关于北二井底水仓排水设计.doc
关于北二井底水仓排水设计 事由131019采面下巷的水自流，经过131019切眼、12层进风上山到131019通风措施巷开口处，用大流量低扬程的渣浆泵（型号100ZJ-1-A型渣浆泵，流量为200m3/h，电机功率为45KW，扬程50米）排到延深井底水仓，延深井底水仓再用水泵排到北石门1350水平，自流到中央水仓，排到地面。 已知正常涌水量150 m3/h，最大涌水量200 m3/h，为了保证北二采区延深井底水仓的排水安全可靠、顺利进行，特作此排水选型设计计算呈矿。 请审批 提报单位北二采区 生产区长 机电区长 技术区长 编 制曾 中 明 日期2005、10、31 井底水仓排水设计 会 审 人 员 机 电 科 技 术 科 技术科科长 机电副总 总工程师 井底水仓排水设备的选型计算 已知北二延深轨道下山井底标高为1230.3米,北石门标高为1361.5米, 延深轨道下山井底至北石门垂高为131.2米，正常涌水量150 m3/h，最大涌水量200 m3/h，水性呈中性，密度为1020 m3/h。 一、水泵的选型计算 1、正常涌水量时水泵必须排水能力 QB1.2q1.2150180m3/h 2、最大涌水量时水泵必须的排水能力 Q＇B1.2qmax1.2200240m3/h 3、水泵扬程的估算 HｇHPHｘＫ131.251.3177m 4、水泵的型式、级数及总台数的确定 根据计算所得的流量Qe和扬程Hg，查产品样本目录，初步决定选用100D454型水泵。该型号水泵的额定流量为85 m3/h，单级额定扬程为45米，转速2950r/min,吸程5.1米,效率68,电动机功率75KW。 选择水泵的级数为 i Hg /Hi177/453.9，故决定采用4级水泵满足要求。 根据最大涌水量，选用3台100D454型离心泵并联运行满足要求。根据煤矿安全规程第二百七十八条规定备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70。工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出24h的最大涌水量。选用2台100D454型离心泵并联运行满足要求。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25。故选用1台100D454型离心泵满足要求。 二、管路的选择计算 1、管路的趟数确定 根据设计原则，确定设置两趟管路，一趟工作，一趟备用。 2、管材的选择 根据斜井排水要求，确定选用热扎无缝钢管。 3、管径的计算 1 排水管内径 排水管的经济流速取υ＇p1.8m/s,则 d＇p 224mm 根据所选水泵的特性及性能，要使管路与水泵的特性相匹配，根据两特性曲线图（图略），选用φ2457的无缝钢管。 2 吸水管内径 吸水管的经济流速取υ＇p1m/s,则 d＇X 173.4mm 根据所选水泵的特性及性能，要使管路与水泵的特性相匹配，根据两特性曲线图（图略），选用φ1805的无缝钢管。 4、管壁厚度的计算 3.13mm 因所选管子壁厚为5mm大于要求的3.13mm,故满足要求。 5、排水管流速的计算 1.5米/秒 符合Up1.5～2.2米/秒的要求 6、吸水管流速的计算 0.93米/秒 符合UX0.8～1.5米/秒的要求 三、管路阻力损失的计算 1、排水管流动阻力的计算 查表得沿程阻力损失系数为0.0286 H T 850600201515 1500米 排水管局部阻力损失系数之和 40.29460.0711.761.530.294 13.766米 总局部阻力系数中的40.294表示有4个90 弯头；60.07表示有6个闸阀；11.7表示有1个逆止阀；61.5表示有6个转弯流三通；30.294表示有3个150弯头。 0.0286 21.68米 2、吸水管的流量阻力损失的计算 查表得沿程阻力损失系数为0.0318，为8米；吸水管局部阻力损失系数之和 13.730.294 4.6米 13.7表示有1个底阀，30.294表示有3个90弯头, 0.03184 0.26米 3、输水管总阻力损失的计算 HW 37米 四、水泵工作点的确定 1、一台水泵单独工作时，工作点的确定 HHsYRQ2 0.0052 所选水泵的额定流量,Q85米3/时。 H136.20.0052Q2 根据以上管路特性方程，取不同的流量得下表 根据上式绘得的管路特性曲线与所选的100D454型水泵和性能曲线按同一比例画在同Q-H坐标上,其交点M2为水泵的工作点M Q m286.1m3/h,H m2174.5m 点M2的参数 Qm286.1M3/h Hm2174.5m Nm214.68KW ηm267.2 H S24.92M 2、三台水泵单独工作时，工作点的确定 HHsYRQ2 0.00057 所选水泵的额定流量,Q255米3/时。 H136.20.00057Q2 根据以上管路特性方程，取不同的流量得下表 根据上式绘得的管路特性曲线与所选的100D454型水泵和性能曲线按同一比例画在同Q-H坐标上,其交点M1为水泵的工作点Q m1256.7m3/h,H m1174m 点M的参数 Qm1256.7M3/h Hm1174m Nm144.1KW ηm167 H S14.96M 其交点M3为三台水泵工作时，一台水泵的工作点Q m385.5m3/h,H m3174m 点M3的参数 Qm385.5M3/h Hm3174m Nm314.7KW ηm367 H S34.96M 五、校验计算 1、排水时间的校验 （1）正常涌水量时，3台水泵每天工作的小时数 （2）最大涌水量时，3台水泵每天工作的小时数 2、水流速度的校验 （1）排水管中实际水流流速度 符合排水管经济流速在1.5～2.2米/秒内的要求。 （2）吸水管中实际水流速度 符合排水管经济流速在0.8～1.5米/秒内的要求 3、吸水高度的校验 故采用吸水高度为4.5m符合要求。 4、经济性校验 泵的工作点位于利用区内，故符合经济要求。 5、稳定性校验 因水泵流量为零时的压头值H0214.5米,测地高度HSY136.2米。由于HSY0.9H00.9214.5193.05米,所以水泵得以稳定工作。 六、电机容量验算 213.6KW 根据计算所选100D434的水泵配套的电动机75KW符合要求，三台工作时，电动机总和为213.6KW。 七、电耗量的计算 1、年电耗量的计算 875672.6KW*h 2）吨煤排水电耗 初期KW.h/T 3）吨水百米电耗 初期 0.62KW*h/T*100m
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