水管阻力损失L V 2V 2排水管阻力损失：H“=4，.，+ T-=44.84m忸 % 2g乙 2g式中Xp排水管阻力系数，取0.0352；Lp排水管长，取1020m；gp局部阻力系数之和

14、，取6.26m。水泵所需总扬程及管道阻力系数V 2初期水泵管路流动总阻力损失：=、“+”-+L=45.66m2g前期需总扬程：Hi=HP+Hx+Hwi =481.16m初期管道阻力系数：/=4 = 0.002Q2V 2后期水泵管路流动总阻力损失：“卬2+，）xl.7 = 85.85m2g后期需总扬程：Hi=Hp+Hx+Hw2 =521.35mH后期管道阻力系数：兄=与=0.00385、管道特性方程及特性曲线，确定工况初期管道特性方程：乩=H+H +RQ2 =435.5+0.002Q2验算水泵级数：4.805,取i=5级。后期管道特性方程：H2 = Hp +乩+ R2Q2 =435.5+0.0038Q2验算水泵级数：，=2= 5.21,取i=6级。Hk将该曲线方程置于所选水泵的单级性能曲线上可得水泵工作点：水泵的单级性能曲线见图6-3-2。初期：流量Q】=151n?/h,扬程Hi =481.16m,效率中=71%,必需汽蚀余量H