矿井排水设备选型设计课程设计.doc

龙岩学院资源工程学院课程设计题 目：矿井排水设备选型设计姓 名：xxx学 号：xxxxx班 级：采矿工程年 级 : 2010级指导老师 :xxxxx老师2013-7矿井排水选型设计1、设计题目某矿正常涌水量为210m3/h，最大涌水量为290m3/h，矿水为中性、密度为1050kg/m3，竖井排水，井深200m，试选择水泵型式，确定台数，确定排水系统，选择管径、管材，验算排水时间，判别工作稳定性。2、矿井排水系统确定矿井主要根据第一水平情况进行设计，采用集中排水系统，对其它水平只作适当地数目。矿井排水系统见图31。图31 矿井排水系统简图排水系统：主排水设备设置在第一水平，第二水平的涌水量由辅助排水设备排至上一水平的水仓中。然后由主排水设备排至地面。3、排水设备选型计算1水泵型号及台数水泵最小排水量的确定正常涌水量时： QB1.2Q m3/h式中：QB水泵最小排水量，m3/h；Q矿井正常涌水量，m3/h；由此：QB1.2210 252 m3/h最大涌水量时：QBr 1.2 QBr m3/h式中： Qr矿井最大涌水量，m3/h；由此：QBr1.2290 348 m3/h水泵扬程的计算式中：排水高度，取井筒垂深，m；吸水高度，取5m；管道效果，竖井取0.890.9；所以： 450m水泵形式及台数的确定根据水泵扬程和矿井正常涌水量，从产品样本中选择额定值接近所需值的水泵，水泵型号选250D607型，额定流量330 m3/h，扬程420m，转速1480rpm，吸程6.2m，效率73，配带电动机型号JKZ1250型，容量850KW，外形262012001210，自重3500kg。水泵台数的选择：根据安全规程规定：必须由工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70。工作和备用水泵的总能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。正常涌水量工作水泵的台数：式中：所选水泵的额定流量，420 m3/h； 0.76取1台。备用水泵台数：700.7取1台。最大涌水量时水泵工作台数： 1.05取1台。并且1+2，满足要求。检修水泵台数250.25取1台。水泵总台数为：+ 1+1+1 3 台2管路的确定管路趟数的确定安全规程规定必须由工作和备用的水管，其中工作水管的能力应配合工作水泵在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量，工作和备用水管的总能力，且能配合工作和备用水泵在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量，因此，设计中主排水管敷设两趟，一趟工作，一趟备用。管径计算排水道管径：dp= ，m式中：v 排水管流速，v1.2.2m/s取v2m/s；所以：dp= 0.241m查表，选用外径为276mm的标准无缝钢管，壁厚16mm，内径241mm。吸水管直径：，m；由此：0.266m查表，选用外径为299mm的标准无缝钢管，壁厚17mm，内径266mm。由于垂高小于400m时，可选用壁厚度最薄的一种，且不必验算。3管道特性曲线，确定工况点最大吸水高度的计算 ，m式中：产品样本上给出的允许吸上真空度，m（取额定工况时的）吸水管中流速，m/s； ，m/s所选标准吸水管的内径，m；吸水管的阻力损失，m； ，m查表可知，因266mm，故19.3，0.0270，取10m由此： 2.82m最大吸水高度： 3.24m求管道特性方程，绘制管道特性曲线式中：排水管阻力损失，m；排水管沿程阻力系数；排水管中流速； ，m/s；所选标准排水管内径，m；排水管上各管件局部阻力系数之和；排水管长度，m；泵房里最远一台泵排水管长，取20m；斜巷内排水管长，取20m；井管内管长，取井筒深；地面上排水管长，取20m；所以： 20+20+400+20 460m查表，因241mm，故0.0276。0.084+3.5+83+31.5+1.14+13+540.51又因为： 2.01m/s所以： 166mH405+1.7（2.82+166+1） 438.1m管道阻力系数：式中：所选泵的额定流量，m3/h；所以： 3.039则管道特性方程为：取不同的Q值，求得相应的值列表如下：Q m3/h0100200300400500H m405408.039417.1432.3453.6480.9确定水泵级数及工况点水泵级数：iH/Hk438.1/607.3式中：Hk所选水泵一级额定扬程，m；由上计算结果决定选七级水泵。工况点参数：412 m3/h，0.73，93Kw，=435m。所选的水泵管道特性曲线见图33。图32 水泵管道特性曲线.4校验计算验算排水时间及排水管中的流速正常涌水时： 12.9220h最大涌水时：17.84620h排水管中的实际流速： 2.38m/s校验水泵经济性和稳定性经济性： 式中：水泵额定工况时的效率