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综采工作面管路设计安装资料

综采工作面管路设计安装

（一）供水系统

1、水源

综采工作面水源取自工业场地地面井下消防、洒水蓄水池，经井筒管路送至井下。

井下用水水质执行：

《煤矿工业矿井设计规范》GB50215-2005；《煤矿井下消防、洒水设计规范》GB50383-2006。

地面设两座钢筋混凝土井下消防、洒水蓄水池，每座水池容积250m³，其中生产时正常使用，一座备用，总容积500m³，储存井下消防水量及井下生产调节水量。

供水系统的压力由地面蓄水池与用水点的高差产生的静压，在井筒管路上设减压阀，减至2.5MPa的工作压力，满足各个用水点的水压。

2、水质

综采工作面用水水质见下表

序号

项目

标准

1

悬浮物含量

≤30mg/L

2

粒径

<0.3mm

3

pH值

6.5~8.5

4

总大肠菌群

每100mL水样中不得检出

5

粪大肠菌群

每100mL水样中不得检出

3、工作面供水管路选型

⑴用水量计算

采煤工作面用水量包括采煤机械设备用水、内外喷雾、架间喷雾、冲洗积尘用水、转载点喷雾及其它用水等。

皮带顺槽管路供水：

①采煤机内外喷雾用水

Q1=320L/min即Q1=19.2m3/h

②刮板输送机头机尾冷却电机用水

Q2=10-25L/min即最大用水为Q2=1.5L/min

③转载机冷却电机用水

Q3=1m3/h

④架间喷雾用水

Q4=4m3/h

⑤其它用水

Q5=1m3/h

全部用水量：

Q=K∑Qi=1.05×（19.2+1.5+1+4.0+1）

　=28.035m³/h

式中：

K----水量备用系数，取K=1.05

⑵管径计算

QJ=πD2V/4

D=（4QJ/πV）1/2

D=〔4×0.0078/（3.14×1.5）〕1/2=0.081m=81（mm）

式中：

QJ-----计算流量，m3/s；

D-----管路直径，mm；

V-----计算流速，一般为1.5～2.5m/s取1.5m/s。

皮带顺槽需要直径φ81mm供水管路，结合矿井实际情况选用Φ89mm热轧无缝钢管，可满足轨道顺槽供水要求。

轨道顺槽主要为净化水幕和冲尘用水，选用Φ89mm热轧无缝钢管可以满足需要。

（3）管壁选择

管路承受最大内压力及水泵压力，取2.5Mpa。

式中：

δ—防尘管路得壁厚；

R—许用应力，无缝钢管取130Mpa；

P—管内水的压强，2.5Mpa；

d—给水管的内径，80mm；

d—附加厚度，钢管为1~2mm，取2mm；

则有：

=2.7mm，取δ=4mm。

因此，皮带顺槽给水管路采用壁厚为4mm的无缝钢管。

皮带顺槽需要直径φ82mm供水管路，结合矿井实际情况选用Φ89mm，壁厚为4mm热轧无缝钢管，可满足轨道顺槽供水要求。

轨道顺槽主要为除尘洒水，选用Φ108mm，壁厚为4mm热轧无缝钢管可以满足需要。

（4）供水路线

进风巷供水水源→矿井水车间→副井→315大巷（4寸）→15102进风顺槽斜石门（3寸）→皮带顺槽（3寸）

回风巷供水水源→矿井水车间→副井→315大巷（4寸））→15#煤轨道斜巷（4寸）→轨道顺槽（3寸）

（5）闸阀、三通、喷雾装置的安装

①进风与回风顺槽每隔100米安装一闸阀，设备列车、乳化液泵站位置也要安装闸阀。

②工作面、胶带输送机等转载点安装喷雾装置。

③巷道每隔50米安装1三通。

（二）供风系统

我矿属于煤与瓦斯突出矿井，矿方目前在地面安装了L250/202A型往复式活塞空气压缩机三台，其中两台工作，一台备用，并且在压缩机房预留一台位置。

空气压缩机性能参数如下：

排气量：

40m3/min

排气压力：

0.8MPa

电动机功率：

250kW

电压：

6kV

验算本矿井目前的压风机站能否满足升级重组后能力的要求。

（1）空压机站供风量的确定

①按井下风动机械用气量计算

Q=α1α2γΣmiqiki=69.8m3/min

式中：

α1：

沿管路全长的漏风系数

α2：

风动工具磨损后耗气量增加的系数

γ：

海拔高度修正系数

mi：

同型号风动工具同时使用台数

qi：

每台风动工具耗气量

ki：

同型号风动工具同时使用系数

设计确定空压机站供风量为69.8m3/min。

目前压风机站供风量满足矿井设备及人员自救要求。

（三）压风管路的选择

（1）压风管路选择

压风管路选择无缝钢管，主干管从地面沿副立井铺设，然后沿轨道大巷铺设到井下各工作地点及压风自救点，主干管规格为φ219×8，支管为φ108×4、φ89×4、φ57×3.5。

（2）验算管道压力损失（按矿井最远处考虑）：

主管路：

△P1＝10-12LQ1.85/d5＝0.043MPa；长度按5000m考虑

支管路：

△P2＝10-12LQ1.85/d5＝0.11MPa；长度按L=2000m考虑

则管道压力损失为∑△Pi＝△P1＋△P2＝0.15MPa

出口压力P＝Pp＋∑△Pi＋0.1＝0.75Mpa<0.8Mpa，满足要求。

因此皮带顺槽与轨道顺槽两顺槽的压风管道型号的选择为：

φ108×4满足综采工作面打钻与压风自救的风力要求。

（3）供液系统

泵站的选型、数量

本工作面选用BRW400/31.5型乳化液泵3台，2台工作，1台备用，RX400/25型乳化液箱并联供液，乳化液泵站到工作面采用φ38高压管路进液，φ51管路回液。

泵站安设位置

乳化液泵站皮带顺槽距工作面400米处，随着工作面回采的推进移动，泵体、液箱要求平、正以免造成涡轮箱缺油。

（四）排水系统

一、排水方案

工作面主要积水来自工作面机械漏水和煤层渗水，积水靠水沟自然流到临时水仓或由风泵从低洼处抽至临时水仓，最后用潜水泵把临时水仓的水排到315大巷，经排水沟自流到副井中央水仓，排到地面。

二、排水措施

工作面回采时，在两道顺槽的低洼处安装风泵，将每个低洼积水处的水用风泵抽至水仓，由潜水泵将水仓内的水抽至315大巷，流入中央水仓，排至地面。

三、排水线路

轨道顺槽：

轨道顺槽低洼处积水→轨道顺槽水仓→15#煤轨道斜巷→315大巷→中央水泵房→地面水处理站

皮带顺槽：

皮带顺槽低洼处积水→皮带顺槽水仓→15102皮带顺槽斜石门→315大巷→中央水泵房→地面水处理站

四、排水设备

①正常工作时排水泵的选型及计算

根据《煤矿安全规程》规定，工作水泵的能力应在20h内排出24h的正常涌水量。

工作面正常涌水量为0.5m3/h,工作面最大涌水量为1m3/h。

按最大涌水量计算：

Qmax≥24qmax/20=1.2m3/h

按正常涌水量计算:

QB≥24qx/20=0.6m3/h

式中：

qmax—最大涌水量，

qx—正常涌水量，

QB—工作水泵的排水能力，m3/h

扬程：

皮带顺槽将水仓设在六横贯与七横贯之间，最低点标高为282.3，管路经过最高点为15#煤轨道斜巷上部车场，该处标高为317.820，故排水点最高高度为35.5米，即Hp=35.5m，轨道顺槽最低点（水仓）标高为280.4，管路经过最高点为15#煤轨道斜巷上部车场，该处标高为317.874，故排水点最高高度为37.5米,即Hp=37.5m。

考虑设备能够重复利用，两顺槽水仓的所选泵扬程接近，将选用同一型号的水泵，根据实际情况，采用轨道顺槽的数据对泵进行选择。

水泵的选择

1、水泵所需扬程：

HB=（HP+HX）/ηg=（37.5+1）/0.77=50m

式中HX—吸水高度取1m；

ηg—管道效率，ηg取0.77。

2、水泵所需排水量:

m3/h

根据所需的扬程HB和排水量Q，参照水泵说明选型，选用BQW12.5-80-5.5型矿用隔爆式潜水排沙泵，排水能力能够满足最大涌水量要求，轨道与皮带顺槽各需用一台潜水泵。

4-1水泵主要参数

序号

设备名称

设备型号

扬程使用范围

m

流量使用范围

m3/h

电机功率

kW

排水管直径

mm

台数

1

潜水泵

BQW12.5-80-5.5

80

12.5

5.5

40

1

3、排水管的选择

式中：

QH–所选水泵额定流量，m3/h；

Vp—排水管内径经济流速，取Vp=2.8m/s。

根据计算选利用3寸无缝钢管一趟，排水路线为排水点→轨道顺槽（皮带顺槽）→15#煤轨道斜巷→315大巷。

管路每隔50m设一标志，标志内容包括编号、用途、直径。

工作面管路敷设标准：

顺槽内乳化液、风水、排水管路必须整齐吊挂，离电缆线（抽放管）保持30厘米的距离，管与管之间间距大于200mm,风水管每隔50米，安装一个三通，便于生产临时用风、用水。

各管路每隔50m设一标志，标志内容包括编号、用途、直径。

水仓标准

1、两顺槽的水仓位置严格布置在最低洼点，水仓必须严格设计施工，水仓沉淀池上必须安设箅子，并有过滤池防止杂物进入仓内。

2、水仓在非人行侧时，必须有行人过桥和其他辅助工具。

水仓必须吊挂标志牌。

3、工作面水仓的有效容量（12m3）能容纳24h的正常涌水量。

4、水仓内淤泥超过一定容量时，必须进行清仓，保证水仓的有效容积。

井下水泵在选型时，因考虑综合利用，水泵在多处都能使用，这样在某排水点积水过多，水泵损坏时，可将积水轻微地方的水泵抽调过来。

管路安装材料表

名称

规格型号

单位

数量

备注

无缝钢管

Φ108×4×6000mm

m

2400

风管（两头接头与相应柔卡配套，配备柔卡能承受压力大于2.5MPa）

Φ89×4×6000mm

m

2400

水管（两头接头与相应柔卡配套,配备柔卡能承受压力大于2.5MPa）

Φ57×4×6000mm

m

1200

乳化液管（管路两头接头与FIG10柔卡配套）

闸阀

DN100

个

30

2.5MPa

闸阀

DN80

个

30

2.5MPa

闸阀

DN50

个

10

4MPa

三通阀门

DN40

个

60

压风管路2.5MPa

三通阀门

DN25

个

60

给水管路2.5MPa

法兰

4寸

个

200

2.5MPa

法兰

3寸

个

200

2.5MPa

法兰

2寸

个

20

4MPa

风泵

FWQB70-30

台

3

水泵

BQW12.5-80-5.5

台

3

额定流量12.5m3/h扬程＞80m

螺丝（螺母）

φ16×50

套

4000

螺丝（螺母）

φ16×70

套

1000

胶垫

4寸

个

300

2.5MPa

胶垫

3寸

个

300

2.5MPa

胶垫

2寸

个

80

2.5MPa

角铁

40×40mm

m

600

油丝绳

Φ8mm

m

2000

油丝绳卡

个

2000

卡Φ8mm油丝绳

备注：

所有闸阀法兰与沟槽式换接法兰相配套。

材料计划（乳化液胶管）

名称

型号规格

内径（mm）

工作压力（Mpa）

数量

备注

高压软管

10×4S-35

10

40

100m

乳化液胶管为5米一根，要求管路两头压好压卡U型卡接头

高压软管

13×4S-35

13

40

100m

高压软管

16×4S-35

16

40

100m

高压软管

19×4S-35

19

40

100m

高压软管

25×4S-35

25

40

400m

高压软管

38×4S-35

38

40

800m

乳化液胶管为20米一根，要求管路两头压好压卡U型卡接头

高压软管

51×4S-35

51

40

800m

高压软管直通

二通ф10

40

30套

和相应的U型卡配套使用

高压软管直通

二通ф13

40

30套

高压软管直通

二通ф16

40

30套

高压软管直通

二通ф19

40

30套

高压软管直通

二通ф25

40

100套

高压软管直通

二通ф38

40

100套

高压软管直通

二通ф51

40

100套

高压软管二通

二通变径ф25/10

40

10套

高压软管二通

二通变径ф25/13

40

10套

高压软管二通

二通变径ф25/16

40

10套

高压软管二通

二通变径ф25/19

40

10套

高压软管二通

二通变径ф38/10

40

10套

高压软管二通

二通变径ф38/13

40

10套

高压软管二通

二通变径ф38/16

40

10套

高压软管二通

二通变径ф38/19

40

10套

高压软管二通

二通变径ф38/25

40

10套

高压软管二通

二通变径ф51/16

10

10套

高压软管二通

二通变径ф51/19

10

10套

高压软管二通

二通变径ф51/25

10

10套

高压软管三通

三通ф10

40

10套

和相应的U型卡配套使用

高压软管三通

三通ф13

40

10套

高压软管三通

三通ф16

40

10套

高压软管三通

三通ф19

40

10套

高压软管三通

三通ф25

40

10套

高压软管三通

三通ф38

40

10套

O型密封圈

ф10

40

200个

配ф10胶管

O型密封圈

ф13

40

200个

配ф13胶管

O型密封圈

ф16

40

200个

配ф16胶管

O型密封圈

ф19

40

200个

配ф19胶管

O型密封圈

ф25

40

400个

配ф25胶管

O型密封圈

ф38

40

2000个

配ф38胶管

O型密封圈

ф51

40

2000个

配ф51胶管

U型卡

40

200个

配ф10胶管

U型卡

40

200个

配ф13胶管

U型卡

40

200个

配ф16胶管

U型卡

40

200个

配ф19胶管

U型卡

40

400个

配ф25胶管

U型卡

40

2000个

配ф38胶管

U型卡

40

2000个

配ф51胶管

QJ球阀

内径51

40

20个

QJ球阀

内径38

40

20个

材料计划|

名称

型号规格

工作压力（Mpa）

单位

数量

备注

双层钢丝编织胶管

2-25-14

不小于14

m

400

综采胶管及接头、喷雾降尘、机组冷却、主进水

高压接头

B40

不小于10

套

10

高压软管接头

二通变径

ф40/25

不小于10

套

10

FIG10柔卡

φ57

4

套

400

带配套螺丝

FIG100沟槽式弯头

90°（φ57）

4

套

30

乳化液管用

密封垫用耐油型

FIG101沟槽式弯头

45°（φ57）

4

套

30

FIG116沟槽式弯头

22.5°（φ57）

4

套

20

FIG113沟槽式弯头

11.25°（φ57）

4

套

20

FIG110沟槽正三通

φ57

4

套

20

FIG190沟槽换接法兰

φ57

4

套

20

FIG10柔卡

Φ108

4

套

700

带配套螺丝

FIG100沟槽式弯头

90°（φ108）

4

套

30

FIG101沟槽式弯头

45°（φ108）

4

套

30

FIG116沟槽式弯头

22.5°（φ108）

4

套

20

FIG113沟槽式弯头

11.25°（φ108）

4

套

20

FIG110沟槽正三通

Φ108

4

套

20

FIG190沟槽换接法兰

Φ108

4

个

150

FIG10柔卡

Φ89

4

套

700

带配套螺丝

FIG100沟槽式弯头

90°（φ89）

4

套

30

FIG101沟槽式弯头

45°（φ89）

4

套

30

FIG116沟槽式弯头

22.5°（φ89）

4

套

20

FIG113沟槽式弯头

11.25°（φ89）

4

套

20

FIG110沟槽正三通

Φ89

4

套

20

FIG190沟槽换接法兰

Φ89

4

个

150

、

编制单位：

机电部审核：

编制：

苗俊伟2011年11月25日

审批：