矿井排水设备选型设计课程设计
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矿井排水设备选型设计课程设计
龙岩学院资源工程学院
课程设计
题目:矿井排水设备选型设计
姓名:xxx
学号:xxxxx
班级:采矿工程
年级: 2010级
指导老师:xxxxx老师
2013-7
矿井排水选型设计
1、设计题目
某矿正常涌水量为210m3/h,最大涌水量为290m3/h,矿水为中性、密度为1050kg/m3,竖井排水,井深200m,试选择水泵型式,确定台数,确定排水系统,选择管径、管材,验算排水时间,判别工作稳定性。
2、矿井排水系统确定
矿井主要根据第一水平情况进行设计,采用集中排水系统,对其它水平只作适当地数目。
矿井排水系统见图3-1。
图3-1 矿井排水系统简图
排水系统:主排水设备设置在第一水平,第二水平的涌水量由辅助排水设备排至上一水平的水仓中。然后由主排水设备排至地面。
3、排水设备选型计算
1水泵型号及台数
⑴水泵最小排水量的确定
正常涌水量时:
Q B ′=
2420
Q =1.2Q m 3/h 式中: Q B ′——水泵最小排水量,m 3/h ;
Q ——矿井正常涌水量,m 3/h ;
由此:
Q B ′=1.2×210
=252 m 3/h
最大涌水量时:
Q Br ′=2420
r Q =1.2 Q Br ′ m 3/h 式中:
Q r ——矿井最大涌水量,m 3/h ;
由此:
Q Br ′=1.2×290
=348 m 3/h
⑵水泵扬程的计算
'P X
B g H H H η+=
式中:
P H ——排水高度,取井筒垂深,m ;
X H ——吸水高度,取5m ;
g η——管道效果,竖井取0.89-0.9;
所以:
'40050.9
B H += =450m
⑶水泵形式及台数的确定
根据水泵扬程和矿井正常涌水量,从产品样本中选择额定值接近所需值的水泵,水泵型号选250D60×7型,额定流量330 m 3/h ,扬程420m ,转速1480rpm ,吸程6.2m ,效率73%,配带电动机型号JKZ -1250型,容量850KW ,外形2620×1200×1210,自重3500kg 。
水泵台数的选择:根据《安全规程》规定:必须由工作、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。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。
正常涌水量工作水泵的台数:
'1B n
Q n Q = 式中:
n Q ——所选水泵的额定流量,420 m 3/h ;
1252330
n = =0.76
取1n =1台。
备用水泵台数:
2n =70%1n =0.7
取2n =1台。
最大涌水量时水泵工作台数:
''1
Br n Q n Q = =348330
=1.05
取'1n =1台。
并且'1n =1<1n +2n =2,满足要求。
检修水泵台数
3n =25%×1n =0.25
取3n =1台。
水泵总台数为:
n =1n +2n +3n
=1+1+1
=3 台
2管路的确定
⑴管路趟数的确定
《安全规程》规定必须由工作和备用的水管,其中工作水管的能力应配合工作水泵在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量,工作和备用水管的总能力,且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,因此,设计中主排水管敷设两趟,一趟工作,一趟备用。
⑵管径计算
排水道管径:
d p ′43600n Q v
∏,m 式中:
v — 排水管流速,v =1.2.2m/s 取v =2m/s ;
所以:
d p ′43303600 3.142⨯⨯⨯ =0.241m
查表,选用外径为276mm 的标准无缝钢管,壁厚16mm ,内径241mm 。 吸水管直径:
025.0''+=p x d d ,m ;
由此:
'0.2410.025x d =+=0.266m
查表,选用外径为299mm 的标准无缝钢管,壁厚17mm ,内径266mm 。 由于垂高小于400m 时,可选用壁厚度最薄的一种,且不必验算。 3管道特性曲线,确定工况点
⑴最大吸水高度的计算
2x wx x s 2g
V H H H --允允= ,m 式中:
s H 允——产品样本上给出的允许吸上真空度,m (取额定工况时的x H 允) x V ——吸水管中流速,m/s ;
2
900n X x Q V d =∏ ,m/s x d ——所选标准吸水管的内径,m ;
wx H ——吸水管的阻力损失,m ;
2()2x x wx x x L V H d g
λξ=+∑ ,m 查表可知,因x d =266mm ,故ξ∑=19.3,x λ=0.0270,取x L =10m 由此:
22330 1.65/900900 3.14(0.266)n X x Q V m s d =
==∏⨯⨯