矿井排水设备.ppt

第七章矿井排水设备,西安科技大学机械学院何万库,71概述一、矿井排水设备的任务和分类,1、矿水（1）矿水来源涌入矿井的水统称为矿水。矿水主要来源于地面水和地下水。（2）涌水量绝对涌水量：单位时间内涌入矿井的水的体积量（q），单位是m3/h；相对涌水量：同时期内相对于单位煤炭产量的涌水量，也称含水系数。以“Ks”表示。,T同时期内煤炭日产量（t）,（3）矿水性质1）温度随井深增高。2）密度比清水大。=10151025kg/m33）化学性质矿水略带酸性，当PH5时，应采取措施。2、任务将矿水及时地排送至地面，为井下创造良好的工作环境，确保安全生产。,3、分类矿井排水设备分为:主排水设备固定式(根据其服务范围又分为)区域排水设备辅助排水设备移动式,二、矿井排水设备的组成1、组成水泵、电机及电控设备、管路及附件、监测仪表等。2、各部分功用,三、离心式水泵的工作理论离心式水泵的工作原理及性能参数（一）工作原理（二）性能参数1、流量（Q）单位时间内水泵所排出的水的体积。单位：m3/s、m3/h2、扬程（H）单位重量的水通过水泵后所获得的能量，单位：m。3、功率（P）水泵在单位时间内所做的功的大小。单位：kw。4、效率（）水泵的有效功率与轴功率的比值。5、转速（n）水泵叶轮每分钟的转数。单位：r/min。6、允许吸上真空度（Hs）在保证水泵不发生汽蚀的情况下，水泵吸水口所允许的真空度。单位：m。,离心泵的特性及操作调节,(1)离心泵的特性曲线,定义：用于描述离心泵的主要性能参数（H、Q、N）之间的关系的曲线叫离心泵的特性曲线。,H-Q曲线：表示泵的流量与扬程之间的关系。N-Q曲线：表示泵的流量与轴功率之间的关系。-Q曲线：表示泵的流量与效率之间的关系。,离心泵,离心泵的工作原理及结构（图6-1）,(1)原理,利用叶轮的高速旋转，其上的叶片对流体沿其运动方向作功，从而使流体的静压能和动压能增加。,(2)结构,由泵壳、叶轮、泵轴、吸入管和压出管等部件组成。其主要部件是叶轮和泵壳。,图6-1离心泵的构造及装置示意图1叶轮；2泵壳；3叶片；4吸入管；5底阀；6压出管；7泵轴,传递过程原理流体输送机械,叶轮：敞式叶轮、半闭式叶轮、半闭式叶轮。,泵壳:高速液体低速，动能静压能。,传递过程原理流体输送机械,四、离心式水泵的运行（一）排水管路特性水泵在管路上工作时，排水所需的实际压头（扬程）与通过管路的流量的关系称为管路特性。1、管路特性方程式水从水泵所获得的总能量不仅用于提高水的位置，还要用于克服管路的阻力，故水泵的工作状况不仅与水泵本身性能有关，也与管路配置情况有关。水在管路中流动所需要的总能量，可由伯努利方程式导出。,2、管路特性曲线,（二）水泵的工况点1、工况点及工业利用区工况点（1）工况点（2）工况参数扬程、流量、功率、效率、允许吸上真空度等。,工业利用区工业利用区是水泵特性曲线上允许使用的区段。在这个区段内工作，水泵满足稳定工作和经济工作的条件。（1）稳定工作水泵在运转中工况点是单值的，不能出现无交点或多交点。1）不稳定的原因无工况点（H0HC）多工况点（H0HC）2）稳定工作条件0.9H0HC（2）经济工作条件,（三）水泵的联合工作1、水泵的串联工作（1）串联的任务及目的（2）串联工况点,1）构造等效水泵2）求等效水泵的特性曲线按照“等流量线下，扬程相加”的原则3）求等效水泵的工况点M等4）求串联工况点：M1、M2,（四）水泵的启动和停止1、启动注意：水泵绝对不能在泵腔内未灌满水就启动。2、停止注意：停止时绝对禁止没有关闭出水闸阀就切断电源。（五）提高排水设备经济运行的措施1、提高水泵效率2、提高管路效率,煤矿安全规程的规定,第二百七十八条主要排水设备应符合下列要求：（一）水泵：必须有工作、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（包括充填水及其他用水）。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%。水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。（二）水管：必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井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。,（三）配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用水泵。有突水淹井危险的矿井，可另行增建抗灾强排能力泵房。第二百七十九条主要泵房至少有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