布尔台矿主排水设备选型及水泵房设计.doc

1、摘要 本课题的主要内容是布尔台矿主排水设备的选型设计及水泵房设计。在本设计过程中，主要运用分析、比较等方法，根据矿井安全生产的政策，法规，应用历史设计经验，结合煤炭行业发展现状，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来进行综合设计的。 本课题来源与工程实际，因此在设计的过程中，通过矿井原始数据进行计算，初步选择排水方案并对设备选型，确定设备工况，然后通过校验水泵的吸水高度、排水时间，以及对各方案水泵的经济流速的比较，排除不合理的方案，最后再对方案进行经济核算以确定方案的合理性并设计其水泵房。关键词：排水系统；水泵；工况点 AbstractIn this issue of t

2、he design process, the main use of analysis, comparison, According to the mine production safety policies, regulations, application design experience history, the coal industry with the current state of development Safe and reliable as the fundamental, less investment and operating costs low for the

3、 design principles guiding ideology for the integrated design. The issue with the engineering source, So in the design process, through various channels to grasp the latest information and drainage industry, Initial drainage programs to choose equipment selection, calculations to determine the statu

4、s of equipment, Then check the suction pumps height, drainage, and the right of the programs the pump device efficiency, exclude unreasonable proposal, the program further economic accounting to determine the reasonableness of the program. Keywords：Drainage System;Pumps; Working conditions目录摘要1Abstr

5、act21 绪论51.1矿水52 矿井排水系统方案设计62.1设计的原始数据62.2 矿井排水系统方案确定63 水泵的选型计算73.1 水泵必须的排水量计算73.2 水泵必须扬程计算83.3 初选水泵83.3.1 水泵选择的原则83.3.2 水泵台数确定103.4 排水管选择计算123.4.1 方案一：MD720-603水泵123.4.2 方案二：MD450-603水泵144 工况点的确定以及校验164.1 方案一：MD720-603水泵管路特性的计算164.1.1 计算沿程阻力损失系数164.1.2 管路阻力系数R164.1.3 绘制管路的特性曲线确定工况点174.2 方案二：MD450-6

6、03水泵管路特性的计算184.2.1 计算沿程阻力损失系数184.2.2 管路阻力系数R194.2.3 绘制管路的特性曲线确定工况点205 水泵校验计算215.1 方案一：MD720-603水泵的校验计算215.1.1 校验排水时间215.1.2 校验经济性215.1.3 校验稳定性215.1.4 校验经济流速225.1.5 校验吸水高度225.1.6 校验电动机功率225.2 方案二：MD450-603水泵的校验计算235.2.1 校验排水时间235.2.2 校验经济性235.2.3 校验稳定性245.2.4 校验经济流速245.2.5 校验吸水高度245.2.6 校验电动机功率256 经济

7、计算266.1 方案一：MD720-603水泵的经济计算266.1.1 年排水的电耗计算266.1.2 吨水百米电耗计算266.2 方案二：MD450-603水泵的经济计算266.2.1 年排水的电耗计算276.2.2 吨水百米电耗计算276.3 确定方案核算经济276.3.1 设备的购置276.3.2 安装工程286.3.3 劳动定质286.3.4折旧费296.3.5 维修费317 主水泵房设计337.1 水泵房设计337.1.1 基础尺寸设计347.1.2 泵房尺寸347.2 吸水井的尺寸387.2.1 吸水井尺寸387.2.2 分水沟及水仓接口高度387.3 水仓397.3.1 立管尺寸

8、397.4 起重梁407.5 管子道和管子间408 结论42致 谢43参考文献44附录 A45附录 B51531 绪论在矿井正常建设生产的过程中，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，另一方面是可以采取一些有效的措施，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。1.1矿水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，直到正常运行各环节的工作。矿井水的来源有很多。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

9、程中不断涌出。矿井水中会有各种矿物质，故矿井水的密度比清水大，酸性水对排水设备的非耐酸金属零件产生腐蚀作用，大大缩短了排水的设备正常使用年限。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。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。1.2矿山排水设备的组成矿山排水设备一般由启动设备、电动机、水泵、管路、管路附件和仪表等组成。矿山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。选择的矿山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

10、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。2 矿井排水系统方案设计2.1设计的原始数据1）本矿为斜井开拓，井口标高为 +1176m ，井底水平标高为+1050m，倾角为13；2）每年的正常的涌水量550m3/h ，最大的涌水量950m3/h ；3）每年正常的涌水期按 300 天，最大的涌水期按65天 ；4）本矿年产量为 2000 万吨。2.2 矿井排水系统方案确定2）排水系统方案根据本矿井的开拓布置，各水平涌水量和排水高度等资料，设计对本矿井的排水方式进行了直排和转排两种方案比较。1、直排方案：在一水平副平硐底和二水平主斜井井底均设固定排水泵房，排水管路均沿回风斜井敷设，分别

11、将本水平涌水排至地面。该方案一、二水平排水系统相对独立，互不影响，但存在矿建工程量大，井筒中排水管路多，设备总数量多，排水设施投资大，综合营运费用高等弊端设计不予推荐。若采取在一盘区底（立风井底车场附近）设主排水泵房，一盘区采掘工作及顺槽的水排至北辅助运输大巷，自流至主水仓后，由主泵房水泵将矿井涌水沿北辅助运输大巷回风斜井直接排至地面。该方案虽然排水系统简单，但排水扬程增加，沿程损失加大，费用高。故不做考虑。2、转排方案：矿井只在一水平副平硐底设主排水泵房，一、二水平涌水均由盘区水泵房转排至一水平主排水泵房，再排至地面。该方案主排水设备台数少，井筒中敷设的管路趟数少，设备投资低，设备利用率高，

12、矿建工程量少，总投资及综合运行费用较低。本次设计选用方案二转排方案，并进行其主排水设计。3 水泵的选型计算3.1 水泵必须的排水量计算 1）正常涌水时水泵必须排水量： （3-1） m3/h式中： 正常涌水时水泵必须排水量，m/h ； 正常涌水量，m3/h。 2）最大涌水时水泵必须排水量： （3-2） m3/h式中： 最大涌水时水泵必须排水量，m/h ； 最大涌水量，m3/h 。3）备用水泵必须排水量：根据参考文献2排水设备必须设置备用水泵，其排水量应为正常排水量的70%，则 （3-3） m3/h （3-4） m3/h式中： 备用水泵必须排水量，m/h 。4）检修水泵必须排水量：根据参考文献2排

13、水设备必须设置检修水泵，其排水量应为正常排水量的25%，则 （3-5） m3/h 式中： 检修水泵必须排水量，m/h 。3.2 水泵必须扬程计算 m （3-6）式中： 水泵必须的扬程，m； 管道效率，按表3-1选取管路敷设角度为13，按表3-1选取0.77； 排水高度，=（1176-1050）+4=140m。表3-1 管道效率Table 3-1 pipeline efficiency管路敷设角度（）9030 302020 管道效率 0.900.89 0.830.80 0.800.77 0.770.743.3 初选水泵3.3.1 水泵选择的原则1）水泵的型式和台数应符合规程和规范的规定；2）若现有水泵类型有两种或两种以上都符合要求时，优先选择工作可靠、性能良好、体积小的、重量轻便、价格低、效率高的水泵。3）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。3.3.2 水泵类型选择根据计算的水泵必须的排水量和扬程，在水泵样本中选择能满足要求的水泵。本设计在满足要求的各种水泵中，可有两种方案选择。其水泵的额定参数见表3-2。两种泵的性能曲线如图3-1、图3-2所示。表3-2 两种方案水泵的额定参数表Table 3-2 nominal para