12采區井底集中水倉排水設計

　　12采區井底集中水倉排水設計

　　事由：掘進工作麵的礦井水排入井底集中水倉，再從井底集中水倉排到地麵，正常湧水量120 m3/h，最大湧水量160 m3/h，為了保證井底集中水倉排水安全可靠、順利進行，特作此排水設計呈上。

　　請批示!

　　提報單位:機電動力部

　　機電動力部技術負責: 機電動力部經理:

　　編 製:曾 中 明 日期：2008、9、16

　　12采區井底集中水倉排水設計

　　會 審 人 員

　　通風部: 總工室:

　　安全監察部: 機電副總:

　　總工程師: 分管領導:

　　12采區井底集中水倉排水設備的選型計算

　　已知：12采區地麵標高為1900米，井底集中水倉標高為1685米, 12采區地麵至井底集中水倉垂高為215米，正常湧水量120m3/h，最大湧水量160 m3/h，正常湧水量和最大湧水量的天數分別為300天和65天，水性呈中性，密度為1020 m3/h。

　　注:標高、正常湧水量、最大湧水量是總工室提供的參數。

　　一、水泵的選型計算

　　1、正常湧水量時水泵必須排水能力

　　QB=1.2q=1.2×120=144m3/h

　　2、最大湧水量時水泵必須排水能力

　　Q'B=1.2qmax=1.2×160=192m3/h

　　3、水泵揚程的估算

　　Hg=(HP+Hx)K=(215+5)×1.25=275m

　　4、水泵的型式、級數及總台數的確定

　　根據計算所得的流量QB和揚程Hg，查產品樣本初步決定選用MD155-67×5型離心泵。該型號水泵的額定流量為155 m3/h，單級額定揚程為67米，轉速2950r/min,必需汽蝕餘量為5米,效率74%,電動機功率220KW。

　　選擇水泵的級數為

　　i= Hg /Hi=275/67=4.1，故決定采用5級水泵滿足要求。

　　考慮正常和最大湧水量時，分別采用一台水泵工作，一台水泵備用、一台水泵檢修。變大湧水時采用兩台水泵工作、一台水泵備用,故選用三台MD155-67×5型離心泵。備用泵不低於工作泵的70%，檢修泵不低於工作泵的25%。

　　二、管路的選擇計算

　　1、管路的趟數確定

　　根據設計原則，確定設置兩趟管路，一趟工作，一趟備用。

　　2、管材的選擇

　　根據斜井排水要求，確定選用無縫鋼管。

　　3、管徑的計算

　　(1) 排水管內徑

　　排水管的經濟流速取υ'p=1.8m/s,則

　　d'p =

　　=

　　=175mm

　　根據所選水泵的特性及性能，要使管路與水泵的特性相匹配，根據兩特性曲線圖(圖略)，選用φ194×6的無縫鋼管。

　　(2) 吸水管內徑

　　吸水管的經濟流速取υ'p=1.2m/s,則

　　d'X =

　　=

　　=213mm

　　根據所選水泵的特性及性能，要使管路與水泵的特性相匹配，根據兩特性曲線圖(圖略)，選用φ245×7的無縫鋼管。

　　4、管壁厚度的計算

　　=3.5mm

　　因所選管子壁厚為6mm大於計算的3.5mm,故滿足要求。

　　5、排水管流速的計算

　　=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、管路阻力損失的計算

　　1、排水管流動阻力的計算

　　查表得沿程阻力損失係數為0.0316

　　=HT+

　　=610+60+20+10

　　=700米

　　排水管局部阻力損失係數之和

　　= 3×0.07+1×1.7+2×1.5+1×0.294×

　　=5.4米

　　總局部阻力係數中的3×0.07表示有3個閘閥;1×1.7表示有1個逆止閥;2×1.5表示有2個轉彎流三通;1×0.294×表示有1個150°彎頭。

　　=0.0316×

　　=16.3米

　　2、吸水管的流量阻力損失的計算

　　查表得沿程阻力損失係數為0.0291，為8米;吸水管局部阻力損失係數之和

　　=1×3.7+3×0.294

　　=4.6米

　　1×3.7表示有1個底閥，3×0.294表示有3個90°彎頭。

　　=0.0291×

　　=0.3米

　　3、輸水管總阻力損失的計算

　　HW=

　　=

　　=28.5米

　　四、水泵工作點的確定

　　H=HsY+RQ2

　　==0.0012

　　所選水泵的的額定流量,Q=155米3/時。

　　H=220+0.0012Q2

　　根據以上管路特性方程，取不同的流量得下表

　　根據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坐標上,其交點M為水泵的工作點(197.2,266.8)

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

　　五、校驗計算

　　1、排水時間的校驗

　　(1)正常湧水時，水泵每天工作小時數

　　(2)最大湧水量時，水泵每天工作小時數

　　2、水流速度的校驗

　　(1)排水管中實際水流流速度

　　符合排水管經濟流速在1.5～2.2米/秒內的要求。

　　(2)吸水管中實際水流速度

　　符合吸水管經濟流速在0.8～1.5米/秒內的要求

　　3、吸水高度的校驗

　　故采用吸水高度為5m符合要求。

　　4、經濟性校驗

　　泵的工作點位於利用區內，故符合經濟要求。

　　5、穩定性校驗

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

　　六、電機容量驗算

　　=209KW

　　根據所選MD155-67×5型離心泵的配套電機功率為220KW大於計算功率為209KW，滿足要求。

　　七、電耗量的計算

　　1、年電耗量的計算

　　=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