煤矿离心水泵选型

第三节排水设备排水设备该矿为斜井开拓，采用一级排水，在副斜井底部+842m标高布置主副水仓并建立水泵房集中排水，在二采区各上山，各运输巷，各回风巷边缘布置排水沟，二采区涌水沿各排水沟自流至一采区主，副水仓。井下所有涌水从+842主，副水仓沿管子道，副斜井直接排至设在地面的井下水处理站。一、设计依据设计依据1．根据贵州省核工业地质局提供的《贵州省遵义县习水镇富星煤矿矿区水文地质调查报告》的资料，两个采区涌水量相加得正常涌水量：Q正＝32.9m3/h，最大涌水量：Q大＝82.12m3/h。考虑到井下消防洒水等因素，设备选型按正常涌水量Q正＝37.9m3/h，最大涌水量：Q大＝87.12m3/h。2．排水高度为182m，从+842m排到+1024m。二、选型计算二、选型计算1．正常和最大涌水量时，工作水泵的最小排水能力①正常涌水时期所需水泵最小排水能力QBQB＝24Qr/20＝1.2Q＝1.2×37.9＝45.48（m3/h）式中：Qr—矿井正常涌水量，37.9m3/h。②最大涌水时期所需水泵最小排水能力QBmQBm＝24Qrm/20＝1.2Qrm＝1.2×87.12＝104.54（m3/h）式中：Qrm—矿井最大涌水量，87.12m3/h。2．计算水泵所需扬程HB＝Hp+H吸+1.7hw＋1＝182+5+1.7×23.9＋1＝228.6(m)式中：Hp——排水高度，182mH吸——吸水高度，5m；hw——吸、排水管管路损失扬程，经计算hw=23.9m；1.7——管路於积系数；1---排水口富裕高度，取1m。利用矿上现有的水泵型号为D85-45×6型水泵3台，流量85m3/h，扬程270m，电压0.66kV。正常涌水时1台工作，1台备用，1台检修。最大涌水时2台工作，1台备用，配套YB2-315M-2型电动机，功率为110kw。3．排水管的选型及趟数（1）管径计算vQD36004排=214.33600854=0.123（m）式中：Q额—所选水泵的额定流量，m3/h；V排—假定管径的流速，取V排=2m/s。（2）排水管路趟数的确定根据设计规范及省安监局要求，排水管选择φ159×4.5mm无缝钢管一趟作为工作管路，另外敷设一趟φ159×4.5的无缝钢管一趟作为备用管路，壁厚为4.5mm。（3）吸水管直径计算D吸=D排+25=123+25=148mm，查表取标准管φ159×4.5mm的无缝钢管作为吸水管。（4）排水管管壁厚度的校验aPRPDkg22.02.1980020.152.19=0.38cm<4.5mm式中：P—管子内部水的压力kgf/cm2，19.2kgf/cm2；Φ—管子内径cm，15.0cm；Rk—许用应力，kgf/cm2，对无缝钢管为800kgf/cm2；a—考虑管路受腐蚀及管路制造误差时的附加厚度，cm，对于钢管取0.1-0.2cm；本次取0.2cm；选择φ159×4.5mm无缝钢管能满足排水要求。4．管路流速计算（1）排水管流速计算2215.014.3360085436004排排DQv=1.34m3/s,流速过小，不经济，应运用关小闸阀，使排水管流速在经济流速范围内，取1.85m3/s。式中：D排—排水管内径，0.15m。（2）吸水管流速计算2215.014.3360085436004吸吸DQv=1.34m3/s式中：D吸—吸水管内径，0.15m。5．管路扬程损失计算8.9285.115.05850352.0222gvdLhjw排排=23.9m式中：λ---水与管壁摩擦阻力系数，查表λ=0.0352；d排---排水管直径，d排=0.15m；v排---排水管流速，v排=1.85m3/s；g---重力加速度，g=9.8m/s2；Lj---管路计算长度，等于实际长度加底阀、逆止阀、闸阀、弯头、异形管、三通等附件的等值长度，为585m；管路计算长度见表4-3-1。表4-4-1管路计算长度表管路计算长度表序号项目名称单位数量等值长度m合计等值长度m备注1底阀个000管径150mm2逆止阀个121213闸阀个20.661.324弯头个20.661.325异形管个12.632.636单流三通个07.8907合流三通个008分流三通个009直流三通个0010小计2611井筒管道长度m51412管子道管道长度m2013水泵房管道长度m25合计5856．确定水泵行动参数1）建立管网阻力特性方程式根据排水系统运行理论，管网阻力特性方程式如下：2RQHHs式中：H---排水泵所需扬程，m；Hs----水泵吸水管吸水面与排水管出水口高差，m；HS＝182＋5＝187m；R----排水系统管道阻力系数；Q----水泵额定流量，m3/h，Q=85m3/h；（1）管路淤积时