文档介绍：矿井自动主排水系统设备的选型设计
矿井自动排水系统结构比较复杂,设备类型众多,本章将对水泵、引水设备、自动阀门等主要设备进行选型设计。由于水泵电机的供电电源取自高压开关柜,在设计完成后,将对高压开关柜作简要叙述。
某矿井原始资料:
1)单水平开采,竖井,井深450m
2)正常涌水量550 m3/h
3)最大涌水量1000 m3/h
4)矿水污染较严重,密度1020 kg/m3
由于是单水平开采,故采用直接排水系统。
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主泵房的排水设备,必须有工作、备用和检修水泵。其中任一台水泵的排水能力应能在20h排出24h的正常涌水量,两台水泵同时工作的总能力,应能在20h内排出矿井24h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%。
正常涌水期,水泵必须的排水能力:
(式2-1)
最大涌水期,水泵必须的排水能力: (式2-2)
式中: qz —正常涌水量(m3/h)
qvmax —最大涌水量(m3/h)
Qv1 —工作水泵必须的排水能力(m3/h)
Qv1max —工作与备用水泵必须的排水总能力(m3/h)
作为估算可认为水泵必须产生的扬程H1(m)
(式2-3)
式中:Hh-井筒深度(m);
k-扬程损失系数,竖井,k=;斜井,k=~
由于矿水污染严重,应考虑选择MD型耐磨泵,综合上述几点,可选用MD500-57型号泵,其单级扬程Hi =57。
水泵级数,故选级数i=9。
MD型泵是目前国内较为理想的煤矿用排水泵。其各型号见表2-1,型号含义如图2-3所示:
图水泵型号含义
比较Qv1 ,Qv1max 和Qe可知,在正常涌水时期需要水泵台数
在最大涌水时期需要投入工作的水泵台数
除此之外,尚需一台检修水泵。故工作水泵n1=2,备用水泵n2=1,检修水泵n3=1,共四台水泵。
3、管路趟数的选择
根据各涌水期投入工作的水泵台数,可选用三趟管路,正常涌水期两台水泵同时工作,各用一趟管路排水,另一趟备用;最大涌水期三台泵同时工作,启用备用管路,三趟管路并联排水。
离心式水泵只有在泵壳内充满水的情况下允许启动,通常采用的方法是打开逆止阀旁通道上的截止阀(或注水电磁阀)让排水管道中的压力水注入泵体,泵体内的空气从放气旋塞排出。这种方法要求水泵必须装设底阀。在排水过程中,底阀产生一定的水力损失使水泵的电耗增加、效率降低。为了取消底阀、增加吸水高度、便于自动控制,还可采用以下充水装置。
一、用真空泵抽真空吸水
在多台大泵集中排水的情况下,可设置两台真空泵专为大泵抽真空吸水。一般采用SZ型、SZB型、SZH型水环式真空泵。在本系统中采用的是SZ水环式真空泵。
其大致的工作原理为:在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮顺时针方向旋转时,水被叶轮抛向四周,由于离心力的作用,水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相切,水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触(实际上叶片在水环内有一定的插入深度)。此时叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间,而这一空间又被叶轮分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下部0
°为起点,那么叶轮在旋转前180°时小腔的