12采區(qū)井底集中水倉排水設(shè)計(jì)

　　12采區(qū)井底集中水倉排水設(shè)計(jì)

　　事由：掘進(jìn)工作面的礦井水排入井底集中水倉，再從井底集中水倉排到地面，正常涌水量120 m3/h，最大涌水量160 m3/h，為了保證井底集中水倉排水安全可靠、順利進(jìn)行，特作此排水設(shè)計(jì)呈上。

　　請批示!

　　提報(bào)單位:機(jī)電動力部

　　機(jī)電動力部技術(shù)負(fù)責(zé): 機(jī)電動力部經(jīng)理:

　　編 制:曾 中 明 日期：2008、9、16

　　12采區(qū)井底集中水倉排水設(shè)計(jì)

　　會 審 人 員

　　通風(fēng)部: 總工室:

　　安全監(jiān)察部: 機(jī)電副總:

　　總工程師: 分管領(lǐng)導(dǎo):

　　12采區(qū)井底集中水倉排水設(shè)備的選型計(jì)算

　　已知：12采區(qū)地面標(biāo)高為1900米，井底集中水倉標(biāo)高為1685米, 12采區(qū)地面至井底集中水倉垂高為215米，正常涌水量120m3/h，最大涌水量160 m3/h，正常涌水量和最大涌水量的天數(shù)分別為300天和65天，水性呈中性，密度為1020 m3/h。

　　注:標(biāo)高、正常涌水量、最大涌水量是總工室提供的參數(shù)。

　　一、水泵的選型計(jì)算

　　1、正常涌水量時(shí)水泵必須排水能力

　　QB=1.2q=1.2×120=144m3/h

　　2、最大涌水量時(shí)水泵必須排水能力

　　Q'B=1.2qmax=1.2×160=192m3/h

　　3、水泵揚(yáng)程的估算

　　Hg=(HP+Hx)K=(215+5)×1.25=275m

　　4、水泵的型式、級數(shù)及總臺數(shù)的確定

　　根據(jù)計(jì)算所得的流量QB和揚(yáng)程Hg，查產(chǎn)品樣本初步?jīng)Q定選用MD155-67×5型離心泵。該型號水泵的額定流量為155 m3/h，單級額定揚(yáng)程為67米，轉(zhuǎn)速2950r/min,必需汽蝕余量為5米,效率74%,電動機(jī)功率220KW。

　　選擇水泵的級數(shù)為

　　i= Hg /Hi=275/67=4.1，故決定采用5級水泵滿足要求。

　　考慮正常和最大涌水量時(shí)，分別采用一臺水泵工作，一臺水泵備用、一臺水泵檢修。變大涌水時(shí)采用兩臺水泵工作、一臺水泵備用,故選用三臺MD155-67×5型離心泵。備用泵不低于工作泵的70%，檢修泵不低于工作泵的25%。

　　二、管路的選擇計(jì)算

　　1、管路的趟數(shù)確定

　　根據(jù)設(shè)計(jì)原則，確定設(shè)置兩趟管路，一趟工作，一趟備用。

　　2、管材的選擇

　　根據(jù)斜井排水要求，確定選用無縫鋼管。

　　3、管徑的計(jì)算

　　(1) 排水管內(nèi)徑

　　排水管的經(jīng)濟(jì)流速取υ'p=1.8m/s,則

　　d'p =

　　=

　　=175mm

　　根據(jù)所選水泵的特性及性能，要使管路與水泵的特性相匹配，根據(jù)兩特性曲線圖(圖略)，選用φ194×6的無縫鋼管。

　　(2) 吸水管內(nèi)徑

　　吸水管的經(jīng)濟(jì)流速取υ'p=1.2m/s,則

　　d'X =

　　=

　　=213mm

　　根據(jù)所選水泵的特性及性能，要使管路與水泵的特性相匹配，根據(jù)兩特性曲線圖(圖略)，選用φ245×7的無縫鋼管。

　　4、管壁厚度的計(jì)算

　　=3.5mm

　　因所選管子壁厚為6mm大于計(jì)算的3.5mm,故滿足要求。

　　5、排水管流速的計(jì)算

　　=1.66米/秒

　　符合Up=1.5～2.2米/秒的要求

　　6、吸水管流速的計(jì)算

　　=1米/秒

　　符合UX=0.8～1.5米/秒的要求

　　三、管路阻力損失的計(jì)算

　　1、排水管流動阻力的計(jì)算

　　查表得沿程阻力損失系數(shù)為0.0316

　　=HT+

　　=610+60+20+10

　　=700米

　　排水管局部阻力損失系數(shù)之和

　　= 3×0.07+1×1.7+2×1.5+1×0.294×

　　=5.4米

　　總局部阻力系數(shù)中的3×0.07表示有3個(gè)閘閥;1×1.7表示有1個(gè)逆止閥;2×1.5表示有2個(gè)轉(zhuǎn)彎流三通;1×0.294×表示有1個(gè)150°彎頭。

　　=0.0316×

　　=16.3米

　　2、吸水管的流量阻力損失的計(jì)算

　　查表得沿程阻力損失系數(shù)為0.0291，為8米;吸水管局部阻力損失系數(shù)之和

　　=1×3.7+3×0.294

　　=4.6米

　　1×3.7表示有1個(gè)底閥，3×0.294表示有3個(gè)90°彎頭。

　　=0.0291×

　　=0.3米

　　3、輸水管總阻力損失的計(jì)算

　　HW=

　　=

　　=28.5米

　　四、水泵工作點(diǎn)的確定

　　H=HsY+RQ2

　　==0.0012

　　所選水泵的的額定流量,Q=155米3/時(shí)。

　　H=220+0.0012Q2

　　根據(jù)以上管路特性方程，取不同的流量得下表

　　根據(jù)上式繪得的管路特性曲線與所選的MD155-67×5型離心泵和性能曲線按同一比例畫在同Q-H坐標(biāo)上,其交點(diǎn)M為水泵的工作點(diǎn)(197.2,266.8)

　　M QM=197.2M3/h HM=266.8m NM=205.8KW ηM=67.6% HS=6.2M

　　五、校驗(yàn)計(jì)算

　　1、排水時(shí)間的校驗(yàn)

　　(1)正常涌水時(shí)，水泵每天工作小時(shí)數(shù)

　　(2)最大涌水量時(shí)，水泵每天工作小時(shí)數(shù)

　　2、水流速度的校驗(yàn)

　　(1)排水管中實(shí)際水流流速度

　　符合排水管經(jīng)濟(jì)流速在1.5～2.2米/秒內(nèi)的要求。

　　(2)吸水管中實(shí)際水流速度

　　符合吸水管經(jīng)濟(jì)流速在0.8～1.5米/秒內(nèi)的要求

　　3、吸水高度的校驗(yàn)

　　故采用吸水高度為5m符合要求。

　　4、經(jīng)濟(jì)性校驗(yàn)

　　泵的工作點(diǎn)位于利用區(qū)內(nèi)，故符合經(jīng)濟(jì)要求。

　　5、穩(wěn)定性校驗(yàn)

　　因水泵流量為零時(shí)的壓頭值H0=403米,測地高度HSY=164.5米。由于HSY<0.9H0=0.9×403=362.7米,所以水泵得以穩(wěn)定工作。

　　六、電機(jī)容量驗(yàn)算

　　=209KW

　　根據(jù)所選MD155-67×5型離心泵的配套電機(jī)功率為220KW大于計(jì)算功率為209KW，滿足要求。

　　七、電耗量的計(jì)算

　　1、年電耗量的計(jì)算

　　=1491035.5KW*h

　　2)噸煤排水電耗

　　KW.h/T

　　3)噸水百米電耗

　　=0.65KW*h/T*100m