【doc】天安煤矿矿井排水系统能力的综合评定

【doc】天安煤矿矿井排水系统能力的综合评定 天安煤矿矿井排水系统能力的综合评定 l哪翦豳 --一.山西煤炭SHANXICOAL 文章编号:1672—5050(2011)01—0058—03 天安煤矿矿井排水系统能力的综合评定 第31卷第1期 杨海平1,2 (1.太原理【:大学矿业=r程学院,山西太原030024;2.山西省煤炭建设监理有限公司, 山西太原030012) 摘要:阳泉煤业集团天安煤矿矿井排水系统由主斜井和副斜井井底水泵房组成,计 算了主斜井井底水泵房排 水系统能力为114万t/a,副斜井水泵房排水系统能力为154万t/a,经综合评定该矿 井排水系统能力为114万t/a. 关键词:主斜井;副斜井;排水系统能力;计算 中图分类号:TD744文献标识码:A 1概述3主斜井井底水泵房排水设备 阳泉煤业集团天安煤矿 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 生产能力0.9 Mt/a,开拓方式为斜井开拓,巷道布置有主斜井,副 斜井,回风斜井. 天安煤矿矿井排水系统由主斜井和副斜井井 底水泵房组成,其中主斜井井底水泵房安装 MD155—30×7型离心式水泵3台,额定流量155 m/h,额定扬程210m,配用Y316L1—4型电机,功 率160kW.沿回风斜井敷设两趟西168X4.5排水 管,一趟工作,一趟备用.供电方式为两回路660V 供电,引自井下中央变电所不同母线. 副斜井井底水泵房安装MD280—43X4型离心 式水泵3台,额定流量280ms/h,额定扬程172m, 配用Y355L2—4型电机,功率200kW.沿副斜井敷 设两趟245×6.5排水管,一趟工作,一趟备用.供 电方式为两回路660V供电,引自井下采区变电所 不同母线. 2排水系统 1)主斜井排水系统:运输,轨道顺槽一五平运 输巷,五平轨道巷,五平回风巷一联络巷一主斜井 下部水泵房一回风斜井一地面. 2)副斜井排水系统:北运输巷,北轨道巷,北回 风巷一联络巷一北材料巷一副斜井下部水泵房一 副斜井一地面. 58 根据地质资料本矿井正常涌水量为200m3/h, 最大涌水量为250m3/h,按照矿井实际情况,矿井涌 水中采区约占30%,北部巷道涌水约占70%.矿井 中采区涌水由布置在主斜井井底的排水泵通过回风 斜井排出井外,矿井北部巷道的涌水由布置在副斜 井井底的排水泵通过副斜井排出. 矿井主斜井井底布置有MD155—30×7型主排水 泵3台.下面验算主斜井井底排水泵是否符合要求. 3.1依据 主斜井井底正常涌水量为60m3/h,最大涌水量 75m3/h;排水高度H=160m;排水管路斜长L=550 m,倾角a=14.,23.;矿井水容重y=l020kg/m.;矿 井水PH值中性. 3.2水泵的验算 正常涌水时水泵的必须排水能力ph==1.2Qmin=72 m3/h;最大涌水时水泵的排水能力Qbmax=1.2Qmax=90 m3/h;水泵扬程Hh=(Hp+)=1.25×(160+5.5)=2071TI. 式中:为管路损失系数K=I.25;H为排水垂深 ITI;?为吸水高度,5.5m. 矿井原主斜井井底布置有MD155—30×7型矿 用水泵3台,其额定排水量15513'1/h,扬程210131,满 足要求. 计算管路实际所需扬程. 估算管路附件扬程为101TI,管路损失扬程为7 收稿日期:2010—10—13 作者简介:杨海平(1969一),男,山西临猗人,工程硕士研究生,高级工程师,从事煤矿 监理工作. 第31卷第1期 2011年1月山西煤炭SHANXtC0AL m,管路实际所需扬程为: H=.++(10+7)=160+5.5+17=182.51TI. 根据计算扬程在选择水泵时应比计算值大5% , 8%,即 =182.5×1.08=197.1m. 3.3管路的验算 排水管内径Dp=18.8XfQ/Vp=0.165m. 吸水管内径Dp=l8.8X/-Q/Vp=0.191m. 式中:.为排水管经济流速,取2m/s;为吸水管 经济流速,取1.5m/s;Q为管道流量,in/h. 根据以上计算原有排水管127×4.0无缝钢 管,吸水管152×4.0无缝钢管,不符合要求.排水 管需更换为西168×4.5无缝钢管,吸水管咖194X 5.0无缝钢管. 3.4水泵级数验算 水泵的级数:==l97.1/33.5=5.9. 日e为水泵流量为QB时的平均单级扬程(m). 原7级满足要求. 水泵工况点的确定: 肚ooo2? 按H=日+RQ=197.1/7+0.0002Q=28.1+0.0002Q. 在所选水泵特性曲线上,用同一比例画出管道 特性曲线,二者交点即为所求工况点. 其工况点:H=219.41m,Q=127.36m3/h, ~/=94%. 电动机选型计算: 水泵的辅功率:N=丽Q × H 1 p 0 g丽= 塑:82. 54kW. 3600×1000X0.94.. 电动机功率:=??/77=1.1×82.54/0.98=92.65kW. 水泵原有Y316L1—4型电动机,功率160kW, 转速2950r/min,电压为660V.满足要求. 3.5校验计算 验算排水时间. 排水时问:正常排水时T-24Qb/Q=l1.1h<20h; 最大涌水时T=24Q/2Q=7.0h<20h. 现有水泵能够满足规程要求在20h内排完矿 井24h涌水. 3.6管路敷设 Vo1.31NO.1 Jan2O11 排水管路沿回风斜井井筒敷设,管路设在管子 道内,排水管路应设有金属弯管支座,用以承担管 重及水柱重量,金属变管支座必须固定于专设的钢 梁上.为避免管路纵向弯曲,需设有导向管夹子.每 隔150ITI装置伸缩接头,以及承载该管子重量的支 承直管同样需用专设的钢梁来固定,最上面的伸缩 接头及支承直管,应设于进口50m处.管路连接采 用法兰联接. 每条排水管路都要设放水闸门,以便在检修时 能将排水管中的水放入水仓.底阀应设置在吸水最 低水面500iYlm以下,其底面应高出吸水井井底 800mm. 3.7电动机选型计算 MD155—30×7型水泵配套电机型号 Y316L1—4,功率160kW,转速2950r/min,电压为 660V. 3.8排水能力 正常涌水量排水能力: A.-:114万t/a.104P"一 最大涌水量排水能力: Am-:140万t/a.104Pn…… 式中:为排正常涌水时的能力,万f/a;BB为工作水 泵小时排水能力,m3/h;Pn为上一年度平均日产吨煤 所需排出的正常涌水量,0.74m3/t;A为排最大涌水 时的能力,万da;B为工作水泵加备用水泵小时排水 能力,m3/h;Pn为上一年度平均日产吨煤所需排出的 最大涌水量,1.2m3/t;经计算主斜井井底水泵房排水 系统能力为114万a. 4副斜井井底水泵房排水设备 根据地质资料本矿井正常涌水量为200m3/h, 最大涌水量为250in/h,按照矿井实际情况,矿井涌 水中采区约占3O%,北部巷道涌水约占7O%. 矿井中采区涌水由布置在主斜井井底的排水 泵通过主斜井排出井外,矿井北部巷道的涌水由布 置在副斜井井底的排水泵通过副斜井排出. 4.1依据 副斜井井底正常涌水量为140m3/h,最大涌水 量175mVh;排水高度He=130m;排水管路斜长 L=460in,倾角a=25.;矿井水容重y=l020kg/m; 9 山西煤炭SHANXICOAL第31卷第1期 矿井水pH值中性. 4.2水泵的选择计算 正常涌水时水泵的必须排水能力; Qb=1.2Qmin=168m3/h. 最大涌水时水泵的排水能力: ph=1.2Q.~=21om3/h. 水泵扬程计算: Hb=(日n+H)=1.25X(130+5.5)=169.4m. 式中:为管路损失系数K=I.25;.为排水垂深 Ill;为吸水高度,5.5m. 初步选用MD280—43型矿用水泵,其额定排水 量280m3/h,扬程172ITI. 计算管路实际所需扬程: 估算管路附件扬程为10m,管路损失扬程为7 m,管路实际所需扬程为: H=Hv+H+(10+7)=130+5.5+17=152.5131. 根据计算扬程在选择水泵时应比计算值大5% , 8%,即 H=152.5×1.08=164.701TI. 4.3管路的选择计算 排水管内径Dp=18.8N/Q/Vp=0.222m. 吸水管内径D~=18.8,/=0.257In. 式中:.为排水管经济流速,取2rn]s;V为吸水管 经济流速,取1.5m/s;Q为管道流量,m3/h. 根据以上计算排水管选用4,245X6.5无缝钢 管,吸水管选用4,273X6.5无缝钢管.排水管道布 置2趟,1趟工作,1趟备用. 4.4确定水泵级数与工况 求水泵的级数: X.=H/He=164.70/47=3.5. 为水泵流量为Q时的平均单级扬程,m.选用4 级水泵 确定水泵的工况点: 尺::_164.70-(130+一 5.5):0.0009."一 Q一280×4一'' 按H=H/Xa+RQ=164.7/4+0.00009Q=41.2+0.oooo9Q~ 在所选水泵特性曲线上,用同一比例画出管道 特性曲线,二者交点即为所求工况点. 其工况点:H=182.63113,Q=172.5m~/h,7=73.7%. 电动机选型计算: 水泵的轴功率: 60 ?=Q × H 1 p 0 g=18.7kw. 电动机功率: :?/,,.=1.1X118.7/0.98=133.23kW. 查MD280—43×4型多级水泵配套Y355L2—4 型电动机功率为200kW,故配套电动机功率合适. 4.5校验计算 验算排水时间: 排水时问:正常排水时T=24Qb/Q=14.4h<20h, 最大涌水时T=24Q2Q=9.0h<20h. 所选水泵能够满足规程要求在20h内排完矿 井24h涌水. 4.6管路敷设 排水管路沿副斜井井筒敷设,管路设在管子道 内,排水管路应设有金属弯管支座,用以承担管重 及水柱重量,金属变管支座必须固定于专设的钢梁 上.为避免管路纵向弯曲,需设有导向管夹子.每隔 150In装置伸缩接头,以及承载该管子重量的支承 直管同样需用专设的钢梁来固定,最上面的伸缩接 头及支承直管,应设于进口5Oin处.管路连接采用 法兰联接. 每条排水管路都要设放水闸门,以便在检修时 能将排水管中的水放入水仓.底阀应设置在吸水最 低水面500mm以下,其底面应高出吸水井井底 800mm. 4.7电动机选型计算 MD280—43X4型水泵配套电机型号 Y355L2—4,功率200Kw,W转速1480r/min,电压为 660V. 4.8井底水窝,采区排水设备的选择 本矿回采工作面和掘进工作面涌水采 BQS40—40—11/N型小水泵排水,功率为11kW;涌水 经顺槽,大巷至主副水仓. 4.9副斜井水泵房排水能力 副斜井水泵房正常涌水量排水能力: An-:154万da.1O4Pn,. 副斜井水泵房最大涌水量排水能力: :: 190万t/a."一10一" 式中:A为排正常涌水时的能力,万da;B为工作 水泵小时排水能力,m3/h;P.为(下转第72页) 山西煤炭SHANXICOAL第31卷第1期 FeasibilityAnalysisontheRoadwayLayoutandProductionSystemin ShapingMine SUXiao—wen, (1.CollegeofMiningEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxi0300 24,2.Bureauof CapitalConstructionofShanxiCoalIndustryOffice,TaiyuanShanxi030006) Abstract:Bythecalculation.theareaproductioncapacityof3.1216milliont/asatisfiesthedes igned capacityof3milliont/ainShapingmine.Therecoveryrateof79.1%alsomeetstheDesignCod eforCoal MiningIndustry.Therefore,thearearoadwaylayoutisreasonable. Keywords:productioncapacity;recoveryrate;roadwaylayout;productionsystem;analysis 编辑:刘新光 (上接第60页) 一 年度平均日产吨煤所需排出的正常涌水量, 0.74m3/t;A为排最大涌水时的能力,万t/a;B为T 作水泵加备用水泵小时排水能力,m/h;Pn为上一年 度平均日产吨煤所需排出的最大涌水量,1.20m/t; 经计算副斜井水泵房排水系统能力154万t/a. 综合考虑矿井排水系统能力为114万f/a. 72 5结论 阳泉煤业集团天安煤矿主斜井井底水泵房排 水系统能力为114万t/a,副斜井水泵房排水系统能 力为154万t,a.经综合评定该矿井排水系统能力为 114万t/a. ComprehensiveEvaluationonDrainageSysteminTiananMine YANGHai—ping, (1.CollegeofMiningEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxi030024,China 2.ShanxiCoalConstructionSupervisionCo.,TaiyuanShanxi030012,China) Abstract:ThedrainagesystemofTian'anmine,YangquanCoalGroup,iscomposedofpumphouses inthemaininclinedshaftandauxiliaryinclinedshaft.Bycalculation,themainshaft'Sdrainagecapacityis 1.14milliont/a,andtheauxiliary1.54milliont/a.Therefore,thecomprehensiveevaluationofthemineS drainagecapacityissupposedtobe1.14milliont/a. Keywords:maininclinedshaft;auxiliaryinclinedshaft;drainagesystemcapacity;calculatio n 编辑:徐树文