采區排水設備選型計算

　　采區排水設備選型計算

　　已知條件

　　1.正常湧水量Q=37.4m3/h

　　2.最大湧水量Q1=59.8m3/h

　　3.排水高度Hp=140m

　　4.礦井水為中性

　　5.管子傾角120

　　一、選擇水泵

　　1.所需水泵最小排水能力

　　正常湧水時：Qmin=1.2Q

　　=1.2×37.4

　　=44.8 m3/h

　　最大湧水時：Qmax=1.2 Q1

　　=1.2×59.8

　　=71.7 m3/h

　　2.水泵揚程估算:

　　Hb= K(Hp+Hx)

　　=1.3(140+5.5)

　　=189米

　　Hx—吸水高度，取5.5米

　　Hp—排水高度，189米

　　K——管路損失係數，取1.3

　　選擇D85-45×5型，其技術數據如下：

　　額定流量Qe=85 m3/h

　　揚程225米

　　允許吸水高度Hs=7米

　　配用電機功率90kw

　　效率0.72

　　吸水管內徑150㎜

　　排水管內徑150㎜

　　該礦井水為中性可不采取防酸措施。

　　水泵台數：根據《煤礦安全規程》規定，必須有工作、備用和檢修的水泵。

　　正常湧水時工作水泵台數

　　Z1= Qmin/Qe

　　=44.8/85

　　=0.52 取一台

　　備用水泵台數

　　Z2=70%Z1

　　=70%×1=0.7 取一台

　　檢修水泵台數

　　Z3=25%Z1

　　=25%×1=0.25 取一台

　　水泵總台數

　　Z=Z1+Z2+Z3=3台

　　校驗在最大湧水量時工作水泵台數

　　Zm= Qmax/Qe

　　=71.7/85

　　=0.84<2台

　　說明工作和備用水泵的總能力，能在20小時內排出礦井24小時的最大湧水量，最後決定水泵總台數為3台。

　　二、管路計算選擇

　　《煤礦安全規程》規定：井下排水“工作水管的能力應配合工作水泵在20小時內排出礦井24小時的正常湧水量。工作和備用水管的總能力，應配合工作水泵在20小時內排出礦井24小時的最大湧水量”。必須有工作和備用的水管，排水管不得少於兩趟。

　　1.排水管直徑：

　　dp==0.117m

　　Qe—所選水泵的額定流量，85 m3/h

　　V—-排水管中的流速，一般取1.5-2.2米/秒，現在取V=2.2米/秒

　　泵的排水管內徑為150㎜，確定選排水管的公稱內徑dp=150㎜，壁厚4.5㎜，內徑150㎜，外徑159㎜的無縫鋼管

　　管壁厚度驗算

　　+C

　　=0.5×15×(1.023-1)+0.1

　　=0.27㎝<4.5㎜ 滿足要求

　　dp---標準管內徑15㎝

　　---許用應力，無縫鋼管7487N/㎝2

　　P----管內液體壓強

　　P=1.08Hg

　　=157米

　　Hg---吸水井水麵到排水管出口垂直高度，140+5.5=145.5米

　　C----無縫鋼管的附加厚度，取0.1㎝

　　2.吸水管直徑：dx=dp+0.025=0.175m

　　由於泵的吸水管內徑為150㎜，特查表選吸水管的公稱內徑dp=200㎜，壁厚6㎜，內徑207㎜，外徑219㎜的無縫鋼管

　　三、驗算排水時間及排水管中流速

　　正常湧水期的排水時間

　　T=24Q/Qe

　　=24×37.4/85

　　=10.5h<20h

　　最大湧水期的排水時間

　　T=24 Q1/2Qe

　　=24×59.8/2×85

　　=8.4h<20h

　　通過驗算可知正常與最大湧水期的排水時間，都小於20 h，說明所選水泵型號及台數均合適。

　　排水管的實際流速

　　V=Qe/3.14×900dp2

　　=85/3.14×900×0.152

　　=1.4m/s 接近經濟流速

　　四、排水管阻力

　　=149×0.1

　　=15m

　　Lp---排水管長度，660米

　　---排水管沿程阻力係數，查表為0.0332

　　閘---0.07

　　逆---1.7

　　900---0.66

　　225-15=210>140符合要求

　　五、電動機功率的驗算

　　N=1.1r QeHb/1000×3600

　　=1.1×10000×85×189/3600000×0.72

　　=68kw

　　r---礦水重度10000牛/米3

　　驗算電機功率小於所選泵上所配90kw電機，說明以上計算合理。

　　72采區排水設備的選擇計算

　　機電科

　　2007年8月25日

　　審批程序

　　編製：李誌永 日期：2007.8.25

　　機電科： 日期：

　　技術科： 日期：

　　分管礦長： 日期：

　　總工： 日期：