排水设备选型设计

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1、1.1对排水系统的要求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。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

2、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，施工试运转，直到正常运行各环节的工作。1.1.1矿水来源矿井水的来源分为地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、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。矿水可以用单位时间涌入矿井内的体积来度量，称为绝对涌水量。一般用“q”表示，其单位为m3/h。涌水量的大小与该矿区的地理位置、地形、水文地质及气候等条件有关；同一矿井在一年四季中涌水量也是不同

3、的，如春季融雪或雨季里涌水量大些，其他季节则变化不大，因此前者称最大涌水量，而后者称为正常涌水量。为了对比不同矿井涌水量的大小，通常还采用同一时期内，相对于单位煤炭产量（以吨计）的涌水量作为比较参数，称它为相对涌水量，或称为含水系数。若以K表示相对涌水量，则K=24q/T（m3/t）式中q——绝对涌水量，m3/h；T——同期内煤炭日产量，t。1.1.2矿水性质矿井水中会有各种矿物质，并且会有泥沙、煤屑等杂质，故矿井水的密度比清水大，15。C矿水的密度约为1015-1025kg/m3。按PH值矿水可分为碱性PH>7、中性PH=7、弱酸性PH

4、=4~6和强酸性PH=0~3。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。当PH<5时，要求排水设备（包括泵、管路等）应选用耐酸材料，或者对水质进行中性处理。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对排水设备的要求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。选择的排水设备及其布置方式必须符合《矿井安全规程》和《煤矿工业设计规范》以及国家有关的技术规定；同时

5、，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。1.2.1固定式排水设备固定式排水设备安装在副井井底车场附近的泵房内，做主排水用，它将全矿或大部分矿水排至地面1.2.2移动式排水设备移动式排水设备主要用于掘进工作面（含建井期凿井排水）或淹没坑道的排水并要求排水设备能随工作面的推进或水位下降而移动。1.3离心式水泵的分类1、按叶轮数目分（1）单级水泵 泵轴上有仅装有一个叶轮(2)多级水泵 泵国上装有几个叶轮2、按水泵吸水方式（1）单吸水泵（2）双吸水泵3、按泵壳的结构分（1）螺壳式水泵（2）分段式水泵

6、（3）中开式水泵4、按泵轴的位置分（1）卧式水泵（2）立式水泵5、按比转数分（1）低比转数水泵 比转数=40-80（2）中比转数水泵比转数=80—150（3）高比转数水泵比转数=150-300第二章矿井排水系统的选型设计2.1设计原始资料：某矿年产量110万吨，竖井开拓，井口标高+42.50m，水平标高-155.00m，正常涌水量4.80m3/min，最大涌水量7.50m3/min，矿水中性，矿水密度1020kg/m3，最大涌水期按65天计算，服务年限40年。2．2设计方案由资料，可供选择的排水系统有以下两种：2.2.1直接排水系统直接排

7、水系统是指井下的涌水通过排水设备直接排到地面。如果单水平开采的矿井，在开采第一水平时，就采用直接排水系统。图（a）是竖井单水平开采时的直接排水系统。图（b）是竖井多水平开采时，各水平的涌水分别由本水平的排水设备直接排到地面。图（c）是竖井两个水平同时开采时，若上水平涌水量较小，经技术经济比较后，可将上水平的涌水通过管路自流到下一水平的水仓中，然后两个水平的涌水由下水平的排水设备直接排到地面。图（d）是斜井单水平开采时，若地质条件比较稳定，又无大的断层，经技术经济比较后，可采用钻孔下排水管的方法将水直接排到地面。若地质条件较复杂或井较深，可

8、采用沿斜井井筒敷设排水管路的方法，将水直接排到地面。这种排水系统的水平和泵房数量少，系统简单可靠，基建投资和运行费用少，维护工作量要减少一半以上，需用的人员也少，便于管理，而且上、下水平的排水