某煤矿主排水设备选型设计

安徽矿业职业技术学院

毕业设计说明书

设计题目某煤矿主排水设备选型设计作者姓名叶德伍

学号 1

系部机电工程系

专业矿山机电

指导教师张丽芳老师

2013年3月28日

本次论文设计是基于煤矿流体机械选型设计，完成煤矿主排水设备水泵的型与设计。

本文根据安全和工作能力的要求，选取相应的水泵，以与对应的电动机。并且根据煤矿需要，计算年耗电量，进行基本的生产成本算。

本文主要是煤矿用排水设备的选型，通过对以上设备的合理选型与设计，使工人的工作条件得到一定的改善，实现最大的经济效益。

选型设计中，根据《煤矿安全规程》的有关规定，在保证与时排除矿井涌水的前提下，使排水总费用最小，因而选择最优方案。

根据设计任务书所提供资料，以严格遵守《矿井安全规程》所规定的有关条款为依据，以安全可靠为根本，投入少、运行费用低为原则的设计指导思想，在煤矿生产中，单水平和两个水平开采，应根据矿井的具体情况进行具体分析，综合基建投资,施工，操作和维修管理等因素，在确定最合理的排水系统。

初步选择排水方案，进行设备选型以与相关计算，确定设备工况，校验水泵的稳定工作条件、经济运行条件，排除不合理方案。对所剩方案进行经济核算，根据各设备外形尺寸与安装要求，并考虑其运行条件，最终确定泵房与管路的布置图。

关键词：矿井涌水; 水泵; 工况点; 设备布置;

修改建议：

1、目录从第1页开始

2、7.4设备购置费7.5安装工程费这两部分去掉

第一章、绪论 (1)

1.1矿水 (4)

1.2矿山排水设备的组成 (4)

第二章、矿井排水系统的确定与要求 (5)

2.1排水系统的要求 (5)

2.2矿井排水系统的确定 (5)

2.3矿井主排水系统的设计 (6)

第三章、水泵的选型与台数计算 (7)

3.1设备最小能力计算 (7)

3.2水泵扬程 (7)

3.3预选水泵的形式 (8)

3.4确定水泵的级数 (8)

3.5选定水泵的有关参数 (8)

3.6校验水泵稳定性 (9)

3.7确定水泵的台数 (9)

第四章、吸、排水管道选型计算与管道的布置 (10)

4.1管路敷设 (10)

4.2主排水管路连接 (10)

4.3管路支承梁计算 (10)

4.4管径计算 (11)

4.5确定管路壁厚 (11)

4.6计算管路特性 (12)

4.7吸、排管道的布置 (13)

4.8管道特性曲线的绘制与工况点的确定 (13)

第五章、水泵工作合理性校验 (14)

5.1校验排水时间 (14)

第六章、水泵电动机的选型计算 (15)

6.1水泵电动机的选型要求 (15)

6.2电动机结构型式的选择 (15)

第七章、主排水经济指标的计算 (16)

7.1计算水泵安装高度 (16)

7.2验算电机容量 (16)

7.3计算耗电量 (17)

第八章、水泵房、水仓的布置尺寸确定 (20)

8.1水泵房的布置与尺寸的确定 (20)

8.2水仓的布置与尺寸的确定 (22)

8.3水泵房的草绘绘制 (23)

参考文献致 (24)

致谢 (25)

第一章、绪论

在矿井建设和生产过程中，随时都有各种来源的水涌入矿井。只有极少数例外的矿井是干燥。将涌入矿井的水排出，只是和矿水斗争的一方面，另一方面是采取有效措施，减少涌入矿井的水量。特别是防止突然涌水的袭击，对保证矿井生产有重要意义。

1.1矿水

矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水。在恢复被淹没的矿井时，首要的工作就是排水。排水设备始终伴随着矿井建设和生产而工作，直至矿井寿命截止才完成它的使命。因此，排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。

为了使排水设备能在安全、可靠和经济的状况下工作，必须做好确定排水方案，选择排水设备，进行布置设计，直到正常运行各环节的工作。

矿井水的来源分为地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水与雨水、融雪和山洪等，如果有巨大裂缝与井下沟通时，就会造成水灾。地下水包括含水层水、断层水和老空水。地下水在开采过程中不断涌出。

矿井水中会有各种矿物质，故矿井水的密度比清水大，酸性水对排水设备的非耐酸金属零件产生腐蚀作用，减少排水设备正常使用年限。

矿水中含有的悬浮状固体颗粒进入水泵后加速金属表面的磨损。对于矿水中的悬浮颗粒应在水泵前加以沉淀，而后再经泵排出矿井。

1.2矿山排水设备的组成

矿山排水设备一般由启动设备、电动机、水泵、管路、管路附件和仪表等组成。

矿山排水设备是煤矿大型固定设备之一，为确保矿井设备安全生产，要求排水设备在矿井服务年限内，必须安全、经济、可靠、合理的工作。

选择的矿山排水设备与其布置方式必须符合《矿井安全规程》和《煤矿工业设计规范》以与国家有关的技术规定；同时，在技术合理的前提下，应尽可能提高设备的装备效率和设备本身的完好率，充分发挥设备的潜力。

第二章、矿井排水系统的确定与要求

2.1排水系统的要求

由于煤矿特殊的自然环境，对排水设备的要求相对于其他生产条件要严格的多。不仅要考虑防火，防爆，通风；还要考虑水文地理条件，水的酸碱性等问题，设计选用合理的设备，充分发挥设备的生产能力，是选型设计的关键。

（1）必须有工作水泵，备用水泵和检修水泵。

（2）工作水泵的排水能力，应能在20小时内排除矿井24小时的正常涌水量；备用水泵的排水能力，应不小于工作水泵的排水能力的70%,并且工作和备用水泵的总能力，应能再20小时内排出矿井24小时的最大涌水量；检修水泵的能力，应不小于工作水泵的排水能力的25%。

（3）水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况，在主要泵房内预留安装一定数量水泵的位置，以便增设水泵。

（4）正常涌水量≤50m3/h,且最大涌水量≤100m3/h的矿井，可选用2台水泵，其中一台工作，一台备用。

（5）主要排水设备必须有工作和备用的水管，其中工作水管的能力配合工作水泵在20小时内排除矿井24小时的正常涌水量；工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。2.2矿井排水系统的确定

本矿井采用主、副立井、回风立井综合开拓方式，主井井口标高为+792m，副井、回风井井口标高均为+522m，大巷最低点标高为+530m。

根据地质报告，本矿井正常涌水量450m3/h，最大涌水量为800m3/h，因为正常涌水量大于120m3/h，最大涌水量大于600m3/h，对照现行《煤矿防治水规定》，属水文地质条件复杂矿井。

按照现行《煤矿防治水规定》与《煤矿安全规程》要求，本矿井应当在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜排水系统。根据本矿井开拓方式，结合现有产品参数，设置防水闸门抗灾暂无合适的设备，因此设计在正常排水系统基础上配备潜水电泵抗灾排水系统。