文档介绍：矿井主排水设备选型设计
摘要
根据设计任务书所提供资料,以严格遵守《矿井安全规程》和《煤矿工业设计规范》所规定的有关条款为依据,以安全可靠为根本,以投入少、运行费用低为原则的设计指导思想,确定矿井对排水系统的具体要求。
初步选择排水方案,进行设备选型以及相关计算,确定设备工况,校验水泵的稳定工作条件、经济运行条件,排除不合理方案。对所剩方案进行经济核算,以吨水百米费用和初期投入为指标筛选出最终方案。
选择系统配套附件,根据各设备外形尺寸及安装要求,并考虑其运行条件,最终确定泵房及管路的布置图。
对水泵的轴向力进行分析,并论述了用以平衡轴向力的平衡盘的结构特点、工作原理,以及研究平衡盘的意义。
关键词: 矿井涌水; 水泵; 工况点; 设备布置; 平衡盘
Abstract
绪论
1对排水系统的要求
在矿井建设和生产过程中,随时都有各种来源的水涌入矿井。只有极少数例外的矿井是干燥。将涌入矿井的水排出,只是和矿水斗争的一方面,另一方面是采取有效措施,减少涌入矿井的水量。特别是防止突然涌水的袭击,对保证矿井生产有重要意义。
矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水,而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下,还要抢险排水。在恢复被淹没的矿井时,首要的工作就是排水。排水设备始终伴随着矿井建设和生产而工作,直至矿井寿命截止才完成它的使命。因此,排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的,它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。
为了使排水设备能在安全、可靠和经济的状况下工作,必须做好确定排水方案,选择排水设备,进行布置设计,施工试运转,直到正常运行各环节的工作。
2矿水
在矿井建设和生产过程中,涌入矿井的水流称为矿水。
矿水来源
矿井水的来源分为地面水和地下水,地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪等,如果有巨大裂缝与井下沟通时,就会造成水灾。地下水包括含水层水、断层水和老空水。地下水在开采过程中不断涌出。
涌水量
矿水可以用单位时间涌入矿井内的体积来度量,称为绝对涌水量。一般用“q”表示,其单位为m3/h。涌水量的大小与该矿区的地理位置、地形、水文地质及气候等条件有关;同一矿井在一年四季中涌水量也是不同的,如春季融雪或雨季里涌水量大些,其他季节则变化不大,因此前者称最大涌水量,而后者称为正常涌水量。
为了对比不同矿井涌水量的大小,通常还采用同一时期内,相对于单位煤炭产量(以吨计)的涌水量作为比较参数,称它为相对涌水量,或称为含水系数。若以K表示相对涌水量,则
K=24q/T (m3/t)
式中 q——绝对涌水量,m3/h;
T——同期内煤炭日产量,t。
矿水性质
矿井水中会有各种矿物质,并且会有泥沙、煤屑等杂质,故矿井水的密度比清水大,15。C矿水的密度约为1015-1025kg/m3。按PH值矿水可分为碱性PH>7、中性PH=7、弱酸性PH=4~6和强酸性PH=0~3。酸性水对排水设备的非耐酸金属零件产生腐蚀作用,减少排水设备正常使用年限。矿水中含有的悬浮状固体颗粒进入水泵后加速金属表面的磨损。当PH<5时,要求排水设备(包括泵、管路等)应选用耐酸材料,或者对水质进行中性处理。对于矿水中的悬浮颗粒应在水泵前加以沉淀,而后再经泵排出矿井。
3设计的指导思想
排水系统的选择、设备的选型,以选出的整个系统在整个矿井服务期限内均能按有关规定的要求排除矿井涌水为原则,尽可能做到安全可靠,投资少,运行费用低,自动化程度高,维护方便。
排水系统是煤矿生产的重要环节,排水泵属煤矿大型固定设备,独立性强,备用系数大。它的稳定运行与否将直接影响到矿井的安全。
煤矿排水的电耗占原煤生产电耗的10%~30%,涌水量大的矿井可达60%(改造指南)。~。
在世界能源日益紧张的今天,我国部分地区也出现了“电荒”、“油荒”的现象,节能省电在排水系统选型中变得尤为重要。
为了改善煤矿生产条件,提高设备运行的安全性、稳定性,设计过程中还要注重科技发展新成果的合理应用。
4有关的方针政策
`在设计中必须遵守《矿井安全规程》(以下简称规程)和《煤矿工业设计规范》(以下简称规范)所规定的条款。
《规程》对井下排水有如下的规定
第242条主要排水设备(包括水泵,水管和配电设备)应符合下列要求:
(一)水泵:必须有工作,备用和检修的水泵。其中工作水泵的能力,应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量(包括填充水和其他用水)。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%;并且工作和备用水泵的总能力应在20小时内排出矿井24小时内的最大涌水量;检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
水文地质条件复杂或有突水危险的矿井,