97303综采工作面管路选型设计

97303综采工作面

管路选型设计说明书

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，水池容积分别为200m3 和800m3，2座水池用水管联通，敷设一趟Φ159×6的无缝钢管沿副立井和敷设一趟Φ108×5的无缝钢管沿主斜井至井下。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，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:

3、工作面供水管路选型

(1)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、皮带机头喷雾及其它用水等。

皮带顺槽管路供水：

①采煤机内外喷雾用水：Q1=250L/min 即Q1=15m3/h

②刮板输送机头喷雾用水：Q2=0.5m3/h

③转载机机头喷雾用水：Q3=0.5m3/h

④架间喷雾用水：Q 4=0.5 m 3/h ⑤皮带机头喷雾用水：Q 5=0.5 m 3/h ⑥其它用水：Q 6=0.5m 3/h 全部用水量：

()31.05150.50.5 1.50.50.5=18.5/i Q K Q m h ==⨯+++++∑ 式中：K--水量备用系数，取K=1.05 (2)管径计算

d mm =

=

式中：Q--计算流量，m 3/ s ；d--管路直径，mm ；

V--计算流速， 取2.2m/s 。

结合矿井实际情况进风巷选用Φ57mm 钢管，可满足工作面供水需求。 回风巷主要为净化水幕和冲尘用水，选用Φ57mm 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 。

0.51)d d +∆δ＝

式中：δ—防尘管路得壁厚； R —许用应力，钢管取130 MPa ； P —管内水的压强，2.5MPa ； d —给水管的内径，50mm ；

∆ d —附加厚度，钢管为1-2mm ，取2mm ；

则有：0.5501)2=⨯⨯-+δ =2.4mm ，取δ=3.5mm 。

因此，97303皮带顺槽给水管路采用壁厚为3.5 mm 的钢管。

97303皮带顺槽需要直径Φ57mm供水管路，结合矿井实际情况选用Φ57mm，壁厚为3.5 mm钢管，可满足皮带顺槽供水要求。

97303轨道顺槽主要为除尘洒水，选用Φ57mm，壁厚为3.5 mm钢管可以满足需要。

(4)供水路线

进风巷供水水源→水处理车间→副立井→轨道运输大巷→南胶带运输巷→97103巷→97205巷皮带顺槽

回风巷供水水源→水处理车间→副立井→轨道运输大巷→南胶带运输巷→97103巷→97206轨道顺槽

(5)闸阀、三通、喷雾装置的安装

①进风与回风顺槽每隔50米安装一个闸阀、三通，乳化液泵站位置也要安装闸阀。

②工作面工作溜、转载机、破碎机、胶带输送机等转载点安装喷雾装置。

二、供风系统

我矿属于高瓦斯矿井，压风机房安装有2台LS20S-175LAC型和2台LS20-150L型螺杆式空气压缩机，2台工作，2台备用。LS20S-175LAC型压风机排气量24.7m3/min，额定压力0.7MPa，配套电动机为BL444TSC-4型（132kW，380V，1485r/min）, LS20-150L 型压风机排气量21.1m3/min，额定压力0.7MPa，配套电动机为SL444TSC-4型（110kW，380V，1485r/min）。

1、97303采面所需的供气量。

1.1按最大班下井人数计算

最大班下井人数30人，按每人压风自救需气量0.3m3/min，沿管道全长的漏风系数1.2进行计算，井下人员自救需要的供气量为：

3

Q m

=⨯⨯=

1.20.33010.8/min

LS20S-175LAC空压机在额定压力下运行时供气量24.7m3/min，根据热力学公式换算正常大气压下供气量为172.9m3/min；LS20-150L空压机在额定压力下运行时供气量21.1m3/min，根据热力学公式换算正常大气压下供气量为211m3/min。故空压机房为正常

运行时总供气量为211+172.9=383.9m 3/min ，可以满足人员自救需要。

设计按风动工具计算用风量：

312 6.0/min i i Q r n q k m αα=⨯⨯⨯⨯⨯=∑ 式中：α1——管网全长的漏气系数，取1.2；

α2——考虑风动机械磨损，耗气量增加的系数，取1.15； r ——海拔高度修正系数，取1.35。

根据计算，压缩机的供气量满足采煤工作面人员自救和风动工具的需要。 2、压风管路选择

主干管规格为Φ159×6无缝钢管，从地面沿副立井铺设，然后沿轨道运输大巷、南胶带运输巷、97103巷铺设。

2.1支管直径选择

0.20.370.20.376.5 6.513007.5457d L Q mm ==⨯⨯=

式中：d ——支管直径，mm ；

L ——管路输送长度，m ；

Q ——通过该管路的自由空气量，m 3/min 。

2.2管道压力损失校验： 主管路：12 1.8512 1.85

1555000101045.80.0580.159L p Q MPa d --∆==⨯⨯=； 支管路：12

1.8512

1.85255130010107.540.0910.057

L p Q MPa d --∆==⨯⨯=； 则管道压力损失为120.149p p p MPa ∆=∆+∆=∑,满足要求。

因此97303工作面进回风压风管路型号的选择为：Φ57×3.5无缝钢管满足97303综采工作面供风要求。