毕业设计矿井排水系统[管理资料]

安徽矿业职业技术学院

毕业设计说明书

设计题目 某煤矿主排水设备选型设计

作者姓名 朱 琳 学 号 095403070336 系 部 机电工程系 专 业 矿山机电 指导教师 程 军

2012年 5月 1 日

摘 要

根据设计任务书所提供资料，以严格遵守《矿井安全规程》和《煤矿工业设计规范》所规定的有关条款为依据，以安全可靠为根本，以投入少、运行费用低为原则的设计指导思想，确定矿井对排水系统的具体要求。

初步选择排水方案，进行设备选型以及相关计算，确定设备工况，校验水泵的稳定工作条件、经济运行条件，排除不合理方案。对所剩方案进行经济核算，以吨水百米费用和初期投入为指标筛选出最终方案。

选择系统配套附件，根据各设备外形尺寸及安装要求，并考虑其运行条件，最终确定泵房及管路的布置图。

关 键 词： 矿井涌水; 水泵; 工况点; 设备布置;

目 录

第一章 绪论………………………………………………………………………………………………………4 ……………………………………………………………………………………………4 ……………………………………………………………………………………………5 ……………………………………………………………………………………………5 第二章 矿井排水系统的确定……………………………………………………………………………………7 ………………………………………………………………………………………………7 直接排水系统………………………………………………………………………………………7 方案二 分段排水系统………………………………………………………………………………………8 第三章 水泵的选型及台数计算…………………………………………………………………………………9 ………………………………………………………………………………………9 ………………………………………………………………………………………………10 ……………………………………………………………………………………………12 第四章 排水管道选型计算及管道的布置……………………………………………………………………14 ……………………………………………………………………………………………14 ………………………………………………………………………………16 第五章 吸水管道选型计算及管道的布置……………………………………………………………………18 …………………………………………………………………………………………18 ……………………………………………………………………………………………19 第六章 管道特性曲线的绘制及工况点的确定………………………………………………………………20 求管路特性方程式并绘制管路特性曲线………………………………………………………………20 …………………………………………………………………………………………………24 第七章 水泵工作合理性校验…………………………………………………………………………………25 ……………………………………………………………………………………………25 ………………………………………………………………………………………………25 第八章 水泵电动机的选型计算………………………………………………………………………………26 第九章 主排水经济指标的计算………………………………………………………………………………27 …………………………………………………………………………………………………………27 …………………………………………………………………………………………………28 …………………………………………………………………………………………………28 …………………………………………………………………………………………………29 第十章 水泵房、水仓的布置尺寸确定………………………………………………………………………29 …………………………………………………………………………………………………29 …………………………………………………………………………………………………32 参考文献…………………………………………………………………………………………………………33

绪 论

在矿井建设和生产过程中，随时都有各种来源的水涌入矿井。只有极少数例外的矿井是干燥。将涌入矿井的水排出，只是和矿水斗争的一方面，另一方面是采取有效措施，减少涌入矿井的水量。特别是防止突然涌水的袭击，对保证矿井生产有重要意义。

矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水。在恢复被淹没的矿井时，首要的工作就是排水。排水设备始终伴随着矿井建设和生产而工作，直至矿井寿命截止才完成它的使命。因此，排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。

为了使排水设备能在安全、可靠和经济的状况下工作，必须做好确定排水方案，选择排水设备，进行布置设计，施工试运转，直到正常运行各环节的工作。

矿井水的来源分为地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪等，如果有巨大裂缝与井下沟通时，就会造成水灾。地下水包括含水层水、断层水和老空水。地下水在开采过程中不断涌出。

矿水可以用单位时间涌入矿井内的体积来度量，称为绝对涌水量。一般用“q”表示，其单位为m/h。涌水量的大小与该矿区的地理位置、地形、水文地质及气候等条件有关；同一矿井在一年四季中涌水量也是不同的，如春季融雪或雨季里涌水量大些，其他季节则变化不大，因此前者称最大涌水量，而后者称为正常涌水量。

为了对比不同矿井涌水量的大小，通常还采用同一时期内，相对于单位煤炭产量（以吨计）的涌水量作为比较参数，称它为相对涌水量，或称为含水系数。若以K表示相对涌水量，则

K=24q/T （m/t） 式中 q——绝对涌水量，m/h；

T——同期内煤炭日产量，t。

3

3

3

矿水性质

矿井水中会有各种矿物质，并且会有泥沙、煤屑等杂质，故矿井水的密度比清水大，15

3

。

C矿水的密度约为1015-1025kg/m。按PH值矿水可分为碱性PH>7、中性PH=7、弱酸性PH=4~6

和强酸性PH=0~3。酸性水对排水设备的非耐酸金属零件产生腐蚀作用，减少排水设备正常使用年限。矿水中含有的悬浮状固体颗粒进入水泵后加速金属表面的磨损。当PH<5时，要求排水设备（包括泵、管路等）应选用耐酸材料，或者对水质进行中性处理。对于矿水中的悬浮颗粒应在水泵前加以沉淀，而后再经泵排出矿井。

排水设备是煤矿大型固定设备之一，为确保矿井设备安全生产，要求排水设备在矿井服务年限内，必须安全、经济、可靠、合理的工作。选择的排水设备及其布置方式必须符合《矿井安全规程》和《煤矿工业设计规范》以及国家有关的技术规定；同时，在技术合理的前提下，应尽可能提高设备的装备效率和设备本身的完好率，充分发挥设备的潜力。

固定式排水设备安装在副井井底车场附近的泵房内，做主排水用，它将全矿或大部分矿水排至地面

移动式排水设备主要用于掘进工作面（含建井期凿井排水）或淹没坑道的排水并要求排水设备能随工作面的推进或水位下降而移动。

1、按叶轮数目分

（1）单级水泵 泵轴上有仅装有一个叶轮

(2) 多级水泵 泵国上装有几个叶轮

2、按水泵吸水方式

（1）单吸水泵

（2）双吸水泵

3、按泵壳的结构分

（1）螺壳式水泵

（2）分段式水泵

（3）中开式水泵

4、按泵轴的位置分

（1）卧式水泵

（2）立式水泵

5、按比转数分

（1）低比转数水泵 比转数=40-80

（2）中比转数水泵比转数=80—150

（3）高比转数水泵比转数=150-300

第二章 矿井排水系统的确定

：

本矿年产量 90万吨，采用竖井开拓，井口标高 +，，m/min，，矿水中性，矿水密度1020kg/ m，最大涌水期按60天计算，服务年限30年。

由此，可供选择的排水系统有以下两种：

3

3

直接排水系统

直接排水系统是指井下的涌水通过排水设备直接排到地面。如单水平开采的矿井，在开采第一水平时，就采用直接排水系统。

图（a）是竖井单水平开采时的直接排水系统。图（b）是竖井多水平开采时，各水平的涌水分别由本水平的排水设备直排地面。图（c）是竖井两个水平同时开采时，若上水平涌水量较小，经技术经济比较后，可将上水平的涌水通过管路自流到下一水平的水仓中，然后两个水平的涌水由下水平排水设备直排地面。图（d）是斜井单水平开采时，若地质条件比较稳定、又无大的断层，经技术经济比较后，可采用钻孔下排水管的方法将水直排地面。若地质条件较复杂或井较深，可采用沿斜井井筒敷设排水管路的方法，将水直排地面。

这种排水系统的水平和泵房数量少，系统简单可靠，基建投资和运行费用少，维护工作量要减少一半以上，需用的人员也少，便于管理，而且上、下水平的排水设备互不影响。（）。

.

方案二 分段排水系统

分段排水系统，是指井下的涌水通过几段排水设备转排到地面。一般适用于矿井较深，又受排水设备能力所限制的矿井排水。另外，多水平同时开采同时开采时，为减少井筒内管路敷设的趟数，也常采用分段排水系统。

图（a）是竖井单水平开采时，由于井深已超过水泵可能产生的扬程时，可在井筒中部开拓泵房和水仓（相当于两个水平分段排水系统）将水经两段排水设备排至地面。此图也可表示为竖井多水平开采时的分段排水系统。图（b）是斜井两个水平同时开采时的分段排水系统。

采用中继排水，在井筒中部设置一套排水系统，可有效降低主排水设备的扬程，从而降低主排水设备的规模。缺点是当一套排水设备发生故障是，会影响整个矿井的排水，而且设备数量较多井筒中的管路复杂，不利于安装和维护。（）。

(a) (b)

根据上述的有关规定,本着尽量减少水泵数量的原则,并且考虑基建、维护、运行成本的简易程度，选用方案一作为本设计的排水方法.

第三章 水泵的选型及台数计算

选择水泵的型式和台数应符合《规程》和《规范》的规定。若有两种或两种以上符合要求时，应选其中尺寸小，效率高的水泵，而且水泵的台数应尽可能少。只有在不得已的情况下，才采用两台水泵并联排水。

：

a)水泵必需排水能力的计算 依据《规程》，在正常涌水期工作水泵的排水能力应为：

QB1.2qz3m3/h

由于该矿井qz240m/h，所以该煤矿所选工作水泵的工作能力应为：

QB1.2qz

在最大涌水期，工作和备用水泵必需的总排水能力：

QBmax1.2qmax

备用水泵的工作能力：

'QB0.7qZ

'QBQBmaxQB

取二者较大值：

'QB m3/h

检修泵组的工作能力：

\"QB0.25QB 式中

qz—正常涌水量，m3/h；qmax—最大涌水量，m3/h；QB—工作水泵的排水能力，m3/h；'QB—工作水泵和备用水泵的排水能力，m3/h\"QB—检修水泵的排水能力，m3/h

—《煤矿安全规程》规定的排水设备能力系数。

b)估算水泵必须的扬程：

Hb = Hcηg=260×= 234 m

式中 Hc—排水高度，Hc=260 m;

η g ——管路效率。 当管路在立井中铺设时， g =～

参照《泵产品样本》,因为矿水呈中性，所以选择D型泵，依计算的工作水泵能力Qe可选择泵的型号为:

泵 D450-60 的级数为：

i=HB/Hi=～

取i=6

泵 D500-53 的级数为：

i=HB/Hi=～

取i=6

则水泵的型号为：D450-60和D500-53 其详细资料如下：

离心泵参数：

型号 级 流量 数 (m3/h) (L/s) 扬程 H (m) 转速 n (r/min) 功率P(KW) 轴功率 Pa D450-60

6 450 125 360 1480 电动机 功率 680 79 效率 必需汽蚀泵重 (kg) ％ 余量 (NPSH)r (m) 7390

D450-608型离心泵参数：

型号 级流量 扬程 H (m) 转速 n (r/min) 功率P(KW) 轴功率 Pa D500-57 6 500 139 399 1480 671 电动机 功率 850 81 效率 必需汽蚀泵重 (kg) 数 (m3/h) (L/s)  ％ 余量 (NPSH)r (m) 5 Y5003-4（IP23/6kv）

：

D450-608 1 D500-538 1 nQB QmQBn QmQBn Qm 1 1 1 1 水泵的总台数 nnn3 3 式中 n、n和n分别为工作、备用检修水泵的台数。计算水泵装置效率 排水设备主要由水泵、电机、管路、电控设备等组成。排水时的装置效率定

义为：

33EQH/10EQH102gdcc输出地有益能量1与装置输入的能量

之比，其比值用z表示，且

gHcH,则装置效率为

zgdc (3-17)

式中 —水泵工况点效率，81%；

g—管道效率，98%；

d—电机效率，92%；

c—传动效率，98%。

其他符号意义同前所述。

为确保排水设备经济运行，对竖井其装置效率，z0.6；对斜井其装置效率，

z0.5。

根据式(3-17)，在合理工况中，分别计算出装置效率，选出装置效率较高的泵和管

路系统作为优选排水设备，从而确定水泵型号、台数、管路系统及其布置方式。

=, 工况效率ηm1=，管路效率 ηg1=HC/Hm1=320/330=，则

装置效率为：

ηz1=ηm1ηdηg1ηc =××× =(ηz≥)

=，管路效率ηg3=HC/Hm3=320/328=,则装置效率为：

ηz3=ηm3ηdηg3ηc ==××× =(ηz≥)

由此可选定 D500-57型水泵3台，排水管路选 YB-231-70-φ299×8 管

两趟，吸水管规格为 YB-231-70-φ325×8

第四章 排水管道选型计算及管道的布置

a）.计算根据《规范》第2－138条,管径常按经济流速Vp=～: dp0.0188QeVm

p式中 dp————排水管内径(计算),m. 对于D450-60水泵，额定流量为 450m3

/h

dp0.0188280(1.5~2.2)

0.212~0.257m对于D500-57水泵，额定流量为5003

m3

/h

d450p0.0188(1.5~2.2)

b）.壁厚度的计算： 壁厚可按如下公式计算：

0.5d.4ppz01C z1.3p式中： dp－排水管内径,cm

p－管内液体压强，作为估算p=(MPa)； Hp(m)为排水高度；

z－许用应力。铸铁管z=20 Mpa,焊接钢管z =60 Mpa, 缝钢管z =80 Mpa;

无

C－附加厚度,对于铸铁管C=～;焊接管C=; 无缝钢管C=～

c)水管材质:对于敷设在深度不超过200m竖井内的排水管多采用焊接钢管,深度超过200m时多用无缝钢管;对于敷设在斜井内的排水管路,可按承压的变化,由下向上分段采用无缝钢管、焊接钢管和铸铁管。 对于D450-60 水泵，

z0.4p0.5dp1.3p1C

z对于D500-57水泵，

z0.4p0.5dp1.3p1Cz

热轧无缝钢管 （YB231-70）（mm）

外径 32 38 42 45 50 54 57 60 68 70 73 壁厚 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 外径 76 83 89 95 102 108 114 121 127 133 140 146 壁厚 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 外径 152 159 168 180 194 203 219 245 273 299 325 351 壁厚 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 外径 377 402 426 459 壁厚 ～ ～ ～ ～ (465) ～ 480 500 530 ～ ～ ～ (550) ～ 560 600 630 ～ ～ ～ 壁厚系列 ：

对于D450-60水泵选取 管φ299×8或 管φ325×8 对于D500-57水泵选取 管φ299×8或 管φ325×8 14 35 15 36 16 38 17 40 18 42 19 45 20 48 6 7 8 26 63 9 28 65 10 11 12 13 29 30 34 70 75 22 24 25 50 56 60

a) 管路趟数的选择 根据《规程》有关规定，水管必须有工作和备用的，其中

工作水管的能力应能配合工作水泵在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。涌水量小于300m/h的矿井，排水管也不得少于两趟。对于所选的三台水泵，敷设两趟管路，即三泵两管工作方式，一台水泵工作时，可通过其中任一趟管路排水，另一趟管路备用；两台水泵同时工作时，可分别通过一趟管路排水。 b) 其管路系统布置如图

3

图3-4（a）

1）图3-4（a）是三台泵两趟管路的布置方式。一台水泵工作时，可通过其中任一趟管路排水，另一趟管路备用；两台水泵同时工作时，可分别通过一趟管路排水。

图3-4 四台水泵管路布置方式（b）

2）图3-4(b)是四台泵三趟管路的布置方式，正常涌水时期两台泵工作，可通过其中任意两趟管路分别排水，另一趟管路备用，最大涌水时期三台泵工作可各用一趟管路排水。

图3-3 五台水泵管路布置方式（c）

3) 图3-4（c）五台水泵三趟管路的布置方式，正常涌水时期两台泵工作，可通过其中任意两趟管路分别排水，另一趟管备用；最大涌水期四台泵工作，三趟管路排水，泵在并联管路上工作。

根据上述规定，对于此设计中的D450-606 ，3台水泵，敷设2趟管路，其管路系统布置如上图3-4a所示；对于D500-576 ，3台水泵，敷设2趟管路，管路系统布置图如上图3-4a所示。

第五章 吸水管道选型计算及管道的布置

计算根据《规范》第2－138条,管径常按经济流速Vp=～: dx0.0188式中 dx—吸水管内径(计算),m. Qe—额定流量，m/h。 对于D450-60水泵，

3

QeVxm

dx0.01880.0188QeVx450

0.8~1.5a）由上述可知，对应管φ299×8水泵吸水管选为：

管φ325×8

b）由此对应管φ325×10水泵吸水管选为：

管φ351×8

对于D500-57水泵选取

dx0.0188QeVx4500.01880.8~1.5

c）对应管φ299×8水泵吸水管选为：

管φ325×8

d）对应管φ325×8水泵吸水管选为：

管φ351×9

管道系统图

估算管道长度

排水管道长度可估算为：

L取

pHp7.5L1L2L3370mx，

Lp370m；吸水管长度

L8m。

L1 —水流经泵房内排水管的长度，一般取L1=20~30m； L2 —管子道中的管子长度，一般取L2=20~30m；

L3 —井口出水管长度，一般取L3=15~20m。

第六章 管道特性曲线的绘制及工况点的确定

求管路特性方程式并绘制管路特性曲线

由上计算可知排水管和吸水管的长度，不计管径差异，近似地按排水管径计算其特性，则：

La）.计算排水管道的局部阻力系数：

p370mx

L8m

管件局部阻力系数

名 称 简 图 闸板阀 ξ 止回阀 ξ 滤水器 （带底阀） 90 40 m 62 42 50 30 75 14 100 150 200 250 300 17 x/d 1/8 2/8 局 部 阻 力 系 数 ξ 3/8 4/8 5/8 6/8 7/8 1  15º 20º 25º 30º 40º 45º 50º 55º 60º 70º Dsmξ 12 10 无底阀时ξ= 渐缩管 α 7 以下 10～15 9020～30 ～ 45～55 ～ 扩大管 ξ r/R 90 弯头 * ξ  弯头 三通 90•,,90—90弯头阻力系数 直流　　＝0.7,汇流　　＝3,分流　　＝1.5,转弯　　＝1.5 由排水系统管路简图，选择其中局部阻力最多的一条管路做为计算的对象，列出可产生局部阻力的元件如下表：

局部阻力系数 名称 数量 管φ299×8 直角弯头 30º度弯头 转弯流三通 直流三通 闸阀 逆止阀 名称 4 2 1 2 2 1 数量 管φ299×8 直角弯头 渐缩管异径管 1 1 管φ325×8 管φ325×8 管φ325×8 管φ325×8 管φ351×8 管φ351×9 底阀 1 p 合计 x b).选取沿程阻力系数:

对于D450-60水泵选取 选用管φ299×8作为排水管时

p

吸水管φ325×8取

x

选用管φ325×8作为排水管时

p

吸水管φ351×8取

x

对于D500-57水泵选取 选用管φ299×8作为排水管时

p

吸水管φ325×8取

x

选用管φ325×8作为排水管时

p

吸水管φ351×9取

x

式中 p——排水管路沿程阻力系数 x——吸水管路沿程阻力系数 c).求管路特性方程式并绘制管路特性曲线

.管路特性方程式:

H=HSY+RQ

2

式中 R—管路阻力损失常数,用下式计算：

对于D450-60水泵在选取管φ245×8做为排水管时有：

R8g2(xLxdx5p4Lpdp5p41dpdx4x)

0.31710在选取管φ273×10做为排水管时有：

R8g2(xLxdx54pLpdp5p41dpdx4x)

0.210对于D500-57水泵选取在选取管φ299×10做为排水管时有：

R82g(xLxdx5p4Lpdp5p41dpdx4x)

0.18510在选取管φ325×10做为排水管时有：

R8g2(xLxdx54pLpdp5p41dpdx4x)

0.210故管路特性方程式:

对于D450-60水泵在选取管φ325×8做为排水管时有：

H=Hsy+ RQ

’

2

=

0.317104

挂垢后的管路特性方程为：

H=Hsy+

=

’

0.539102

4

在选取管φ351×8做为排水管时有：

H=Hsy+ RQ=

挂垢后的管路特性方程为：

H=Hsy+

=

’’

0.2104

0.4104

H=对于D500-53水泵选取在选取管φ299×10做为排水管时有：

H=Hsy+ RQ

=挂垢后的管路特性方程为：

H=Hsy+ =

’

’

2

0.185104

0.31510’

2

4

在选取管φ325×10做为排水管时有：

H=Hsy+ RQ

=挂垢后的管路特性方程为：

H=Hsy+

=

’

0.12104

0.204104

由以上方程就可以在水泵性能区线图上绘出管路特性曲线。参照水泵的流量范围，选取几个流量值，分别计算排水所需扬程。

对于D450-60水泵在选取管φ325×8做为排水管时,

Q，m/h H1, m H1/6 m

在选取管351×8做为排水管时有：

Q，m/h H2, m H2 /6 m

330 320 100 200 250 300 350 0 320 100 200 250 300 350 325 将管路特性分别绘制在D450-60×8型水泵性能曲线上，，工况点M2趋进工业区边缘，为确保水泵正常工作，故舍去，最后确定工况点为M1 ，工况参数分别为Qm1= 500m/h, Hm1 =330m, Nm1 =100KW, ηm1 =78%(NPSH)γm1= 5

对于D500-57 水泵选取在选取管φ325×8做为排水管时有：

Q，m3/h 0 H4, m H4/6m 320 250 350

在选取管φ351×8做为排水管时有：

Q，m/h H4, m H4/6m 33

500 550

450 450 500 550

0 320 250 350

将管路特性分别绘制在D500-57型水泵性能曲线上，由下图可见，工况点M4趋进工业区边缘，为确保水泵正常工作，故舍去，最后确定工况点为M3 ，工况参数分别为Qm3= 530m/h, Hm3 =328m, Nm3 =105KW, ηm3 =80%, (NPSH)γm3=

3

第七章 水泵工作合理性校验

1）自特性查得Q=0时6级泵的扬程H0 = 69 该值大于HC =63 ，≥HC的要求。 2）自特性查得Q=0时6级泵的扬程H0 =71 该值大于HC =53，≥HC的要求。

D450-60水泵

对于D280-65水泵在选取管φ325×8做为排水管时有： 在正常涌水期每天所需排水时间为

Tz1= 24qz/n1Qm1

=24××60/1×500

=

在最大涌水期每天所需排水时间为

Tmax1= 24qmax/(n1+n2)Qm1

=24××60/2×500 =

D500-57水泵

对于D450-60水泵在选取管φ299×10做为排水管时有： 在正常涌水期每天所需排水时间为

Tz3= 24qz/n1Qm3 =24××60/530 =

在最大涌水期每天所需排水时间为

Tmax3= 24qmax/(n1+n2)Qm3 =24××60/2×530 =

经校验排水时间均小于20h，符合《煤矿安全规程》规定

第八章 水泵电动机的选型计算

所选水泵工作在工业利用区，可直接选用水泵厂家提供的配套电动机，型号为： JSQ-1512-6型高压三相高速鼠笼异步电动机

其参数如下表：

额定功率 KW 780 额定电压 V 6000 额定电流 A 90 效率 η 总电阻 Ω 转速 r/min 1480 第九章 主排水经济指标的计算

a）年电耗

由于正常涌水期和最大涌水期各泵的工况参数相同，则年电耗为 E=

1.05QH×（nzrzTz＋nmaxrmaxTmax）

10003600Cw6= ×10kw

式中 —辅助用电系数； γ—矿水重度，N/m； Q—工况流量，m/h； H—工况扬程，m； η—水泵工况效率； ηC—传动效率； ηd—电机效率；

ηW—电网效率，一般可选取ηW=； nz ,nmax —正常和最大涌水期水泵工作台数； rz ,rmax —正常和最大涌水期水泵工作天数 ,d；

Tz ,Tmax —正常和最大涌水期水泵工作时间 ,h； b)年电费

年电费等于当地工业电价Cd（元/度）与年电耗量之积，即

S1 = CdE

3

3

=

设备购置费

项目 类别 名称 水泵D450606 机电设备 电动机JSQ-1512-6 三阀、真空泵 KRG-6A 型高压综合起配电设备 动器 无缝钢管3258 排水管路 钢管管件 总额(万元) （考虑运杂费） 注：表中数据在《水泵样本》等，及附录b中查得

设备费 单价（元） 数量 3 3 36 分计总额 （万元） 104 104 104 1 445×3 3 104

项目 类别 机电设备 配电设备 排水管路 设备安装费（万元） 外加工资调整（万元） 1 施工管理费总额（万元） （万元） 1 辅助车间服务费 总额

工程名称 泵房技术特征 单数单价（万元） 总分（万元） 经济指标（万元） 基地区地区直接定额费 辅助费 24 施工管合计 价 系数 单价 理费 位 量 硐室 管子 道 水仓绞车房 水仓 m3 6 m 1 10 10 m3 1 10 10 m3 25 95 10 基本投资

基本投资=设备购置费+安装工程费+井巷工程费 ①查表3-25、表3-27、表3-29得 基本投资=[++（+10+10+）]= （万元）

第十章 水泵房、水仓的布置尺寸确定

泵房尺寸依具体情况不同而异，详细计算必须查出泵、电动机及管道等外型尺寸，以及运输用的平板车规格。 1、泵房宽度：

B泵房g1L1L2L3B/2CZS式中:

gj—管子中心至泵房侧壁的距离， m的操作间隙。 L1—三通的均边长度 L2—闸阀的长度。 L3——— 三通直边的半长度 B ——泵基础宽度 C ——平板车宽度

m

Z——人行道宽度

S——法兰盘垫片等附加间隙之和。

1) 根据管子的直径和壁厚，确定法兰盘为固定焊接法兰盘，其规格为及参数为：

工称 直径管子规格 D D1 D2 f b d 螺栓 数量 ML Dg225 2457

395 340 302 3 34 30 12 M27110 2）根据阀门产品样本，查得闸阀的型号为Z40Y-25C,为钢制楔式阀门，适用于水、蒸汽、用品。其基本尺寸为DN=200mm,L=400mm.

依据，阀门的材质：壳体常用的材质为球墨铸铁，公称压力小于等于40Mpa，适用介质为水。 选用暗杆楔式单闸板闸阀，优点，安装空间小，适用于大口径阀门和安装空间受限制的管路上，地下管线，且密封良好。

缺点，容易被介质腐蚀，同时又无法润滑，因此容易破坏。 3）三通各部分的参数为

公称通径DN 端部外径 中心至断面尺寸 D1250250200

泵房的宽度为下表

gj 495 L1 178 L2 400 L3— 216 D2 C 216 M 208 B 1590 C 1000 Z 1500 S5 B泵房 4584 2、 泵房长度：指泵房两端之间的距离.

L泵房nL(n1)gAE m （23）

式中 n——泵组台数,包括预留泵组台数； L——泵基础长度；

g——泵基础之间的间距,～,以能把设备拆下放在其间检修为准,且不得小于抽出电机转子所需的长度； A——人行道的宽度；

E——管子道的宽度； 通常取A=～。此设计A=E=3000 m

由上文计算及泵的尺寸可知，泵房的长度为：

LbnLd(n1)gAE34390(31)190030003000 26.8m2、 泵房高度:指泵房地坪至起重梁低面的距离.

H泵房H4H5H6L4L2L5L1H7S

= （24）

式中 H4—泵基础上表面至泵房底板的高度； H5—泵轴线至底座下平面间的高度；可自样本查出； H6—泵出口端法兰上表面至泵轴线的距离； 可自样本查出； L4—泵出口的短管长度,； L2—闸阀直管边长度； L5—止回阀长度； L1—三通均边长度；

H7—起重梁底面至横管轴线的距离,。 止回阀的型号为

H41H25

DN 200

由上文计算及参考文献可知：

H4 200 H5 660 H6 400 L 200 L2 400 L5 600 L1 216 H7 1100 L 600 D 360 D0 405 H 312 S 30 H泵房 3856 4、泵房断面：尽可能选用标准巷道的断面，一般为三心拱端面。泵房内壁采用防火材

料。

此处泵房断面采用三心拱端面，泵房内壁采用防火材料。

5、泵房标高：，以备水患时来得及封闭防水门。泵房底板向水井方向有1%的倾斜坡度。泵房内轨道面与底板平，轨间布置电缆沟。

水仓通常由主仓和副仓组成，水仓的容量应遵守《矿井安全规程》第244条的规定，水仓断面尽量选用单轨标准巷道。

V=8Qr=2520 m

水仓是容纳矿水的巷道。其作用是储水，同时还有一定的沉淀矿水中固体颗粒的作用。 水仓应有主仓和副仓，其中一个仓工作，另一个仓清扫或备用。对新建、改扩建或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m/h及其以下时，主要水仓（含副仓和主仓）的有效容量应能容纳8小时的正常涌水量。正常涌水量大于1000m/h的矿井，主要水仓的的有效容量可按V=2（qZ+3000），m计算（qZ为正常涌水量，m/h），但主要水仓的总有效容量不得小于4小时的矿井正常涌水量。采区水仓的有效容量应能容纳4小时的采区正常涌水量。 为使矿水在仓中充分沉淀，，停留时间应大于6小时，因此仓长L大于110m，若仓的总容积V=8qZ，则每条仓断面积S=V/2L，m。再考虑清仓方法及设备所要求的尺寸，最后选成标准运输巷的断面。

根据井底车场的布置方式、开拓方式及采煤方法的不同，水仓可以布置在水泵房的两翼或一翼。。由运输大巷一侧水沟来的水，经水仓斜巷、沉淀池流入水仓。这样的布置方式适用于水采及水砂充填矿井。对水质较好的矿井，可不设沉淀池。

2

3

3

3

3

3

水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，每年至少清扫两次，在雨季以前必须清理一次。目前清仓方法较多，有人工清仓法、机械清仓法，如铲斗装岩机清仓、射流泵和泥浆泵联合清仓、压气罐清仓以及水力清仓等方法

主要参考文献

[1] 国家机械工业局编，《中国机电产品目录》，2000 [2] 孟凡英，《流体力学与流体机械》，煤炭工业出版社，2006 [3] 李新梅，《矿山流体机械》，航空工业出版社，2010

[4] 张景松，陈更林，《流体力学与流体机械》中国矿业大学出版社，2010 [5] 周廼荣，严万生，《矿山固定机械手册》，煤炭工业出版社，1986 [6] 煤矿设计研究院主编，《煤矿井下排水设计技术规定》，1985 [7] 煤矿设计研究院主编，《煤矿井下中央泵房系列及基本参数》，1985

[8] 国家安全生产监督管理总局, .国家煤炭安全生产监督局,《煤炭安全规程》煤炭工业出版社,2010.