排水设计.docx
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排水设计
W3223机巷迎头排水设计
一、巷道概况
W3223工作面位于钱营孜煤矿一水平西二采区南翼二阶段,工作面机巷设计长度2840m,标高-405~-497m;工作面内褶曲和断层构造发育,整体构造形态呈一轴部位于29与29-30勘探线之间的宽缓向斜(即胡圩子向斜),褶皱构造造成煤层产状变化较大,走向SE13°~SW37°,倾向77~127°,倾角5~21°。
二、水文地质条件
W3223工作面与W3213工作面位于同一构造单元,水文地质条件相同,故本工作面涌水量可以用W3213工作面实测涌水量进行比拟,估算结果见表。
比拟法预算工作面涌水量结果表
名称
水位降低S值(m)
面积(km3²)
正常涌水量(m3³/h)
最大涌水量(m3)3³/h)
W3213
647.18
0.79
12
30
W3223
494.18
0.71
10
25
综上所述W3223工作面顶、底板砂岩裂隙水正常涌水量为10m3/h,最大涌水量为112m3/h。
三、设计目的
鉴于以上水文条件,同时又是新区掘进、下山施工,依据《煤矿防治水规定》的要求,为保证施工安全特编制本设计。
四、排水系统设计
1、下山施工时使用4寸(108mm)无缝钢管进行排水工作,迎头用1台BQS100-77-37/N型潜水电泵向上级水仓排水。
2、管路最大经济流速在2.2m/s时,108mm排水管路流量是62m3/h.
3、潜水泵与排水管连接处安装逆止阀防止管路里的水回流。
4、考虑排水泵供电的可靠性,故选择双回路供电,分别来自W3223机巷1140V动力电源、W3223机巷660V动力电源,选用QBZ—63型水泵自动开关,确保有水开泵,无水停泵。
永久水仓因水泵功率较大选用软启动柜。
临时排水系统
巷道每掘进40m施工一临时水仓,临时水仓均安装3台BQS60-60-22/N(额定排水能力60m3/h,额定扬程60m),紧跟迎头移动,1台与159㎜排水管路连接,1台与108㎜排水管路连接,1台备用。
临时水仓间隔120m处接力一次,垂直高度:
35m。
可利用上山的躲避硐下卧,临时水仓容积不小于4.5m3(规格:
长*宽*深=2*1.5*1.5m)。
一、水泵的选型计算
1、正常涌水量时水泵必须的排水能力
QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h
2、最大涌水量时水泵必须的排水能力
QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h
3、水泵扬程的估算
H=K(HP+HX)=1.3×35=45.5m
HP-排水高度,可取井筒垂高,sin17º×120=35m
HX-吸水高度,潜水泵为零
K-管路损失系数,斜井倾角<20º,K=1.3~1.35
根据计算所得流量QB及扬程H,查产品样本初步选用BQS60-60-22/N潜水泵,该泵额定排水能力60m3/h,额定扬程60m。
考虑在正常涌水量时,1台工作,1台备用,1台检修;最大涌水量时,2台工作,1台检修。
故选用3台BQS60-60-22/N潜水泵。
二、管路的选择计算
1、排水管趟数的确定
根据设计原则,确定设置2趟管路,1趟工作,1趟备用。
2、管材的选择
根据斜巷垂高等,确定选用热轧涂层无缝钢管。
3、排水管径的计算
dp=0.0188
=0.0188
=0.103m
Q-水泵额定流量,60m3
Vc-管道中水流平均速度,排水管1.5~2.2m/s
根据计算选取外径为159㎜,内径150㎜,壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管,外径为108㎜,内径100㎜,壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管。
三、校验计算
1、排水时间的校验
(1)、正常涌水量时水泵每天工作小时数
TH=24QH/n1Q=24×20/1×60
=8≤20h
(2)、最大涌水量时水泵每天工作小时数
TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×60
=20≤20h
n1-正常涌水量时水泵工作台数,1台
n2-最大涌水量时水泵工作台数,2台
2、排水管流速的计算
直径159㎜排水管
Vp=Q/900πdp²=60/900×3.14×0.150²=60/63.585
=0.94m/s
直径108㎜排水管
Vp=Q/900πdp²=60/900×3.14×0.100²=60/28.26
=2.12m/s
接力排水系统
斜巷每掘进到240m时,垂直高度:
70m,施工接力水仓,每个接力水仓安装3台BQS88-110/2-45/N潜水泵(额定排水能力60m3/h,额定扬程110m),1台与159㎜排水管路连接,1台与108㎜排水管路连接,1台备用。
水仓容积不小于15m3,规格:
长*宽*深=3.5*3*1.5m,也可用采区上山之间的联巷施工兼作水仓。
一、水泵的选型计算
1、正常涌水量时水泵必须的排水能力
QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h
2、最大涌水量时水泵必须的排水能力
QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h
3、水泵扬程的估算
H=K(HP+HX)=1.3×70=91m
HP-排水高度,可取井筒垂高,sin17º×240=70m
HX-吸水高度,潜水泵为零
K-管路损失系数,斜井倾角<20º,K=1.3~1.35
根据计算所得流量QB及扬程H,查产品样本初步选用BQS88-110/2-45/N潜水泵,该泵额定排水能力88m3/h,额定扬程110m。
考虑在正常涌水量时,1台工作,1台备用,1台检修;最大涌水量时,2台工作,1台检修。
故选用3台BQS88-110/2-45/N潜水泵。
二、管路的选择计算
1、排水管趟数的确定
根据设计原则,确定设置2趟管路,1趟工作,1趟备用。
2、管材的选择
根据斜巷垂高等,确定选用热轧涂层无缝钢管。
3、排水管径的计算
dp=0.0188
=0.0188
=0.124m
Q-水泵额定流量,88m3
Vc-管道中水流平均速度,排水管1.5~2.2m/s
根据计算选取外径为159㎜,内径150㎜,壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管,外径为108㎜,内径100㎜,壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管。
三、校验计算
1、排水时间的校验
(1)、正常涌水量时水泵每天工作小时数
TH=24QH/n1Q=24×20/1×88
=5.5≤20h
(2)、最大涌水量时水泵每天工作小时数
TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×88
=13.6≤20h
n1-正常涌水量时水泵工作台数,1台
n2-最大涌水量时水泵工作台数,2台
2、排水管流速的计算
直径159㎜排水管
Vp=Q/900πdp²=88/900×3.14×0.150²=88/63.585
=1.4m/s
直径108㎜排水管
Vp=Q/900πdp²=88/900×3.14×0.100²=88/28.26
=3.1m/s
永久排水系统
斜巷掘进到600m时,垂直高度:
175m,在轨道下山与回风上山之间施工联巷作为永久水仓,容积100m3,安装3台BQS50-300/5-132N潜水泵,扬程270米时流量63m3/h。
1台与159㎜排水管路连接,1台与108㎜排水管路连接。
2趟管路用闸阀连接形成环形管路,1台备用。
一、水泵的选型计算
1、正常涌水量时水泵必须的排水能力
QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h
2、最大涌水量时水泵必须的排水能力
QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h
3、水泵扬程的估算
H=K(HP+HX)=1.3×175=228m
HP-排水高度,可取井筒垂高,sin17º×600=175m
HX-吸水高度,潜水泵为零
K-管路损失系数,斜井倾角<20º,K=1.3~1.35
根据计算所得流量QB及扬程H,查产品样本初步选用BQS50-300/5-132N潜水泵,该泵扬程270m时,排水能力63m3/h。
考虑在正常涌水量时,1台工作,1台备用,1台检修;最大涌水量时,2台同时工作,1台备用。
故选用3台BQS50-300/5-132N潜水泵。
二、管路的选择计算
1、排水管趟数的确定
根据设计原则,确定设置2趟管路,1趟工作,1趟备用。
2、管材的选择
根据斜巷垂高等,确定选用热轧涂层无缝钢管。
3、排水管径的计算
dp=0.0188
=0.0188
=0.105m
Q-水泵额定流量,63m3
Vc-管道中水流平均速度,排水管1.5~2.2m/s
根据计算选取外径为159㎜,内径150㎜,壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管,管路上安装2台泵。
外径为108㎜,内径100㎜,壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管,管路上安装1台泵。
2趟排水管用闸阀连接为环形管路。
三、校验计算
1、排水时间的校验
(1)、正常涌水量时水泵每天工作小时数
TH=24QH/n1Q=24×20/1×63
=7.6≤20h
(2)、最大涌水量时水泵每天工作小时数
TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×63
=19≤20h
n1—正常涌水量水泵工作台数,1台
n2—最大涌水量水泵工作台数,2台
2、排水管流速的计算
正常涌水量使用一趟直径159㎜排水管
Vp=Q/900πdp²=63×1/900×3.14×0.150²=63/63.585
=1.0m/s
最大涌水量同时开启2趟排水管
Vp=Q/900πdp²=63×2/900×3.14×(0.150²+0.10²)=126/91.845
=1.37m/s
西三采区回风下山与轨道下山角度相同,长度相同,故排水设计也与轨道下山一样。
恒源煤电股份有限公司钱营孜煤矿
西三采区轨道下山排水设计
工程名称:
西三采区轨道下山排水设计
编制单位:
西风井项目部
持有单位:
西风井项目部
编制时间:
2014年07月21日
会审记录
西
风
井
编制人
审核
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会
审
人
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