排水泵选型计算

一、井下排水

根据矿井开拓方式，本矿设计排水系统为一级排水，投产时在+2375m水平标高井底车场设1套井底主、副水仓及排水设施，矿井涌水由井底主、副水仓直接排至+2500m地面消防水池。

（一）、矿井不同时期井下正常、最大涌水量

根据《陇南市武都区龙沟补充勘查地质报告》预测计算，矿井最大涌水量4.5m3/h ，正常值涌水量3m3/h。涌水 PH≤5，管路敷设斜架倾角约 25°，排水垂高129m（地面消防水池+2500m，水泵标高+2375m，再加上井底车场至水仓最低水位距离 4m）。

（二）、设计依据

（1）矿井正常涌水量：Q

=3m3/h；

B

=4.5m3/h；

（2）矿井最大涌水量：Q

max

（3）排高：129m。

（三）、选型计算

1、所需水泵最小流量

Q1= 24Q B/20 = 24×3/20 =3.6（m3/h）

2、所需水泵最大流量

Q2= 24Q max/20 = 24×4.5/20 =5.4（m3/h）

3、排水总高度

h= 排水高度+吸水高度=125+4=129（m）

4、水泵所需扬程的估算。

HB=Hc/ηg(取0. 77∽0. 74) =129 /0.77∽0.74 =168∽175m

5、管路阻力计算

管路阻力按下式计算：

（m）

式中：

Hat—排水管路扬程损失m；

Hst—吸水管路扬程损失m；

λ—水与管壁摩擦的阻力系数，查表D=108mm 钢管0.038：

L i —管路计算长度，等于实际长度加上底阀、异形管、逆止阀、闸阀及其它

部分补充损失的等值长度m ，计算长度取值500m ；

D g —管道公称直径m;取0.1m ；

V d —水流速度，按经济流速取2.0m 。

将各参数代入公式，经计算

=38m 。管路淤积后增加的阻力系数取

1.7，增加的阻力为65m 。

6、水泵扬程

淤积前：H=129+38=167m;

淤积后：H=129+65=194m;

（四）、排水泵选择

选择MD12-50×5型矿用多级离心泵，其流量为12m 3/h ，扬程为250m ；配用防爆电机功率30kW 、进出口50mm 、效率46.5%。

（五）、排水泵的工作、备用、检修台数

选择MD12-50×5型矿用多级离心泵3台，其中1台工作、1台备用、1台检修。

（六）、排水能力、电机功率和吸上真空高度校验

按管路淤积后工况参数校验排水能力，按管路淤积前工况参数校验电机功率。

1、排水能力

（1）1台工作水泵

20小时排水能力=12×20=240m 3；

24小时最大涌水量=4.5×24=108m 3；

20小时排水能力>24小时正常涌水量.，符合要求。

2、电机功率

（1）水泵的轴功率

66.18100046.03600105081.9250121000360081.90=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=I I I H Q N ηγφ 式中：

Q I —水泵工况点对应的流量，m 3

/h ；

H I —水泵工况点对应的扬程，m ；

ηI —水泵工况点对应的效率；

γ0—矿井水的比重，一般取1050kg/m 3。

采用淤积前的工况点参数计算电机功率，将淤积前各参数代入公式，经计算水泵轴功率为18.66KW 。

（2）电动机容量

C C N K N ηφ=

式中：

ηc —传动效率，联轴器连结，取0.98；

K —富裕系数。取1.2；

经计算，N c =22.8kw 。

所选水泵配套电机30kw ，满足要求。

（七）、管路的选择

1、管路趟数的确定。 根据《煤矿安全规程》 的规定， 排水系统必须有工作和备用的水管。 工作水泵的能力应能配合工作水泵在20h 内排水矿井 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。 排水管也不得少于 2 趟。

因此， +2375水泵房选用典型的 3 泵 2 趟管路系统， 一趟管路工作， 一趟管路备用。

2、排水管选择：主要依据是管材所承受的压力。 依据井深不超过 200m ， 采用热轧￠ /108*4无缝钢管。

（1）排水能力计算：Q=d 2×3600πVc/4

Q=100×3600×3.14×2.3/4

Q=65m 3/h

符合流量要求

3、吸水管径选择。 为了提高吸水性能， 防止汽蚀发生， 吸水管直径要求一般比排水管直径大一级， 流速在 0. 8~1. 5m/s 范围内。 因此，吸水管Ø125×4mm 无缝钢管。

（八）排水管选择及敷设

根据以上计算，吸水管选择φ125×4mm钢管，排水管选择两趟φ108×4mm 钢管。

主排水管设两趟，即工作水管和备用水管。正常涌水时期1趟工作，最大涌水时期2趟同时工作，全部水管的能力能在20h内排出矿井24h最大涌水量。（九）、泵与管路的运行组合

排出矿井正常涌水时，1台水泵工作，使用1趟管路。3台水泵与2趟管路轮换使用。

排出矿井最大涌水时，2台水泵同时工作，各自使用1趟管路，互不影响。3台水泵可使用其中任意2台。

（十）、水泵与水仓的运行组合

主、副水仓之间设有配水巷，3台水泵的吸水管均安设于配水巷。配水巷与主、副水仓间设有闸门，可任意开启或关闭进入配水巷的闸门，从而实现水泵与主、副水仓的组合运行。

（十一）、泵房附属设施

为便于水泵的运输和安装，将轨道直接铺设至水泵房，在每台水泵安装位置上方设置检修梁1根。

每台水泵单独设置配水井1个。为减少阻力，采用无底阀抽水，每个配水井设置金属安全护栏1套，栏高1.2m。每台水泵联轴器设置金属护罩1只。

在水仓出口处设蓖子，防止杂质进入吸水井内；

选用矿用防爆真空电磁起动器对水泵电机进行控制，该设备具有失压、过载、短路、断相、漏电闭锁等保护功能；

泵房内所有电气设备均为防爆型（包括照明灯）；所有带电设备的外壳进行可靠接地。

（一）安全性

1台水泵工作时，20小时排水能力大于矿井24小时最大涌水量；排水能力安全。

排水设备、设施选型过程中，确定的流量、扬程、吸水高度、管径、壁厚等参数，经计算或校验，均有一定的富裕系数，设备或设施能力保障程度可靠，安全性较高。