毕业设计（论文）-矿井排水设备选型设计.doc

华北科技学院毕业设计(论文) 目 录摘要11绪 论21.1 矿水来源及涌水量21.2 离心式水泵的分类22 设计必备的原始资料和设计任务42.1 设计的原始资料42.2 设计任务43 排水设备选型计算51.1 设计依据53.2 排水设备方案53.2.1 泵应具有的排水能力53.2.2 工作，备用，检修水泵工作能力53.2.3 估算水泵必须的扬程63.2.4 排水设备初选63.2.5 水泵的台数73.3 选择水管103.3.1 排水管选择计算103.3.2 管壁厚度的计算103.3.3 吸水管的确定123.3.4 估算管子的长度133.4 确定工况143.4.1 计算管路特性143.4.2 管路阻力系数163.4.3 确定工况173.4.4 校验排水时间183.5 计算水泵装置效率193.6 选择电动机和配电设备203.8 基本投资设备购置213.9 基本投资安装工程223.9.1 计算折旧费233.9.2 年工资费243.9.3 维修费264 确定泵房、水仓和管子道尺寸并绘制泵房布置图294.1 估算泵房尺寸294.2 基础尺寸294.3 泵房尺寸304.3.1 泵房宽度304.3.2 泵房长度304.3.3 泵房高度314.4 水仓、水房及吸水井的尺寸324.4.1 水仓尺寸324.5 吸水井尺寸324.5.1 分水沟及水仓接口高度334.6.1 横向尺寸344.6.2 立管尺寸354.7 起重梁354.8 管子道和管子间355 离心泵结构和特点365.1 概述365.2 离心泵的工作原理、分类、型号及结构365.2.1 离心泵的装置及工作原理365.2.2 离心泵的工作原理375.3 离心泵的气蚀375.4 离心泵的分类375.4.1 单级双吸离心泵385.4.2 按叶轮数目分385.4.3 按离心泵扬程分395.4.4 按泵的用途和输送液体性质分类395.5 离心泵型号及结构395.5.1 离心泵的型号395.5.2 单级单吸离心泵的特点405.6 离心泵的主要零部件405.6.1 叶轮405.6.2 泵轴415.6.3 轴套415.6.4 轴承42总 结43参考文献44致 谢45矿山排水设备选型设计摘要本课题的主要内容是矿山排水设备的选型设计及压水室形状对水泵性能的影响。在此课题的设计过程中，主要运用分析、比较等方法，根据矿井安全生产的政 策，法规，应用历史设计经验，结合煤炭行业发展现状，以安全可靠为根本，以投入少、运行费用低为原则的设计指导思想来进行综合设计的。本课题来源与工程实际，因此在设计的过程中，通过多种渠道掌握给排水行业最新信息，初步选择排水方案并对设备选型，进行相关计算，确定设备工况，然后通过 校验水泵的吸水高度、排水时间，以及对各方案水泵装置效率的比较，排除不合理的方案，最后再对方案进行经济核算以确定方案的合理性。有关压水室的专题方面的讨论，进一步优化了水泵的整体结构设计。关键词：排水系统；水泵；工况点1绪 论1.1 矿水来源及涌水量在矿井建设和生产过程中，涌入矿井的水流称为矿水。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。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 (1-1)式中 q绝对涌水量； T同期内煤炭日产量。排水设备主要包括：水泵、配套电机、管路、泵房、管子道、水仓及电控设备等。1.2 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(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 (3) 中开式水泵4. 按泵轴的位置分(1) 卧式水泵 (2) 立式水泵1.3 设计的指导思想排水设备的选择要以选出的排水设备在整个矿井服务期限中都可以按有关规定的要求排除矿井涌水为原则。排水系统的选择、设备的选型，以选出的整个系统在整个矿井服务期限内均能按有关规定的要求排除矿井涌水为原则，尽可能做到安全可靠，投资少，运行费用低，自动化程度高，维护方便。为了改善煤矿生产条件，提高设备运行的安全性、稳定性，设计过程中还要注重科技发展新成果的合理应用。2 设计必备的原始资料和设计任务2.1 设计的原始资料(1) 竖井开拓，井口标高 58.00m ，水平标高 260.00m ；(2) 正常涌水量6.20m3/min ，最大涌水量 9.27m3/min ；(3) 正常涌水期按 300 天，最大涌水期按65天 ；(4) 矿水中性，矿水密度1020kg/m3 ；(5) 服务年限 30 年；(6) 矿年产量 105 万吨。2.2 设计任务(1) 确定合理的排水系统； (2) 选择排水设备；(3) 绘制水泵房布置图； (4) 设计说明书；(5) 论述专题：泵的结构及特点。3 排水设备选型计算1.1 设计依据设计原始资料：某矿井，年产量105万吨，竖井开拓，井口标高+58.00m，水平标高-260.00m，正常涌水量6.20m3/min，最大涌水量9.27m3/min，矿水中性，矿水密度1020kg/m3，正常涌水期按 300 天，最大涌水期按65天计算，服务年限为30年。3.2 排水设备方案3.2.1 泵应具有的排水能力依据矿井安全规程，水泵应具备以下排水能力： 正常涌水量: 最大涌水量: 3.2.2 工作，备用，检修水泵工作能力 备用水泵的工作能力： (3-1)取二者较大值：检修泵组的工作能力：式中 正常用水量，m3/h ； 最大用水量，m3/h ； 工作水泵的排水能力，m3/h ； 工作水泵组合备用水泵组的总工作能力，m3/h ； 工作水泵和备用水泵的排水能力，m3/h ； 检修水泵的排水能力，m3/h ；3.2.3 估算水泵必须的扬程 (3-2) 式中 排水高度， m ； 泵排水高度暂取井筒高度 m ； 吸水高度，取 m ； 管子高出精通的深度，取 m ； 管路效率，对于竖井取 ；对于斜井，当倾角 时，取 ；当 时，取 ；当 时，取 （一般取较大者为宜）。3.2.4 排水设备初选根据以上参数，参照泵产品样本可初步确定该矿井所需水泵的型号为：表3-1型号流量 Q (m3/h)扬程 H (m）单级扬程 （m）单级零扬程 （m）级数 D280-65280397.565716D300-6530039065746 参照泵产品样本可知D280-655,D300-655的参数如表3-2所示。表3-2 D280-655、D300-655的参数型号流量扬程转速轴功率配带电动机效率必需汽蚀余量轮名义直径泵重QHnPa功率型号m3/Hmr/minkWkW%mmD280-655280397.51480430450Y400L-47043.3530552D300-6553003901480419440Y355L-4764 352000以上两种泵的性能曲线如图41所示： 3.2.5 水泵的台数当q50 m3/h时，而且一台水泵能满足排水要求时，取水泵台数=2；当q50 m3/h时，需要设置三台水泵时，先按求出水泵能力；表 3-3工作水泵备用水泵检修水泵排水量446.4372.48111.65以上，和分别为工作，备用和检修水泵的能力，则所需水泵的台数为； ， ， （3-3）式中 ，及分别为工作，备用和检修水泵台数。 Qm 水泵的额定流量。 水泵总台数=+=5表 3-4D280-655D30065522221155 a) 注意：当工作水泵超过4台时，应适当增加检修水泵，同一泵房内最好选用同一型号和规格的水泵。 b) 其管路系统布置如图图3-2a 1) 图3-2（a）是三台泵两趟管路的布置方式。一台水泵工作时，可通过其中任一趟管路排水，另一趟管路备用；两台水泵同时工作时，可分别通过一趟管路排水。 图3-2 四台水泵管路布置方式（b） 2）图3-2(b)是四台泵三趟管路的布置方式，正常涌水时期两台泵工作，可通过其中任意两趟管路分别排水，另一趟管路备用，最大涌水时期三台泵工作可各用一趟管路排水。 五台水泵管路布置方式五台水泵三趟管路的布置方式，正常涌水时期两台泵工作，可通过其中任意两趟管路分别排水，另一趟管备用；最大涌水期四台泵工作，三趟管路排水，泵在并联管路上工作。 根据上述规定，对于此设计中的D280-656 ，5台水泵，敷设3趟管路，其管路系统布置如上图所示；对于D300-656 ，5台水泵，敷设3趟管路，管路系统布置图如上图所示。3.3 选择水管3.3.1 排水管选择计算管径计算根据矿井安全规程相关规定，管径常按经济流速计算；根据公式 排水管管径计算可得：表 3-5 型 号D280-655D300655额定流量 (m3/h)280 3000.2570.2120.2660.22式中 排水管计算内径，m。3.3.2 管壁厚度的计算 （3-4）式中 管径， cm ； 水管工作压力， ， ； 方案一自标准GB/T 8163-2008查得外径为245mm的无缝钢管管壁厚度中有8、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚8mm试算，此时，所需壁厚：求得壁厚为8mm可以满足要求，排水管采用方案二 自标准GB/T 8163-2008查得外径为273mm的无缝钢管管壁厚度中有8、 9、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚8mm试算，此时，所需壁厚：求得壁厚为 9mm 可以满足要求，排水管采用方案三 自标准GB/T 8163-2008查得外径为299mm 的无缝钢管管壁厚度中有8、9、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚8mm试算，此时，所需壁厚：求得壁厚为 9mm 可以满足要求，排水管采用方案四 自标准GB/T 8163-2008查得外径为325mm的无缝钢管管壁厚度中有8、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚8mm试算，此时，所需壁厚：求得壁厚为 10mm 可以满足要求，排水管采用 综上可得，各水泵的排水管规格如下表 3-6型号D280-655D300655方案一方案二方案三方案四排水管规格（mm）245827392999325103.3.3 吸水管的确定根据矿井安全规程第2138条,管径常按经济流速Vx=0.81.5m/s计算； (3-5)计算可得 表3-7 型 号D280-655D300655额定流量 (m3/h)2803000.3520.2570.3640.266查手册根据GB/T 8163-2008可得壁厚与排水计算一样；表 3-8型号D280-655D300655方案一方案二方案三方案四吸水管规格（mm）27382999299932510无缝钢管 （GB/T 8163-200）（mm）表3-9外径壁厚外径壁厚外径壁厚外径壁厚323842455054576063.56870732.58.02.58.02.510.02.510.02.510.03.011.03.013.03.014.03.014.03.016.03.016.03.019.0768389951021081141211271331401463.019.03.524.03.524.03.524.03.528.03.528.04.028.04.032.04.032.04.032.04.536.04.536.01521591681801942032192452732993253514.536.04.536.05.045.05.045.05.045.06.050.06.050.07.050.07.050.08.075.08.075.08.075.03774024264594654805005305505606006309.075.09.075.09.075.09.075.09.075.09.075.09.075.09.025.09.025.09.025.09.025.09.025.03.3.4 估算管子的长度水泵管路布置图排水管道长度可估算为： 取 ；式中 水流经泵房内排水管的长度，一般取=2030m ； 管子道中的管子长度，一般取=2030m ； 井口出水管长度，一般取=1520m 。吸水管长度 。3.4 确定工况3.4.1 计算管路特性 若考虑管路内壁结垢管径缩小阻力加大，则可利用公式 由原始数据资料可知324m，取K=1.7,排水管长 吸、排水管的局部阻力系数，如下图表3-10中所示。1.吸，排水管沿程阻力系数分别为： （4-6） 表3-10管件局式中 管子内经； 绝对粗糙度去0.15 cm 。部阻力系数名 称简 图局 部 阻 力 系 数 闸板阀x/d1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4，7/8，197.8，17，5.52，2.06，0.81， 0.26，0.07，0.01止回阀70，60，55，50，45，401.7，3.2，4.6，6.6，9.5，14续表3-10底阀（带滤网）mm75，100，150，200，250，300，350，4008.5，7.6，6，5.2，4.4，3.7，3.4，3.1渐缩管0.1扩大管0.2 ， 0.5 ， 0.60.7 ， 0.80.9弯头弯头 三通对于D280-65水泵 （1）选用2458为排水管时：0.033 选用2738为吸水管时： 0.0318（2）选用2739为排水管时：0.03018 选用2999为吸水管时0.0308对于D300-65水泵 （1）选用2999为排水管时：0.0308选用2999为吸水管时： 0.0308（2）选用32510为排水管时：0.0302 选用32510为吸水管时： 0.0302式中 排水管路沿程阻力系数； 吸水管路沿程阻力系数。3.4.2 管路阻力系数管路阻力系数可用下式计算： （3-7）将上述这些已知数，带入上式公式：对于D280-65水泵 （1）选用2458为排水管，2738为吸水管时： R=1.67（2）选用2739为排水管，2999为吸水管时： R=7.212 对于D300-65水泵（1）选用2999为排水管，2999为吸水管时： R=1.16 （2)选用32510为排水管,32510为吸水管时: R=6.2 则管路特性方程依次为：3.4.3 确定工况由以上方程就可以在水泵性能区线图上绘出管路特性曲线。参照水泵的流量范围，选取几个流量值，分别计算排水所需扬程。对于D280-65水泵在选取管2458做为排水管时,表3-11Q，m3/h0100200250300350H1, m323326.84335.35342.88348.56357.79H1/6 m54 54.55657.155860在选取管2738做为排水管时有：表3-12Q，m3/h0100200250300350H2, m323324.05 324.1324.125324.15324.18H2 /6 m5454.0154.02554.0354.03354.05对于D300-65水泵在选取管2999做为排水管时,表3-13Q，m3/h0100200250300350H1, m323324.97330.88335.3340,73347.13H1/6 m54 54.1755.1455.8856.7957.85在选取管32510做为排水管时有：表3-14Q，m3/h0100200250300350H2, m323 324.07 324.12324.125324.15324.175H2 /6 m5454.0154.0254.0254.02554.03由上表可知：D280-65水泵在选取管2458做为排水管时,D300-65水泵在选取管2999做为排水管时,符合规程要求3.4.4 校验排水时间(1)D280-65水泵在选取管2458做为排水管时在正常涌水期每天所需排水时间为Tz1= 24qz/n1Qm1 =246.260/2330 （3-8）=13.52h 在最大涌水期每天所需排水时间为Tmax1= 24qmax/(n1+n2)Qm1 =249.2760/3330 （3-9） =13,48h (2)D300-65水泵在选取管2999做为排水管时在正常涌水期每天所需排水时间为 Tz1= 24qz/n1Qm1 =246.260/2380 =11.75h在最大涌水期每天所需排水时间为 Tmax1= 24qmax/(n1+n2)Qm1 =249.2760/3380 =11.7h经校验排水时间均小于20h，符合煤矿安全规程规定3.5 计算水泵装置效率 排水设备主要由水泵、电机、管路、电控设备等组成。排水时的装置效率定义为：输出地有益能量与装置输入的能量之比，其比值用表示，且,则装置效率为 （3-10） 式中 水泵工况点效率，81%； 管道效率，98%； 电机效率，92%； 传动效率，98%。 其他符号意义同前所述。 为确保排水设备经济运行，对竖井其装置效率，；对斜井其装置效率，。 根据上式，在合理工况中，分别计算出装置效率，选出装置效率较高的泵和管路系统作为优选排水设备，从而确定水泵型号、台数、管路系统及其布置方式。若电机效率d=0.92, 工况效率m1=0.78，管路效率 g1=HC/Hm1=323/330=0.97，则装置效率为： z1=m1dg1c=0.780.920.970.98 =0.68(z0.6)若工况效率m3 =0.76，管路效率g3=HC/Hm3=320/380=0.85,则装置效率为： z3=m3dg3c =0.80.920.850.98 =0.61(z0.6)由此可选定 D280-65型水泵5台，排水管路选 GB/T 8163-2008-2458 管 两趟，吸水管规格为GB/T 8163-2008-27383.6 选择电动机和配电设备 由于水泵的电动机通常由厂家配套供应，所以水泵装置在工业利用区内运转时，可以不进行电动机容量的验算，按下式求出电机所用的容量： （3-11）求得，电机容量为149KW 。配电设备包括控制设备和启动设备。由于一般情况下主要水泵房与井下中央变电所联建在一起，水泵的直接起动设备都放在变电所内，故而应与变电所的配电设备选择同一系列。起动水泵时在变电所操作，泵房内设停止按钮。为了便于控制，可在泵房和变电所之间设联络信号。对于降压起动设备或饶线型电动机的转子控制的选择根据相关文献规定，通常电压在600V以下，电机容量在150KW以下时，采用QC83防爆启动器QJs型自降压起动器，容量在150300KW时，可采用XTO系列自减压起动器或GTTX-61型系列综合起动器；若为6KW高压鼠笼型电动机，可采用GKF-H1起动柜和QKSJ系列电抗器；或采用QZQ-6A型、KRG-6A型高压综合起动器。饶线型电动机可采用BP系列频敏变阻器和BU1型油浸起动变阻器。3.7 经济指标概算3.7.1 年电耗由于正常涌水期和最大涌水期各泵的工况参数相同，则年电耗为E=（nzrzTznmaxrmaxTmax）= 1.55kw （3-12） 式中 1.05辅助用电系数； 矿水重度，N/m3 ； Q工况流量，m3/h； H工况扬程，m； 水泵工况效率； C传动效率； d电机效率； W电网效率，一般可选取W=0.95-0.97； nz ,nmax 正常和最大涌水期水泵工作台数； rz ,rmax 正常和最大涌水期水泵工作天数； Tz ,Tmax 正常和最大涌水期水泵工作时间。3.8 基本投资设备购置根据煤炭部门相关概算指标计算，时间价差调整；地面建筑工程乘以1.3；矿建工程乘以1.2。机电设备价格根据现行出厂价格计算（设备运杂费6%，材料运杂费8%）。按上述方法计算的方案二设备购置费用见下表：表 3-15 设备购置费 项目 类别设备费分计总额（万元）名称单价（元）数量机电设备水泵5.68544电动机JSQ-1512-64.683配电设备KRG-6A 型高压综合起动器13.1113.1续表3-15排水管路无缝钢管245865.2/m445310.5钢管管件0.2/组3总额(万元)（考虑运杂费）74注：表中数据在水泵样本等，及附录b中查得3.9 基本投资安装工程按照设备总值的百分率计算，不同类型的设备，其百分率有所不同。作为概算，设备安装工程费（包括水泵、电动机、三阀及真空泵等）按设备价格总值的40.6%（其中，材料费为36.4%，安装费为4.2%，工人工资占安装费中的35%），外加工资调整58%（按安装工资计算），施工管理费率为24.1%（工资总额）。配电设备安装费：对于高压鼠笼型电动机所配属的安装费率为11.2%，其中工资占安装费的18%，外加工资调整和施工管理费（计算方法同前）。对于排水管路安装费率，可根据相关文献（文献2）计算，工资调整和施工管理费仍按前述方法计算。此外，辅助车间服务费，按照井筒中管路安装费的28%计算。按上述方法计算的方案二的安装工程费用见下表：表3-16 安装工程费 项目 类别设备安装（万元）外加工资调整（万元）施工管理费（万元）总额（万元）机电设备24.360.5123.3528.22配电设备1.470.15312.623排水管路4.817.913.7辅助车间服务费19.8总额64.343基本投资井巷工程井巷工程概算（包括泵房硐室、管子道、水仓绞车房、硐室及水仓），按下计算：地区系数：取1.09；地区单价基价地区系数；直接定额费数量地区单价；辅助费：通常按直接定额费的百分率制定，可选自5（井巷工程辅助费概算指标）；施工管理费：按（直接定额费井巷工程辅助费）29.86%； 经济指标总造价/数量； 其中水仓为一般硐室，泵房硐室、水仓绞车房为特殊硐室，管子道为斜井井筒。表3-17 井巷工程费工程名称技术特征单位数量单价（万元）总分（万元）经济指标（万元）基价地区系数地区单价直接定额费辅助费施工管理费合计泵房硐室63.61.093.923.42414.261.610.3管子道13.51.093.83.83.92.31010水仓绞车房13.51.093.83.83.92.31010水仓253.51.093.89597.457.5249.910注：基价：根据工程性质及技术特征，得出指标1.2；3.9.1 计算折旧费 折旧费=设备费（年折旧率-回收率/使用年限）+ 安装工程费年折旧率 +井巷工程费年折旧率 年折旧费列于下表：3-18 年折旧费 项目 类别设备购置费（万元）安装工程费（万元）井巷工程费使用年限年折旧率(%)回收率(%)年折旧费(万元)机电设备及其配电设备73.130.843109.649.69排水管路（含辅助车间服务费）10.533.5156.2762.72清理水仓及管子道绞车2519.240.368起重机24303.2720.77水仓辅轨2.88155.33200.115水泵房、绞车房71.62542.864管子道、水仓259.925410.396总计26.9基本投资=设备购置费+安装工程费+井巷工程费基本投资=66.3+64.343+（61.6+10+10+249.9）= 462.143（万元）3.9.2 年工资费工资应包括基本工劳动定质量及工资 1）司机定员：按水泵运转台数，每天三班作业配备。在册系数按井下工人1.3，见下表： 表3-19 维修工人定额水泵台数（台）班/日每日出勤人数每日在册人数技术等级33345536852）维修工人数：按下表确定，工资等级按井上。井深（H)单位正常涌水量300450450700100015002000500550300450450700100015002000水 泵 台 数（）357811357578200 400人11222400600人11223600800人1122233）工资:包括基本工资、辅助工资和附加工资 煤矿工人基本工资标准见下表：表3-20 煤矿工人基本工资标准工资等级（与技术等级对应）月工资31200414004.5150051800 辅助工资：辅助工资包括津贴、奖金、病伤假工资及其他，按照基本工资的百分数计算，井下工人按70%，地面工人按42%计算。 附加工资：井下和地面工人的附加工资按占基本工资和辅助工资之和的13%计算。4）具体计算 具体情况： 3台、3台水泵，查表3-37司机定员列于下表：表3-21 司机定员 项目水泵台数（台）班/日每日出勤人数每日在册人数技术等级数量53345 结合具体情况：井深343.3m，涌水量240，分别为3台水泵，查表3-38维修工人情况列于下表：表3-22 维修工人定额类别人数技术等级数量14.5 根据3)中工资计算方法和标准，进将两方案的工人工资情况列于下表：表3-23 工人工资汇总 工资类别 基本工资 总计（元）辅助工资总计（元）附加工资总计（元）月工资总计（万元）年工资总计（万元）数量15900107103459.33.0136.123.9.3 维修费年维修费，包括大、中、小修及日常维护所需的必要配件维修及材料消耗数量。可根据国家颁布的矿山机电设备配件和维修材料定额制定，配件价格根据厂家提供的出厂价格，参考文献4；清理水仓绞车维修费用，当采用JD10型绞车时，其维修费用按343元/年计算；清理水仓绞车钢丝绳维修费按559元/年计算；其余材料费是指电动机、电控设备的配件和维修材料消耗量，按水泵配件费和材料费总额的5%计算；水泵维修费规定为：水泵计算维修费的台数同时工作台数1.33 ，作为概算，水泵维修费=水泵出厂价格数量年维修率（%），不同型号水泵年维修率参见下表；表3-24 不同型号水泵年维修率 项目泵型号单位数量年维修率（%）150D30型台127200D43型台115.3200D63型台118250D60型台116.5DQ280100型台1176GD67型台116排水管路维修费：按不同管径，管路维修费=每米长度维修率（%）（见下表）管子每米单价管路总长度（m）：表3-25 排水管路维修率无缝钢管（mm）单位数量维修率159m10.28194m10.29219m10.29273m10.31299m10.32325m10.33351m10.331） 已知采用JD10型绞车，D280-65型水泵，两台工作水泵，出厂价同表3-25；排水管径为325 ，三趟管路，每趟按445m计算，单价同表3-25。其他费用是工程不可预见费，即S5 = CAS3 其它支出=36.1215%=5.4（万元）式中 CA其他费用占工人工资的比例，一般可取为15。3.9.4 年排水费 年排水费S=折旧费+年维修费+年电费+年工资+其他支出 年排水费=26.9+7.32+426.62+36.12+8.7=505.66 （万元）3.10 电动机的选型所选水泵工作在工业利用区，可直接选用水泵厂家提供的配套电动机，型号为： JSQ-1512-6型高压三相高速鼠笼异步电动机 其参数如下表：表3-26额定功率KW额定电压V额定电流效率总电阻转速r/min78060009095.71.8414804 确定泵房、水仓和管子道尺寸并绘制泵房布置图4.1 估算泵房尺寸水泵房的主要尺寸，必须遵守矿井安全规程243条的规定。通常泵房的设备都是采用一条轴线布置法，下图所示为主要排水泵房布置总图，该图上的各部分尺寸可以逐项计算如下： 图4-1 三台水泵两趟管路泵房布置图计算泵房洞室的开拓费用，必须预先估计泵房的尺寸。通常泵房都是采用一条轴线布置法。泵房的长、宽和高估算如下：4.2 基础尺寸基础尺寸决定于机组底座大小和重量。机组底座尺寸应从产品样本中查出。 1. 横向尺寸B(m): 一般比泵底座最宽尺寸大，每侧大出0.10.2m;或者由基础螺钉孔中心向外放出0.150.2m； 2. 纵向尺寸L(m): 由底座外边缘向外放出0.10.15m；根据需要，在此处纵向尺寸为L=0.15m。 3. 高度尺寸H(m)： 基础的上表面要比泵房地坪高出0.2m以上，基础位于岩石中的深度为0.81.0m，基础的重量约等于机组（包括底座）总重量的五倍。 4. 基础预留螺钉空的尺寸：可参考下表决定。表4-1 预留孔尺寸预留孔尺寸螺钉直径d（mm）20243035424856孔 宽A（mm）100100130130160160180孔深h(mm)200200300300400400500根据上文及泵的尺寸，螺钉直径为：，则，孔宽A=160 mm；孔深h=400 mm 。4.3 泵房尺寸泵房尺寸依具体情况不同而异，详细计算必须查出泵、电动机及管道等外型尺寸，以及运输用的平板车规格。4.3.1 泵房宽度 （4-1） 式中 b水泵基础宽，一般可按水泵底座外形尺寸在其长度和宽度方向上每边增加0.10.2m； b1水泵基础边到有轨一侧墙壁之间的距离，以通过最宽设备为原则，一般可选取1.52.0m； b2泵基础边到吸水井一侧墙壁之间的距离，一般可选取0.81.0m。由附录相关资料可知:求得 4.2m4.3.2 泵房长度指泵房两端之间的距离. （4-2） 式中 n泵组台数,包括预留泵组台数； L泵基础长度； g泵基础之间的间距,取1.82.0m,以能把设备拆下放在其间检修为准,且不得小于抽出电机转子所需的长度； A人行道的宽度； E管子道的宽度； 通常取A=2.03.5m。由上文计算及泵的尺寸可知，泵房的长度为： 求得，泵房长度为 25.75m 。4.3.3 泵房高度指泵房地坪至起重梁低面的距离. （4-3） 式中 H4泵基础上表面至泵房底板的高度； H5泵轴线至底座下平面间的高度；可自样本查出； H6泵出口端法兰上表面至泵轴线的距离； 可自样本查出； L4泵出口的短管长度,一般取0.2m； L2闸阀直管边长度； L5止回阀长度； L1三通均边长度； H7起重梁底面至横管轴线的距离,其值与掉挂葫芦的形式有关.应以保证吊起设备放置平板车上为准。由上文计算及参考文献可知：求得泵房高度为：5m泵房断面：尽可能选用标准巷道的断面，一般为三心拱端面。泵房内壁采用防火材料。此处泵房断面采用三心拱端面，泵房内壁采用防火材料。泵房标高：泵房底板比井底车场轨面高出0.5m，以备水患时来得及封闭防水门。泵房底板向水井方向有1%的倾斜坡度。泵房内轨道面与底板平，轨间布置电缆沟。4.4 水仓、水房及吸水井的尺寸水仓是容纳矿水的巷道。其作用是储水，同时还有一定的沉淀矿水中固体颗粒的作用。水仓应有主仓和副仓，其中一个仓工作，另一个仓清扫或备用。对新建、改扩建或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h及其以下时，主要水仓（含副仓和主仓）的有效容量应能容纳8小时的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓的的有效容量可按V=2（qZ+3000），m3计算（qZ为正常涌水量，m3/h），但主要水仓的总有效容量不得小于4小时的矿井正常涌水量。采区水仓的有效容量应能容纳4小时的采区正常涌水量。为使矿水在仓中充分沉淀，仓中水的流速应小于0.005m/s，停留时间应大于6小时，因此仓长L大于110m，若仓的总容积V=8qZ，则每条仓断面积S=V/2L，m2。再考虑清仓方法及设备所要求的尺寸，最后选成标准运输巷的断面。根据井底车场的布置方式、开拓方式及采煤方法的不同，水仓可以布置在水泵房的两翼或一翼。由运输大巷一侧水沟来的水，经水仓斜巷、沉淀池流入水仓。这样的布置方式适用于水采及水砂充填矿井。对水质较好的矿井，可不设沉淀池。水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，每年至少清扫两次，在雨季以前必须清理一次。目前清仓方法较多，有人工清仓法、机械清仓法，如铲斗装岩机清仓、射流泵和泥浆泵联合清仓、压气罐清仓以及水力清仓等方法。4.4.1 水仓尺寸通常由主仓和副仓组成，水仓的容量应遵守矿井安全规程第244条的规定，水仓断面尽量选用单轨标准巷道。4.5 吸水井尺寸当水泵排量大于100m3/h时，应单独设置吸水井，不得共用。井深： （4-4） 式中 吸水底阀下端至水井底板的距离。一般取0.60.8m ； 泵的吸水高度； 泵轴线至泵房底板的高差。由上文计算得 表4-135008005303770吸水井直径，依流量大小而定。根据前文计算所得的流量,可确定。吸水井梯子尺寸梯间距离0.3m，梯宽取0.6m吸水井底与仓口地板的高差取为H=+ h2一般取1.5米左右。式中h2水仓接口底板至底阀下端的垂高，即最低水位的位置。4.5.1 分水沟及水仓接口高度