排水畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　XXX礦排水泵房</b></p><p><b>　　選型設(shè)計</b></p><p><b>　　學(xué)校：河北工程大學(xué)</b></p><p>　　班級：機電一體化05級</p><p><b>　　指導(dǎo)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(zhì)特征</p>

3、<p><b>　　第一節(jié)井田概述</b></p><p><b>　　第二節(jié)地質(zhì)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(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限</p>

4、<p>　　第三章排水設(shè)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(shè)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(nèi)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(shè)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(zhì)條件尚待進一步查明，本設(shè)計遵循地質(zhì)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(zhì)構(gòu)造和年設(shè)計生產(chǎn)能力，按照煤炭開采的有關(guān)技術(shù)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(shè)計的主要內(nèi)容;</b></p><p>　　礦井年設(shè)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(wù)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(zhuǎn)載水平。</p><p>　　礦井采用中央并列抽出式通風(fēng)系統(tǒng)，并服務(wù)于礦井整個生產(chǎn)服務(wù)期限內(nèi)。&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(fēng)井，新建副井至-3.5m轉(zhuǎn)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(shè)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(zhì)優(yōu)良，對穩(wěn)定峰峰千萬噸礦務(wù)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(wù)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(nèi)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(nèi)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(cè)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(nèi)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(jié)深度370mm。</p><p>　　本區(qū)春季多為東南風(fēng)，夏季風(fēng)向不定，秋季多為西南風(fēng)，冬季多為偏北風(fēng)，最大風(fēng)速20m/s，最低風(fēng)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(wù)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(nèi)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(shè)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(zhì)構(gòu)造等原因，于1961年7月停產(chǎn)，井筒曾被淹。其南翼構(gòu)造簡單，已劃給三礦開采。</p><p>　　三礦是在小煤窯的基礎(chǔ)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(zhuǎn)載水平。</p><p><b>　　第二節(jié)地質(zhì)特征</b></p><p><b>　　一、地質(zhì)構(gòu)造</b&g

19、t;</p><p><b>　　1、煤田地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p>　　邯邢地區(qū)大地質(zhì)構(gòu)造位于“祈、呂、賀”山字型構(gòu)造東翼邊緣弧的東側(cè)，太行山隆起帶和華北沉降帶的過渡地帶，區(qū)內(nèi)構(gòu)造體系比較復(fù)雜，以新華夏系構(gòu)造為主，次為南北向構(gòu)造，華夏系構(gòu)造，并有東西向構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)造活動的復(fù)雜影響。使本地區(qū)斷裂構(gòu)造形跡及其力學(xué)性質(zhì)大為復(fù)雜化。</p><p>　?。?）、華夏系及南北向構(gòu)造，二者為同一時期所形成的不同部位的二種構(gòu)造，北部以華夏系為主，南北為南北構(gòu)造，構(gòu)成邯鄲地區(qū)構(gòu)造的基本輪廓。</p><p>　?。?）、新華夏系廣布全區(qū)，是在華

21、夏系與南北構(gòu)造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。各種斷裂有明顯的扭動的痕跡，南北向構(gòu)造與延伸歸并為新華夏系。</p><p><b>　　2、地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p>　　井田位于鼓山背斜東翼南段，由于受多種構(gòu)造活動的影響，本地區(qū)構(gòu)造極為復(fù)雜。</p><p>　　鼓山背斜受新華夏系構(gòu)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(zhì)的作用下形成一個組成部分，并組成了井田最基本的構(gòu)造形態(tài)和特征，它主要是新華夏系產(chǎn)物，由于南北構(gòu)造在井田內(nèi)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(dǎo)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(fù)雜些。</p><p><b>　　煤層及煤質(zhì)</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(zhì)</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(zhì)帶內(nèi)的同一煤層隨埋深的增加，其

25、變質(zhì)程度略有增高，區(qū)域變質(zhì)特征在井田內(nèi)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(zhì)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(yīng)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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(wù)局在峰煤基（1990）5

28、19文關(guān)于《呈報河北省峰峰礦務(wù)局吝家溝礦井設(shè)計 計劃任務(wù)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(shè)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(shè)計依據(jù)，但希生產(chǎn)中主意其變化并隨時調(diào)整礦井通風(fēng)設(shè)施。</p><p><b>　　2.煤塵</b></p><p>　　經(jīng)測定，本井田2號煤層各

29、側(cè)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(zhì)</b></p><p><b>　　1、含水層</b></p><p&

30、gt;　　井田內(nèi)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(nèi)各含水層的水量、水位、水質(zhì)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(dǎo)水性</b></p><p>　　區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜、斷層密集，但根據(jù)鉆孔過斷層情況看，斷層中多為泥質(zhì)膠結(jié)，斷層泥、膠結(jié)的角礫巖被方解石填充，富水性及導(dǎo)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(yīng)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(yù)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(shè)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?qū)?yīng)，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(zhì)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(shè)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(shè)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(zhì)塊段法</p><p>　　塊段面積*容重*平均煤厚＝塊段儲量</p><p><b>　?。ǘ⒖刹蓛α?lt;/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(wù)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(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)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(shè)0.3Mt和0.45Mt礦井的條件，據(jù)此，設(shè)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(zhì)煉焦配煤，為滿足國家需求，應(yīng)盡量加大開發(fā)強度。</p><p>　　2、井田內(nèi)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(nèi)斷層構(gòu)造復(fù)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(shè)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(wù)年限51a，較為合適

41、，若0.30Mt井型，礦井服務(wù)年限達76a。況且下組煤50年后將可能開采。</p><p>　?。ǘ⒌V井服務(wù)年限</p><p>　　礦井服務(wù)年限＝礦井可采儲量/（礦井設(shè)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(shè)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(chǔ)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(chǔ)寬度取1.3m</p><p>　　b1為水泵基礎(chǔ)邊到軌道一側(cè)硐室壁的距離取2.2m</p><p>　　b2為水泵基礎(chǔ)另一邊到吸水井一側(cè)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>　?。?.5m</b></p><p><b>　　3、水倉的計算</b></p><p>　?。?）、礦井主副水倉的總?cè)萘堪凑?h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>　　＝（900-752.4）/

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(nèi)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>　　（1）、正常涌水量時：</p><p

50、><b>　　QB=1.2q</b></p><p>　?。?.2×（12.54×60）</p><p>　?。?02.3m3/h</p><p>　　（2）、最大涌水量時：</p><p>　　QBmax＝1.2qmax</p><p>　?。?.2×（25.

51、46×60）</p><p>　　＝1833.12 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>　　＝640m</b></p><p>　　3、預(yù)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(zhuǎn)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(shè)計原則，設(shè)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(shè)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(yīng)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(nèi)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(nèi)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(nèi)徑取0.315m</p><p>　　dp為選定排水管的內(nèi)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(nèi)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>　　（3×0.26）+（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>　?。剑?.394+（10/0.315）0.0258｝｛1.692/（2×10）｝</p><p><b>　　＝0.6m</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(yīng)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(cè)，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(nèi)，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>　?。?）、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(yīng)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>　　＝1116.5kw</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>　?。?.29276×107</p><p>　　3、掛垢前噸煤排水電耗</p><p><b>　　Wdm＝W1/A</b></p><p>　?。?.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(yīng)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(shè)計參考書<

100、;/b></p><p>　　本設(shè)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(shè)計承蒙河北工程大學(xué)成人教育學(xué)院吳院長、王教授、峰峰集團技師學(xué)院張老師等提供了許多