毕业论文--矿井水泵房的选型设计
矿用D型泵结构分析与水泵房布置论述毕业设计
矿用D型泵结构分析与水泵房布置论述毕业设计1 绪论1.1 离心泵概述1.1.1 离心泵工作原理在启动泵前，泵体及吸入管路充满液体。
当叶轮高速旋转时，叶轮带动叶片间的液体一起旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，动能也随之增加。
当液体进入泵壳后，液体以较高的压强沿排出口流出。
与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而液面处的压强比叶轮中心处要高，因此，吸入管路的液体在压差作用下进入泵。
叶轮不停旋转，液体也连续不断的被吸入和压出。
离心泵之所以能够输送液体，主要靠离心力的作用，故称为离心泵。
1.1.2 离心泵的分类离心泵有根据不同结构和方式有多种分类：一、按工作叶轮数目来分类1、单级泵：即在泵轴上只有一个叶轮。
2、多级泵.：即在泵轴上有两个或两个以上的叶轮，这时泵的总扬程为n个叶轮产生的扬程之和。
二、按工作压力来分类1、低压泵：压力低于100米水柱；2、中压泵：压力在100~650米水柱之间；3、高压泵：压力高于650米水柱。
三、按叶轮进水方式来分类1、单侧进水式泵：又叫单吸泵，即叶轮上只有一个进水口；2、双侧进水式泵：又叫双吸泵，即叶轮两侧都有一个进水口。
它的流量比单吸式泵大一倍，可以近似看作是二个单吸泵叶轮背靠背地放在了一起。
四、按泵壳结合缝形式来分类1、水平中开式泵：即在通过轴心线的水平面上开有结合缝。
2、垂直结合面泵：即结合面与轴心线相垂直。
五、按泵轴位置来分类1、卧式泵：泵轴位于水平位置。
2、立式泵：泵轴位于垂直位置。
六、按叶轮出来的水引向压出室的方式分类1、蜗壳泵：水从叶轮出来后，直接进入具有螺旋线形状的泵壳。
2、导叶泵：水从叶轮出来后，进入它外面设置的导叶，之后进入下一级或流入出口管。
平时我们说某台水泵属于多级泵，是指叶轮多少来讲的。
根据其它结构特征，它又有可能是卧式泵、垂直结合面泵、导叶式泵、高压泵、单面进水式泵等。
所以依据不同，叫法就不一样。
另外，根据用途也可进行分类，如油泵、水泵、凝结水泵、排灰泵、循环水泵等。
矿井采掘排水系统常用水泵类型及选型设计_郑清
摘要：本文介绍了矿井采掘排水系统常用水泵的类型、结构特点及水泵的型号含义，并举例介绍了采掘排水系统设备及管路的选型计算。
关键词：矿井采掘排水系统水泵类型选型设计1概述矿井采掘排水系统由采掘深度、涌水量的大小等因素来确定。
常见的排水系统有集中排水系统和分段排水系统两种。
排水高度较低时，可以直接将水集中排至大巷水沟；排水高度较高时，若水泵的扬程不足以直接把水排至大巷水沟，可以采取分段排水方式。
2矿井采掘排水设备分类2.1按叶轮数目分类可分为多级离心泵和单级离心泵。
多级泵扬程高，单级泵分为单吸叶轮和双吸叶轮，这种泵流量大，扬程低。
2.2按水泵外壳构造分类可分为分段式离心泵和整体式离心泵。
2.3按水泵传动轴的安装方式分类可分为卧式和立式水泵。
立式水泵有吊泵、潜水泵等。
2.4按工作原理分类叶轮式泵：它是依靠工作叶轮的旋转运动而输送液体的。
这类泵有离心泵、轴流泵和混流泵。
容积式泵：它是依靠工作室容积的改变而输送液体的，往复泵、回转泵属于此类。
这类泵有柱塞泵、隔膜泵等。
流体作业泵：它是依靠一种流体运动的能量来输送液体的，此类泵有喷射泵。
3矿井采掘排水系统常用水泵类型及型号含义3.1多级离心泵多级离心泵由定子和转子部分组成。
水泵的定子部分主要由前段、中段、后段、导水圈、尾盖及轴承架等零部件用螺栓联结而成。
水泵的转子部分主要由装在轴上的叶轮和平衡盘组成。
整个转子部分支撑在轴两端的圆柱滚子轴承上。
泵的前、中、后段间用螺栓固定在一起，各级叶轮及导水圈之间靠叶轮前后的大扣环和小扣环密封。
泵轴穿过前后段部分的密封靠填料、填料压盖组成的填料函来完成。
水泵的轴向推力采用平衡盘平衡。
该类型水泵常用型号有MD85-45×2、MD280-60×4等，M 表示耐磨，D表示多级分段式离心泵，第一个数字表示流量，第二个数字表示单级扬程，第三个数字表示级数。
3.2矿用隔爆型排污、排沙潜水泵矿井常用的隔爆型排污、排沙潜水泵有BQW、BQS系列，该系列潜水泵能排放高浓度的煤泥、岩粉、灰渣、砂浆等重介质。
煤矿工作面水泵选型设计
23下10面排水系统（1）排水系统概况二采区3下10工作面，根据采区巷道布置图、上下顺槽涌水用污水泵排至顺槽洞口，经水沟流入23下水仓，再经过200KW 水泵排至-250大巷-再经-250大巷流入主水仓，排至地面。
水泵位置布置在距洞口500米处。
（2）水仓容量设计工作面正常涌水量10m 3/h ，最大涌水量20m 3/h（3）采区水泵选型已知 Q 正涌＝10m 3/h Q max 涌＝20m 3/h H 吸取5-6m H 差＝50m L=500m ①按矿井采区正常涌水量确定工作泵最小排水能力。
Q 估＝24Q 正涌/20 ＝12m 3/h②估算水泵扬程H 估＝K×H 排高 ＝K×（H 计 ＋H 吸）＝1.35×55＝74.3m K 取1.35 ③排水方案的主要参数工作水泵的排水能力按最大涌水量的1.5倍Q=1.5×20=30m 3/h④配带功率计算：N d = K B 3600102ηνＱＨν＝1015～1050kg/m 3 K B =1.15～1.2 η取0.7 Nd=1.2×1050×30×74.3÷（102×0.7）÷3600=10.9KW 据以上条预选：1、BQS(QBK)60-80-30/N 流量60 扬程80 转速2950 η＝48.5％ 泵口径100配带功率30KW插值法估算：BQS9QBK060-100-30/N 流量60时，扬程80m二、管道的选择：①排水管直径的选择D 排＝排管V 900Q πm V 排＝1.5～2.2 m/s Q 管＝30m 3/sQ 排＝0.084～0.069 m故选内径73mm 的钢管。
②吸水管直径的选择D 吸＝吸泵V 900Q πm V 吸＝1～1.5 m/s Q 泵＝30m 3/hQ 吸＝0.1～0.084 m故选内径89mm 的钢管。
③管道壁厚的选择δ＝0.5D 排［P3.1R P4.0R 22-+-1］＋a cm D 排＝73mm R 2＝800kg/cm 2 a=0.2cmP=0.011H 排=0.011×74.3=0.82故δ＝0.5×73［2.83.18002.84.0800⨯-⨯+-1］＋0.2＝0.52cm查表取δ＝5.2mm 厚的钢管，故选外径83mm 的钢管。
矿井排水设备选型设计毕业设计
φ299×9
φ325×10
无缝钢管 （GB/T 8163-200）（mm）
表3-9
外径
壁厚
外径
壁厚
外径
壁厚
外径
壁厚
32
38
42
45
50
54
57
60
63.5
68
70
73
2.5～8.0
2.5～8.0
2.5～10.0
2.5～10.0
2.5～10.0
3.0～11.0
3.0～13.0
3.0～14.0
有关压水室的专题方面的讨论，进一步优化了水泵的整体结构设计。
关键词：排水系统；水泵；工况点
1
1.1 矿水来源及涌水量
在矿井建设和生产过程中，涌入矿井的水流称为矿水。矿井水的来源分为地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪等。
矿水可以用单位时间涌入矿井内的体积来度量，称为绝对涌水量。一般用“q”表示，其单位为m3/h。涌水量的大小与该矿区的地理位置、地形、水文地质及气候等条件有关；同一矿井在一年四季中涌水量也是不同的，如春季融雪或雨季里涌水量大些，其他季节则变化不大，因此前者称最大涌水量，而后者称为正常涌水量。
1.1 设计依据
设计原始资料：
某矿井，年产量105万吨，竖井开拓，井口标高+58.00m，水平标高-260.00m，正常涌水量6.20m3/min，最大涌水量9.27m3/min，矿水中性，矿水密度1020kg/m3，正常涌水期按 300 天，最大涌水期按65天计算，服务年限为30年。
3.2 排水设备方案
3.2.4 排水设备初选
根据以上参数，参照《泵产品样本》可初步确定该矿井所需水泵的型号为：
煤矿水泵设备选型设计方案
前言煤矿在建设和生产中，不断有地下水涌入矿井，为保证入井人员正常工作和安全生产。
必须考虑排水问题，在建设与生产中要不间断的排水工作。
在我国的煤炭企业中，煤矿的机电设备中，排水设备用量很多，消耗的电量很大。
正确选择与使用水泵，合理配制主排水系统，提高系统运行的经济性，对于煤矿企业节能提效有着十分重要的意义。
本设计对矿井排水系统做出详细设计，如有不妥，尽请指正。
一、排水系统简介《规程》第二百七十八条对主排水设备的水泵的要：必须有工作备用和检修的水泵。
工作水泵的能力应在20h 排出矿井24h 的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。
备用泵的能力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 排出矿井24h 的最大涌水量，检修水泵的能力不应小于工作水泵能力的25%，水文地质条件复杂的矿井，可在主要泵房预留安装一定数量水泵位置。
《规程》还对小涌水量矿井的水泵做了规定：对于正常涌水量为50m 3/h 及以下，且最大涌水量为100m 3/h 及以下的矿井，可选用两台水泵，其中一台工作，一台备用。
一、作水泵必须的排水能力：根据规定，要求投入工作的水泵的排水能力为能在20h 排完24h 的正常涌水量，即：Q B =20Q 24=1.2×453/m h =543/m h 又工作水泵与备用水泵的总能力能在20h 排完24h 的最大涌水量， 即： Q Bmax =20Q 24（Q 为Q max ）1.2×703/m h =843/m h 式中：Q ——正常涌水量；Q max ——最大涌水量；Q B ——工作水泵必须的排水能力Q Bmax ——工作与备用水泵必须的排水总能力二、水泵必须的扬程：作为估算，可以认为水泵必须产生的扬程为：HB=ggH η=（756-609+5）/0.75=168m式中：g η——管路效率。
立井：gη =0.86:0.92,756-609=147m 是排水高度，5是吸水高度。
煤矿采区水泵选型
采区排水泵房排水设备选型采区排水泵房设在9+10号煤层轨道下山中部最低处，采区涌水经9+10号煤层南轨道大巷敷设的排水管路排至9+10号煤层甩车场，自流至二水平主水仓。
（一）设计依据矿井正常涌水量 81m3/h矿井最大涌水量 107m3/h采区水泵至副斜井9+10#煤口水沟排水垂高 70m排水距离 850m（二）水泵选型井下工作水泵的排水能力应当能在20h内排出24h正常涌水量，井下备用水泵排水能力不小于工作水泵排水能力的70％。
根据设计计算所需工作水泵流量、垂高和排水距离、现状等条件，设备选用三台MD280-43×4型耐磨多级离心泵（额定参数流量=280m3/h，扬程=172m）。
工作水泵选择=280×20=5600＞81×24=1944m3/h备用水泵选择=280＞280×0.75所以得出工作泵、备用水泵选280m3/h均符合要求。
水泵房至副斜井9+10号煤口水沟处实际垂高70m（为满足要求按实际标高110%计算为77m）泵的实际扬程为43×4=172m管路阻力损失的计算排水管阻力损失的计算阻力损失：)2m (7.562p2850)aj dp p 850(O H PV L L HP = 吸水管的阻力损失阻力损失：)2m (48.0g2x 24)aj dx x 4(O H V L L HP = 管路总阻力41.2()w p x h h h mH O ¢=+=57.18(mH 2O)考虑管路使用日久后，在管子内壁积有沉淀物而使阻力增加：1.770()w w h h mH O ¢=?97.21(mH 2O) 4、水泵工况点的确定(1)单级管网阻力系数 初期：20.019w e h R nQ ¢¢==0.0000928 后期：20.032w eh R nQ ===0.0001566 水泵静扬程H O =H P +H X =156.52(m)＜172m 符合我矿选用要求三、管路选择水泵房按三台水泵两趟φ200mm 管路布置，矿井正常涌水量时为一趟管路工作，一趟备用，矿井最大涌水量时为一趟管路工作，一趟备用。
论矿井采掘排水系统的水泵及选型设计
论矿井采掘排水系统的水泵及选型设计矿井采掘排水系统是矿井生产中的重要设备，系统设计以及设备选型是否合理、系统运行是否正常将直接对矿井的安全生产、人民生命财产带来影响。
通常，对于矿井采掘排水系统中水泵的使用类型、设备的选型设计是由正常涌水量、最大涌水量以及采掘深度等因素确定的，比较常见的采掘排水系统有直接、分段、集中排水系统三种，下面笔者将结合实践经验对矿井采掘排水系统常用水泵类型以及系统设备的选型设计进行分析。
1 矿井采掘排水系统常用水泵的选择1.1 水泵分类水泵分类方法有很多种，按照水泵外形构造可分为分段式和整体式离心泵；按照传动轴安装方式有立式和卧式水泵，其中立式水泵包括吊泵和潜水泵；按照叶轮数量分为多级、单级离心泵，多级离心泵扬程较高，单级离心泵扬程较低，流量较大；按照水泵工作原理可分为叶轮式、流体作业式、容积式泵，叶轮式泵对水的输送主要是依靠工作叶轮的旋转运动实现的，比如离心泵、混流泵、轴流泵等；流体作业式泵是依靠流体运动能量实现对水的输送的，比如喷射泵；容积式泵对水输送的实现则是依靠工作容积进行的，比如隔膜泵等。
1.2 常用水泵类型在矿井采掘排水系统中，常用的水泵类型有离心泵、隔膜泵、潜水泵等。
多级离心泵是两个或两个以上具有同样功能的泵一起组成的，主要是由定子和转子组成，定子部分由各个零部件用螺栓串联而成，转子部分是由叶轮和平衡盘组成，水泵的轴向推力就是由平衡盘实现的。
多级离心水泵为立式结构，占地面积小、运行平稳、振动小、寿命较长、安装方便、能够直接安装于管道任何部门，在矿井采掘排水中通常采用D型、MD型泵。
在多级离心泵启动前，要做好检查、充水以及暖泵工作，在工作后要做好清洗和保养工作。
气动隔膜泵是一种新型输送泵，它的动力源为压缩空气，工作原理近似于柱塞泵，在工作过程中，泵不会过热，不以电力为动力，所以也不会产生火花；可以通过含有颗粒的液体，球阀不易被堵；剪切力较小，同时具有可调节流量、进行自吸、执行潜水工作的功能；这种泵对液体的适应能力很强，不仅可以输水高粘度液体，还能输送具有腐蚀性的液体，能够用油光将带有毒性、易燃性、易挥发的液体吸尽；泵体积小、重量轻，使用方便，维修简单，可用于矿井采掘生产中的废水排放。
矿井自动主排水系统设备的选型设计
MD500—57×9泵级数泵单级扬程（m)流量（m 3/h）矿井自动主排水系统设备的选型设计矿井自动排水系统结构比较复杂,设备类型众多,本章将对水泵、引水设备、自动阀门等主要设备进行选型设计。
由于水泵电机的供电电源取自高压开关柜，在设计完成后，将对高压开关柜作简要叙述。
4.1初始数据某矿井原始资料:1)单水平开采，竖井，井深450m2)正常涌水量550 m 3/h3)最大涌水量1000 m 3/h4)矿水污染较严重，密度1020 kg /m 34.2选型设计1.选择排水系统由于是单水平开采，故采用直接排水系统。
2.预选水泵:主泵房的排水设备，必须有工作、备用和检修水泵。
其中任一台水泵的排水能力应能在20h 排出24h 的正常涌水量，两台水泵同时工作的总能力，应能在20h 内排出矿井24h 的最大涌水量，检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
正常涌水期，水泵必须的排水能力：31 1.2 1.2550660(/)V Z Q q m h ≥=⨯=（式2-1）最大涌水期，水泵必须的排水能力： 31max max 1.2 1.210001200(/)V V Q q m h ≥=⨯= （式2-2）式中： q z — 正常涌水量（m 3/h ）q vmax — 最大涌水量（m 3/h ）Q v1 — 工作水泵必须的排水能力（m 3/h ）Q v1max — 工作与备用水泵必须的排水总能力（m 3/h ）作为估算可认为水泵必须产生的扬程H 1（m ）1( 5.5) 1.1(450 5.5)501.1()h H k H m =+=⨯+= （式2-3）式中：H h －井筒深度（m ）；k －扬程损失系数，竖井，k=1.1；斜井，k=1.20～1.35 由于矿水污染严重，应考虑选择MD 型耐磨泵，综合上述几点，可选用MD500-57型号泵，其单级扬程Hi =57。
水泵级数1501.18.857H i Hi ===,故选级数i=9。
井下采区水泵房选型设计
井下采区水泵房排水设备选型设计一、采区水泵房与四邻关系该采区水仓，布置在3号煤层（802水平）一采区内，地面相对位置为，前和村北,地表为山地，无建筑物。
井下位置东面为南回风巷，西面为原南运输巷，南面为总回风巷，北面为胶带运输大巷。
二、采区水仓及井上下及四邻关系 采区水仓位置及井上下关系见表三、 水泵的选型根据采区水泵房的设计，采区水泵房的排水路线为采区水泵房-中央水泵房-地面。
根据一采区水文地质情况，正常排水量100m 3/h ，最大排水量125m 3/h （生产科提供）；《煤矿安全规程》中对水泵的要求为：第278条规定必须有工作、备用和检修的水泵。
工作水泵的能力，应能在20h 内排出矿井24h 的正常涌水量(包括充填水及其他用水)。
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 内排出矿井24h 的最大涌水量。
检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
Q ′＝2024zh Q =2010024 =120 (m 3/h)式中Q ′—正常涌水期排水设备所必须的总排水能力 (m 3/h)Q Zh —正常涌水量 (m 3/h)（1）按排水高度估算排水设备所需要的扬程 H ′＝k （H X +H P ）=0.9×(50+5)=74(m) 式中 H ′—排水设备所需要的扬程 mK —管路扬程损失系数，对于倾铺设的管路， K ＝1.3-1.35 本式中取1.35H X —吸水高度，一般H x ＝4-5m 本式中取5 mH P —排水高度，取水泵房到排水口垂高m 本式中为50m（2）预选水泵类型、型号及级数考虑到水泵维护情况，且查水泵选型手册，采区水泵房采用MD155-30型作为水泵房排水泵。
其额定流量为155m 3/h ，其单级杨程为30m 。
（3）水泵级数的确定 i=HH ji=3074=2.47 取3级 式中H j ——所选水泵的单级平均扬程，m在流量及级数的确定后，可以确定水泵选型为MD155-30*3型耐磨多级离心泵作为采区水泵房的排水设备。
矿井排水泵选型优化设计
qiyekejiyufazhan2020年第9期（总第467期）0前言煤矿井下开拓掘进巷道、采煤工作面回采时靠近含水层、水断层、老空积水区、陷落柱与敞开隔离煤柱时会出现大量涌水，不仅影响井下生产和人身安全，而且会对井下的机械设备、设施产生较强的腐蚀作用，大大缩短设备的使用寿命。
因此，煤矿井下排水设备在整个煤矿开采系统中具有举足轻重的作用。
由于矿井每个出水点水量不同，因此所选的排水泵的类型也有所不同。
通常采取经验法选择，易导致排水泵流量和扬长不符合要求。
选型过小会导致水泵水压不足，造成巷道或泵窝内水不能及时排除；过大会浪费耗电量，导致成本增加。
因此，排水泵的选型对于井下生产非常重要。
针对这一突出状况，根据文献法、实验法设计并编制出符合煤矿生产实际的排水泵Excel 辅助优化选型系统。
本设计以新庄煤矿26051风巷排水地点为例，使用Excel 软件建立数据库，对排水泵选型进行编程优化设计，实用性很强，可供其他排水点借鉴。
126051风巷排水点简介神火集团新庄煤矿26051风巷：正常的涌水量为60m 3/h ，最大涌水量为90m 3/h 。
《煤矿安全规程》第82条规定，如果超过50m 3/h 时的预计涌水量，那么临时水仓的容积必须超过8h 的正常涌水量，而且要求水仓容积的设计能力不能小于480m 3[1]。
该水仓实际容积为500m 3，能满足正常涌水量要求；水仓至排水点垂直高度为35m ，目前排水距离为460m 。
2排水管路选型26051风巷单台潜水泵的流量不得小于72m 3/h ，管内流体流量为72m 3/h ，考虑管路损耗结合现场实际排水能力，选择DN150管路最为适宜，该管路最大流速V ≈2.45m/s ，最大流量为43L/s （154.8m 3/h ）。
3排水泵流量计算《煤矿安全规程》第82条规定，要是在井下排完24h 的正常涌水量，那么投入工作的水泵排水能力需在20h 内完成，且备用排水泵的排水能力应大于且等于正在工作的排水泵排水能力的70％[1]，即Q B ≥2420q z工作水泵与备用水泵的总能力，能在20h 内排完24h 的最大涌水量，即Q B max ≥2420q m ax式中，q z 为正常的涌水量，q m ax 为最大的涌水量，Q B 为工作水泵需要的排水能力，Q B m ax 为工作泵与备用泵所需要的排水能力总和[2]。
毕业论文--矿井水泵房的选型设计
矿井水泵房的选型设计一、矿井简介：王坪煤矿矿井位于大同煤田东南边缘，位于山西省朔州市怀仁县境内.为设计能力180万吨/年的大型矿井，1984年开工,1988年投产。
井田面积11.4km2，截止目前为止，尚有可采煤量1.2亿吨，服务年限50年,开拓方式为平峒二水平(其中第一水平为+1170m，第二水平为+1060m），可采煤层共六层，全厚为18。
77m。
公司现有职工4870人.矿井为平峒开拓,井口选在红山峪沟口，在东山村南部开凿一对进回风井，利用距平峒口约1km的措施井--红山峪斜井作排矸斜井。
该矿机械化采煤程度高，机采率为93％,采煤方法使用倾斜长壁和走向长壁相结合的方式，实行采区前进、工作面后退式开采,用全部垮落法管理顶板。
王坪煤矿矿井水产生量正常为m3/h，最大涌水量为m3/h 排水高度为340米，矿井工业场地内配套建有210万t/a选煤厂,采用重介选煤方法，它是靠具有动力作用的自生介质的选煤方法。
二、设备选择计算与台数的确定2。
1、排水设备能力与台数的确定A、主要排水设备必须有工作、备用和检修水泵。
其中各种水泵的能力,应能在20小时内排出24小时的正常涌水量；备用水泵的能力应补小于工作水泵能力的70％，并且工作和备用水泵的总能力，应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量；检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25％.B、水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况在水泵房内预留安装一定数量水泵的位置,或另增设水泵。
C、排水管路能力应和工作、备用水泵能力相适应;配电设备能力应与水泵总能力相适应。
D、箕斗井、罐笼井和胶带输送机提升井的井底水窝，其排水泵应设置两台，一台工作，一台备用.2。
2、设备的选择与计算1）、按正常涌水量确定排水设备所必须的排水能力Q1=Q r/20=3800/20=190(m3/h）H1=K(H h+5。
5)=1.3（340+5。
5）=(m)式中Q r矿井正常涌水量，m3/h;—-K-——-扬程损失系数。
矿用水泵的选型与计算
-
1)
+
0.
2=
1.
6cm =
16mm
故选择排水管规 格为: 426 16
吸水管的选择
dp =
Q Q 水泵 额定流量, 420m3 / h;
V 吸水 管经济流速, 1. 5m / s。
代入数据有:
dp =
900
42 0 3. 14
1. 5= 0. 314m
n1 =
20 80 20
42204 =
5.
96 台,
取
6台。
备用水泵台数: n2 = 6 0. 7= 4. 2台, 取 5台。 检修水泵台数: n3 = 6 0. 25= 1. 5台, 取 2台。 最大涌水水泵台数: n= 2095 24= 5. 98台, 取 6台。
20 420
所以泵房内水泵台数 13台, 6台工作, 5台备用, 2台检修。
如有两种以上型式水泵都能 满足需要, 则每种 方案都 要按
以下步骤进行计算, 最后经技术比较, 选择技 术最合 理, 又 最经
济的最优方案。
水文地质复杂的 矿井, 可 根据情 况增 设水 泵, 或在 主排 水
泵房预留安装水泵的位置。
( 三 )管路的确定
1、管路趟数及泵房内管路布置的确定
敷设 4趟排水管路, 3趟工作, 1趟备用。泵房布置图如图 1。
dx 所选吸水管内径, 331mm = 0. 331m; Q 水泵额定流量, 420m3 /h。
代入数据有:
V x = 900
3.
42 0 14
0.
3312 =
1.
35m
/s
阻力损失计算
a、吸水管阻力损失计算
取: 弯头 1 3. 4= 3. 4; 异径管 1 13. 6= 13. 6;
矿井主排水系统排水泵选型设计
****矿井主排水系统排水泵选型设计一．1120水平排水基本概况****年产0.3Mt/a，属瓦斯矿井，+1120水平井底与地面标高差（二水平井底标高进水口+1120m，地面出水口标高+1312m，再加上井底车场至水仓最低水位距离4m）194m。
正常涌水量：145m³/h，最大涌水量600m³/h，涌水PH值≤4.3，管路敷设斜架倾角约19°。
二．矿井1120水平排水方案从基本投资少、易于施工、操作简单和维修方面等方面加以综合考虑，+1120拟采用直接排水系统。
三．预选水泵的型号及台数根据《煤矿安全规程》的要求，矿井必须有工作、备用和检修的水泵。
工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。
备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，工作泵和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。
检修水泵的排水能力应当不小于工作水泵能力的25%。
水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。
（1）水泵必须具备的总排水能力。
正常涌水期，工作水泵具备的总排水能力为：Q B≥24/20q z=1.2q z=1.2*145 m³/h= 174m³/h最大涌水期，工作和备用水泵具备的总排水能力为：Q Bmax≥24/20qmax=1.2q max=1.2*600 m³/h=720 m³/h（2）水泵所需扬程的估算。
H B=Hc/ηg（取0.77∽0.74）=（1312-1120+4）/0.77∽0.74=254∽244m（3）初选水泵。
列出负荷条件的泵的型号、级数、台数。
①水泵型号的选择。
依据计算出的工作水泵排水能力Q B= 174m³/h、估算出额所需扬程254∽244m和原始资料给定的矿井水物理化学性质PH值≤4.3，且矿井水泥砂含量较大，通过查找泵产品目录中选取MD型多级分段式离心泵，具体技术参数如表.1表.1②水泵级数的确定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
矿井水泵房的选型设计一、矿井简介：王坪煤矿矿井位于大同煤田东南边缘，位于山西省朔州市怀仁县境内。
为设计能力180万吨/年的大型矿井，1984年开工，1988年投产。
井田面积11.4km2，截止目前为止，尚有可采煤量 1.2亿吨，服务年限50年，开拓方式为平峒二水平（其中第一水平为+1170m，第二水平为+1060m），可采煤层共六层，全厚为18.77m。
公司现有职工4870人。
矿井为平峒开拓，井口选在红山峪沟口，在东山村南部开凿一对进回风井，利用距平峒口约1km的措施井——红山峪斜井作排矸斜井。
该矿机械化采煤程度高，机采率为93%，采煤方法使用倾斜长壁和走向长壁相结合的方式，实行采区前进、工作面后退式开采，用全部垮落法管理顶板。
王坪煤矿矿井水产生量正常为m3/h，最大涌水量为m3/h排水高度为340米，矿井工业场地内配套建有210万t/a选煤厂，采用重介选煤方法，它是靠具有动力作用的自生介质的选煤方法。
二、设备选择计算与台数的确定2.1、排水设备能力与台数的确定A、主要排水设备必须有工作、备用和检修水泵。
其中各种水泵的能力，应能在20小时内排出24小时的正常涌水量；备用水泵的能力应补小于工作水泵能力的70%，并且工作和备用水泵的总能力，应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量；检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
B、水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况在水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另增设水泵。
C、排水管路能力应和工作、备用水泵能力相适应；配电设备能力应与水泵总能力相适应。
D、箕斗井、罐笼井和胶带输送机提升井的井底水窝，其排水泵应设置两台，一台工作，一台备用。
2.2、设备的选择与计算1）、按正常涌水量确定排水设备所必须的排水能力Q1=Q r/20=3800/20=190(m3/h)H1=K(H h+5.5)=1.3(340+5.5)=(m)式中Q r——矿井正常涌水量，m3/h；K----扬程损失系数。
对于竖井，K=1.1；对于斜井，K=1.20~1.35，倾角大时取小值，此处取1.3；H h——井筒深度，m。
根据计算结果初步选用200D-43×9的水泵，该泵的流量为190 ~346m 3/h ，扬程为407.7~367.2米，转速为1480r/min ，效率为80%，配带的电动机型号为JSQ1410-4，功率为440千瓦，电压6KV ，外形尺寸长×宽×高为3853×1350×1285（mm ）。
2）正常涌水量期间所需水泵的工作台数n r = Q 1/Q=190/200=0.95台)式中 Q----一台水泵的排水能力，m 3/h 。
3）、最大涌水期间所需水泵台数24Q dr /20×200=5400/4000=台根据计算及设计规范要求，确定选用上述水泵3台，其中一台工作，一台备用，一台检修。
4）、正常涌水量期间一昼夜内水泵工作时间T r = Q r / n r Q=3800/1×200=(h)式中 n r ----正常涌水时的水泵工作台数。
5）、排水管直径 按经济流速1.75m/s ，由下列公式计算dg=36004Vd Q=360075.114.32204⨯⨯⨯=0.21(m)按标准管径取dg=200mm式中：Vd=1.5～202m/S见附表1《常用管径dg 、流速Vd 与流量Q 关系》6）、排水管中实际流速V d =236004g d Qπ=22.014.336002204⨯⨯⨯=452880=195m/S见附表2《一定管路直径之最大流量及流速限制表》。
由附表2可知排水管实际计算水流速度满足规范要求。
7)、吸水管直径ds=dg+25=200+25=225（mm ）8) 吸水管流速Vs=236004dS Q π =225.014.336002204⨯⨯⨯=707880 =1.24m/s吸水管流速一般取0.8～1.5m/s 。
上述计算值满足一般设计规范要求。
9）、计算管路实际所需扬程管路进水段有进水短节一个、闸阀二个、三通一个、进水底阀一个，其等值长度之和为56.76米；管路出水段有逆止阀三个、弯头四个、异径管一个、三通一个，其等值长度之和为139.22米进水管扬程损失HsfHs=56.76×0.021=1.13(m)排水管扬程损失为Haf=139.22×0.021=2.78（m ）10）、水泵总扬程为H=Hh+Hs+Haf+Hsf=340+5.5+2.78+1.13=350.54(m)根据计算扬程在选择水泵时应比计算值大5%~8%，即H=350.54×1.06=372(m)11）、计算排水管管壁厚度δ=Pdg/(2Rk-P)+a=4×20/(2×80-7)+0.2=0.72（cm）取8mm。
式中：P—管子内部液体压力kg/cm2，10m垂高等于一个大气压力。
R K—许用应力，对于铸铁管取200kg/cm,焊接钢管取600kg/cm，无缝钢管取800kg/cm。
a—考虑管路的腐蚀及管路制造有误差时的附加厚度，对铸铁管取0.7～0.9cm；钢管取0.1～0.2cm。
12）管路材料规格及选择A、管路规格管路规格见表7.B、管材选择：（1）排水管沿竖井敷设时，应选用焊接管或无缝钢管。
沿进闭井敷设的钢管所承受的2件承压在40kg/cm2以内时，一般采用焊接连接。
（2）排水管沿斜井敷设时，应根据气压力大小选择管材，一般情况，压力小于10kg/cm2时，可用铸铁管；压力大与kg/cm102时,应选用焊接钢管和无缝钢管。
巷道易底鼓时，不宜采用铸铁管。
C、管路条数的确定及其敷设（1）管路条数的确定主排水管路必须有工作和备用的水管，其中工作水管的能力应能配合工作水管水泵在20hA，排出矿井24h的正常涌水量；工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。
(2)管路敷设井筒内的管子应安设在管子间内，并需按其法兰的最大外径，考虑有足够的安装及检修位置。
法兰盘规格满足管路连接用法兰盘的技术规范要求。
排水管长度在200M以内时，应设有金属弯管支柱，用以承担管重及水柱重。
金属弯管支座须固定于专设的钢梁上，为避免管路总想弯曲，需设有导向夹子。
排水管长度在200M以上时，每隔150M～200M需装置伸缩接头，以及承载径管重的支撑直管同样需用专设的钢梁来固定，最上面的伸缩接头及支撑直管，应设于井口50M处。
目前，有些矿区鉴于矿井内温差不大，已不再设置伸缩头，生产种尚未发现问题。
该矿井伸水管路设置峪进风巷中，且冬季采用热风炉为进风巷中提供暖风，一方面防止排水管路冻结，一方面保证进风巷中的温度变化不大，所以，此次设计的管路不设置伸缩头。
（3）在倾斜巷道中，水管直径大于200MM时，可安设在底板上的专用木座或混凝土墩上，水管的下部装设支撑弯道，每隔75～100M安设一个承担该段管一定重量（包括承重）的带拉杆的管夹子。
管径小于200MM如需架设在巷道壁上时，需固定在专设的管子支架上。
如设在人行道上侧时，管中心距巷道底板的高度应不小于1800MM。
支架间距按设计规范执行。
平巷中供水管用铁丝绑吊时，固定间距一般为4～6M。
（4）每条供水管应设防水闸阀，一便在检修可能将排水管中的水放入水仓中。
（5）底阀应设置在吸水最底水面500MM以下，其底面应高出吸水井井底800MM。
D管路的膨胀计算管路伸长量ΔL=aLΔt=0.012×350×15=63(mm)式中：L—管段长度，m；A—管线膨胀系数。
铜取0.012；铸铁取0.009；Δt—水与井筒中空气的最大温度差，度。
一般矿井水温为16.50～190。
13）、选择水泵选择水泵的扬程应比计算值大5%~8%，这是考虑水泵经过磨损使扬程降低、管壁积垢、阻力增加时所需的余量扬程。
新泵的工作工况点最好在水泵最高效率点的右侧。
工况点效率不应低于最高效率的0.85倍。
水泵工况的确定：A 、求水泵级数n a =e H H =43311=7.2 式中 He--所选水泵一级的额定扬程，m 。
选用9级B 、确定水泵工况点管路阻力 R=an Q Ht H 2-=82204.2963112⨯-=387200146=0.000038 式中Ht-吸水面至排水口几何高差。
Ht= Hh+Hs+Haf+Hsf+Hg式中n a -水泵级数按H=38.4+在水泵特性曲线图上绘出管路特性曲线，如下图。
两条曲线交点M 为水泵的工况点。
该点对应的Q I 、H I 、和ηI 即为水泵工作时的流量、扬程和效率，有Q I =H I = ηI = 。
11）、水泵的轴功率N ￠=IO I I V H Q η⨯⨯1023600 =8.010236001050324288⨯⨯⨯⨯ =334(KW)式中r 0—矿井水的比重，一般取1050kg/m 3。
12）、电动机容量N C =K C N ηφ=1.15×97.0334 =396（KW ）式中ηC —传动效率对直联取1，联轴节取0.95～0.98； K —富裕各数当Q ＜20m 3/h K=1.5; Q=25～80m 3/h K=1.3～1.2;Q=80～300m 3/h K=1.2～1.15Q ＞300m 3/h K=1.1。
根据计算结果选用JR148-电动机，容量为440KW ，电压6000V ，电流51A ，转速1485转/分，效率92%，转子电压564V ，转子电流471A 。
×宽×高为2205×870×1270（mm ）13）、年耗电量 E=Xd I O I I V t H Q ηηη⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯1023600365=95.092.08.010*********5.20365324288⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=6121056.2103.7⨯⨯ =2.86×106(KWh/年)式中：ηd —电动机效率。
对于大电动机取0.9～0.94； 小电动机取0.82～0.9，此处电动机功率为0.92； ηX —电网效率，取0.95； t —平均每天运转小时数。
14）、吨煤电耗 E T =AE=46101801086.2⨯⨯ =1.59(KWh/t)式中：A —年产量，吨/年。
此处取矿井设计年产量为180万吨。
三、主水泵房布置及安装尺寸 1、一般规定1）主水泵房一般设备井筒附近，要求通风良好，便于搬运设备。
2）在一般情况下，主水泵房和井下中央变电所连接在一起，并设防爆门分割。
当井下由于扩大开采和延深，使涌水量有所增加的可能时，应考虑泵房长度有增设水泵的余地。
此时在井筒断面大小上，也要预留有相应增设管路的安装位置。