15103综采工作面管路选型设计

15103综采工作面管路选型设计设计：苗俊伟审核：审批：15103综采工作面管路设计安装（一）供水系统1、水源综采工作面水源取自工业场地地面井下消防、洒水蓄水池，经井筒管路送至井下。

井下用水水质执行：《煤矿工业矿井设计规范》GB50215-2005；《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB50383-2006。

地面设两座钢筋混凝土井下消防、洒水蓄水池，每座水池容积250m ³，其中生产时正常使用，一座备用，总容积500m ³ ，储存井下消防水量及井下生产调节水量。

供水系统的压力由地面蓄水池与用水点的高差产生的静压，在井筒管路上设减压阀，减至2.5MPa 的工作压力，满足各个用水点的水压。

2、水质综采工作面用水水质见下表序 号 项 目 标 准 1 悬浮物含量 ≤30mg/L 2 粒径 <0.3mm 3 pH 值 6.5~8.54总大肠菌群每100mL 水样中不得检出5 粪大肠菌群每100mL 水样中不得检出3、工作面供水管路选型 ⑴用水量计算采煤工作面用水量包括采煤机械设备用水、内外喷雾、架间喷雾、冲洗积尘用水、转载点喷雾及其它用水等。

皮带顺槽管路供水： ①采煤机内外喷雾用水 Q 1=320L/min 即Q 1=19.2m 3/h②刮板输送机头机尾冷却电机用水 Q 2=10-25L/min 即最大用水为Q 2=1.5L/min ③转载机冷却电机用水 Q 3=1m 3/h ④架间喷雾用水 Q 4=4 m 3/h ⑤其它用水 Q 5=1 m 3/h 全部用水量：Q = K ∑Qi = 1.05×(19.2+1.5+1+4.0+1) = 28.035 m ³/h式中：K----水量备用系数，取K=1.05 ⑵管径计算 Q J =πD 2V/4 D =(4Q J /πV)1/2D =〔4×0.0078/(3.14×1.5)〕1/2=0.081m =81(mm) 式中：Q J -----计算流量，m 3/ s ； D-----管路直径，mm ；V-----计算流速，一般为1.5～2.5m/s 取1.5 m/s 。

皮带顺槽需要直径φ81mm 供水管路，结合矿井实际情况选用Φ89mm 热轧无缝钢管，可满足轨道顺槽供水要求。

轨道顺槽主要为净化水幕和冲尘用水，选用Φ89mm 热轧无缝钢管可以满足需要。

（3）管壁选择管路承受最大内压力及水泵压力，取2.5Mpa 。

d PR PR d∆+--+)13.14.05.0δ＝式中：δ—防尘管路得壁厚； R —许用应力，无缝钢管取130 Mpa ； P —管内水的压强，2.5Mpa ； d —给水管的内径，80mm ；∆ d —附加厚度，钢管为1~2mm ，取2mm ；则有：1300.4 2.50.580(1)2130 1.3 2.5+⨯=⨯⨯-+-⨯δ =2.7mm ，取δ=4mm 。

因此，15103皮带顺槽给水管路采用壁厚为4 mm 的无缝钢管。

15103皮带顺槽需要直径φ82mm 供水管路，结合矿井实际情况选用Φ89mm ，壁厚为4 mm 热轧无缝钢管，可满足轨道顺槽供水要求。

15103轨道顺槽主要为除尘洒水，选用Φ108mm ，壁厚为4 mm 热轧无缝钢管可以满足需要。

(4)供水路线进风巷供水 水源→矿井水车间→副井→315大巷（4寸）→15102进风顺槽斜石门（3寸）→15103皮带顺槽（3寸）回风巷供水 水源→矿井水车间→副井→315大巷（4寸））→15#煤轨道斜巷（4寸）→15103轨道顺槽（3寸）(5)闸阀、三通、喷雾装置的安装①进风与回风顺槽每隔100米安装一闸阀，设备列车、乳化液泵站位置也要安装闸阀。

②工作面、胶带输送机等转载点安装喷雾装置。

③巷道每隔50米安装1三通。

（二）供风系统我矿属于煤与瓦斯突出矿井，矿方目前在地面安装了L250/202A 型往复式活塞空气压缩机三台，其中两台工作，一台备用，并且在压缩机房预留一台位置。

空气压缩机性能参数如下：排气量： 40m3/min 排气压力： 0.8MPa 电动机功率： 250kW 电压：6kV验算本矿井目前的压风机站能否满足升级重组后能力的要求。

（1）空压机站供风量的确定 ①按井下风动机械用气量计算 Q=α1α2γΣmiqiki =69.8m3/min 式中：α1：沿管路全长的漏风系数α2：风动工具磨损后耗气量增加的系数γ：海拔高度修正系数mi：同型号风动工具同时使用台数qi：每台风动工具耗气量ki：同型号风动工具同时使用系数设计确定空压机站供风量为69.8m3/min。

目前压风机站供风量满足矿井设备及人员自救要求。

（三）压风管路的选择（1）压风管路选择压风管路选择无缝钢管，主干管从地面沿副立井铺设，然后沿轨道大巷铺设到井下各工作地点及压风自救点，主干管规格为φ219×8，支管为φ108×4、φ89×4、φ57×3.5。

（2）验算管道压力损失（按矿井最远处考虑）：主管路：△P1＝10-12LQ1.85/d5＝0.043MPa；长度按5000m考虑支管路：△P2＝10-12LQ1.85/d5＝0.11MPa；长度按L=2000m考虑则管道压力损失为∑△Pi＝△P1＋△P2＝0.15MPa出口压力P＝Pp＋∑△Pi＋0.1＝0.75Mpa<0.8 Mpa，满足要求。

因此15103皮带顺槽与轨道顺槽两顺槽的压风管道型号的选择为：φ108×4满足15103综采工作面打钻与压风自救的风力要求。

（三）供液系统泵站的选型、数量本工作面选用BRW400/31.5型乳化液泵3台，2台工作，1台备用，RX400/25型乳化液箱并联供液，乳化液泵站到工作面采用φ38高压管路进液，φ51管路回液。

泵站安设位置乳化液泵站15103皮带顺槽距工作面400米处，随着工作面回采的推进移动，泵体、液箱要求平、正以免造成涡轮箱缺油。

（四）排水系统一、排水方案15103工作面主要积水来自工作面机械漏水和煤层渗水，积水靠水沟自然流到临时水仓或由风泵从低洼处抽至临时水仓，最后用潜水泵把临时水仓的水排到315大巷，经排水沟自流到副井中央水仓，排到地面。

二、排水措施15103工作面回采时，在两道顺槽的低洼处安装风泵，将每个低洼积水处的水用风泵抽至水仓，由潜水泵将水仓内的水抽至315大巷，流入中央水仓，排至地面。

三、排水线路轨道顺槽：15103轨道顺槽低洼处积水→15103轨道顺槽水仓→15#煤轨道斜巷→315大巷→中央水泵房→地面水处理站皮带顺槽：15103皮带顺槽低洼处积水→15103皮带顺槽水仓→15102皮带顺槽斜石门→315大巷→中央水泵房→地面水处理站四、排水设备①正常工作时排水泵的选型及计算根据《煤矿安全规程》规定，工作水泵的能力应在20h 内排出24h 的正常涌水量。

15103工作面正常涌水量为0.5 m ³/h,工作面最大涌水量为1m ³/h 。

按最大涌水量计算：Qmax ≥24qmax/20=1.2m ³/h 按正常涌水量计算: QB ≥24qx/20=0.6m ³/h 式中：qmax —最大涌水量， qx —正常涌水量，QB —工作水泵的排水能力，m ³/h 扬程：皮带顺槽将水仓设在六横贯与七横贯之间，最低点标高为282.3，管路经过最高点为15#煤轨道斜巷上部车场，该处标高为317.820，故排水点最高高度为35.5米，即Hp=35.5m ，轨道顺槽最低点（水仓）标高为280.4，管路经过最高点为15#煤轨道斜巷上部车场，该处标高为317.874，故排水点最高高度为3 7.5米,即Hp=37.5m 。

考虑设备能够重复利用，两顺槽水仓的所选泵扬程接近，将选用同一型号的水泵，根据实际情况，采用轨道顺槽的数据对泵进行选择。

水泵的选择 1、 水泵所需扬程：HB=（HP+HX ）/ηg= (37.5+1)/0.77=50m 式中 HX —吸水高度取1m ； ηg —管道效率，ηg 取0.77。

2、水泵所需排水量:2.12024120max =⨯==r Q Q m ³/h根据所需的扬程HB 和排水量Q ，参照水泵说明选型，选用BQW12.5-80-5.5型矿用隔爆式潜水排沙泵，排水能力能够满足最大涌水量要求，轨道与皮带顺槽各需用一台潜水泵。

4-1 水泵主要参数 序号设备名称 设备型号扬程使用范围m流量使用范围m3/h 电机功率 kW 排水管直径mm 台数1潜水泵BQW12.5-80-5.58012.55.54013、排水管的选择mmV Q V Q D P H P H g 208.25.120188.00188.036004====π式中：QH –所选水泵额定流量，m3/h ； Vp —排水管内径经济流速，取Vp=2.8m/s 。

根据计算选利用3寸无缝钢管一趟，排水路线为排水点→15103轨道顺槽（15103皮带顺槽）→15#煤轨道斜巷→315大巷。

管路每隔50 m 设一标志，标志内容包括编号、用途、直径。

工作面管路敷设标准：顺槽内乳化液、风水、排水管路必须整齐吊挂，离电缆线（抽放管）保持30厘米的距离，管与管之间间距大于200mm,风水管每隔50米，安装一个三通，便于生产临时用风、用水。

各管路每隔50 m 设一标志，标志内容包括编号、用途、直径。

水仓标准1、两顺槽的水仓位置严格布置在最低洼点，水仓必须严格设计施工，水仓沉淀池上必须安设箅子，并有过滤池防止杂物进入仓内。

2、水仓在非人行侧时，必须有行人过桥和其他辅助工具。

水仓必须吊挂标志牌。

3、工作面水仓的有效容量（12m ³）能容纳24h 的正常涌水量。

4、水仓内淤泥超过一定容量时，必须进行清仓，保证水仓的有效容积。

井下水泵在选型时，因考虑综合利用，水泵在多处都能使用，这样在某排水点积水过多，水泵损坏时，可将积水轻微地方的水泵抽调过来。

管路安装材料表备注：所有闸阀法兰与沟槽式换接法兰相配套。

名称规格型号 单位数量备注无缝钢管Φ108×4×6000mmm 2400风管（两头接头与相应柔卡配套，配备柔卡能承受压力大于2.5MPa ）Φ89×4×6000mm m 2400水管（两头接头与相应柔卡配套,配备柔卡能承受压力大于2.5MPa ）Φ57×4×6000mmm 1200 乳化液管（管路两头接头与FIG10柔卡配套）闸阀 DN100 个 30 2.5 MPa 闸阀 DN80 个 30 2.5 MPa 闸阀 DN50 个 10 4 MPa 三通阀门 DN40 个 60 压风管路2.5MPa 三通阀门 DN25 个 60 给水管路2.5MPa法兰 4寸 个 200 2.5MPa 法兰 3寸 个 200 2.5MPa 法兰 2寸 个 20 4 MPa 风泵 FWQB70-30 台 3水泵 BQW12.5-80-5.5 台 3 额定流量12.5m ³/h扬程＞80m螺丝（螺母） φ16×50 套 4000 螺丝（螺母）φ16×70 套 1000 胶垫 4寸 个 300 2.5MPa 胶垫 3寸 个 300 2.5MPa 胶垫 2寸 个 80 2.5MPa角铁 40×40mm m 600 油丝绳 Φ8mm m 2000油丝绳卡个2000卡Φ8mm 油丝绳材 料 计 划（乳化液胶管）名称 型号规格 内径（mm ）工作压力(Mpa)数量 备注 高压软管 10×4S-35 10 40 100m 乳化液胶管为5米一根，要求管路两头压好压卡U 型卡接头 高压软管 13×4S-35 13 40 100 m 高压软管 16×4S-35 16 40 100 m 高压软管 19×4S-35 19 40 100 m 高压软管 25×4S-35 25 40 400 m 高压软管38×4S-353840800m乳化液胶管为20米一根，要求管路两头压好压卡U 型卡接头高压软管 51×4S-35 51 40 800m高压软管直通 二通ф10 40 30套 和相应的U 型卡配套使用高压软管直通 二通ф13 40 30套 高压软管直通 二通ф16 40 30套 高压软管直通 二通ф19 40 30套 高压软管直通 二通ф25 40 100套 高压软管直通 二通ф38 40 100套 高压软管直通 二通ф51 40 100套 高压软管二通 二通变径ф25/10 40 10套 高压软管二通 二通变径ф25/13 40 10套 高压软管二通 二通变径ф25/16 40 10套 高压软管二通 二通变径ф25/19 40 10套 高压软管二通 二通变径ф38/10 40 10套 高压软管二通 二通变径ф38/13 40 10套 高压软管二通 二通变径ф38/16 40 10套 高压软管二通 二通变径ф38/19 40 10套 高压软管二通 二通变径ф38/25 40 10套 高压软管二通 二通变径ф51/16 10 10套 高压软管二通二通变径ф51/191010套高压软管二通 二通变径ф51/2510 10套 高压软管三通 三通ф10 40 10套 和相应的U 型卡配套使用高压软管三通 三通ф13 40 10套 高压软管三通 三通ф16 40 10套 高压软管三通 三通ф19 40 10套 高压软管三通 三通ф25 40 10套 高压软管三通 三通ф38 40 10套 O 型密封圈 ф10 40 200个 配ф10胶管 O 型密封圈 ф13 40 200个 配ф13胶管 O 型密封圈 ф16 40 200个 配ф16胶管 O 型密封圈 ф19 40 200个 配ф19胶管 O 型密封圈 ф25 40 400个 配ф25胶管 O 型密封圈 ф38 40 2000个 配ф38胶管 O 型密封圈 ф51 40 2000个 配ф51胶管 U 型卡 40 200个 配ф10胶管 U 型卡 40 200个 配ф13胶管 U 型卡 40 200个 配ф16胶管 U 型卡 40 200个 配ф19胶管 U 型卡 40 400个 配ф25胶管 U 型卡 40 2000个 配ф38胶管 U 型卡 40 2000个 配ф51胶管QJ 球阀 内径51 40 20个 QJ 球阀内径384020个11材料计划|名称 型号规格工作压力(Mpa)单位 数量 备注双层钢丝编织胶管2-25-14 不小于14 m 400 综采胶管及接头、喷雾降尘、机组冷却、主进水 高压接头 B40 不小于10 套 10 高压软管接头 二通变径 ф40/25 不小于10套 10 FIG10柔卡 φ57 4 套 400 带配套螺丝FIG100沟槽式弯头 90°（φ57） 4 套 30 乳化液管用 密封垫用耐油型FIG101沟槽式弯头 45°（φ57） 4 套 30 FIG116沟槽式弯头 22.5°（φ57） 4 套 20 FIG113沟槽式弯头 11.25°（φ57）4 套 20 FIG110沟槽正三通 φ57 4 套 20 FIG190沟槽换接法兰φ57 4 套 20 FIG10柔卡 Φ108 4 套 700 带配套螺丝FIG100沟槽式弯头 90°（φ108） 4 套 30FIG101沟槽式弯头 45°（φ108） 4 套 30 FIG116沟槽式弯头 22.5°（φ108） 4 套 20FIG113沟槽式弯头 11.25°（φ108）4 套 20 FIG110沟槽正三通 Φ108 4 套 20 FIG190沟槽换接法兰Φ108 4 个 150 FIG10柔卡 Φ89 4 套 700 带配套螺丝FIG100沟槽式弯头 90°（φ89） 4 套 30 FIG101沟槽式弯头 45°（φ89） 4 套 30 FIG116沟槽式弯头22.5°（φ89）4套20FIG113沟槽式弯头11.25°（φ89） 4 套20FIG110沟槽正三通Φ89 4 套20FIG190沟槽换接法兰Φ89 4 个150、编制单位：机电部审核：编制：苗俊伟2011年11月25日审批：12。