排水畢業(yè)設計

1、<p><b>　　XXX礦排水泵房</b></p><p><b>　　選型設計</b></p><p><b>　　學校：河北工程大學</b></p><p>　　班級：機電一體化05級</p><p><b>　　指導老師：</b><

2、/p><p><b>　　姓名：晉紀巖</b></p><p>　　日期：2008年10月20日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　第一章井田概況和地質特征</p>

3、<p><b>　　第一節(jié)井田概述</b></p><p><b>　　第二節(jié)地質特征</b></p><p><b>　　第二章井田開拓</b></p><p>　　第一節(jié)井田境界及儲量</p><p>　　第二節(jié)礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限</p>

4、<p>　　第三章排水設備選型計算</p><p>　　第一節(jié)泵房及水倉的確定</p><p>　　第二節(jié)水泵的選型計算</p><p>　　第三節(jié)校驗水泵的穩(wěn)定性</p><p>　　第四節(jié)確定水泵的臺數(shù)</p><p><b>　　第五節(jié)管路選擇計算</b></p>&

5、lt;p><b>　　第六節(jié)經(jīng)濟性校核</b></p><p><b>　　第七節(jié)排水能耗計算</b></p><p><b>　　第四章設計參考書</b></p><p><b>　　第五章謝辭</b></p><p><b>　　前

6、 言</b></p><p>　　XXX井田位于峰峰礦區(qū)南部，與XXX毗鄰，井田內上組煤為焦煤。交通方便，開發(fā)該井田煤層對礦區(qū)生產(chǎn)和接續(xù)將起積極作用。為了充分發(fā)揮上組煤較豐富的工業(yè)儲量，礦井設計生產(chǎn)能力45萬噸。</p><p>　　由于下組煤受澳灰水威脅，水文地質條件尚待進一步查明，本設計遵循地質報告審批意見，將下組煤儲量列為暫難利用的表外儲量，暫不考慮開采。</p&

7、gt;<p>　　根據(jù)井田地質構造和年設計生產(chǎn)能力，按照煤炭開采的有關技術政策，規(guī)程規(guī)范，盡量提高礦井采、掘、運等機械水平，提高礦井效率和安全程度，提高資源回收率。</p><p><b>　　本設計的主要內容;</b></p><p>　　礦井年設計能力為45萬噸。</p><p>　　井田上組煤工業(yè)儲量為5250.96萬噸，可

8、采儲量為3210.277萬噸。</p><p>　　礦井上組煤服務年限51年。</p><p>　　采用立井暗斜井開拓方式，工業(yè)場地利用原北大峪工業(yè)場地。</p><p>　　礦井為單水平開拓，水平標高-390m。-3.5m水平為立井和暗斜井的轉載水平。</p><p>　　礦井采用中央并列抽出式通風系統(tǒng)，并服務于礦井整個生產(chǎn)服務期限內。&l

9、t;/p><p>　　大巷運輸采用7t架線電機車牽引1t礦車，主暗斜井采用8t箕斗和主井采用3t箕斗提煤。</p><p>　　原副立井改為回風井，新建副井至-3.5m轉載水平，并裝備1對1寬1窄罐籠，擔負礦井輔助提升。</p><p>　　礦井到達設計產(chǎn)量時布置一個生產(chǎn)采區(qū)和一個準備采區(qū)，裝備2個高檔工作面和1個普采工作面。</p><p>　

10、　礦井地面35Kv變電站引自峰峰110KV變電站。</p><p>　　礦井媒質優(yōu)良，對穩(wěn)定峰峰千萬噸礦務局，接續(xù)XXX產(chǎn)量下降，可以安排上千名職工的工作，對穩(wěn)定大局有積極作用。</p><p><b>　　第一章</b></p><p><b>　　第一節(jié)井田概況</b></p><p><

11、b>　　一、交通位置：</b></p><p>　　XXX井田位于河北省邯鄲市西南部，西北距峰峰礦務局10km，行政區(qū)屬邯鄲市峰峰礦區(qū)及磁縣管轄，地理坐標為114°12′40″--114°14′30″，北緯360°22′9″--36°24′5″。</p><p>　　本井田西部有鐵路專線，在臨水（新市區(qū)）與峰峰礦區(qū)環(huán)形鐵路相連接，經(jīng)

12、馬頭車站與京廣鐵路相連接，臨水車站距馬頭車站20km，此外，公路橫貫全區(qū)，交通較為方便。</p><p><b>　　二、地形地勢</b></p><p>　　該井田位于鼓山東麓，為平緩的丘陵地形，沖溝比較發(fā)育。區(qū)內西南高，東北低，最高處在趙家莊西南700m處山崗，標高為+205.74m，最低處為滏陽河床，標高為+107.46m。</p><p&g

13、t;<b>　　三、地表水系</b></p><p>　　區(qū)內水系不發(fā)育，固義小溪由大氣降水，淺層地下水、礦井水等匯集，由西向東橫貫井田。此外，井田北側外圍有海河流域子牙河水系上游的滏陽河從西南向東流過，據(jù)1975年6月20日及5月15日的觀測流量為62.42m3/S，平均流量11.81m3/S,最高洪水位為+122m左右。</p><p><b>　　四、

14、氣象及地震</b></p><p>　　區(qū)內為大陸性半干旱氣候，最大降雨量為1240.6mm，最小為391.9mm，平均為628.9mm，降水量集中在6月底至9月初，占全年的一半。</p><p>　　最大年蒸發(fā)量為2229.5mm，最小為1427.5mm，平均為1908.7mm，5-7月最大</p><p>　　最高年氣溫為41.9度，最低為-15.4

15、度，平均為14度左右。冰凍期為每年12月初至兩年3月初。最大凍結深度370mm。</p><p>　　本區(qū)春季多為東南風，夏季風向不定，秋季多為西南風，冬季多為偏北風，最大風速20m/s，最低風速2.6m/s。</p><p>　　根據(jù)國家地震局地震大隊1977年3月15日地簽字第030號文件：峰峰礦區(qū)地震基本烈度為八度。</p><p><b>　　五、

16、煤田開發(fā)史</b></p><p>　　峰峰煤田開發(fā)歷史悠久，具有幾十年的煤炭開采經(jīng)驗。據(jù)統(tǒng)計，1989年峰峰礦務局的煤炭主要運銷北京、天津、河北、河南省、市的各大鋼廠。</p><p>　　XXX井田內煤層埋深在350m以下，故無小煤窯開采，東南和東北為梧桐莊和九龍礦，北部有泉頭礦，西部有三礦和原北大峪報廢礦井。</p><p>　　原北大峪礦井位于本

17、井田淺部，以F1斷層與本井田為界，設計能力30萬噸，立井開拓，主井直徑4.5m，副井直徑5m，開采水平為+50m，由于地質構造等原因，于1961年7月停產(chǎn)，井筒曾被淹。其南翼構造簡單，已劃給三礦開采。</p><p>　　三礦是在小煤窯的基礎上經(jīng)改擴建后形成的，其井田由二部分組成，一部分為三礦原井田，另一部分為北大峪礦井南翼部分，以F55斷層相隔。</p><p>　　三礦井田走向長10k

18、m，傾斜寬0.7-2km，面積為10.9km2，為立斜井混合式開拓，主井斜長433m，傾角18°，副井為立井。開采水平為+70m和-20m。本礦曾利用-20m水平開拓至原北大峪礦主、副井底，形成XXX井田的-3.5m立井和暗斜井的轉載水平。</p><p><b>　　第二節(jié)地質特征</b></p><p><b>　　一、地質構造</b&g

19、t;</p><p><b>　　1、煤田地質構造</b></p><p>　　邯邢地區(qū)大地質構造位于“祈、呂、賀”山字型構造東翼邊緣弧的東側，太行山隆起帶和華北沉降帶的過渡地帶，區(qū)內構造體系比較復雜，以新華夏系構造為主，次為南北向構造，華夏系構造，并有東西向構造，特征如下：</p><p>　　（1）、以高角度正斷層為主，明顯地顯示上盤下降拉

20、伸現(xiàn)象，又顯示性結構面特征的擠壓現(xiàn)象。</p><p>　?。?）、具有強烈的繼承性，顯示了多次構造活動的復雜影響。使本地區(qū)斷裂構造形跡及其力學性質大為復雜化。</p><p>　?。?）、華夏系及南北向構造，二者為同一時期所形成的不同部位的二種構造，北部以華夏系為主，南北為南北構造，構成邯鄲地區(qū)構造的基本輪廓。</p><p>　　（4）、新華夏系廣布全區(qū)，是在華

21、夏系與南北構造的基礎上發(fā)展起來的。各種斷裂有明顯的扭動的痕跡，南北向構造與延伸歸并為新華夏系。</p><p><b>　　2、地質構造</b></p><p>　　井田位于鼓山背斜東翼南段，由于受多種構造活動的影響，本地區(qū)構造極為復雜。</p><p>　　鼓山背斜受新華夏系構造影響在其西翼緊靠部位形成一系列北北向大斷層，而在遠離這些主干斷層

22、的地方，由于壓力作用的減弱，在先張后壓扭性質的作用下形成一個組成部分，并組成了井田最基本的構造形態(tài)和特征，它主要是新華夏系產(chǎn)物，由于南北構造在井田內有所發(fā)育，它們之間無形成聯(lián)系，這一規(guī)律對開采有指導意義。</p><p>　　井田地層產(chǎn)狀主要受吝家溝背斜影響，呈一環(huán)形分布，北部地層走向N60°W，傾向NE，中部為NNE走向，傾向SE，南部為N60°E走向，傾向SE，傾角平緩在10—15

23、6;之間，中部及南部受褶曲影響，走向相對復雜些。</p><p><b>　　煤層及煤質</b></p><p><b>　　1、煤層</b></p><p>　　本區(qū)石炭二疊系煤系地層，包括本溪組、太原組、山西組，總厚度220m，含12-16層，煤層總厚度14.58m，含煤系數(shù)6.6％，煤層自上向下編號為1號（小煤）、2

24、上（大煤分層）、2號（大煤）、3號（一座）、4號（野青）、5號、5下（山青）、7上、7號（小青）、9上、9號（下架）等煤層。其中全區(qū)可采的有2、4、6、8、9號6層。</p><p><b>　　2、煤質</b></p><p>　　井田位于邯邢煤田南段，區(qū)域煤種分帶呈東西條帶狀，由南向北逐漸增高。在地層剖面上由上往下逐漸增高，在同一變質帶內的同一煤層隨埋深的增加，其

25、變質程度略有增高，區(qū)域變質特征在井田內表現(xiàn)十分明顯，2上至6號煤肥煤，7、8、9號煤為焦煤。從2上至9號煤的揮發(fā)分值，總趨勢是下降的。</p><p>　　煤層含磷量很不穩(wěn)定，一般在0-0.201％間，3號煤層最低，為0.004％，其余煤層都大于0.01％，5下煤最高達0.057％。</p><p>　　總之，初期開采的2上、3、4、6號煤均為低硫、低磷、中灰、高揮發(fā)分、高發(fā)熱量之肥煤，5

26、下為中硫、中磷、中灰、高揮發(fā)分、高發(fā)熱量之肥煤。</p><p>　　三、沼氣、煤塵及煤的自燃</p><p><b>　　1、沼氣</b></p><p>　　本井田在地質勘探中，前后共采集45個沼氣煤樣，采用撫順煤研所對峰峰礦區(qū)研究成果，13-5孔2號煤的CH4自燃成分大于80％，屬于沼氣帶，應化為高沼氣礦井。</p><

27、;p>　　本井田-390m開采水平相對涌出量的數(shù)值，可根據(jù)臨近的三個礦井沼氣梯度推算本礦沼氣相對涌出量。</p><p>　　精查地質報告對本井田沼氣涌出量問題認為：各煤層沼氣含量有一定差異，以2號煤最高，4、6號煤最低，井田內沼氣含量，隨賦存深度增加，并無明顯遞增現(xiàn)象，但本井田內由南往北存在逐漸增高趨勢，因此本礦井為高沼氣礦井。</p><p>　　峰峰礦務局在峰煤基（1990）5

28、19文關于《呈報河北省峰峰礦務局吝家溝礦井設計 計劃任務書》中（附錄三），按鄰近原北大峪礦井開采時沼氣涌出梯度推算，本區(qū)－390 m水平相對沼氣涌出量為22m3/t。d。設計認為按原北大峪礦沼氣梯度推算本區(qū)沼氣涌出量可以作為設計依據(jù)，但希生產(chǎn)中主意其變化并隨時調整礦井通風設施。</p><p><b>　　2.煤塵</b></p><p>　　經(jīng)測定，本井田2號煤層各

29、側點均有爆炸性，因此，各煤層均按有爆炸危險考慮。</p><p><b>　　3.煤的自燃</b></p><p>　　本區(qū)煤有較強的自燃傾向。</p><p><b>　　四、水文地質</b></p><p><b>　　1、含水層</b></p><p&

30、gt;　　井田內含水層由上而下有第四系砂礫石、上第三系砂礫巖、石千峰組下段砂巖、下石盒子組砂巖、山西組砂巖、太原統(tǒng)薄層灰?guī)r、奧陶系灰?guī)r等。共7個含水層組，其中對礦井開采有直接影響的為下石盒子組一段砂巖、山西組砂巖、野青灰?guī)r、山伏青灰?guī)r、大青灰?guī)r、奧陶系灰?guī)r。太原組各層灰?guī)r之中，隨著埋深的增加富水性顯著減弱。井田內各含水層的水量、水位、水質等，在正常情況下，各含水層之間無水力聯(lián)系。</p><p><b>

31、;　　2、斷層導水性</b></p><p>　　區(qū)內構造復雜、斷層密集，但根據(jù)鉆孔過斷層情況看，斷層中多為泥質膠結，斷層泥、膠結的角礫巖被方解石填充，富水性及導水性均弱。石門穿過斷層時可能水量不大，但是礦井開采揭露斷層后，巖層將失去平衡狀態(tài)，斷層帶可能失去隔水性。因此，斷層必須留有保安煤柱，在過斷層前，要施工超前鉆孔，以防突水事故發(fā)生。</p><p><b>　　

32、3、礦井涌水量</b></p><p>　　礦井涌水主要來源為各含水層地下水，開采2號煤初期主要為頂板砂巖水，后期，由于頂板塌陷，將為石盒子組底部砂巖水，開采4號煤層時，有一定數(shù)量的野青灰?guī)r水，開采6號煤層時，充水主要來源為山伏青灰?guī)r水，同時也應注意下伏近50個大氣壓的大青灰?guī)r水，為安全起見，可提前疏干降壓。礦井涌水量預計見表：</p><p>　　由于礦井實際開采水平為-39

33、0m，與-400m相近，本設計根據(jù)中國統(tǒng)配煤礦總公司河北分公司（90）中煤冀計字第92號文意見，礦井按正常涌水量為12.54m3/min，最大涌水量為25.46m3/min</p><p><b>　　五、其它有益礦物</b></p><p>　　與煤共生的稀散元素測定了鎵和鍺，含量十分低，均達不到工業(yè)品位。</p><p><b>

34、　　第二章井田開拓</b></p><p>　　第一節(jié)井田境界及儲量</p><p><b>　　一、井田境界</b></p><p>　　本井田北部以F29斷層與泉頭擴大區(qū)為界，南以F26斷層與梧桐莊井田向對應，西以F1斷層與北大峪井田相隔，東北以F8斷層與九龍口井田分界。</p><p><b>

35、;　　二、儲量計算</b></p><p>　?。ㄒ唬?、儲量計算依據(jù)</p><p>　　1、各煤層儲量計算均依據(jù)《XXX井田地質勘探精查報告》提供的煤層底板等高線及儲量計算圖計算。</p><p>　　2、設計利用儲量的煤層為上組煤的2上、2、3、4、5下、6號煤層共6層，下組煤7、8、9煤層為暫難利用儲量，本次設計不予利用。</p>&

36、lt;p>　　3、利用儲量計算原則：按規(guī)范要求，最低可采厚度為0.6m，原煤干燥灰分低于40％。</p><p><b>　　4、各煤層容重：</b></p><p>　　煤層容重表 單位：t/m3</p><p>　　5、煤層平緩，傾角在10°--－15°以下，利用水平投影面積。</p>

37、;<p>　　6、計算方法：地質塊段法</p><p>　　塊段面積*容重*平均煤厚＝塊段儲量</p><p><b>　　（二）、可采儲量</b></p><p>　　1、可采儲量計算公式：礦井可采儲量＝（工業(yè)儲量－永久煤柱量）*采區(qū)回采率。</p><p>　　礦井可采儲量：礦井共有可采儲量32102.

38、77kt，其中：2號煤可采儲量為16070.18kt，占50％。</p><p>　　第二節(jié)礦井生產(chǎn)能力及服務年限</p><p><b>　　一、礦井工作制度</b></p><p>　　礦井工作日為300d，每天三班作業(yè)，兩班生產(chǎn)，一班準備，每天凈提升時間為14h。</p><p>　　二、礦井設計生產(chǎn)能力及服務年限

39、</p><p>　　礦井上組煤可采儲量32102.77kt，從可采儲量上看具備建設0.3Mt和0.45Mt礦井的條件，據(jù)此，設計對這兩種井型進行比較分析如下：</p><p>　　1、本礦上組煤為肥煤，是國家緊缺的優(yōu)質煉焦配煤，為滿足國家需求，應盡量加大開發(fā)強度。</p><p>　　2、井田內上組共有6層可采煤層，其中2號主采煤層厚度1.06—10.36m，平均

40、厚度3.31m，可采儲量占50％，適宜采用高檔普采。其余5層煤較薄，但也能采用機械化開采，由于吝家溝井田內斷層構造復雜，沼氣涌出量較大，全礦以1—2個采區(qū)和2—3個回采工作同時生產(chǎn)較為有利，即礦井設計生產(chǎn)能力可以達至0.45Mt/a。</p><p>　　3、礦井涌水量大，尤為高沼氣礦井，井型較小，礦井生產(chǎn)成本較高。</p><p>　　4、井型0.45Mt時，礦井服務年限51a，較為合適

41、，若0.30Mt井型，礦井服務年限達76a。況且下組煤50年后將可能開采。</p><p>　?。ǘ?、礦井服務年限</p><p>　　礦井服務年限＝礦井可采儲量/（礦井設計生產(chǎn)能力*儲量備用系數(shù)）＝3210.277/（45*1.4）＝51a。</p><p>　　第三章排水設備選型計算</p><p>　　第一節(jié)泵房及水倉的確定</

42、p><p><b>　　1、泵房長度計算</b></p><p>　　L＝nz+Lj+A（nz+1）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　nz為水泵臺數(shù)取5臺</p><p>　　Lj為水泵基礎長度取5.1m</p><p>　

43、　A為水泵之間的距離取1.5m</p><p><b>　　代入數(shù)值</b></p><p>　　5+5.1+｛1.5（5+1）｝</p><p><b>　?。?8.1m</b></p><p><b>　　2、泵房寬度計算</b></p><p>　

44、　B＝bj+b1+b2</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　bj為水泵基礎寬度取1.3m</p><p>　　b1為水泵基礎邊到軌道一側硐室壁的距離取2.2m</p><p>　　b2為水泵基礎另一邊到吸水井一側硐室的距離取1m</p><p><b>　　代入

45、數(shù)值</b></p><p><b>　　1.3+2.2+1</b></p><p><b>　　＝4.5m</b></p><p><b>　　3、水倉的計算</b></p><p>　?。?）、礦井主副水倉的總容量按照8h的正常涌水量計算為</p>

46、<p>　　12.54×60×8</p><p><b>　　＝6019.2m3</b></p><p>　?。?）、水倉截面積計算</p><p><b>　　S＝V/L</b></p><p><b>　　式中：</b></p>

47、<p>　　V為水倉的容積取6019.2</p><p>　　L為水倉的總長度取110m</p><p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　6019.2/110＝57.72m2</p><p>　　（3）、水在水倉中的實際流速為：</p><p>　　V＝（QM-q）

48、/3600S</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　QM為水泵的排水量取2×450＝900 m3/h</p><p>　　Q為正常涌水量取752.4 m3/h</p><p>　　S為所選水倉的斷面積57.72m2</p><p>　?。剑?00-752.4）/

49、（3600×57.72）</p><p>　?。?.00071m/s</p><p>　　所選水倉的斷面積符合要求，能保證涌水在水倉內充分沉淀。</p><p>　　第二節(jié)水泵的選型計算</p><p>　　1、水泵的必須排水能力：</p><p>　?。?）、正常涌水量時：</p><p

50、><b>　　QB=1.2q</b></p><p>　?。?.2×（12.54×60）</p><p>　　＝902.3m3/h</p><p>　?。?）、最大涌水量時：</p><p>　　QBmax＝1.2qmax</p><p>　?。?.2×（25.

51、46×60）</p><p>　?。?833.12 m3/h</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　q、qmax分別為礦井的正常涌水量和最大涌水量</p><p>　　2、水泵必須的揚程：</p><p>　　HB=(HP+HX)/ηg</p>&

52、lt;p><b>　　式中：</b></p><p>　　HP為排水高度取572m</p><p>　　HX為吸水高度取4m</p><p>　　ηg為管路效率取0.9</p><p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　(572+4)/0.9</

53、p><p><b>　?。?40m</b></p><p>　　3、預選水泵的形式：</p><p>　　選D450-90×7水泵，該水泵流量為450 m3/h，揚程為720m，轉速為1480r/min，效率為78％，電機功率1250kw，軸功率989.8kw，必須汽蝕余量4米，葉輪直徑510mm。</p><p>

54、;<b>　　4、水泵級數(shù)驗算：</b></p><p><b>　　i＝HB/Hi</b></p><p>　　Hi為所選水泵的單級揚程取90m</p><p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　640/90=7.1</p><p>

55、<b>　　選擇7級水泵。</b></p><p>　　第三節(jié)校驗水泵穩(wěn)定性</p><p><b>　　Hsy≤0.9H0</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Hsy為HP+HX＝572+4＝576m</p><p>

56、;　　H0為iHi＝7×90＝630m</p><p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　576≤0.9×630</p><p><b>　　576＝576</b></p><p><b>　　符合要求。</b></p>&l

57、t;p><b>　　第四節(jié)確定水泵臺數(shù)</b></p><p>　　1、正常涌水時工作水泵的臺數(shù)：</p><p><b>　　n1＝QB/Qe</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Qe為水泵的額定流量取450m3/h</p>

58、;<p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　n1＝902.3/450＝2</p><p><b>　　2、備用水泵臺數(shù)：</b></p><p><b>　　n2≥0.7n1</b></p><p><b>　　n2≥0.7×

59、2</b></p><p><b>　　n2≥1.4</b></p><p><b>　　取2臺</b></p><p><b>　　3、檢修水泵臺數(shù)：</b></p><p><b>　　n3≥0.25n1</b></p>&l

60、t;p><b>　　n3≥0.25×2</b></p><p><b>　　n3≥0.5</b></p><p><b>　　取檢修水泵1臺</b></p><p><b>　　第五節(jié)管路選擇計算</b></p><p>　　1、管路趟數(shù)的

61、確定：</p><p>　　根據(jù)設計原則，設置兩趟管路，一趟工作，一趟備用。</p><p>　　2、管路布置圖（附后）</p><p><b>　　3、管材的選擇</b></p><p>　　沿豎井敷設選用無縫鋼管</p><p>　　吸水管路選用無縫鋼管。</p><p&g

62、t;<b>　　4、管徑的計算：</b></p><p><b>　　排水管內徑：</b></p><p>　　d′p＝Qe/900πV′p</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　V′p為排水管的經(jīng)濟流速取1.5m/s</p><p

63、><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　450/900×3.14×1.5＝0.325m</p><p>　　排水管選擇外徑為351×16的鋼管，每米重量為132.19kg</p><p><b>　　吸水管內徑：</b></p><p>　　d′p＝

64、Qe/900πV′x</p><p>　　V′x為吸水管的經(jīng)濟流速取1.5m/s</p><p>　　450/900×3.14×1.5＝0.325m</p><p>　　吸水管選擇外徑為377×12的鋼管，每米重量為108.02kg</p><p>　　5、管路厚度的驗算：</p><p>

65、;　　δ= 1 ｛｛ pd/2.3（R-6.5×106）-p｝+c｝</p><p>　　1+｛2p/2.3（R-6.5×106）-p｝</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　δ為管壁厚度</b></p><p>　　d為所選管子的外徑

66、0.351m</p><p>　　p為水管內部工作壓力，估算取p＝1.1×104Hp＝1.1×104×572＝6.3×106</p><p>　　R為管材許用應力取80×106N/m2</p><p>　　C為附加厚度取0.001mm</p><p><b>　　代入數(shù)值：</

67、b></p><p>　　δ= 1 ｛ 6.3×106×0.351/2.3（80×106-6.5×106）-6.3×106｝+0.001｝1+｛2×6.3×106/2.3（80×106-6.5×106）-6.3×106｝</p><p><b>　?。?.0157m

68、</b></p><p>　?。?5.7mm＜16mm</p><p>　　所選管路的厚度符合要求。</p><p><b>　　6、管路特性計算：</b></p><p>　　H＝Hay+ARQ2</p><p><b>　　式中：</b></p>

69、<p>　　A為管內徑變化而引起阻力損失變化系數(shù)。</p><p><b>　　對于新管A＝1，</b></p><p>　　對于管內掛垢使管徑縮小10％的舊管，A＝1.7</p><p>　　R=8/π2g｛Σξx（1/dx4）+（λxLx/ dx5）+｛Σξp+1（1/ dp4）｝（λpLp/ dp5）｝</p>

70、<p><b>　　式中：</b></p><p>　　λx為吸水管的沿程阻力系數(shù)取0.0258</p><p>　　λp為排水管的沿程阻力損失系數(shù)取0.0263</p><p>　　dx為選定吸水管的內徑取0.315m</p><p>　　dp為選定排水管的內徑取0.353</p><p&

71、gt;　　Lp為排水管的實際長度</p><p>　　Lp＝（HP-7.5）+L1+L2+L3</p><p>　　＝（572-7.5）+30+30+20＝644.5m</p><p>　　L1為水流經(jīng)過泵房內排水管的長度取30m</p><p>　　L2為管子道中管子長度取30m</p><p>　　L3為井口出水管

72、長度取30m</p><p>　　Lx為吸水管總長度取10m</p><p>　　Σξx為吸水管上的局部阻力損失系數(shù)之和為：</p><p>　?。?×3）+（1×0.1）+（1×0.294）＝3.394m</p><p>　　不帶底閥水龍頭阻力系數(shù)為1×3</p><p>　　

73、異徑管阻力系數(shù)為1×0.1</p><p>　　90°彎頭阻力系數(shù)為1×0.294</p><p>　　Σξp為排水管上的局部阻力損失系數(shù)之和為：</p><p>　?。?×0.26）+（1×1.7）+（1×1.5）+（2×3）+（2×1.5）</p><p>&

74、lt;b>　　＝12.98m</b></p><p>　　水閘門阻力系數(shù)為0.26×3</p><p>　　逆止閘門阻力系數(shù)為1.7×1</p><p>　　分流三通阻力系數(shù)為1.5×1</p><p>　　匯合三通阻力系數(shù)為2×3</p><p>　　90&#

75、176;彎頭系數(shù)為1.5×2</p><p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　R=8/3.142×10｛3.394（1/0.3154）+（0.0258×10/ 0.3155）+｛12.98+1（1/ 0.3534）｝（0.0263×644.5/ 0.3535）｝</p><p>　?。?/p>

76、2.763×10-5h2/m5</p><p><b>　　新管路特性方程為：</b></p><p>　　H＝576+1×2.763×10-5×Q2</p><p>　　掛垢后管路特性方程為：</p><p>　　H＝576+1.7×2.763×10-5

77、15;Q2</p><p>　　參照水泵流量，選8段分別進行排水所需揚程計算：</p><p><b>　　M1</b></p><p>　　QM1＝475m3/h，HM1=553m，NM1=1015KW，ηm1＝0.71</p><p><b>　　M2</b></p><p&

78、gt;　　QM2＝450m3/h，HM1=580m，NM1=980KW，ηm1＝0.68</p><p><b>　　7、吸水高度計算</b></p><p>　　HX＜HSM1-(Vx2/2g)-hx</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　Vx為吸水流速

79、度</b></p><p>　　Vx＝QM1/900πdx2</p><p>　?。?75/900×3.14×0.3152</p><p><b>　　=1.69m/s</b></p><p>　　hx為不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象的合理吸水高度</p><p>　　hx＝｛Σξ

80、x+（Lx/dx）λx｝（Vx2/2g）</p><p>　　＝｛3.394+（10/0.315）0.0258｝｛1.692/（2×10）｝</p><p><b>　?。?.6m</b></p><p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　HX＜24-｛1.692/(2&

81、#215;10)｝-0.6</p><p><b>　　HX＜23.3</b></p><p><b>　　校核計算</b></p><p><b>　　汽蝕性校核</b></p><p>　　吸水管的阻力損失系數(shù)為</p><p>　　Rx＝8/π2g

82、｛（Σξx+1）（1/dx4）+（λxLx/ dx5）</p><p>　　＝8/（3.142×10）｛（3.394+1）（1/0.3154）+（0.315×10/ 0.3155）</p><p>　?。?.14×10-6h2/m4</p><p>　　吸水管路的特性曲線方程為：</p><p>　　H′s＝Hx

83、+RxQ2＝23.3+9.14×10-6Q2</p><p>　　取不同的Q值，算出對應的H′s</p><p>　　用描點作圖法在水泵特性曲線圖上作出吸水管路特性曲線，水泵的工況點M1、M2均位于汽蝕點的左側，不至發(fā)生汽蝕。</p><p><b>　　第六節(jié)經(jīng)濟性校核</b></p><p>　　1、因M1

84、、M2均位于工業(yè)利用區(qū)的合理使用范圍內，故符合經(jīng)濟性的要求。</p><p><b>　　2、排水時間校核</b></p><p>　?。?）、正常涌水時，水泵每天工作小時數(shù)</p><p>　　TH＝24q/n1QM2</p><p>　　=(12.54×60×24)/（2×450）<

85、;/p><p><b>　　=20h</b></p><p><b>　　20h＝20h</b></p><p>　　（2）、最大涌水量時水泵每天工作小時數(shù)</p><p>　　Tmax＝24qmax/（n1+n2）QM2</p><p>　?。剑?4×25.46

86、15;60）/｛(2+2)×450｝</p><p><b>　　=20h</b></p><p><b>　　20h＝20h</b></p><p><b>　　符合排水要求</b></p><p><b>　　3、電動機容量驗算</b><

87、;/p><p>　　Nd＝k（NM1/ηc）</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　NM1為工況點所對應的軸功率取1015kw</p><p><b>　　ηc為傳動效率取1</b></p><p>　　k為備用系數(shù)取1.1</p><

88、p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　1.1×（1015/1）</p><p><b>　?。?116.5kw</b></p><p>　　所選水泵的功率為1250kw，大于計算容量，符合要求。</p><p><b>　　第七節(jié)排水能耗計算</b&

89、gt;</p><p>　　1、掛垢前水泵年耗電量的計算</p><p>　　W＝1.05×｛（ρgQM1HM1）/（1000×3600ηM1ηcηdηw）｝｛n1ZHTH+(n1+n2)ZmaxTmax｝</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　ρ為礦井水的密度取1020&l

90、t;/p><p>　　QM1取475m3/h，</p><p><b>　　HM1 取553m</b></p><p><b>　　ηM1取0.71</b></p><p><b>　　ηc取1</b></p><p><b>　　ηd取0.9&l

91、t;/b></p><p><b>　　ηw取0.95</b></p><p><b>　　n1取2</b></p><p><b>　　ZH取300</b></p><p><b>　　TH取20</b></p><p>&

92、lt;b>　　Zmax取65</b></p><p><b>　　Tmax取20</b></p><p><b>　　代入數(shù)值</b></p><p>　?。?.05×｛（1020×10×475×553）/（1000×3600×0.71×

93、;1×0.9×0.95）｝｛2×300×20+｛(2+2)×65×20｝｝</p><p>　?。?.1242×107kw.h/a</p><p>　　2、掛垢后年耗電量計算</p><p>　　W＝1.05×｛（ρgQM2HM2）/（1000×3600ηM2ηcηdηw）｝｛

94、n1ZHTH+(n1+n2)ZmaxTmax｝</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　QM2為450</b></p><p><b>　　HM2為580</b></p><p><b>　　ηM2為0.68</b><

95、/p><p><b>　　代入數(shù)值：</b></p><p>　　1.05×｛（1020×10×450×580）/（1000×3600×0.68×1×0.9×0.95）｝｛2×300×20+｛(2+2)×65×20｝｝</p>&

96、lt;p>　　＝2.29276×107</p><p>　　3、掛垢前噸煤排水電耗</p><p><b>　　Wdm＝W1/A</b></p><p>　　＝2.1242×107/450000＝47.2kw.h/t</p><p>　　4、掛垢后噸煤排水電耗</p><p&

97、gt;<b>　　Wdm＝W2/A</b></p><p>　?。?.29276×107/450000＝50.6kw.h/t</p><p>　　5、掛垢前噸水百米電耗</p><p>　　Wt.100＝1.05（HM1/3.67ηM1ηcηdηwHsy）</p><p>　?。?.05×｛553/（

98、3.67×0.71×1×0.9×0.95×576）｝</p><p>　?。?.44 kw.h/t</p><p>　　6、掛垢后噸水百米電耗</p><p>　　Wt.100＝1.05（HM2/3.67ηM2ηcηdηwHsy）</p><p>　?。?.05×｛580/（3.67

99、×0.68×1×0.9×0.95×576）｝</p><p>　?。?.496 kw.h/t</p><p>　　通過以上計算可以看出：管子掛垢后將增加電耗，所以，當管子使用一段時間后，就應清理管路，除去水垢或采用管路并聯(lián)的方法，以始終保持水泵的經(jīng)濟運行。</p><p><b>　　第四章設計參考書<

100、;/b></p><p>　　本設計參考煤炭工業(yè)出版社2003年出版的《礦山固定機械》由牛維麟等編寫。</p><p>　　2005年1月施行的《煤礦安全規(guī)程》。</p><p><b>　　第五章謝辭</b></p><p>　　本設計承蒙河北工程大學成人教育學院吳院長、王教授、峰峰集團技師學院張老師等提供了許多