矿井论文水泵类型论文：矿井采掘排水系统常用水泵类型及选型设计.doc

矿井论文水泵类型论文：矿井采掘排水系统常用水泵类型及选型设计摘要：本文介绍了矿井采掘排水系统常用水泵的类型、结构特点及水泵的型号含义，并举例介绍了采掘排水系统设备及管路的选型计算。关键词：矿井 采掘 排水系统 水泵类型 选型设计1 概述矿井采掘排水系统由采掘深度、涌水量的大小等因素来确定。常见的排水系统有集中排水系统和分段排水系统两种。排水高度较低时，可以直接将水集中排至大巷水沟；排水高度较高时，若水泵的扬程不足以直接把水排至大巷水沟，可以采取分段排水方式。2 矿井采掘排水设备分类2.1 按叶轮数目分类 可分为多级离心泵和单级离心泵。多级泵扬程高，单级泵分为单吸叶轮和双吸叶轮，这种泵流量大，扬程低。2.2 按水泵外壳构造分类 可分为分段式离心泵和整体式离心泵。2.3 按水泵传动轴的安装方式分类 可分为卧式和立式水泵。立式水泵有吊泵、潜水泵等。2.4 按工作原理分类 叶轮式泵：它是依靠工作叶轮的旋转运动而输送液体的。这类泵有离心泵、轴流泵和混流泵。容积式泵：它是依靠工作室容积的改变而输送液体的，往复泵、回转泵属于此类。这类泵有柱塞泵、隔膜泵等。流体作业泵：它是依靠一种流体运动的能量来输送液体的，此类泵有喷射泵。3 矿井采掘排水系统常用水泵类型及型号含义3.1 多级离心泵 多级离心泵由定子和转子部分组成。水泵的定子部分主要由前段、中段、后段、导水圈、尾盖及轴承架等零部件用螺栓联结而成。水泵的转子部分主要由装在轴上的叶轮和平衡盘组成。整个转子部分支撑在轴两端的圆柱滚子轴承上。泵的前、中、后段间用螺栓固定在一起，各级叶轮及导水圈之间靠叶轮前后的大扣环和小扣环密封。泵轴穿过前后段部分的密封靠填料、填料压盖组成的填料函来完成。水泵的轴向推力采用平衡盘平衡。该类型水泵常用型号有md85-452、md280-604等，m表示耐磨，d表示多级分段式离心泵，第一个数字表示流量，第二个数字表示单级扬程，第三个数字表示级数。3.2 矿用隔爆型排污、排沙潜水泵 矿井常用的隔爆型排污、排沙潜水泵有bqw、bqs系列，该系列潜水泵能排放高浓度的煤泥、岩粉、灰渣、砂浆等重介质。潜水泵结构型式为整机潜水、机电一体，具有防水、防爆、安装迅速、操作简便等特点。该类水泵常用的型号有：bqw(s)30-30-5.5 bqw(s)75-20-7.5bqw(s)40-50-15 bqw(s)50-50-18.5bqw(s)150-20-22bqw(s)80-80-37bqw(s)100-50-45bqw(s)150-60-55bqw(s)150-80-75bqw(s) 300-50-90bqw(s)80-240-185 （四级泵）b表示隔爆型电泵，q表示潜水，w表示排污，s表示排沙。 第一个数字表示流量，第二个数字表示扬程，第三个数字表示功率。3.3 bqf系列风泵 bqf系列风动潜水泵有bqf-风动潜水泵、bqf-风动潜水泵、bqf-三种型号。该系列泵动力部分采用了叶片式气动马达，具有自动离心调速器结构，能确保在额定转速范围内运行。bqf系列风泵常用型号有，bqf18/15，bqf17/70，bqf25/50，b表示泵，q表示潜水，f表示风，第一个数字表示流量，第二个数字表示扬程。3.4 气动隔膜泵 气动隔膜泵是一种新型输送机械，是目前国内最新颖的一种泵类。采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。气动隔膜泵是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵。气动隔膜泵常用型号有bqg-150/0.2，b表示泵，q表示气动，g表示隔膜，150表示额定流量为150l/min，0.2表示额定工况下的排料压力为0.2mpa。4 矿井采掘排水系统设备选型设计4.1 概述 根据煤矿安全规程规定，矿井排水设备必须有工作、备用和检修水泵。其中，工作水泵的排水能力，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。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。4.2 工作水泵必须的排水能力 根据煤矿安全规程规定，工作水泵的排水能力，应能在20h内排完24h的正常涌水量，即qb(20h)qr(24h)工作水泵与备用水泵的总能力，应能在20h内排完24h的最大涌水量，即，qbm(20h)qrm(24h)式中：qr正常涌水量（m3/h)qrm最大涌水量（m3/h)qb工作水泵必须的排水能力（m3/h)qbm工作与备用水泵必须的排水总能力（m3/h)4.3 水泵必须的扬程水泵必须产生的扬程hb(m) hb=(hp+hx）/g式中：hp排水高度（m)hx吸水高度（m），一般hx=5-5.5mg管道效率，与排水管敷设倾角角有关。4.4 确定水泵台数 根据工作水泵必须的排水能力和必须的扬程进行选泵，使之既能满足正常排水的需要，又能满足最大排水的需要，最好是一台水泵就能达到所要求的排水能力。4.5 采掘排水系统设计实例 某综采工作面正常涌水量为55m3/h，最大涌水量为150m3/h，排水高度为50m，巷道倾角为18。如何选择水泵及管路？4.5.1 水泵选型水泵必须的排水能力计算在正常涌水量期，工作水泵必须的排水能力为：qb=1.2qr=1.255=66m3/h在最大涌水量期，工作水泵和备用水泵必须的排水能力为：qbm=1.2qr=1.2150=180m3/h水泵所需扬程为:hb=(hp+hx）/g=(50+5.5)/0.74=75m初选水泵结合煤矿采区水泵使用情况，从泵产品目录中选取bqs80-80-37隔爆型排沙泵，其额定流量80m3/h，额定扬程80m，电机功率37kw。确定水泵的台数正常涌水时工作水泵的台数：n1=qb/qh=66/80=0.8取n1=1 qh水泵的额定流量，m3/h备用水泵的台数：n20.7n1=0.71=0.7 取n2=1最大涌水量时，工作水泵的台数：n3=qbm/qh=180/80=2.25 取n3=3由于n1+n2=2n3，所以，要增加1台备用水泵，才能满足实际排水需要。水泵总台数为：n=1+2=34.5.2 管路的选择根据该综采工作面水泵选型情况，结合煤矿常用的管路型号，初步选型：选择一趟108，一趟159管路。管径的计算如果管径取大些，阻力损失小，长期使用所消耗的电能小；反之，如果管径取得小，管内流速快，阻力损失大，长期运行电耗大。因此，在选型计算时，应考虑电费、材料费、安装、拆除等因素。一台水泵通过一趟管路排水，则管径:dp=0.0188（qh/vp）1/2=0.0188（66/2.2）1/2=0.103mvp排水管内经济流速，一般取vp=1.5-2.2m/s两台水泵通过一趟管路排水，则管径为：dp=0.0188（2qh /vp）1