云南省金属非金属矿山排水作业考试练习题附答案

云南省金属非金属矿山排水作业考试练习题附答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.金属非金属矿山井下主排水泵房通常设置在（）。A.井底车场附近B.采掘工作面C.中段运输巷D.回风巷答案：A2.离心式水泵的必需汽蚀余量Δh_r与允许吸上真空高度H_s的关系为（）。A.Δh_r=10-H_sB.Δh_r=H_s-10C.Δh_r=H_s+10D.Δh_r=10+H_s答案：A3.井下排水管路采用无缝钢管时，设计壁厚附加量C一般取（）mm。A.0.5B.1.0C.1.5D.2.0答案：C4.水泵工况点调节中，改变管网特性曲线最常用的方法是（）。A.切削叶轮B.调节闸阀C.变频调速D.串并联切换答案：B5.矿山排水系统“三泵两管”配置中，“两管”指（）。A.两趟排水管B.一趟排水管一趟电缆管C.一趟排水管一趟压风管D.一趟排水管一趟洒水管答案：A6.水泵串联运行的目的是提高（）。A.流量B.扬程C.效率D.功率答案：B7.井下主排水泵房通道与井底车场连接处必须设置（）。A.防水门B.防火门C.防爆门D.栅栏门答案：A8.离心泵启动前必须向泵内注水，其作用是（）。A.冷却轴承B.润滑密封C.排气减蚀D.减载启动答案：C9.水泵运行中电流表指针剧烈摆动，首先应判断（）。A.电压波动B.叶轮松动C.汽蚀发生D.底阀堵塞答案：C10.井下排水管每（）m应设置一组支撑梁。A.3～5B.6～8C.9～12D.15～20答案：B11.水泵并联运行时，总流量Q与单泵流量q的关系为（）。A.Q=nqB.Q<nqC.Q>nqD.Q=q答案：B12.矿井最大涌水量与正常涌水量之比称为（）。A.富水系数B.涌水系数C.水文系数D.涌水倍率答案：D13.水泵效率η的测定公式为（）。A.η=ρgQH/1000PB.η=P/ρgQHC.η=ρgH/1000PQD.η=1000P/ρgQH答案：A14.井下主排水泵房地面标高应比井底车场轨面高（）m。A.0.2B.0.5C.1.0D.1.5答案：B15.水泵运行中轴承温度超过（）℃必须停机检查。A.60B.70C.75D.80答案：C16.排水管经济流速范围一般取（）m/s。A.0.5～1.0B.1.0～1.5C.1.5～2.2D.2.5～3.5答案：C17.水泵特性曲线中，关死点扬程约为额定扬程的（）倍。A.0.8B.1.0C.1.1～1.3D.1.5答案：C18.井下移动式潜水泵绝缘电阻应不低于（）MΩ。A.0.5B.1C.2D.5答案：A19.水泵吸水管直径应比泵入口直径（）。A.小一号B.相同C.大一号D.大两号答案：C20.矿井排水系统做防水门关闭试验时，水压应不低于（）MPa。A.0.1B.0.2C.0.3D.0.5答案：C21.水泵运行中填料室滴水速度宜为（）滴/min。A.0B.1～2C.30～60D.120答案：C22.井下排水系统电源应引自（）。A.地面总降压站一回路B.井下中央变电所双回路C.采区变电所单回路D.移动变电站答案：B23.水泵汽蚀破坏最先出现在（）。A.叶轮进口B.叶轮出口C.泵壳内壁D.导叶答案：A24.排水管沿斜井敷设时，固定支架间距不宜大于（）m。A.10B.15C.20D.30答案：B25.水泵运行中出口压力表读数突然降至零，最可能原因是（）。A.电网失压B.叶轮脱落C.吸水管爆裂D.排水管堵塞答案：C26.井下主排水泵房应设（）出口。A.一个B.两个C.三个D.四个答案：B27.水泵并联台数越多，并联折减系数（）。A.越大B.越小C.不变D.先大后小答案：B28.矿井排水系统设计中，备用水泵能力应不小于工作水泵能力的（）%。A.50B.70C.100D.120答案：B29.水泵运行中电动机过载，首先应检查（）。A.电压B.扬程C.流量D.机械卡阻答案：D30.井下排水管采用法兰连接时，垫片材料应选用（）。A.橡胶B.石棉C.紫铜D.耐酸橡胶答案：D二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，选择全部正确得分，漏选、错选均不得分）31.造成水泵汽蚀的主要原因有（）。A.吸水高度过大B.水温升高C.流量过小D.进口管路阻力大E.转速降低答案：ABD32.井下主排水泵房应设置的安全装置包括（）。A.防水门B.防火门C.引水装置D.超温保护E.水位声光信号答案：ACDE33.水泵运行中电流过高的原因可能是（）。A.电压升高B.叶轮与壳体摩擦C.填料压得太紧D.出口阀未开E.泵内吸入杂物答案：BCDE34.矿井排水系统经济比较应计入的费用有（）。A.设备折旧费B.电费C.维修费D.工人工资E.管路摊销费答案：ABCDE35.水泵并联运行效果变差的表现有（）。A.总流量小于各泵单独流量之和B.单泵电流升高C.单泵扬程下降D.效率降低E.振动增大答案：ACDE36.井下排水管支撑梁设计荷载应包括（）。A.水管自重B.水重C.阀门重量D.冲击荷载E.人员重量答案：ABCD37.水泵启动前必须完成的检查项目有（）。A.轴承润滑油位B.填料压盖松紧C.吸水管底阀灌水D.出口阀全开E.绝缘电阻答案：ABCE38.矿井突水征兆包括（）。A.煤层变湿B.挂汗C.水叫D.淋水加大E.片帮答案：ABCD39.水泵运行中轴承过热的原因有（）。A.缺油B.油质差C.轴承损坏D.泵轴弯曲E.轴向力过大答案：ABCDE40.井下移动式排水泵站应满足的要求有（）。A.绝缘良好B.接地可靠C.自带冷却D.扬程匹配E.流量大于最大涌水量答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）41.离心泵的理论扬程公式为H_t=________，其中u_2为叶轮出口圆周速度。答案：42.水泵允许吸上真空高度H_s与大气压p_a、饱和蒸汽压p_v、吸入管路水头损失h_s的关系为H_s=________。答案：−43.井下主排水泵房地面应设________沟，坡度不小于________%。答案：排水344.水泵并联运行时，各泵的________必须相同，否则会发生________。答案：扬程抢水45.矿井排水系统做水泵联合试运转时间不少于________h，其中满负荷连续运行不少于________h。答案：8446.排水管沿竖井敷设时，固定支架最大间距按管材抗拉强度计算，并加________倍安全系数。答案：2.547.水泵运行中填料室温度不得高于________℃，否则应停泵检查。答案：8048.井下主排水泵房应设________装置，保证5min内启动水泵。答案：引水49.水泵特性曲线中，效率最高点的参数称为________工况。答案：额定50.矿井最大涌水量按历年观测最大值乘以________系数确定。答案：1.2～1.5四、简答题（每题5分，共20分）51.简述井下主排水泵房选址应遵循的原则。答案：1.靠近井底车场，缩短管路；2.围岩稳固，无构造破碎带；3.高于井底车场0.5m，利于自排；4.双安全出口，一条通往井底车场，一条通往斜井或风井；5.避开采动影响范围，服务年限长；6.便于运输、安装、检修；7.具备双回路供电条件；8.与变电所、水仓形成最短联络通道。52.说明水泵汽蚀对矿山排水系统的危害。答案：1.叶轮、泵壳出现蜂窝状剥蚀，缩短寿命；2.产生600～25000Hz噪声，恶化作业环境；3.振动加剧，轴封失效，轴承损坏；4.性能曲线下降，流量扬程降低，不能满足排水要求；5.断流瞬间造成水锤，导致管路破裂、接头法兰松动；6.突水时期若汽蚀失效，将引发淹井事故；7.维修更换需停产，直接经济损失大。53.写出矿井排水系统“三泵两管”配置的含义并说明其合理性。答案：“三泵”指工作泵、备用泵、检修泵各一台，能力分别按正常涌水量、最大涌水量70%、最大涌水量50%配置；“两管”指两趟独立排水管，每趟能力不小于最大涌水量。合理性：1.任何一台泵故障，备用泵可立即投入；2.一趟管路破损，另一趟可单独运行；3.检修泵保证不停产检修；4.满足《金属非金属矿山安全规程》第4.6.2条“工作+备用+检修”要求；5.投资与可靠性最佳平衡。54.说明变频调速在矿山排水节能中的应用要点。答案：1.根据水仓水位PID调节转速，避免节流损失；2.水泵相似律：Q∝n，H∝n²，P∝n³，降速30%节电约65%；3.设置“睡眠”功能，低水位自动停泵，高水位软启动；4.多台泵并联时，先工频后变频，避免共振；5.变频器须选择防爆型，IP54以上，加装输出电抗器抑制谐波；6.电机绝缘等级≥F级，轴承加轴接地环防止轴电流；7.设置旁工频回路，变频器故障自动切换；8.年运行6000h以上，投资回收期≤1.5年。五、计算题（共30分）55.（10分）某井下主排水泵房选用200D-43×5型多级离心泵，额定流量Q=288m³/h，额定扬程H=215m，转速n=1480r/min，效率η=78%，水的密度ρ=1000kg/m³。求：（1）水泵有效功率P_e（kW）；（2）轴功率P_a（kW）；（3）若电动机功率备用系数K=1.1，选配电机功率P_m（kW）。解：（1）有效功率=（2）轴功率=（3）电机功率=按标准系列向上取250kW。答案：（1）169.3kW；（2）217.1kW；（3）250kW。56.（10分）某斜井倾角α=28°，垂深350m，拟沿井筒敷设一趟Φ194×6无缝钢管排水，管材许用应力[σ]=110MPa，水锤波速a=1200m/s，最大涌水量Q_max=380m³/h，经济流速v=2.0m/s。试校核：（1）管内径是否满足流速要求；（2）静水压力p_s；（3）水锤升压Δp；（4）管壁厚度是否满足强度要求（忽略轴向力）。解：（1）所需内径d实际内径194-2×6=182mm<259mm，不满足，需加大管径或采用双管。（2）静水压力=（3）水锤升压（直接水锤）Δ总压力p=3.43+2.4=5.83MPa（4）管壁应力σ强度满足，但流速超标，需重新选型。答案：（1）不满足，需内径≥259mm；（2）3.43MPa；（3）2.4MPa；（4）壁厚强度满足，但流速过高，应改选Φ273×7或双管并联。57.（10分）某井下中央水仓有效容积V=2500m³，正常涌水量Q_z=320m³/h，最大涌水量Q_max=480m³/h，工作泵流量q=360m³/h，备用泵流量q_b=360m³/h。求：（1）按《规程》要求，水仓容积是否合格；（2）若水泵自动启动水位差Δh=1.5m，水仓水平面积A=500m²，求水位变化对应的有效调节容积V_t；（3）校核工作泵与备用泵能否在20h内排出24h正常涌水量；（4）突水时期，两泵并联运行，24h内能否排出24h最大涌水量（并联折减系数k=0.9）。解：（1）规程要求水仓容积≥8h正常涌水量8略小，需扩容至2560m³以上。（2）调节容积=（3）20h排水量24h涌水量7200<7680，不满足，需增加运行时间或再启备用泵。（4）并联流量24h排水量64824h最大涌水量48015552>11520，满足。答案：（1）不合格，需扩容至≥2560m³；（2）750m³；（3）不满足，需延长运行至21.4h或启备用泵；（4）满足。六、综合应用题（共20分）58.某金属矿山井下-450m水平主排水系统改造设计。已知：井底车场标高-450m，地面标高+150m，垂深600m；正常涌水量Q_z=420m³/h，最大涌水量Q_max=630m³/h；原系统：200D-43×4泵2台（1工1备），Φ159×5管1趟，运行10年，泵效率降至65%，管路结垢内径缩小10mm；计划改造：保留原水仓，更换高效水泵、双管，要求20年服务期，年运行6000h，电价0.55元/kWh，目标年节电费≥80万元。任务：（1）计算原系统实际运行参数（流量、扬程、轴功率、年电费）；（2）提出两种改造方案（设备选型、管路配置、投资估算、年电费、投资回收期）；（3）从安全、节能、经济、运维四方面对比并推荐最优方案。解：（1）原系统额定Q=288m³/h，H=172m，η_n=78%，现η=65%，管路特性H_c=H_s+KQ²，测得K=0.00025，新工况：H=172+0.00025Q²，与泵H-Q曲线交点Q=265m³/h，H=189m，轴功率=年电费210.5需两台泵并联才能满足最大涌水量，实际年运行基本并联，总电费约139万元。（2）方案A：选MD450-60×3多级泵，Q=450m³/h，H=180m，η=83%，配315kW防爆高压电机2台（1工1备），两趟Φ219×6无缝钢管，内