煤矿固定设备教程第二篇排水设备5章概述(10)

1、第二篇第二篇 矿山排水设备矿山排水设备辽宁工程技术大学机械工程学院第五章第五章 概概 述述n矿井开采方式：矿井开采方式：竖井、斜井、平硐或露天煤矿。n矿山排水设备的作用：矿山排水设备的作用：n为保证矿井安全生产，不致使涌水淹没矿井，将采掘过程中，不断涌出的矿水及时地排到地面。 n第一节第一节 矿山排水系统矿山排水系统n一、矿水一、矿水n矿井自然涌水：矿井自然涌水：地下水、地表水。n矿井人为涌水：矿井人为涌水：水砂充填矿井和黄泥灌浆矿井的充填废水及灌浆水。n1、矿井涌水量：、矿井涌水量：单位时间涌入矿井的总水量n （m3/h或t/h） n最大涌水期：最大涌水期：n 雨季和融雪季节，相的涌水量称之

2、为最大涌水量；n正常涌水期：正常涌水期：n 其它季节，相的涌水量称之为正常涌水量。 n含水系数：含水系数：每采一吨煤的涌水量（比较各矿涌水的大小）nsAqK矿井年产量全年总涌水量含水系数m3/t 2、矿水的性质：、矿水的性质：（1）矿水的容重容重：一般为995410052 N/m3。要设置水仓或沉淀池，使水中泥砂沉淀后，再经水泵排至地面。（2）矿水的酸碱性酸碱性： 矿水按氢离子指数分为：酸性(pH7) 防止酸性水腐蚀排水设备的措施防止酸性水腐蚀排水设备的措施（当pH5时）：nA、采用耐腐蚀性材料制成的耐酸泵，排水管道可在管内加防酸衬（衬胶，衬聚氯乙烯，衬搪瓷）等防护措施；nB、必要时，为防止酸

3、性水污染环境，应在井下水仓投入石灰（CaO）、熟石灰Ca(OH)2或石灰石（CaCO3）等进行中和处理。 二、矿井排水系统二、矿井排水系统n主排水设备：主排水设备：设在井底车场（最低处）附近。n矿井自采掘工作面涌出的水，沿着巷道排水沟，自行流至井底车场附近的水仓中，然后经主排水泵将水排至地面。n辅助排水设备：辅助排水设备：nA、局部排水设备：、局部排水设备：设在箕斗井底、有水窝的罐笼井底、胶带输送机斜井底及集中下山等处。n 水泵通过排水管将水排到井底车场水沟中。nB、采区排水设备：、采区排水设备：设在采区。n在水沙充填矿井，由于水中含有大量泥沙，需在采区设沉淀池，经第一次沉淀后，由采区排水设备

4、将水排至运输巷道水沟中。nC、移动排水设备：、移动排水设备：设在掘进工作面，随掘进工作面的推进而移动。 n1）集中排水系统）集中排水系统n集中排水系统：集中排水系统：将全矿涌水集中到最低水平，然后由主排水设备一次排到地面。n特点：特点：集中排水系统较简单，开拓量小，基建费用低，管道敷设简单，管理费用低。n（1）竖井）竖井n单水平开采：单水平开采： n多水平开采：多水平开采： n缺点：缺点：上水平的水引到下水平后，再排上去，浪费了势能，增加了电耗。n （2）斜井）斜井： n斜井可通过钻孔下排水管，钻孔垂直深度一般不超过300m，管材采用钢管。n特点：特点：不但节约管材，而且降低了生产运行费用，还

5、可提高斜井井筒利用率，增加提升能力。n方法：方法：管子与钻孔间用水泥砂浆封死，防止孔壁塌落及水沙等流入井下。n2) 分段排水系统分段排水系统n将全矿涌水集中到几个水平，然后分别将水排至地面。n（1）单水平开采：）单水平开采： n先将涌水排至井筒中间水仓，然后再由中间水泵房的水泵将水排至地面。n（2）多水平开采：）多水平开采：n（1）当各水平涌水量都较大时，则分别设置排水设备，将各水平涌水分别排至地面。n（2）当下水平的涌水较小时，可将下水平涌水，用辅助水泵排至上水平水仓中，然后由上水平主排水泵将水一起排至地面。n3、水仓：、水仓：用来专门储存矿水的巷道n水仓主要作用水仓主要作用：n（1）储存调

6、节、集中矿水：当涌水量产生波动或排水设备发生故障停泵时，贮存矿井涌水;n（2）沉淀矿水泥沙：防止进入水泵，以免加快水泵的磨损。 n水在水仓中流动的速度要求：水在水仓中流动的速度要求：n 小于0.005m/s，且流动时间要大于6h（水仓巷道长不得小于100m）。n水仓数量：n 至少有两个：主、副水仓，以便清理时轮换使用。n水仓总容量水仓总容量:n煤矿安全规程规定为：n（1）正常涌水量在1000m3/h及其以下时，主要水仓的有效容量应能容纳8h的正常涌水量。n（2）正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓的有效容量可按下式计算： V = 2（ Q+3000） m3n但主要水仓的总有效容量不得

7、小于4h的矿井正常涌水量。n4、水泵房：、水泵房：n1）水泵房位置：）水泵房位置：在井底车场附近。其原因：n（1）运输巷道的坡度都向井底车场倾斜，便于矿水沿排水沟流向水仓；n（2）排水设备运输方便；n（3）由于靠近井筒，缩短了管路长度，不仅节约管材，而且减少了管路水头损失，同时增加了排水工作的可靠性；n（4）在井底车场附近，通风条件好，改善了泵与电机的工作环境；n（5）水泵房以中央变电所为邻，供电线路短，减少了供电损耗。 n（6）一旦井底车场被水淹没，关闭水平通道的防水门后，继续抢险排水，在万不得已的情况下，人员和设备还可由此撤出。n水水n泵泵n房房n在在n井井n底底n车车n场场n的的n位位n

8、置置 n：n2）水泵房的设备布置）水泵房的设备布置n三台水泵的水泵房布置如图所示。n水仓的水水仓篦子水仓闸门配水井（水仓闸门共两个，分别与主、副水仓相通，轮换使用，在配水井上部操纵）配水闸门吸水井或两侧的配水沟（两侧的配水沟再进两侧的吸水井）（配水井及吸水井内均有供人员上、下的梯子，以便于安装检修和清理水井，井上覆盖着带纹的钢板）n3）水泵房结构尺寸）水泵房结构尺寸n（1）水泵房长度）水泵房长度n L= n L0 +l1 (n +1) mn n水泵台数；n L0水泵机组(泵和电动机)的总长度，m，可查样本；n l1水泵机组的净空距离，一般为152m。 n（2）水泵房的宽度）水泵房的宽度 n B

9、= b0 + b1 + b2 mn b0水泵基础宽度，m；n b1水泵基础边到轨道一侧墙壁的距离，一般为152m；n b2水泵基础另一边到吸水井一侧墙壁的距离，一般为08lm。 n（3）水泵房的高度）水泵房的高度n1）水泵房的高度应满足检修时起重的要求，一般为345m；n2）根据水泵叶轮直径确定：在D350mm时，取45m，并应设有能承受起重质量为35t的工字梁，在D350mm时，取3m，可不设起重梁。n水泵基础的长和宽应比水泵底座最大外形尺寸每边约大200300mm。大型水泵基础应高于泵房地板200mm。n一、组成一、组成n离心式水泵、电动机、起动设备、管路、管路附件等和仪表等 。n管路附件

10、：n（1）带过滤网的底阀；n（2）调节闸阀 ；n（3）逆止阀 n（4）灌水漏斗、放气栓、旁通管、真空表、压力表等。n第二节第二节 矿山排水设备矿山排水设备二、离心式水泵性能参数及性能曲线二、离心式水泵性能参数及性能曲线n1、流量、流量n单位时间内泵或风机所输送的流体量n体积流量qv m3/s、m3/min、m3/h n质量流量qmkg/s、kg/min、kg/hn2、扬程或风压、扬程或风压n扬程：单位重量的液体在泵内所获得的能量n （H：Nm/N=m ）n风压：单位体积的气体在风机内所获得的能量n（p：Pa、mmH2Okg/m2）n风压：全压、静压n3、功率、功率n1）输入功率（轴功率）：原动机传递给泵或风机轴上的功率。（N：kW）n2）输出功率（有效功率）：泵或风机传递给流体的功率。n(Nx： kW)10001000pqNHgqNVxVx或4、转速、转速转速：泵与风机