矿井主排水设备选型_毕业设计说明书

毕业设计（论文）（说明书）题目姓名编号平顶山工业职业技术学院年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书姓名专业任务下达日期年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目A编制设计B设计专题（毕业论文）指导教师系部主任年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录系专业，学生于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目专题（论文）题目指导老师答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）答辩委员会副主任（签字）答辩委员会委员，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页共页学生姓名专业年级毕业设计（论文）题目评阅人指导教师（签字）年月日成绩系（科）主任（签字）年月日毕业设计（论文）及答辩评语摘要本设计的井田面积为12平方千米，年产量90万吨。井田内煤层赋存比较稳定，煤层倾角812，平均煤厚4M，整体地质条件比较简单，沼气和二氧化碳含量相对较高，涌水量也不大。平顶山煤田是以李口向斜为主体的向斜含煤盆地，其北西、南东、北东及南部边缘分别受落差数百米至上千米的郏县断层、落岗断层、襄郏断层及鲁叶断层等构造的切割，形成相对独立的水文地质单元。平顶山矿区于李口向斜南翼，北部以红石山、龙山、擂鼓台、落凫山、马棚山、平顶山等低山组成地表分水岭，标高300500M，坡度850，以北渡山、九里山、扣皂山等残丘组成西南部地表分水岭，标高130160M，坡度1530，震旦系石英岩与寒武系灰岩在西部零星出露，大气降水可直接补给地下水。南北分水岭之间为西窄东宽的槽形谷地，其间多被第四系坡积冲积本矿小时正常涌水量为120M3/H，最大涌水量为253M3/H，井型为年产90万吨的中型矿井，属于高瓦斯矿井。关键词立井、倾斜长壁、一次采全高、综合机械化、高产高效ABSTRACTTHESEDESIGNEDALLOTMENTAREAFOR12SQUAREKILOMETERS，YEARLYOUTPUTNINTYTRILLIONALLOTMENTINTRINSICALLYOCURRENCEOFCOALSEAMCOMPARESTABILIZE，COALSEAMPITCHEIGHTTWELTYACID，AVERAGECOALTHICK4M，INTEGRALLYNATURECONDITIONCOMPARESIMPLICITY，BOTHMETHANEANDCARBONDIOXIDECONTENTRELATIVELYHIGH,ANDNEITHERDOINFLOWOFWATERNOLARGEEITHERONTHEBASISOFPRELIMINARYDESIGN，SAIDSHAFTOPTINADOPTTHREEVERTICALSHAFTFLUCTUATEMOUNTAINEXPLOITATION，COALSEAMGROUPINGBANDREGIONFLUCTUATEMOUNTAINCODISPOSALMODEOFOPENING，DESIGNADOPTCOMPREHENSIVEMECHANIZATIONFULLSEAMMININGSTOPPERART，INCLINELONGWALLMETHOD，TREATGOAFWITHWHOLESTRADDLEALIGHTLAWFROMACTUALGEOLOGICINFORMATIONINSTANCEPROCEEDALLOTMENTEXPLOITANDSTANDBYMODETHEPRELIMINARYDESIGNOFTHEBOTHBOTHCOMBINEVERSUSMINEHAUL,SHAFTEXALTATION,SHAFTDRAINANDVENTILATIONOFMINESISOPUANTSYSTEMICEQUIPMENTLECTOTYPECOUNT，ASWELLASVERSUSSHAFTTECHNICALSAFETYMEASURESANDENVIRONMENTALPROTECTIONCLAIM，COMPLETEWHOLLYSHAFTBOTHSHAFTWHOLEREALIZEMECHANIZATION，ADOPTADVANCEDTECHNIQUESANDUSEFORREFERENCEAFTERWARDSREALIZEHIGHYIELDHIGHLYACTIVEMODERNIZATIONSHAFTEXPERIENCE，REALIZEONEMINENOTBOTHHIGHYIELDHIGHLYACTIVESHAFTTHEREBYRUNUPTOFAVORABLEECONOMICBENEFITANDSOCIALBENEFITKEYWORDVERTICALSHAFT,INCLINELENGTHWALL,FULLSEAMMINING,COMPREHENSIVEMECHANIZATION,HIGHYIELDHIGHLYACTIVE目录摘要1第一章矿井概况111矿井简介112水文地质1121第四系孔隙含水层1122侏罗系含水带1123矿床充水2第二章矿井主排水设备选择计算321设计依据322排水系统的确定323水泵的选型与设计4231工作水泵的排水能力4232水泵所需扬程计算5233水泵的型号及台数的确定624管路的选择6241管路趟数及泵房内管路布置形式7242管材的选择7243排水管内径7244壁厚验算9245吸水管管径9246验算流速9247选择排水管925工况点点的确定及校验15251管路系统15252估算管路长度16253阻力系数RT的计算17254管路特性方程18255绘制管路特性曲线，确定工况点19256校验计算20257由工况点验算排水时间22258经济性校核2326电动机功率计算2327电耗计算23271全年排水电耗24272吨水百米电耗校验24第三章水泵房及水仓2531泵房位置2532泵房尺寸25321泵房的长度25322泵房的宽度25323泵房的高度2633水仓的确定26341水仓容量的确定26第四章节能方案设计2741无底阀排水2742“绿色”流水通道27421“绿色”流水通道的设计目的27422“绿色”流水通道的设计28423配水阀门的改造28424挡水墙的施工28425使用效果2943水仓自动清挖29431水仓清挖常用的几种方法29432MSQ4型水仓自动清挖设备组成30433水仓清挖工艺流程图30434工作原理30435应用效果3145水泵高压群控软启动31451群控软件启动装置的启动程序31452群控高压软启动的技术特点32结束语34致谢35参考文献36第一章矿井概况11矿井简介该矿井属于某煤田河流区域，最高海拔170米左右，平原最低标高110左右，井田内多为缓岗丘陵，堆积平原和玄武岩地相间，该河蜿蜒蛇曲，横贯井田南部为老年期河流，沿河两侧有大片沼泽湿地，河宽1015米，坡度26河深12米，平均流量077米3/秒，最小流量023米3/秒，最大流量（暴雨后）085米3/秒。除此主干流外，还有季节冲沟，本区最高洪水位标高为125米。矿井东南为背斜构造，地层倾角最大60度左右，中西部有不明显褶皱，倾角一般1018度，区内断层共11层，其中除F11逆断层外，F1F10均为正断层，断层落差最大120150米，最小为017米。12水文地质121第四系孔隙含水层该河在本区段上游以粗砂含水层为主，分选性和渗透性较好，含水丰富，其厚30米以上，最宽分布2100米，分选性和渗透性由上游逐渐减弱，该河下游以灰色砾砂为主，分选性与渗透性均好，含水丰富，含水层厚度平均为15米最厚25米，分布宽1100米，水力性质为潜水，埋在地表06米以下，水位12米左右，砾砂层含水层与煤系地层直接接触，二者的联系是密切的。122侏罗系含水带从水文地质条件和地貌来看，西部为补给区，东部为排泄区，当地下水流到大中沟时，在低洼处，形成上升泉排泄于地表，东区侏罗系含水带划分为1）裂隙含水带，分布在120米以上，主要由中粗沙层组成，强化风隙含水带裂隙发育，含水丰富。2）孔隙含水带，含水带在120米以下，即位于强风化裂隙含水带以下，但二带无明显界限，孔隙含水带单位涌水量在0040064升/秒米，地下水受到到控制，总的规律是由西向东流。3）自垩系隔水带岩性为灰绿色岩，全区分布厚度不一，在背斜轴部岩基附近厚305米，两冀其它部分，平均厚160米，最低处为186米，单位涌水量为00216升/秒米，所以视为隔水层。123矿床充水1）地表水对矿床充水，该河由西向东横贯全区，它的注入是矿井充水的主要补给合源。2）地质构造对矿床充水的影响，主干断层F10伴生几条高度正断层，是沟通第四系含水层的煤系地层，含水层的良好通道，容易对矿井造成突然涌水和增大涌水量。3）大气降水，大气降水是地下水主要来源，砾砂含水层和玄武岩覆盖层裂隙发育是大气降水渗入补给的良好通道。4）煤系地层顶部80米以上岩石含水性强，区内百分之百的涌水部位多数岩性是中性粗砂岩，开采时要防止突然涌水。第二章矿井主排水设备选择计算21设计依据1）矿井年产量120万吨/年2）矿井正常涌水量425M3/H3）矿井最大涌水量825M3/H4）矿井物理化学性质PH75）主井地面标高138M6）付井地面标高135M7）付井倾角238）付井筒直径6M9）主井筒直径5M10）开采水平150M11）沼气等级低12）矿井供电电压6000V13）矿井最大涌水量持续时间70H22排水系统的确定矿井的排水系统分为直接排水和分段排水1、直接排水系统的特点具有泵房少，系统简单可靠，基建投资和运行费用少，维护工作量小，需要的人员少。2、分段排水系统的特点泵房数量多，排水设备多，技术管理复杂，基建投资和运行费用多，工作人员多。根据上述排水系统的特点，在采用直接排水时，由于只使用一套排水设备，所需用于排水的基本设备费和生产费较少，管理也比较简单。同时,依据矿井的开拓方式和涌水的大小等给定的条件，只需在井底车场副井附近设立中央泵房，将井底所有涌水直接排至地面，故本设计的排水系统采用直接排水系统。23水泵的选型与设计根据煤矿安全规程的要求，主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。工作水泵的能力应能在20H内排除矿井24H的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70，并且工作水泵和备用水泵的总能力，应能在20H内排出矿井24H的最大泳水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25。水文地质条件复杂的矿井，可根据具体情况在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另增设水泵。排水管路必须有工作和备用水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20H内排完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。231工作水泵的排水能力水泵必须具备的总排水能力，根据煤矿安全规程的要求，在正常涌水期，工作水泵具备的总排水能力为HMQQBZ/51042203在最大涌水期，工作和备用水泵具备的总排水能力为B/983MAXAX式中工作水泵具备的总排水能力，；H/3工作与备用水泵具备的总排水能力，；MAXBQM矿井的正常涌水量，；ZQHM/3矿井最大涌水量，。MAX2、水泵所需扬程的估算由于水泵和管路均未确定，因此就无法确切知道所需的扬程，一般可由下面公式来进行估算MHGCB23180451式中水泵扬程，；测地高度，一般取井底与地面标高差，；CCH4M管路效率。当管路架设在斜井，且倾角时，；G203A708G3、初选水泵的型号依据计算的工作水泵排水能力和估算的所需扬程及原始资料给定的矿水物理化学BQBH性质和泥砂含量，从泵产品样本中选取200MD436型矿用耐磨离心泵，其额定流量，额定扬程，转数，电机功率，效率高达。HMQ/283MHE824IN/1480RKW31580则工作泵台数，取。75101EBQN21备用泵台数，取。42122N检修泵台数，取50503N13水泵总台数台2321232水泵所需扬程计算由于水泵和管路均未确定，无法确切知道所需的扬程，所以需进行估算，即50245829SYBGHM式中估算水泵所需扬程，；B侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一般可取SYH井底与地面标高差4（井底车场与吸水井最低水位距离），；SYM管路效率。当管路在立井中铺设时，09089；当管路在斜井中铺设，GG且倾角时,08308；时，08077；时，3030220077074。G233水泵的型号及台数的确定1）、水泵的级数确定58283270BIHI取8级I式中水泵的级数；单级水泵的额定扬程，。IHM2）、水泵型号的选择根据计算的工作水泵排水能力，初选水泵。从水泵产品目录中选取D45060010型号泵，额定流量为450M3/H，额定扬程为600M。则1564120BEQN工作泵台数取N12备用水泵台数N207N107214和N2QMAX/QEN1900/45020取N22检修泵数N3025N1025205，取N31因此，共选5台泵。24管路的选择241管路趟数及泵房内管路布置形式根据泵的总台数，选用典型五泵三趟管路系统，二条管路工作，一条管路备用。正常涌水时，二台泵向二趟管路供水；最大涌水时，只需要三台泵同时工作就能达到20H内排出24H的最大涌水量，故从减少能耗的角可采用三台泵向三趟管路供水，从而可知每趟管路内流量QE等于泵的流量。242管材的选择由于井深远大于200M，确定采用无缝钢管。243排水管内径44500180182690336PPPQQDMMVV式中排水管内径，；PM排水管中的流量，；Q3/H排水管内的流速，通常取经济流速15到22（S）来计算。PVPV从表21预选32513无缝钢管，则排水内径（325213）MM299MMPD表21热轧无缝钢管（YB23170）外径/MM壁厚/MM外径/MM壁厚/MM外径/MM壁厚/MM8935240146453602737050095352401524536029980750102352801594536032580750108352801685045035180750114402801805045037790750121403201945045040290750127403202036050042690750133403202196050045990750140453602457050048090750常用壁厚尺寸系列253035404550556065707580859095101112131415161718192022252830323640505660637075244壁厚验算P0405D13PC8582291050015CM13C式中所选标准内径PD管材许用应力。焊接钢管60MPA，无缝钢管80MPA；ZZZ管内水压，考虑流动损失，作为估算；01PAC附加厚度。焊接钢管，无缝钢管。02CCM2CCM所选标准壁厚应等于或略大于按上式计算所得的值。吸水管壁厚不需要验算。因此所选壁厚合适。245吸水管管径据根选择的排水管径，吸水管选用351无缝钢管。246验算流速2245014/3603634XXQVMSD247排水管路的确定1、管路趟数根据泵的总台数，在满足煤矿安全规程的前提下，在井筒内布置以不增加井筒直径的原则，选用典型五泵三趟管路的布置方式（如图21所示），其中二条管路工作，一条管路备用。2、选择排水管因为管径的大小涉及排水所需的电耗和装备管道的基本投资，若管径偏小，水头损失大，电耗高，但初期投资少；图21泵房管路布置图若管径选择偏大，水头损失小，电耗低，所需的初期投资费用高。综合两方面考虑，可以找到最经济的管径，通常用试取管内流速的方法来求得，。25180018PGPQDM265式中排水管内径，；D通过管子的流量，；GQH/3排水管内的流速，经济流速取PSMP/251从标准YB23170钢管规格表中预选钢管，则排水管内径74。MDP2317453、验算壁厚CPDZP13405015020812CM3470因此所选壁厚合适。式中标准管内径，；PDC许用应力，无缝钢管取；ZMPAZ8管内水压，估算，；BHP10附加厚度，无缝钢管取CCMC24、选择吸水管025PDX2860461由和从标准YB23170钢管规格表中选取的无缝钢管，内径8273。MDP257873验算流速SMDQXX/5412704368436025、计算管路特性管路布置采用五泵三趟管路（如图21所示）的布置方式，。任何一台水泵都可以经过三趟管路中任一趟排水，（如图22所示）。估算管路长度排水管长度可估算为，取,吸水管长度可估算MHLCP392504LP30为。MLX7阻力系数计算TR计算沿程阻力系数。对于吸、排水管分别为03262103XD57033P局部阻力系数，对于吸、排水管路附件其阻力系数分别列于表22、表23中。图22管路布置图表22吸水管路附件其阻力系数吸水管附件名称数量系数值底阀13790弯头10294收缩管101094X表23排水管路附件其阻力系数排水管附件名称数量系数值闸阀25206止回阀171四通135290弯头447190直流三通482扩大管15030弯头21963/294860P管路阻力损失系数，其值为TR1844552PXPXTDDLLGR23108657942310627036807945524235798251420387245/0/61MHMS式中、吸、排水管的长度，；XLP、吸、排水管的内径，；XD、吸、排水管的沿程阻力系数，对于流速，其值可按舍维列夫公式PSM/21计算如下30D、吸、排水管附件局部阻力系数之和，可查阻力损失系数表得，XPG重力和速度，。2/8079GM管路特性方程64122QQKRHTC绘制管路特性曲线，确定工况点，根据管路特性方程，取六个流量求得相应的损失（表24所示）。表2413/HMQ015205305H/2948979816利用表24中各点数据绘出管路特性曲线（如图23所示），图23管路特性曲线与泵特性曲线管路特性曲线与扬程特性曲线的交点M，即为工况点，由图中可知，工况点参数为，因大于07，HMQM/328MHM42079MHS45KWNM520M允许吸上真空度符合煤矿井下排水设计技术规定要求。S525工况点点的确定及校验251管路系统管路布置参照图24所示的方案。这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过三趟管路中任意一趟排水，排水管路系统图如图25所示。24五台泵三趟管路25管路布置图252估算管路长度排水管长度可估算为LPHC（4050）M（4050）M（564574）取LP570M，吸水管长度可估算为LX7M。253阻力系数RT的计算沿程阻力系数吸水管X0321DX50291排水管P03D210392局部阻力系数吸、排水管及其阻力系数分别列于表25、表26中表25吸水管附件及局部阻力系数附件名称数量局部阻力系数底阀13790。弯头10294收缩管101409X表26排水管附件及局部阻力系数附件名称数量局部阻力系数闸阀2205止回阀117四通115X2390。弯头45029417扩大管105直流三通4830。弯头220941631086P4545218PPXXDDLDLGR254554870970029132739106/9HM2587/S式中R管路阻力系数，；25/S、吸、排水管的长度，M；XLP、吸、排水管的内径，M；D、吸、排水管的沿程阻力系数，对于流速V12M/S，其值XP可按舍维列夫公式计算，即0321D、吸、排水管附件局部阻力系数之和，根据排水管路系统中局部XP件的组成，见表13、14。254管路特性方程新管25216138710SYKRQQ旧管2522SY式中K考虑水管内径由于污泥淤积后减小而引起阻力损失增大的系数，对于新管K1，对挂污管径缩小10，取K17，一般要同时考虑K1和K17两种情况，俗称新管和旧管。255绘制管路特性曲线，确定工况点根据求得新、旧管特性方程，取八个流量值求得相应的损失，列入表27中。表27管路特性参数表Q/（M3H1）200250300350400450500550H1/M52485261527652955316534153685398H2/M52645286531353445381542254685512利用表27中各点数据绘制出管路特性曲线如图26所示，新、旧管路特性曲线与扬程特性曲线的交点分别为M1和M2，即为新、旧管路水泵的工况点。由图中可知新管的工况点参数为QM1522M3/H,HM1538M,M1079,HSM154M,NM1980KW；旧管的工况点参数为QM2500M3/H，HM2547M,M208,HSM2585M,NM2960KW，因M1、M2均大于07，允许吸上真空度HSM155M，符合规范要求。图26管路特性曲线与泵特性0123456708506478H0N（M）19X（KW）M/H3HNM21SM256校验计算1）由旧管工况点验算排水时间管路挂污后，水泵的流量减小，因此应按管路挂污后工况点流量校核。正常涌水时，工作水泵台同时工作时每天的排水小时数1N1244702805ZZMQHHNQ最大涌水期，工作水泵、台同时工作时每天的排水小时数1N2MAXMAX1244708752056MQHHN即实际工作时，只需3台水泵同时工作即能完成在20H内排出24H的最大涌水量。2）经济性校核工况点效率应满足07908508508068，1MMAX08068。2M3）稳定性校核H52409IH009700630MSY4）吸水管中流速1225/165/90903MXXQVMSSD排水管中流速122/193/90309MPPVMSD吸、排水管中的流速在经济流速之内，故满足要求。注吸、排水管的经济流速通常取1522M/S7、计算允许吸水高度449810,23510,AANAPPPP/NM则允许的吸水高度为2112548004AXXXSMMPLHQGD432549854227091530131736046M8、电机功率计算11360MDHQKN52814KW079式中电动机容量富余系数，一般当水泵轴功率大于DK100KW时，取11；当水泵轴功率为D10100KW时，取1112。水泵配套电机功率为，大于计算值，满足要求。1250DNKW9、电耗计算1）、全年排水电耗MAXAX12360RTNRHQEZWDCM798547216954132701090543KH/Y式中年排水电耗，；EKWH/A水的重度，；3/NM、年正常和最大涌水期泵工作台数；ZNMAX、正常和最大涌水期泵工作昼夜数；ZRA、正常和最大涌水期泵每昼夜工作小时数；ZTMX传动效率，对直联接取1，联轴器联接取095098；C电动机效率，对于大电动机取09094，小电动机取08209；D电网效率，取095；W2吨水百米电耗校验210367MTCDWSYHE。54708190524394KH/T257由工况点验算排水时间正常涌水期和最大涌水期每天必须的排水时间为HQQTZMZ51328421HQNQTM183249021MAXMAX式中工况点流量KS/正常涌水量ZQN3最大涌水量MAX/无论正常涌水期和最大涌水期，每昼夜的排水时间均不超过20小时，符合煤矿井下排水设计技术规定规定。258经济性校核工况点效率应满足。MAX850MMAX790M故经济性满足要求。3、稳定性校核单级平均额定扬程必须大于管路的测地高度。MIHC53824902894、计算允许吸水高度取，则允许的吸水高度为PAPA41PAPN4103/1089MN245280XXXMQDLGH36082701936087941894524523M83126电动机功率计算根据工况参数，可算出电机必须的容量为MDHQKN3601794289KW52根据产品样本取。KND63027电耗计算271全年排水电耗3601MAXA2RTNRHQEZDCM7018429519501849YHKW/082456式中、年正常和最大涌水期泵工作台数；ZNMAX、正常和最大涌水时期泵工作昼夜数；ZRAX、正常和最大涌水时期泵每昼夜工作小时数；ZTM、电机效率，电网效率，传动效率。DC272吨水百米电耗校验CDCMTHE21067328950981/504THKW第三章水泵房及水仓31泵房位置泵房设在150井底车场，与井下中央变电所相联，并用防火门隔离。泵房设有两个出口，一个与井底车场连通的水平通道，这个通道设一个即能防火又能防水的密封门，另一个通道用斜巷通到付井井筒，其出口高度高出井底车场8米，泵房的地面高度应高出井底车场05米，并向吸水井侧有1的下坡。32泵房尺寸根据煤矿安全规程规定，水泵房至少有2个出口，一个出口用斜巷通到井筒，并应高出泵房底板7M以上；另一个出口通到井底车场，在此出口通路内，应设置易于关闭的既能防水又能防火的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门。泵房轮廓尺寸应根据安装设备的最大外形、通道宽度和安装检修条件等确定。321泵房的长度1NLL式中水泵的台数；N水泵机组（泵和电机）总长度；LA水泵机组的净空距离，一般取1520M。1NLM73645322泵房的宽度321BB式中水泵基础宽度；1B水泵基础边到有轨道一侧墙壁的距离，一般取1520M；2水泵基础边到吸水井一侧墙壁距离，一般取0810M。3B321BB907843M故泵房宽度取4M。323泵房的高度水泵房的高度应满足检修时的起重要求（一般取3045M）和水泵工作轮直径的尺寸要求来确定。当工作轮直径时，泵房的高度为45米，因为200MD436工作轮直径MD3501为450MM，故取45M。当工作轮直径时，取泵房的高度为3米。133水仓的确定根据煤矿安全规程规定，在井底车场建二个水仓，即建一个主仓，建一个副仓，当一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。水仓的断面采用了拱形断面。341水仓容量的确定按能容8小时正常涌水量的要求设计，为了使矿水中的大部分颗粒沉淀于仓底，水仓中的水位以小于0005米/秒的速度在仓中流动，而且在水仓中的流动时间应小于6小时。水仓巷道长不应小于108M，即，取水仓的长度115M。MVTL10865360水仓容量4285MQTV第四章节能方案设计煤矿主排水设备能耗量在整个矿井生产费用中占有相当的比重，寻求节能途径、提高设备运转的经济性，在矿井生产中有着特殊的意义。现就某矿主排水设备节能运行方案进行论证。41无底阀排水取消吸水管底阀，改用无底阀排水。取消底阀后，吸水管阻力减小，使吸水管路阻力系统降低，气蚀工况点向大流量区移动，增大了水泵的安全工作区，有效地防止了气蚀产生，保证了水泵的安全运行；其次可以提高管路效率，降低电耗；再则还可以避免由于该矿水泥沙较大而经常发生的底阀堵塞故障。由上可知，取消吸水管底阀，改用无底阀排水，在经济上是合理的，在技术可行的。在采用无底阀排水的基础上，再进行泵、管的合理联合运行，能取得更为明显的经济效益。42“绿色”流水通道每年雨季来临时，工作面先后进入顶板富水区，采面平均涌水量120M3/H，涌水从切巷及两巷携带大量粉煤进入110M运输大巷和100M回风大巷，虽然经过2000M的水沟进行沉淀后进入水仓，但不仓仍然需15D清挖一次。随着涌不量的增加，煤粉的沉淀速度远大于清挖的速度，“绿色”流不通道的设计及施工势在必行。421“绿色”流水通道的设计目的如果矿井水仓中的内环因沉淀物淤满，而外环正在清挖时，将“绿色”流水通道内的配水阀门打开，让矿井所有涌水，不直接由乘人车场进入中央泵房配水井，从而保证正常排水，为外环水仓清挖工作赢得宝贵的时间当外环水仓清挖完毕后，及时关闭水阀门，执行原来的排水程序，然后再清挖内环水仓。422“绿色”流水通道的设计从乘人车场处开口向中央泵房施工32M的流水通道，采用锚网喷支护，半圆拱1M1M水沟与中央泵房的5吸水井相通（如图41所示）。按照煤矿安全规程第二百七十九条规定，通道应设密闭门，但考虑泵房已有条通道，能够保证设备正常出入，密闭式挡水墙比密闭门更安全。在通道中部设置一道1M厚的挡水墙，并在墙下水沟内安装一个的阀门用于控制水量。M1012376891045图41“绿色”流水通道剖面示意图1、乘人车场2、“绿色”流水通道3、挡水墙4、中央泵房5、1000M钢管6、配水阀门7、8、水沟9、配水巷、10、配水井423配水阀门的改造配水阀门外侧连接一节1000MM长的高度钢管，钢管外侧沿径向按500MM间距焊接的螺纹钢筋。M502424挡水墙的施工首先在配水阀门安装位置向巷道断面四周掏500MM壁槽，并按800MM的间距安装两排的树脂锚杆，锚杆外露500MM，C25砼浇灌前将锚杆外露部分与配水阀门M20上焊接钢筋及预埋钢筋之间捆扎牢固，确保浇灌后的挡水墙与通道巷壁浑然一体。425使用效果通过“绿色”流水通道，使涌水量大、水仓清挖速度慢、水文地质复杂的矿井，能够增强矿井抵抗水灾的能力，为矿井安全生产开启一盏绿灯。“绿色”流水通道只是应急的通道，从矿井的长远考虑，需要改进水仓的清挖方式来加快其清挖速度，也可将水仓扩容来延长其淤满的时间，从根本上解决矿井的排水安全问题。43水仓自动清挖根据煤矿安全规程规定要求，在每年雨季来临之前，必须对水仓的作业方式为人工清挖，水仓清挖不彻底，一直困扰着煤矿清仓难题，中国矿大研制开发的MSQ4型水仓自动清挖设备，通过在水仓清挖试验，取得了很好的效果。431水仓清挖常用的几种方法人工清挖首先用主排水泵把水仓中浓度较稀的煤泥水抽排掉，然后采用人工的方法用铁锨及桶等工具将水仓煤泥水装入矿车中，或采用泥浆泵抽排装矿车，经斜巷绞车运至大巷，由电机车外运升井，设备投入大，使用车皮多，运输环节复杂，占用人员多，工作量大，清挖时间长，致使井上下沿途淤泥积水，污染运输环境。井下巷道晾干在井下水仓吕浠煤泥抽排后，通过污水泵将水仓中煤泥水抽排到同一水平废弃的巷道沉淀晾干，再用人工清挖运到地面，周转时间长，工人劳动强度大。水仓粗煤泥清挖机通过专用泵抽排煤泥水到振动脱水设备进行脱水。此方法解决了大于01以上煤泥水的处理仍不能解决。煤泥自动间装车机通过机械螺旋叶轮与刮板机的组合，整机沿着轨道自动向前行走，把水仓煤泥中的煤泥水输送到矿车中，不能解决煤泥水脱水问题，存在着运输量大、污染环境等问题。以上各种煤泥清挖处理，不能真正解决煤矿井下水仓煤泥处理问题，存在着劳动强度大、污染环境、使用车皮多、运输环节复杂、细颗粒煤泥无法解决等问题，这些问题严重影响着煤矿安全文明生产。432MSQ4型水仓自动清挖设备组成MSQ4型水仓自动清挖设备由清挖设备、过滤缓冲设备、加压设备、煤水分离设备组成。MSQ4型自动清挖设备技术参数（）水仓清挖系统型号MSQ4型（）回收粒度015（）清挖速度TH1（脱水后）（）装车最大高度1200（）入料浓度2545含煤泥量（）回收后煤泥水份含量含水量25（）电源电压380/600（）最大设备外型尺寸（长X宽X高）4380X1600X2400（）适用于水仓长度M40433水仓清挖工艺流程图过滤缓冲设备加压设备煤水分离设备矿车清挖设备煤泥水仓另一水仓434工作原理该水仓自动清挖处理设备由清挖设备从煤矿井下水仓搅抽煤泥水，并通过排水管排入过滤、缓冲装置，煤泥水在过滤、缓冲装置作用下，过滤掉大颗粒物料，形成稳定的细物料从底口由加压泵抽排出，进入脱水设备，煤泥水混合物在煤水分离设备作用下，使水、煤混合物分离，水经溢流管排出后回流到另一水仓，再由主排水泵抽出，煤水分离设备中的煤饼进入矿车装车。435应用效果人工清挖效率低，采用MSQ4型矿井水仓煤泥自动清挖系统后，实现了清挖的自动化作业，从给料加压开始至脱水装车整个循环时间约20MIN，平均每小时能装车，每班仅需要人作业，减少人员，降低了工人的劳动强度，提高了清挖效率，缩短清挖周期，减少用工投入，减少费用。水仓清挖彻底，延长了清挖周期，减少水泵大修费用，改善了水质，提高了大泵运行效率，降低了吨水百米电耗，降低电费。采用MSQ4型矿井水仓煤泥自动清挖系统简化运输环节，减少车皮占用，增加了副井提升能力。煤泥不需要升井干燥，在井下即可回收，提高了煤泥回收率，保证了井上、下运输过程环境不受污染，有较明显环境效益。人工清挖时需25KW绞车部，25KVA综保台，80N开关台、照明综保台及语言电铃、信号电缆等，采用该系统，减少了设备投资。45水泵高压群控软启动水害威胁煤矿安全生产的重大灾害，矿井排水工程是保证煤矿安全生产的前提，排水设施的先进与否更是直接影响煤矿安全生产的重要因素。目前，国内大功率电机启动方式普遍采用串电抗器启动，该控制方式启动特性硬，对电网冲击大，启动特性差、操作繁琐、事故率高、启动电流大、不便维修、长期存在不安全隐患。近年来，随着电力电子技术的发展，软启动技术有了很大的进步，软启动技术可靠性越来越高。作为一种安全可靠的启动装置，它不仅可以实现整个启动过程中平滑、无冲击，而且可根据电机的