矿井潜水泵排水系统设计

1、矿井潜水泵排水系统设计孙村煤矿孙村煤矿矿井潜水泵排水系统设计汇报材料尊敬的各位领导：首先，对各位领导莅临孙村煤矿检查指导工作表示热烈的欢迎和衷心的感谢！现将矿井潜水泵排水系统设计方案向各位领导汇报如下，不当之处，敬请批评指正。一、矿井概况山东能源新矿集团有限责任公司孙村煤矿于1948年建矿投产，矿井原设计能力60万吨/年，后经多次生产技术改造，矿井生产能力逐年提高，97年核定矿井生产能力90万吨/年、2002年核定矿井生产能力120万吨/年。2006年核定矿井生产能力140万吨/年。孙村煤矿采用副立井、主斜井多水平中央石门开拓方式，全井田内有6个由地面直接开凿的井筒进入井下，分布在井田南北两区

2、，南区有主斜井、东斜井、西斜井（已停用）和-400风井，北区有副立井和回风立井；共有-75m、-210m、-400m、-600m、-800m和T100m六个开采水平。目前-800m水平及以上的各开采水平已基本结束开采，-1100m水平为主要生产水平。矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式。进风井4个，即东斜井、西斜井、主斜井、副立井；回风井2个，即北区回风立井、-400风井。-400风井服务后一采区、后四采区、前四W采区。北区回风立井服务前三、扩大区、后三采区。矿井排水系统现状孙村煤矿井下目前有四个水平均设中央泵房及水仓。矿井排水由立排和斜排组成，分四个水平排水，现建有-210水平、-400水

3、平、-800水平和-1100水平四个中央泵房及配电所。210泵房、-400泵房、-800泵房和-1100泵房均已实现排水自动化，由地面集控室集中控制排水。-210泵房现安装PJ150X7型5台，其中3台工作，1台备用，1台检修。水泵排水量为300m3/h,扬程450.7m。电动机YBJC4503-4,710KW，敷设两趟管路：管径0325mm管路一趟，管径0273mm管路一趟。-210水平水仓：主仓1200m3、副仓1200山3。-400泵房现安装MD450-6X11型3台，其中1台工作，1台备用，1台检修。流量为450m3/h，扬程660m。配备YKK5601-4型电机3台，功率为1250K

4、W,敷设管径0325mm管路两趟,直接排至地面。-400水平水仓：主仓1800m?、副仓1500m?。-800现安装HDM420X12水泵五台，其中2台工作，2台备用，1台检修。水泵流量为420m3/h，扬程1127.9m。配备YB800-4型电机,功率为2240KW，敷设0377mm的管路2趟。-1100水平涌水排至此处，由-800泵房采用立排排至地面-800水平水仓：主仓1010m?、副仓724m?。-1100水平中央泵房安装三台MDA500-57X6水泵，其中1台工作,1台备用，1台检修，水泵流量为500m3/h，扬程342m,配备YB2450-4型电机，功率为710KW，敷设0325m

5、m的管路2趟。该水平涌水通过-1100前三四层回风巷排至-800东大巷水沟，经大巷水沟进水仓。-1100水平水仓：主仓2400m3、副仓1600m3。三、矿井涌水量（根据孙村煤矿水文地质类型划分报告）矿井各水平涌水量表m3/h涌水量水平.正常最大-210m31.984-400m156.3447-600m4392.4-800m105.8153.5-1100m120.9184.1四、各个水平中央泵房排水时间校验：1、-1100水平中央泵房排水时间校验：正常涌水时Tm=24Xi20'9=5.8hV20h满足lx500最大涌水时Tm=24X184.1=8.84hV20h满足lx500利用

6、69;325X10排水管路，通过-1100前三四层回风巷、-800东大巷疏水至-800水仓。2、-800水平中央泵房排水时间校验：-800m水平的正常涌水量:269.7m3/h（-600m水平:43ms/h,-800m水平105.8m3/h,-1100m水平120.9m3/h。）,最大涌水量430ms/h（-600m水平：92.4m3/h,-800m水平：153.5ms/h,-1100m水平：184.1m3/h。）-800m水平中央泵房实际是同时排了-600m、-800m和-1100m水平的涌水量。正常涌水时T=24x（43+105.8+1209）=1541hV20h满足m1x420最大涌水时

7、T=24x（924+1535+184）=12.29h<20h满足m2x4203、-400水平中央泵房排水时间校验：正常涌水时T=24x156.3=8.34h<20h满足m1x450最大涌水时T=24x447=11.92h<20h满足m2x4504、-210水平中央泵房排水时间校验：正常涌水时T=24x31.9=2.55h<20h满足m1x300最大涌水时T=24x84=6.72h<20h满足1x300五、矿井潜水泵排水方案1、方案立项依据根据煤矿安全规程第二百七十三条水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安

8、设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。根据孙村煤矿水文地质类型划分报告分析孙村煤矿属于水文地质条件复杂矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。因孙村煤矿深部水压大于5MPa,巷道布置错综复杂，在井底车场附近设置防水闸门不具备条件，因此采取增设潜水泵排水系统的方案。2、排水现状矿井排水采用立排排水和斜排排水两种方式，井下共设4个中央泵房，分别设在-210、-400、-800、-1100水平。（1）-210水平中央泵房通过-210管子井直排至地面，该水平所有工作面均开采完毕，在今后的生产过程中，无正常采掘

9、活动，该涌水量主要受地表降水影响，雨季涌水量呈增大趋势。由于-210水平开采结束，今后已不再进行采掘活动，进而不存在由于采掘活动造成突水的可能。-400水平中央泵房通过-600老副井、-210大巷、西斜井直排至地面，该水平仅剩-400风井、老皮带井保护煤柱（包含2、4、11、13、15煤层）尚未开采，其他工作面均开采结束。该涌水量主要受地表降水影响，雨季涌水量呈增大趋势。-800水平中央泵房通过2趟排水管通过-800东大巷和-800风井直接排至地表北立井工业广场，主要有-800、-1100后一采区（11、13、15层），-800前组中区（2、4层），-800后四采区（11、13、15层煤）等采

10、掘工作面。根据煤矿安全规程第二百八十条规定：新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应容纳8h的正常涌水量，计算得出水仓容积应为269.7m3/hX8h=2157.6m3，实际只有1734hb相差423.6m,不符合规定，需进行扩修或新建水仓。（4）-1100水平中央泵房通过-1100前三管子道排至-800东大巷水沟，由-800东大巷水沟淌至-800水仓。目前-1100水平为主要开采水平，主要有-1100前组扩大二采区（2、4、11层）、-1100前组二采下山区（2、4层）、-1100前组三采下山区（2、4层）、-1100后组三采区（11层）、

11、-1100前组三采区立井保护煤柱（2、4、11层），-1100水平有较为完善的排水系统，由于-1100水平和-800水平为接力排水，-1100水平涌水量排至-800水平，再由-800水平排至地面。经以上分析，在-800水平或-1100水平安设潜水泵排水系统。第一方案将-800泵房内水泵撤除，。第一方案在-800水平现有水仓，安装三台潜水泵，一台潜水泵与现有立排管路连接排至北立井地面水池，两台潜水泵经新敷设管路排至-400防尘水池。因-800水仓设计容量724血+1010阴共计：1734mao-800水平的正常涌水量为269.7圧儿（其中：600m水平：3m3/h,-800m水平：05.8n3/

12、h,-1100m水平：120.9m3/h。），根据煤矿安全规程第二百八十条规定：新建、改扩建矿井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h以下时，主要水仓的有效容量应容纳8h的正常涌水量，计算得出：69.7m3/hX8h=2157.6m>1734m3,不符合规定。需对水仓进行扩容。在-800水仓内安装潜水泵，设计利用-800立排管路（O377X22）的备用管路，在立排备用管路上安设闸阀、逆止阀，使的潜水泵排水系统和-800泵房排水系统相互独立矿，井突水时，-800泵房水泵停止工作，潜水泵投入工作。再由水仓敷设两趟管路经-800东大巷、-800后一大巷、-800副井、-600副井至-

13、400防尘水池，再由-400泵房水泵将涌水排至矿内地面水池内。在雨季可以作为抢险系统，枯水季节还可以补充-400防尘水池内防尘水和洗选厂用水，解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题，还可以减少对北立井地面的环境污染。800东大巷泵房9173恤%泵房、水仓位置第一方案排水系统图第二方案在-800水平新建水仓、沉淀池，安装三台潜水泵，一台潜水泵与现有立排管路连接排至北立井地面水池，两台潜水泵经新敷设管路排至-400防尘水池。在新建水仓内安装潜水泵，设计利用-800立排管路（曲77X22）的备用管路，在立排备用管路上安设闸阀、逆止阀，使的潜水泵排水系统和-800泵房排水系统相互独立矿，井突水时，

14、-800泵房水泵停止工作，潜水泵投入工作，利用工作管路和备用管路进行排水再。由水仓敷设两趟管路经-800后一大巷、-800副井、-600副井至-400防尘水池，再由-400泵房水泵将涌水排至矿内地面水池内。在雨季可以作为抢险系统，枯水季节还可以补充-400防尘水池内防尘水和洗选厂用水，解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题，还可以减少对北立井地面的环境污染。L外水仓176米子道27°<nvii丨丨、第二方案泵房位置第二方案排水系统图第三方案在-800前三轨道巷内新建水仓、沉淀池和泵房，安装三台卧泵，敷设排水管路至-400水平，作为矿井正常排水系统，在新建水仓内安装潜水泵排水

15、系统，作为矿井的抢险排水系统。在-800前三轨道巷内开门顺煤层施工主、副水仓，主水仓设计容量3400ma,副水仓设计容量2500ma,利用-800前三配电所、疏水巷分别布置1个沉淀池，将-800贯穿石门与矸石井贯通，在此巷道内顺煤层施工管子道与-1050皮带巷贯通。将现有-800泵房报废，在新建泵房安装三台卧泵，敷设管路（0325X12）经-800贯穿石门、-800副井、-600副井至-400防尘水池,再由-400泵房水泵将涌水排至矿内地面，做为矿井正常排水系统，来补充-400防尘水池内防尘水和洗选厂用水，解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题，还可以减少对北立井地面的环境污染。在-800

16、新水仓内两台潜水泵，利用-800立排两趟管路（观77X22），直接排至北立井地面，做为矿井抗灾抢险排水系统，矿井突水时47外水仓（顺二层）180米潜水泵投入工作，利用立排管路将涌水直接排至北立井地面。-74926-801.45-806.4714内水仓（顺四层）160米泵房90米-790.9827第三方案新泵房位置-806.47第三方案潜水泵排水系统图第四方案在-1100泵房内安装一台潜水泵，沿-1100前三四层回风巷再敷设一趟排水管路至-800水平，在-800前三与-800泵房立排管路合茬，直接排至地面。在-1100泵房4#小井子（小井子需进行扩建）内安装一台潜水泵，敷设一路排水管路经-110

17、0前三四层回风巷至-800水平，在-800前三与原-800泵房立排管路合茬，将涌水直接排至北立井地面。将现有-800泵房报废，在新建泵房内安装五台卧泵，三台泵由新敷设两趟管路经-800贯穿石门、-800副井、-600副井至-400防尘水池（或经-800贯穿石门、-800后一十三层运煤上山、-600副井至-400防尘水池），再由-400泵房水泵将涌水排至矿内地面，两台使用原-800泵房水泵，利用一趟立排管路排至北立井地面，做为矿井正常排水系统，补充-400防尘水池内防尘水和洗选厂用水，解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题，还可以减少对北立井地面的环境污染。第五方案在-1100泵房安装一台潜

18、水泵，沿-1100前三四层回风巷再敷设一趟排水管路至-800水平，将-1100水平涌水排至-800水平，在-800新建泵房内安装三台潜水泵，排水管路与现有立排管路相连接，排至北立井地面。在-1100泵房4#小井子（小井子需进行扩建）内安装一台潜水泵，敷设一趟排水管路经-1100前三四层回风巷至-800水平，将-1100水平涌水排至-800新水仓，在-800新泵房内安装三台潜水泵，排水管路与现有立排管路相连接，排至北立井地面。+198-1100前三四层-1100泵房地面水油丁I原立排管路+-800新水仓-800水平第五方案潜水泵排水系统图3、安装潜排系统方案可行性分析经研究制定了以上五种方案安设

19、潜排系统，根据安设潜排系统的经济、技术、安全可靠性的方面进行对比。经济、技术、安全可靠性比较表方案优点缺点第方案1、可以充分利用原有工程及设施。2、解决-400水平防尘水池和洗选厂枯水季节缺水问题。3、既可以直排地面又可以排至-400水平。4、矿建工程量小，只需要对现有水仓进行修复。1、供电线路较长。2、需要敷设排水管路至-400水平。3、存在重复折返排水现象。4、由泵房排至矿内地面，排水管路较长，排水经济性差。5、管路的维修维护工作量大。第方案1、解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题。2、解决因-800东大巷米动影响巷道变形导致排水系统断管的安全隐患。3、减少管路的维修维护工作量。4、

20、解决-800水平存在重复折返排水，经济运行不合理现象。5、实现双向排水，提高-800水平排水的安全性。6、从北立井降压站供电时，供电距离短，安全可靠性高。7、可以充分利用原有工程及设施。1、需新建水仓、沉淀池。2、矿建工程量大，施工时间长。3、需新敷设排水管路。第方案1、解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题。2、解决因-800东大巷米动影响巷道变形导致排水系统断管的安全隐患。3、解决-800水平存在重复折返排水，经济运行不合理现象。4、可以充分利用原有管路作为正常排水管路，减少管路投入。1、需新建水仓、沉淀池和泵房。2、矿建工程量大，施工时间长。3、需新敷设排水管路较多，管路安装工程量较

21、大。第四方案1、解决因-800东大巷米动影响巷道变形导致排水系统断管的安全隐患。2、解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题。3、从北立井降压站供电时，供电距离短，安全可靠性高。4、实现双向排水，提高-800水平排水的安全性。可以充分利用原有工程及设施。1、需使用扬程较大潜水泵。2、需对-1100泵房小井子进行扩建。3、需要敷设排水管路。4、从北立井降压站供电时，供电距离长。第五方案1、解决-400水平防尘水和洗选厂用水短缺问题。2、解决因-800东大巷米动影响巷道变形导致排水系统断管的安全隐患。3、减少管路的维修维护工作量。4、解决-800水平存在重复折返排水，经济运行不合理现象。1、设备

22、投入较多。2、需对-1100泵房小井子进行扩建。3、需新敷设排水管路。4、从北立井降压站供电时，供电距离长。5、需新建水仓、沉淀池和泵房。经以上五种方案相比较，优先采用第一方案。六、潜水泵选型（一）、利用-800原立排管路排至北立井地面，潜水泵设计选型1、设计依据地面水池标咼：+198m潜水泵吸水点标高：-800m垂直排水高度为：998m-800最大涌水量：430ma/h立排管路：O377X22排水管长度：1638m2、设计计算 潜水泵必须的排水能力计算-800m水平的正常涌水量：269.7m3/h，最大涌水量:430ms/h正常涌水期Q=24q=1.2q=1.2x269.7=323.64ms

23、/hB20zz最大涌水期Q=24q=1.2q=1.2x430=516ms/hmax20maxmax式中Q工作潜水泵具备的总排水能力，m3/h；Q工作和备用潜水泵具备的总排水能力，m3/hmax矿井正常涌水量，m3/h；qmax矿井最大涌水量，m3/h。 潜水泵所需扬程估算998而二1108.89式中H估算潜水泵所需扬程，m；BH侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一sy般可取H二井底与地面标高差，m；sy耳管路效率。当管路在立井中铺设时，耳=0.90.89；当管路gg在斜井中铺设，且倾角a>30o时，耳=0.830.8；a=30。g20。时，耳=0.80.77；aV20。时

24、，耳=0.770.74。gg 潜水泵的型号及台数选择根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择与-800泵房排水能力相当的BQS400-1200/30-2400型潜水泵，流量400ma/h，额定扬程1200m。选用典型三泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。正常涌水时，一台泵向一趟管路供水；最大涌水时，两台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。 管路校核d=0.018.-Qe/Vp=0.266m=26.6cmVp取加/s6=0.5dpQ©十0.4P)/Q-1.3P)-1)+C(cm)=0.5X26.6Q.'(800+0.4x109.78)/(800-1.3

25、x109.78)-1)+0.15=1.92cm=19.2mm式中dp标准管内径。6一需用应力，铸铁管6=200kg/cm2，焊接钢管6=nnn600kg/cm2，无缝钢管6=800kg/cm2；np一管内液体压强，可用下式求出：p=0.11Hgkg/cm2=109.78kg/cm2Hg管出口到水井水面标高差，m。此处为998m经计算现有©377X22，壁厚为22mm，内孔为333mm符合要求。 管路阻力及管网特性方程管路总阻力系数R=6.17仓吐0-7?骣.02921638291±p2g?桫0.33350.3334+0.3334±=0.8972X10-4管网特性方

26、程运行初期H=HRQ2=9980.8972X10-4Q21g考虑管路淤积H=H1.7RQ2=9981.7X0.8972X10-4Q22g 排水时间最大涌水时两台泵工作12.9hp24Q024'430T=nQ2'4001排水时间为12.9小时，满足排水要求。电动机选择电动机功率N=1.1rQH1.1创10500400?1200=2132KW1000创36000.737?0.981000创3600h磆c选BQS400-1200/30-2400型潜水泵，流量400m3/h,额定扬程1200m,潜水泵配电动机功率2400KW电压6KV，采用现有©377X22管路,即可满足要求

27、。二）、-800新水仓排至-400水平，潜水泵设计选型：1、设计依据-400防尘水池标高：-400潜水泵吸水点标高：-800m垂直排水高度为：400m-800最大涌水量：430ma/h至-400排水管路长度：3015m2、设计计算 潜水泵必须的排水能力计算-800m水平的正常涌水量：269.7m3/h，最大涌水量:430ms/h正常涌水期Q=24q=1.2q=1.2x269.7=323.64ms/hB20zz最大涌水期Q=24q=1.2q=1.2x430=516ms/hmax20maxmax式中Q工作潜水泵具备的总排水能力，m3/h；Q工作和备用潜水泵具备的总排水能力，m3/hmax矿井正常涌

28、水量，m3/h；qmax矿井最大涌水量，m3/h。g 潜水泵所需扬程估算H二二500m0.8式中H估算潜水泵所需扬程，m；BH侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一sy般可取H二井底与地面标高差，m；sy耳管路效率。当管路在立井中铺设时，耳=0.90.89;当管路gg在斜井中铺设，且倾角a>30o时，耳=0.830.8；a=30。g20。时，耳=0.80.77；aV20。时，耳=0.770.74。gg 潜水泵的型号及台数选择根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择与-800泵房排水能力相当的BQS400型潜水泵，流量400m3/h,额定扬程600m，排至-400防尘水

29、池。选用典型三泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。正常涌水时，一台泵向一趟管路供水；最大涌水时，两台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。 管路校核d=0.0188JQe/岭=0.266m=26.6cmVp取加/s6=0.5dpQ©十0.4P)/Q-1.3P)-1)+C(cm)=0.5X26.6(J(800+0.4x44)/(800-1.3x44)-1)+0.15=0.79cm=7.9mm预选水管外径：266+7.8X2=281.6mm，查标准，选用325x12无缝钢管。 管路阻力及管网特性方程管路总阻力系数R=6.17仓创10-7?骣.02923015291

30、77;p2g?桫0市+市±=2.5474X10-4管网特性方程运行初期H=HRQ2=4002.5474X10-4Q21g考虑管路淤积H=H1.7RQ2=4001.7X2.5474X10-4Q22g 排水时间最大涌水时两台泵工作24Q0nQ124'4302'400=12.9h排水时间为12.9小时，满足排水要求。 电动机选择N=l.lrQH1000创3600h磆c1.1创10500400?6001000创36000.737?0.98=1066.1KW选BQS400型潜水泵，流量400m3/h，额定扬程600m，潜水泵配电动机功率1200KW电压6KV，采用325X12管

31、路，即可满足排水要求。三）、-800新泵房排至-400水平，水泵设计选型1、设计依据-400防尘水池标高：-400潜水泵吸水点标高：-800m垂直排水高度为：400m-800最大涌水量：430ma/h至-400排水管路长度：3015m2、设计计算 潜水泵必须的排水能力计算-800m水平的正常涌水量：269.7m3/h，最大涌水量:430ms/h正常涌水期Q=24q=1.2q=1.2x269.7=323.64ms/hB20zz最大涌水期Q=24q=1.2q=1.2x430=516ms/hmax20maxmax式中Q工作潜水泵具备的总排水能力，m3/hQ工作和备用潜水泵具备的总排水能力，m3/h；

32、max矿井正常涌水量，m3/h；qmax矿井最大涌水量，m3/h。 潜水泵所需扬程估算H400H二亠二二500mB耳0.8g式中H估算潜水泵所需扬程，m；B侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差，一sy般可取H二井底与地面标高差，m；syn管路效率。当管路在立井中铺设时，耳=0.90.89；当管路gg在斜井中铺设，且倾角a>30o时，耳=0.830.8；a=30。g20。时，耳=0.80.77；aV20。时，耳=0.770.74。gg 潜水泵的型号及台数选择根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择与原-800泵房排水能力相当的MD450型潜水泵，流量450ms/h，额定扬

33、程550m,排至-400防尘水池。选用三泵两趟管路系统，一条管路工作一条管路备用。正常涌水时，最大涌水时，两台泵同时工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。Vp取2m/s 管路校核dp二0.0188pQe/岭=0.266m=26.6cm6=0.5dp(十0.4P)/Q-1.3P)-1)+C(cm)=0.5X26.6/(800+0.4x44)/(800-1.3x44)-1)+0.15=0.8cm=8mm预选水管外径：266+8X2=282mm，查标准，选用现有的325X12无缝钢管。 管路阻力及管网特性方程管路总阻力系数R=6.17仓创10-7?骣.02923015p2g桫0.35=1.50

34、57X10-4管网特性方程运行初期H=H+RQ2=400+1.5057X10-4Q21g考虑管路淤积H=H+1.7RQ2=400+1.7X1.5057X10-4Q22g 排水时间最大涌水时:24Q0nQ124'430=45022.9h排水时间为22.9小时，满足排水要求。N=l.lrQH1000创3600h磆 电动机选择严0500550=1099KW选1000创36000.737?0.98MD450型水泵，流量450ma/h,额定扬程550m,水泵配电动机功率1200KW电压6KV，采用325x12管路，即可满足排水要求。（四）、在-1100泵房安装潜水泵排至北立井地面，潜水泵设计选型

35、1、设计依据地面水池标咼：+198m潜水泵吸水点标高：TIOOm垂直排水高度为：1298m-1100最大涌水量：184.1m3/h立排管路：O377X22排水管长度：1050+1638=2688m2、设计计算潜水泵必须的排水能力计算Hsy-1100m水平的正常涌水量120.9m3/h,最大涌水量184.1m3/h正常涌水期Q=24q=1.2q=1.2x120.9=145.08m3/hB20zz最大涌水期Q=24q=1.2q=1.2x184.1=220.92m3/hmax20maxmax式中Q工作潜水泵具备的总排水能力,m3/h；工作和备用潜水泵具备的总排水能力,m3/hQmax矿井正常涌水量,

36、m3/h；矿井最大涌水量,qmax潜水泵所需扬程估算H1298H二二二1442.22mBn0.9gm3/h。式中H估算潜水泵所需扬程，B侧地高度，即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差般可取H=井底与地面标高差,sy管路效率。当管路在立井中铺设时，n=0.90.89；当管路g在斜井中铺设，且倾角a>30o时,n=0.830.8；ag=30o20o时，n=0.80.77；aV20o时，n=0.770.74。gg潜水泵的型号及台数选择根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择与-800泵房排水能力相当的BQS400型潜水泵，流量300ma/h,额定扬程1500m。最大涌水时，一台泵工作就

37、能达到20h内排出24h的最大涌水量。 管路校核d=O.0188：'Q7V=0.231m=23.1cmVp取加/s6=0.5dp(JQ十0.4P)/Q-1.3P)-1)+C(cm)=0.5X23.1.(800+0.4x142.78)/(800-1.3x142.78)-1)+0.15=2.23cm=22.3mm式中dp标准管内径。6一需用应力，铸铁管6=200kg/cm2，焊接钢管6=nnn600kg/cm2，无缝钢管6=800kg/cm2；np一管内液体压强，可用下式求出：p=0.11Hgkg/cm2=142.78kg/cm2Hg管出口到水井水面标高差，m。此处为1298m预选水管外径

38、：231+22.3X2=275.6mm，查标准，选用325X24无缝钢管。配合现有©377X22，壁厚为22mm，内孔为333mm符合要求。 管路阻力及管网特性方程管路总阻力系数R=6.17仓U10-7?骣.02922888291±p2g桫0.33350.33340.3334±=1.4636X10-4管网特性方程运行初期H=HRQ2=12981.4636X10-4Q21g考虑管路淤积H=H1.7RQ2=12981.7X1.4636X10-4Q22g 排水时间最大涌水时24Q0nQ124'184.1=30014.7h排水时间为14.7小时，满足排水要求。 电

39、动机选择电动机功率N=l.lrQH1000创3600h磆1.1创10500300?1500=19991000创36000.737?0.98KW选BQS400型潜水泵，流量为300m3/h,额定扬程1500m,潜水泵配电动机功率2400KW电压6KV，-1100水平至-800水平敷设一趟©325X24的管路和现有©377X22管路连接排至地面，即可满足要求。五）、在-1100泵房安装潜水泵排至-800水平，潜水泵设计选型1、设计依据-800水平标咼：-800m潜水泵吸水点标高：-1100m垂直排水高度为：300m-1100最大涌水量：184.1m3/h排水管长度：1050m2

40、、设计计算 潜水泵必须的排水能力计算-1100m水平的正常涌水量120.9m3/h,最大涌水量184.1m3/h正常涌水期Q=24q=1.2q=1.2x120.9=145.08m3/hB20zz最大涌水期Q=24q=1.2q=1.2x184.1=220.92m3/hmax20maxmax式中Q工作潜水泵具备的总排水能力,m3/hQ工作和备用潜水泵具备的总排水能力,m3/h；max矿井正常涌水量,m3/h；qmax矿井最大涌水量,m3/h。 潜水泵所需扬程估算3000.8=375m式中H估算潜水泵所需扬程,m；BH侧地高度,即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差,一sy般可取H二井底与地面标高差

41、，m；syn管路效率。当管路在立井中铺设时，耳=0.90.89；当管路gg在斜井中铺设，且倾角a>30o时，耳=0.830.8；a=30。g20。时，耳=0.80.77；aV20。时，耳=0.770.74。gg 潜水泵的型号及台数选择根据计算的工作潜水泵排水能力，初选潜水泵。选择BQS400型潜水泵，流量300ma/h，额定扬程400m。最大涌水时，一台泵工作就能达到20h内排出24h的最大涌水量。 管路校核dp二0.0188/Qe7Vp=0.231m=23.1cmVp取2m/s6=0.5dpQ©十0.4P)/Q-1.3P)-1)+C(cm)=0.5X23.1:(800+0.4

42、x33)/(800-1.3x33)-1)+0.15=0.585cm=5.85mm式中dp标准管内径。6一需用应力，铸铁管6=200kg/cm2，焊接钢管6=nnn600kg/cm2，无缝钢管6=800kg/cm2；np一管内液体压强，可用下式求出：p=0.11Hgkg/cm2=33kg/cm2Hg管出口到水井水面标高差，m。此处为300m预选水管外径：231+10.1X2=251.2mm，查标准，选用273X10无缝钢管。符合要求。 管路阻力及管网特性方程管路总阻力系数R=6.17创10-7p2g骣.02921050桫0.3335291一0.3334+0.3334壬=0.6308X10-4管网

43、特性方程运行初期H=HRQ2=3000.6308X10-4Q21g考虑管路淤积H=H1.7RQ2=3001.7X0.6308X10-4Q22g 排水时间最大涌水时24Q0nQ124'184.1=30014.7h排水时间为14.7小时，满足排水要求。 电动机选择电动机功率N=1.1rQH1000创3600h磆c1.1创10500300?400=5331000创36000.737?0.98KW选BQS400型潜水泵，流量300m3/h，额定扬程400m，潜水泵配电动机功率600KW电压6KV，采用现有©273X10管路，即可满足要求。七、排水供电1、供电现状：孙村矿现有四座35K

44、V降压站，分别是北立井降压站、矿内降压站、中心区降压站和新申降压站。其中为矿井生产服务的降压站是北立井降压站、矿内降压站。矿内降压站正常运行的线路来自东都变电所，35KV孙矿线线路全长3183米，导线为LGJ120钢芯铝绞线，是该站的主回路，备用回路来自中心区配电站的35KV中孙线。站内目前安装两台SF912500/35/6变压器，一台运行，一台备用。站内35KV设备采用KYN35型隔离小车式高压开关柜，共有9面，6KV安装GG6A(F)型高压开关柜30面。该站采用河南许继的XWJK-3100变电站综合自动化监控系统，保护类型齐全，灵敏可靠。主要负荷为：地面副井绞车、主运皮带井、洗选厂、矸石山

45、、锅炉房以及井下-600水平以上负荷。北立井降压站两路35KV电源均来自陈家庄变电站，电源线路全长1920米，其中YJV22-26-3X150/35交联电缆长1370米，LGJ-150钢芯铝绞线长550米。目前站内安装一台SF7-16000KVA变压器、一台SF11-16000KVA主变压器，两台变压器一备一用；35KV电源电压经变压器变成6KV向高压负荷供电。该站35KV设备采用JYN135型隔离小车式高压开关柜，共有9面，6KV安装KYN28型高压真空开关柜28面。该站采用河南许继的CBZ-8000变电站综合自动化监控系统，保护类型齐全，灵敏可靠。安装一套SVG高压无功补偿装置补偿矿井功率

46、因数。该站主要负荷有北立井绞车、北立井提风机、北风井提风机、井口空调、制冷机，以及井下-800水平及以下全部负荷。2、供电方案的确定根据煤矿安全规程第二百七十三条，水文地质条件复杂或有突水淹井危险的矿井，应当在井底车场周围设置防水闸门或在正常排水系统基础上另外安设具有独立供电系统且排水能力不小于最大涌水量的潜水泵。潜水泵电源由北立井降压站直供，在北立井降压站安装2台进线柜、1台联络柜，3台启动柜和3台电抗器柜。沿立井井筒敷设三条MYJV交联电缆直供3台潜水泵，形成独立的供22电系统。3、潜水电泵供配电及控制潜水电泵控制方式为一控一，起动柜选用6kV级无锡军工电力设备有限公司KYGC型永磁式高压

47、真空配电装置2台，起动柜安装在北立井35kV变电站6kV配电室内，潜水泵配电电缆自起动柜引出后经副立井井筒引至井下潜水电泵，电缆选用MYJV-6kV型铜芯交联42聚乙烯绝缘粗钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆3条。潜水泵起动柜配置配南瑞继保微机保护装置（带通讯接口）电动机综合保护装置用于保护潜水泵，具有以下保护功能：启动时间过长保护，定时限过流保护，过负荷保护，过热保护，零序电流保护，负序电流保护，过电压、低电压保护和漏电保护，控制回路异常告警，PT断线告警等。潜水泵设自动控制系统一套，可显示电气和排水系统各有关参数、运行画面以及储存相关信息。控制系统由电泵智能保护器、控制屏、自动控制系统后台、井下

48、远程监控箱、传感器及联系电缆组成。电泵智能保护器具有绕组温度超限报警、绕组温度超限跳闸，电机缺水保护，水仓上水位、下水位报警。控制器带输出接口，与控制系统后台进行连接（通讯），实时监控保护器运行状况。潜水泵控制均可实现地面值班室内及泵房就地两地控制，具有电流、电压、压力等基本参数显示；抢险等特殊工况时能从地面将井下电气部分隔离，由地面进行起停操作。（一）选用功率为1200KW潜水泵供电设施选型、校验1、供电电缆验算1）按最大计算电流选择电缆：供电负荷额定功率为1200KW,2台潜水泵，总负荷2400KW。k2P=xj3xUexcos申供电距离L=1.5Km长时工作电流°出%1x=10

49、2.24A3x6x0.8矿井高压供电年利用小时数一般为30005000小时，选用铜芯电缆，查煤矿电工手册第五册表10-3-2,经济电流密度J=2.25jS=I/J=102.24/2.25=45.44mm2jgj选择6KVYJV22-3X70电缆。2）按长时允许电流校验电缆截面查煤矿电工手册表12-2-26,YJV22-3X120电缆允许载流量218A,大于长时工作电流109.1A,能够满足要求。3）按电缆短路时热稳定校验电缆截面S=I*(3)dXJt/c=9160XM0.25/93.4=49mm2min3I*(3)d最大三相短路电流3t-假想动作时间C-热稳定系数查煤矿电工手册表10-3-33

50、5mm2<70mm2，按热稳定校验电缆截面满足要求。(4)按允许电压损失校验查煤矿电工手册公式10-3-10AU%=PL(R+XTg©)/10U200N=1000X2X1X(0.1+0.08X0.62)/10X6.32=1.8%<5%按电压损失校验电缆截面,现有电缆符合要求。R、X电缆线路单位长度的电阻及电抗，欧/千米。查煤矿00电工手册表2-2-13和2-2-142、母线选择校验(1) 按最大长时工作电流选择母线：,k2P0.85x2x1000小c人I二.x=214.48AjxUexcos申x/3x6x0.8查煤矿电工手册表3-2-4,60X6矩形铜母线允许载流量106

51、9A。故选用60X6矩形铜母线。(2) 校验母线热稳定性A$I*(3)d/KP/C=9160X7口5/87=52mm2,满足要求3SKfA所选母线截面，mm2C材料热稳定系数，查煤矿电工手册表3-1-7K一集肤效应系数，母线截面小于600mm2时取1SKt-短路电流动作时间，一般取0.25sf60X6矩形铜母线热稳定性能满足要求3、高压开关柜选用无锡军工电力设备有限公司KYGC型永磁式高压真空配电装置（配南瑞继保微机保护装置）4、进线柜电流互感器的选择校验最大涌水时，最大长时工作电流：,k2P0.85x2x1000小°人I=x=214.48AjJ3xUexcos申J3x6x0.8电流

52、互感器额定电流应满足：I2（1.21.5）1=（1.21.5）214.48=257.4A322Ae1g选择电流互感器变比为300/5结论：进线柜电流互感器变比选择300/5。5、潜水泵启动柜电流互感器的选择最大计算电流：I=P/XUeXcos=1000/V3X6=96.2Ag电流互感器额定电流应满足：I2（1.21.5）I=（1.21.5）96.2=115.44A144.3Ae1g选择电流互感器变比为150/5结论：潜水泵启动柜电流互感器变比为150/5。（二）、选用功率为2400KW潜水泵供电设施选型、校验1、供电电缆验算（1）按最大计算电流选择电缆供电负荷额定功率为2400KW,2台潜水泵

53、，总负荷4800KW。供电距离L=1.5Km长时工作电流0.85x1x2400p'3x6x0.8=245.38Ak2P=xjJ3xUexcos申矿井高压供电年利用小时数一般为30005000小时，选用铜芯电缆，查煤矿电工手册第五册表10-3-2,经济电流密度J=2.25jS=I/J=245.38/2.25=109.1mm2jgj选择6KVYJV22-3X120电缆。（2）按长时允许电流校验电缆截面查煤矿电工手册表12-2-26,YJV22-3X120电缆允许载流量410A,大于长时工作电流245.38A,能够满足要求。（3）按电缆短路时热稳定校验电缆截面S=I*（3）dXJt/c=9160XM0.25/93.4=49mm2min3I*（3）d最大三相短路电流3t-假想动作时间C-热稳定系数查煤矿电工手册表10-3-335mm2<120mm2，按热稳定校验电缆截面满足要求。（4）按允许电压损失校验查煤矿电工手册公式10-3-10AU%=PL（R+XTg©）/10U200N=2400X2X1X（0.