15章礦山排水設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)

1、第十一章 排水設(shè)備選擇設(shè)計(jì)選擇設(shè)計(jì)的任務(wù)在于自現(xiàn)有產(chǎn)品中選擇能夠在特定礦井條件下安全、可靠又經(jīng)濟(jì)工作的排水設(shè)備，并便于操作和維修。設(shè)計(jì)時(shí)必須遵守煤礦安全規(guī)程（以下簡(jiǎn)稱“規(guī)程” ）和煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范” ）的有關(guān)規(guī)定。1 任務(wù)和步驟一、具體任務(wù)選型設(shè)計(jì)的任務(wù)包括1) 確定排水系統(tǒng)；2) 選定排水設(shè)備；3) 提出經(jīng)濟(jì)核算結(jié)果；4) 繪制泵房、管子道和管子間的布置圖。二、必備的資料設(shè)計(jì)時(shí)必須具備的主要原始資料有：1) 礦井開拓方式（水平數(shù)）、及服務(wù)年限；2) 各開采水平和井口的標(biāo)高；3) 同時(shí)開采水平數(shù)及各水平正常涌水量和最大涌水量，及其發(fā)生的期間；4) 礦水容重及其物理化學(xué)性質(zhì)（如p

2、H值等）；5) 準(zhǔn)備敷設(shè)管路的井筒布置及泵房附近車場(chǎng)的布置圖；6) 礦井供電電壓及井下運(yùn)輸軌距等輔助資料；7) 沼氣等級(jí)及礦井年產(chǎn)量。三、選型計(jì)算步驟1) 擬定排水系統(tǒng)；2) 初步選擇水泵；3) 擬定泵房水泵及管路組合方案；4) 選擇管路；5) 計(jì)算管路特性；6) 確定排水裝置的排水工況；7) 驗(yàn)算排水時(shí)間；8) 計(jì)算允許的吸水高度；9) 計(jì)算必須的電動(dòng)機(jī)容量及電能耗量；10) 經(jīng)濟(jì)核算；11) 篩選并確定方案，12) 繪制泵房、管子道及管子間的布置圖。2 選擇排水系統(tǒng)有兩種可供選擇的排水系統(tǒng)，一種是直接排水，一種是分段排水。 在相同條件下，前者的水平和泵房數(shù)量少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，基建投資和運(yùn)行

3、費(fèi)用少，維護(hù)工作量要減少一半以上，需用的人員也少。對(duì)于條件比較復(fù)雜的多水平開采礦井，應(yīng)根據(jù)各水平深度，涌水量以及現(xiàn)有水泵的性能等因素，從基本投資要少、易于施工、操作簡(jiǎn)單和維修方便等方面加以綜合考慮，經(jīng)過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后，確定采用直接排水還是分段排水。3 預(yù)選泵的型式和臺(tái)數(shù)規(guī)程第242條對(duì)主排水設(shè)備的水泵的要求： 必須有工作、備用和檢修的水泵，其中： 工作水泵的能力，應(yīng)能在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的正常涌水量（包括填充水和其它用水）。 備用水泵的能力，應(yīng)不小于工作水泵能力的70，并且工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的最大涌水量。 檢修水泵的能力，應(yīng)不小于工作水泵能力的2

4、5%。 水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可根據(jù)具體情況，在主要泵房?jī)?nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置，或另外增設(shè)水泵。規(guī)范第2-l36條對(duì)小涌水量礦井的水泵的規(guī)定：對(duì)于正常涌水量為50m3/h及以下，且最大涌水量為100m3/h及以下的礦井，可選用兩臺(tái)水泵，其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。一、工作水泵必須的排水能力根據(jù)有關(guān)規(guī)定，要求投入工作的水泵的排水能力，能在20小時(shí)內(nèi)排完24小時(shí)的正常涌水量，即： (2-48)又工作水泵與備用水泵的總能力，能在20小時(shí)內(nèi)排完24小時(shí)的最大涌水量，即： (2-49)式中 qz 正常涌水量(m3/h)； qmax 最大涌水量(m3/h)； QB 工作水泵必須的排水能力(m3/h)；

5、 QBmax 工作與備用水泵必須的排水總能力(m3/h)。二、水泵必須的揚(yáng)程作為估算可認(rèn)為水泵必須產(chǎn)生的揚(yáng)程 (2-50)式中 干管傾斜敷設(shè)時(shí)的傾角。亦可利用管路效率概念，用下式計(jì)算 (2-51)式中 g 管路效率。對(duì)于豎直敷設(shè)的管路g；對(duì)于傾斜敷設(shè)的管路，當(dāng)傾角30時(shí)取g，3020時(shí)取g ，20時(shí)取g。認(rèn)為管路阻力損失在數(shù)值上等于管路長(zhǎng)度的10%12%，即RTQ20.12)l，又lsin=Hc，則 或三、預(yù)選水泵型式自泵產(chǎn)品樣本中，挑選能滿足QB和HB的水泵，最好是一臺(tái)泵就能達(dá)到所要求的排水能力。 在滿足要求的各型水泵中，優(yōu)先選擇工作可靠、性能良好、體積小、重量輕而且價(jià)格便宜的產(chǎn)品。 當(dāng)?shù)V水

6、的pH值小于5時(shí)，應(yīng)采用防酸水泵。若采用分段式水泵，當(dāng)流量能滿足要求時(shí)，必須的級(jí)數(shù)為： (2-52) 式中Hi為泵流量QB時(shí)的平均單級(jí)揚(yáng)程m。這值由泵的平均單級(jí)特性曲線上查出。四、校驗(yàn)水泵穩(wěn)定性為保證泵工作穩(wěn)定性，應(yīng)滿足式(2-14)規(guī)定的條件式中 H0 泵零流量時(shí)的揚(yáng)程。 (對(duì)于分段式水泵H0=iH0i，這里H0i為平均單級(jí)特性上零流量時(shí)的揚(yáng)程。)通過(guò)穩(wěn)定性的校驗(yàn)，可以淘汰不能滿足穩(wěn)定要求的水泵，從而減少可比的方案數(shù)。五、確定泵臺(tái)數(shù)根據(jù)規(guī)范第2-136條的規(guī)定當(dāng)qz50m3/h和qmax100m3/h時(shí)，若必須的工作水泵臺(tái)數(shù)為nl，則必須的水泵總臺(tái)數(shù)為n2n1。當(dāng)qz50m3/h時(shí)，若工作水

7、泵的必須臺(tái)數(shù)為nl，則備用水泵的臺(tái)數(shù)n2應(yīng)取n21，(偏上整數(shù))和n2max/Q-nl(偏上整數(shù))中的較大者。其中Q為泵的工況流量，在未知工況的情況下，可取Qqz/nl。檢修水泵的臺(tái)數(shù)n3l(偏上整數(shù))。必須的水泵總臺(tái)數(shù)nnl+n2+n3。對(duì)于水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可根據(jù)情況，增設(shè)水泵或在泵房?jī)?nèi)預(yù)留安裝水泵的位置。4 確定管路趟數(shù)和泵房?jī)?nèi)管路布置一、確定管路趟數(shù)規(guī)程第242條對(duì)水管做了規(guī)定：主要排水設(shè)備必須有工作和備用的水管。工作水管的能力能配合工作水泵在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在20小時(shí)內(nèi)，排出礦井24小時(shí)的最大涌水量。規(guī)范第2

8、-138條對(duì)敷設(shè)在斜井中排出小涌水量的管路規(guī)定：正常涌水量在50m3/h及以下，且最大涌水量為100m3/h及以下的斜井，一般敷設(shè)一條管路，其能力應(yīng)在20小時(shí)內(nèi)，排出礦井24小時(shí)的最大涌水量。二、泵房?jī)?nèi)管路布置按泵臺(tái)數(shù)和管路趟數(shù)可以組合成多種布置方式。常見的幾種布置方式：兩臺(tái)泵一趟管路的布置，適合于qz50m3/h而且qmax100m3/h條件下的斜井排水設(shè)備。兩臺(tái)泵兩趟管路的布置，正常涌水期一臺(tái)泵工作，可用其中任一趟管路排水，另一趟作為備用；最大涌水期兩臺(tái)泵同時(shí)工作，可以共用其中一趟或分別用一趟管路排水。三臺(tái)泵兩趟管路的布置，一臺(tái)泵工作時(shí)可用任一趟管路排水，兩臺(tái)泵同時(shí)工作時(shí)，可共用趟或分別用

9、一趟管路排水。三臺(tái)泵中有一臺(tái)輪換作為檢修。四臺(tái)泵三趟管路的布置，若正常涌水期兩臺(tái)泵同時(shí)工作，它們可以各用一趟管路排水，另一趟備用；最大涌水期內(nèi)三臺(tái)泵同時(shí)工作，可各用一趟管路排水。各方案的共同缺點(diǎn)：用于分配管路的閘閥均位于泵房?jī)?nèi)上部，不利于維修和操作。所需的閘閥數(shù)量較多。圖f所示布置方案的特點(diǎn)：將各泵分支管路與干管路分開，在各分支管上不裝控制閘閥和分配閘閥，而是在兩者之間設(shè)置集中的閘閥系統(tǒng)，進(jìn)行水泵控制和管路分配。同是三臺(tái)泵兩趟管路（與c相較），閘閥數(shù)量少了兩只。由于閘閥集中并座落在泵房地板上，這就大大地方便了操作和維修。該方案的另一特點(diǎn)： 各泵共用一口大直徑的吸水井。 吸水井?dāng)?shù)量的減少，減少了

10、相應(yīng)的開拓量。 井口直徑加大，便于開拓和施工。 由于吸水管加長(zhǎng)，增加了吸水阻力損失。規(guī)范第2-142條規(guī)定：每臺(tái)水泵排水量小于100m3/h時(shí)，兩臺(tái)泵才可共用一口吸水井，其濾水器邊緣間的距離不得小于吸水管直徑的兩倍。對(duì)于100m3/h以上的水泵應(yīng)有獨(dú)立的吸水井。5 計(jì)算管徑選擇管材一、必需的管內(nèi)徑利用流量表達(dá)式可推出管內(nèi)徑的流量、流速的關(guān)系式。對(duì)于排水管，其內(nèi)徑為： (2-53)式中 排水管內(nèi)徑(m)； Q 通過(guò)管子的流量(m3/h)； vp 流速(m/s)。管徑大小直接涉及排水所需電耗和裝備管道的基本投資。若管徑偏小，水頭損失（ ）大，電耗高，但所需的基本投資少。若管徑偏大，水頭損失小，電耗

11、低，所需基本投資多。通常計(jì)算時(shí)，取vp作為經(jīng)濟(jì)流速。對(duì)于吸水管內(nèi)徑，通常比排水管內(nèi)徑大25mm，以降低流速，減少損失，取得較大的吸水高度。此時(shí)，必須的吸水管內(nèi)徑為： (2-54)根據(jù)計(jì)算的吸、排水管內(nèi)徑可以預(yù)選標(biāo)準(zhǔn)管。二、選擇管材選擇管材的主要依據(jù)是管子將要承受的水壓大小。對(duì)于敷設(shè)在深度不超過(guò)200m豎井內(nèi)的排水管多采用焊接鋼管，深度超過(guò)200m時(shí)多采用無(wú)縫鋼管；對(duì)于敷設(shè)在斜井內(nèi)的排水管路，可按承壓的變化，由下向上分段采用無(wú)縫鋼管、焊接鋼管和鑄鐵管。管材充足時(shí)也應(yīng)盡量統(tǒng)一。鑄鐵管最大承壓為1MPa。必須的管壁停度包括兩部分：一部分為承壓厚度，另一部分為考慮到運(yùn)輸和其它原因形成的表面損傷面必須事

12、先增加的厚度。必須的壁厚為： (2-55)利用該式可以校驗(yàn)所選管壁厚度是否合適。若計(jì)算值大于所選標(biāo)準(zhǔn)厚度，則應(yīng)更新選擇后再驗(yàn)算。dp 標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑(cm)；z 許用應(yīng)力。取管材抗拉強(qiáng)度b的40，即zb。 當(dāng)鋼號(hào)不明時(shí)，可?。鸿T鐵管z20(MPa)，焊接鋼 管z60(MPa)，無(wú)縫鋼管z80(MPa)；p 管內(nèi)液體壓強(qiáng)，作為估算pP(MPa)；Hp(m)為排 水高度；c 附加厚度。鑄鐵管取c0.9(cm)，焊接鋼管取 c0.2(cm)，無(wú)縫鋼管取c0.2(cm)。6 計(jì)算管路特性管路特性方程式可寫成 (2-56)式中 Hc 測(cè)地高度(m)； Q 通過(guò)管路的流量(m3/s)， RT 管路阻力損失系數(shù)

13、(s2/m5)， k 管內(nèi)徑變化而引起阻力損失變化的系數(shù)。對(duì)于新管k=1。 對(duì)于管內(nèi)掛污管徑縮小10的舊管k。若已知Hc和RT，則利用該式可以給出管路特性曲線。設(shè)計(jì)人員的任務(wù)是在設(shè)備安裝以前，事先求得RT，以便預(yù)計(jì)管路特性。一、利用阻力損失系數(shù)公式計(jì)算計(jì)算阻力損失系數(shù)的公式為：式中 x、p 吸水管和排水管中沿程阻力損失系數(shù)； lx、lp 吸水管和排水管的沿程管路長(zhǎng)度(m)； dx、dp 吸水管和排水管的內(nèi)徑(m)； x、p 吸水管和排水管上局部阻力損失系數(shù)和； g 重力加速度，g9.81(m/s2)。利用當(dāng)量長(zhǎng)度的概念，可以將局部損失轉(zhuǎn)移為數(shù)值相等的沿程損失。其當(dāng)量管長(zhǎng) 。利用此關(guān)系可將上式改

14、寫為： (2-57)式中 ， 。1尼古拉茲紊流水力粗糙管公式 或 (2-58)式中 d 管內(nèi)徑(mm)； 當(dāng)量粗糙高度(mm)。2舍維列夫公式考慮到鋼管和鑄鐵管使用后發(fā)生銹蝕或沉垢，管壁粗糙加大后的粗糙管區(qū)（流速）阻力系數(shù) (2-59) 式中 d 管內(nèi)徑(m)。二、利用管路損失圖解求RTQ2之值取0.02+0.0018(vd)并借助 作出 通過(guò)管子的流量Q m3/h、流速v m/s、管內(nèi)徑d mm和百米管長(zhǎng)中的阻力損失RT100Q2的關(guān)系圖解。如圖11-2所示，等流速線為與縱坐標(biāo)軸平行的線；等管徑線為平行于橫坐標(biāo)軸的線；等流量線為從右上方向左下方傾斜的路線；等損失線為與流量坐標(biāo)軸平行的路線。

15、若已知四項(xiàng)參數(shù)中的兩項(xiàng)，利用該圖解可以求得其余兩項(xiàng)。例如，已知d75mm，Q25m3/h，分別做相應(yīng)的等直徑線和等流量線，兩線交于Q點(diǎn)。由Q點(diǎn)做等損失線交于損失坐標(biāo)軸線上，查得交點(diǎn)值RT100Q2。再由Q點(diǎn)做等流速線交于流速坐標(biāo)軸線上，查得交點(diǎn)值v。根據(jù)求得的RT100Q2之值，利用下式可求得全管路阻力損失或損失系數(shù) (2-60)或 (2-61)式中 (RTQ2) 全管路阻力損失(m)； l 計(jì)算管長(zhǎng)，它等于實(shí)際管長(zhǎng)與當(dāng)量管長(zhǎng)之和(m)； Q 查解RT100Q2時(shí)所用的流量(m3/h)。將求出的RT值代入式（2-56），即得管路特性方程式，并可繪成曲線。7 確定工況驗(yàn)算排水時(shí)間一、確定工況點(diǎn)將

16、管路特性曲線繪在泵特性曲線圖上，它與泵揚(yáng)程特性曲線的交點(diǎn)即為工況點(diǎn)。 工況點(diǎn)所標(biāo)各參數(shù)值即為泵預(yù)計(jì)的工況參數(shù)值。以Q、H、N、和Hs分別表示其流量、揚(yáng)程、軸功率、效率和允許吸上真空度。二、驗(yàn)算排水時(shí)間求得工況流量Q后，應(yīng)驗(yàn)算各涌水時(shí)期的排水時(shí)間。 在正常涌水時(shí)期，n1臺(tái)工作水泵分別出各自排水管同時(shí)排水； 在最大涌水時(shí)期，n1臺(tái)工作水泵和n2臺(tái)備用水泵同時(shí)投入工作并各自由各自的水管排水， 則它們每晝夜的排水時(shí)間分別為：根據(jù)規(guī)程和規(guī)范的規(guī)定Tz應(yīng)不超過(guò)20小時(shí)，否則必須加大管徑或增加泵級(jí)數(shù)以增加排水量，必要時(shí)得另選水泵。若Tmax超過(guò)20小時(shí)，則應(yīng)在最大涌水時(shí)期增加投入工作的水泵臺(tái)數(shù)。8 計(jì)算允許

17、吸水高度自泵特性曲線上查出工況時(shí)的允許吸上真空度后，可求出實(shí)際條件下預(yù)計(jì)的允許吸水高度 式中 實(shí)際條件下預(yù)計(jì)的允許吸水高度(m)； Hs 預(yù)計(jì)工況時(shí)的允許吸上真空度(m)； pa 泵房大氣壓(Pa)； 礦水溫度下的飽和蒸氣壓(Pa)； 吸水沿程阻力損失系數(shù)； dx、lx 吸水管內(nèi)徑和長(zhǎng)度(m)； x 吸水管線上局部阻力損失系數(shù)之和； Q 工況流量(m3/h)。在設(shè)計(jì)水倉(cāng)和吸水井時(shí)，應(yīng)使實(shí)際的Hx小于 ，以免發(fā)生汽蝕。9 電動(dòng)機(jī)必須的容量及耗電量一、必須的電動(dòng)機(jī)容量在已知工況參數(shù)情況下，可用下式計(jì)算： 或 (2-64)式中 Nd 電動(dòng)機(jī)必需的容量(kW)； 礦水密度(kg/m3)； Q 工況流量

18、(m3/h)； H 工況揚(yáng)程(m)； N 工況功率(kW)； 泵工況效率； c 傳動(dòng)效率，可取c，直聯(lián)取c1； k 富裕系數(shù)，當(dāng)Q20m3/h時(shí)k，Q2080m3/h時(shí)k，Q 80300m3/h時(shí)k，Q300m3/h時(shí)k。通常井下水泵配防滴式電機(jī)、但有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的輔助排水設(shè)備，必須配防爆式電動(dòng)機(jī)。二、耗電量通常計(jì)算三項(xiàng)指標(biāo)：全年耗電總量排1立方米水的電耗產(chǎn)出1噸煤的排水電耗1全年耗電總量即各涌水時(shí)期投入工作的泵耗電量之總和，對(duì)于任一臺(tái)水泵在一年內(nèi)的耗電量，可用下式計(jì)算： (2-65)式中 1.05 照明等輔助用電系數(shù)； 水密度(kg/m3)； Qi 工況流量(m3/h)； Hi 工況揚(yáng)程

19、(m)； i 泵工況效率； ci 傳動(dòng)效率； di 電機(jī)效率； w 電網(wǎng)效率； ri 工作日數(shù)(d)； Ti 每晝夜工作小時(shí)數(shù)(h/d)。在正常涌水期，若有nz臺(tái)泵投入工作，且各泵工況不同時(shí)，其總耗電量等于各泵年耗電量之總和 (2-66)在最大涌水時(shí)期，若有nmax臺(tái)泵投入工作，且各泵工況不同時(shí)，其總耗電量等于各泵年耗電量之總和 (2-67)正常涌水時(shí)期耗電量與最大涌水時(shí)期耗電量之和，即年耗電總量 若各泵各時(shí)期工況完全相同，則全年耗電總量 rz、rmax 正常和最大涌水時(shí)期泵工作晝夜數(shù)(d)； Tz、Tmax 正常和最大涌水時(shí)期泵每晝夜工作小時(shí)數(shù)(h/d)。2排1m3水的電耗式中 gy 年平均

20、涌水量(m3/y)3產(chǎn)出lt煤的排水電耗式中 A 礦井年產(chǎn)量(t)。10 噸煤的排水耗費(fèi)開采一噸有益礦物，需要消耗于排水方面的費(fèi)用包括設(shè)備折舊費(fèi)、工人工資、維修費(fèi)及其它費(fèi)用。一、年耗電費(fèi)等于年耗電總量與當(dāng)?shù)毓I(yè)用電電價(jià)之乘積，即 s1=ECd式中 Cd 當(dāng)?shù)毓I(yè)用電電價(jià)。二、設(shè)備折舊費(fèi)若將安裝設(shè)備的費(fèi)用也包括在此項(xiàng)目之內(nèi)，則設(shè)備折舊費(fèi)可按下式求出：s2(設(shè)備及安裝總費(fèi))折舊率三、建筑折舊費(fèi)建筑項(xiàng)目包括泵房、管子道及水倉(cāng)等專用作排水的建筑。建筑折舊費(fèi)s3建筑費(fèi)折舊率四、工人工資可用下式計(jì)算：s4工資單價(jià)在冊(cè)人數(shù) 式中在冊(cè)人數(shù)等于每日應(yīng)出勤的人員數(shù)與在冊(cè)系數(shù)之乘積。在冊(cè)系數(shù)大于1。五、維修費(fèi)指設(shè)備

21、大、中和小修及日常維修的工人工資及材料消耗費(fèi)。可按設(shè)備費(fèi)的某百分比值計(jì)算。以“s5”表示。六、其它費(fèi)用上述五項(xiàng)以外的費(fèi)用。以“s6”表示。根據(jù)上述六項(xiàng)金額總計(jì)和礦井年產(chǎn)量，可算出開采一噸有益礦物，在排水方面的耗資 式中 A 礦井年產(chǎn)量(t)。例題2-3 根據(jù)下列條件選擇排水設(shè)備1) 單水平開采，井深625m；2) 正常涌水量qz760(m3/h)，正常涌水期rz320(d)；3) 最大涌水量qmax1500(m3/h)，最大涌水期rmax45(d)；4) 礦水中性，密度1020(kg/m3)；5) 礦井電壓(6000V)；6) 礦井主排水設(shè)備泵房設(shè)在井底車場(chǎng)附近，軌距600(mm)；7) 屬低

22、沼氣礦井；8) 礦井年產(chǎn)量4106(t)。解：1預(yù)選水泵正常涌水時(shí)期，水泵必需的排水能力2) 最大涌水時(shí)期，水泵必需的排水能力3) 水泵必須的揚(yáng)程其中Hc(井深) + (井底車場(chǎng)與最低吸水面標(biāo)高差) + (排水管出口高出井口的高度)625+4+1630(m)又豎井90。4) 預(yù)選水泵，由泵產(chǎn)品目錄（附錄4）中查得DS450型水泵額定流量Qe450 (m3/h)，單級(jí)額定揚(yáng)程Hei100(m)，單級(jí)平均特性示于圖11-3。比較QB、Qmax和Qe可知，在正常涌水時(shí)期需要水泵臺(tái)數(shù)在最大涌水時(shí)期需要投入工作的水泵臺(tái)數(shù)，除此之外尚需一臺(tái)檢修。即工作水泵n12，備用水泵n22，檢修水泵n31，共五臺(tái)水泵

23、。由特性曲線可以查得QQB/2456m3/h126.6 L/s時(shí)的揚(yáng)程Hi99.8(m)，所需泵的級(jí)數(shù) iHB/Hi(6937.077級(jí)依上述，預(yù)選DS4501007泵五臺(tái)。5) 校驗(yàn)泵穩(wěn)定性 由特性查得Q0時(shí)的揚(yáng)程H01257875(m)，又787.5(m)，該值大于Hc630(m)，滿足穩(wěn)定條件0Hc的要求。2管路及管路布置根據(jù)各涌水期投入工作的水泵臺(tái)數(shù)，可選用三條管路正常涌水期兩臺(tái)水泵用一條管路排水，最大涌水期四臺(tái)泵工作，可啟用備用管路，共三條管路并聯(lián)排水。1) 計(jì)算管徑，選擇管材取流速vp2.2(m/s)，則排水管內(nèi)徑自標(biāo)準(zhǔn)YB 231-70查得外徑Dp325mm的無(wú)縫管壁厚中有8、1

24、0、14mm等。取壁厚=14mm試算，此時(shí)dp325-214297mm，所需壁厚 與所取=14mm正好吻合。式中Hp為排水高度?？紤]到礦井較深，可采用壁厚不等的管道分段安裝。即分段采用YB 231-7032514、32510和3258無(wú)縫鋼管作為排水管。對(duì)于吸水管，采用3518無(wú)縫管。2) 管路系統(tǒng) 參照?qǐng)D11-1中的f和e所示方案，將其中吸水井改為各泵一口井。此時(shí)，管路系統(tǒng)如圖11-4所示，圖中只給出了其中一臺(tái)泵的管路布置，共余四臺(tái)泵的管路布置類同。3) 估計(jì)管路長(zhǎng)度 排水管長(zhǎng)度可估算為 lpHc + (4050)670680m 取lp680m，吸水管長(zhǎng)度lx8m。3計(jì)算管路特性計(jì)算沿程阻力

25、系數(shù) 對(duì)于吸、排水管分別為：2) 局部阻力損失系數(shù) 對(duì)于吸、排水管中的局部管件分別為：排水管局部損失的當(dāng)量管長(zhǎng)：吸水管局部損失的當(dāng)量管長(zhǎng)： 3) 管路阻力損失系數(shù) 4) 管路特性方程式： H2，其中Q以(m3/s)計(jì)； H630+726.410-6Q2，其中Q以(L/s)計(jì)。參照水泵的流量范圍，選取九個(gè)流量值，分別算出排水所需揚(yáng)程和與七級(jí)泵相應(yīng)的七分之一揚(yáng)程值，如表2-7所列。利用得到的數(shù)據(jù)可繪出管路特性曲線，如圖11-3所示。最大涌水時(shí)期，三條管路并聯(lián)的管路損失系數(shù) 相應(yīng)的管路特性方程式為： H630+80.710-6Q2 其中Q以(L/s)計(jì)。取4臺(tái)泵并聯(lián)的流量范圍為單臺(tái)泵的四倍，仍取九個(gè)流量，分別代入此式求出所需揚(yáng)程，列入表2-8，利用表中數(shù)據(jù)繪出管路特性曲線如圖11-5所示。4確定工況在正常涌水時(shí)期，工況點(diǎn)為單臺(tái)泵與一條管路特性的交點(diǎn)。該點(diǎn)工況參數(shù)為 Qk148L/s3/s3/h， Hk92.257， k。2)在最大涌水時(shí)期，工況點(diǎn)為四臺(tái)泵與三條并聯(lián)管路特性的交點(diǎn)。 首先將單臺(tái)泵特性的流量值加大到四倍，得到四臺(tái)泵