礦井排水及設備.ppt

1、礦井排水及設備：1。保持排水設備運行性能的方法和措施；2.礦井排水系統(tǒng)和主硐室；3.排水設備的選擇計算；1.保持排水設備運行性能的方法和措施；1.離心泵的操作方法；(1)離心泵啟動；(2)操作中的注意事項；(1)注意電壓和電流的變化。當電流超過額定電流，電壓超過額定電壓的5%時，停止水泵，檢查原因并處理。(2)檢查各軸承溫度是否超標(滑動軸承不得超過65，滾動軸承不得超過75)；檢查電機溫度是否超過銘牌上的規(guī)定值；檢查軸承潤滑是否良好(油量是否合適，油環(huán)轉動是否靈活)。(3)檢查各部門的螺栓和鎖緊裝置是否齊全、松動。(4)注意各部門的聲音和振動，特別注意氣蝕產(chǎn)生的噪音。(5)檢查填料密封、填料

2、箱溫度和平衡裝置回水管水量。(6)注意吸水井壓力表、真空表和水位的變化；檢查底閥或濾水器的埋深是否符合要求(一般最好埋在0.5m以下)。(7)按時填寫操作記錄。(3)停止離心水泵的泵；(2)排水設備的經(jīng)濟運行方法(1)排水系統(tǒng)運行的經(jīng)濟分析每噸水的耗電量為100米，即每增加1噸水，水泵所消耗的電量為100米。如果泵運行參數(shù)為、和；水泵與電機之間的傳動效率為c，電機效率為d，電網(wǎng)效率為w；實際升力為Hsy礦井水嚴重度為：礦井每年正常涌水量和最大涌水量分別為ZH和Zmax。正常涌水量和最大涌水量期間，同時工作的水泵數(shù)量和工作時間分別為n1、n1 n2、TH和Tmax，因此年排水電耗為(7-1)，年

3、排水量為。將年耗電量W除以年排水量V和實際水頭Hsy，再乘以100米，則排水設備每噸水的耗電量為t100:T100=，=，(7-3)，管道效率。顯然，管道在一定工況下的效率是=，(7-4)。通常，泵工況效率、管道效率G和電機效率D的乘積稱為排水系統(tǒng)效率，用P表示，即p=d，(7-5)。從公式(7-3)和(7-5)可知，排水系統(tǒng)效率越高，水的噸數(shù)就越多。相反，經(jīng)濟效益會更差。因此，排水系統(tǒng)的效率p也可以用來評價排水設備運行的經(jīng)濟性。(2)保持泵運行性能的方法和措施在泵的使用過程中，由于多種因素的影響，泵的特性可能會惡化。通過分析各種影響因素，我們可以找到保持原有特征的方法，并采取相應的有效措施。

4、1.速度對泵特性的影響當泵的速度n改變時，泵的流量和揚程將根據(jù)比例定律改變。如果泵產(chǎn)生的揚程過大，可根據(jù)不同情況采用前述的“減少葉輪數(shù)量的方法”或“調(diào)整切割葉輪外徑的方法”，以消除多余的揚程，減小泵的揚程曲線，從而合理調(diào)整工作點。2.各種損失對泵性能的影響泵工作時有容積損失、水力損失和機械損失。這些損失直接影響泵的效率和特性。對于泵，容積損失包括通過節(jié)流環(huán)的循環(huán)流量損失、通過填料裝置和平衡板的泄漏損失等。體積損失與泵的特定轉數(shù)有關。一般來說，泵的比轉速越低，體積損失越大。大小環(huán)之間密封間隙的大小對泵的性能有很大的影響。水力損失主要發(fā)生在葉輪和各種過流部件中。葉輪葉片進口邊緣磨損后，由于進口角度

5、的變化，會產(chǎn)生異常的進口沖擊。葉輪之間的轉輪結垢后，有效流動截面減小，水流速度增加，這將增加葉輪的阻力(3)保持水泵吸水的措施1。保持水泵吸水性能的措施水泵第一級葉輪的幾何形狀和尺寸對吸水性能有重要影響。在使用過程中，吸水性能會因入口磨損而惡化。因此，礦泉水應盡可能澄清，以減少磨損。自行配置葉輪時，注意不要扭曲進口零件的形狀和尺寸。此外，由于填料密封不嚴，空氣進入進水段，這也影響了吸水性能。2.保持良好的吸水條件保持良好的吸水條件，主要是降低吸水阻力，從而增加泵的安全面積，節(jié)約電能。方法如下：1)無底閥排水2)正確安裝吸入管3)用增壓泵注水4)高水位排水，下一步，所謂無底閥排水是指在泵啟動時，

6、取消吸入管端部的底閥，用噴射泵或其他裝置將泵和吸入管中的空氣排出，使泵能自動注水，然后啟動泵。取消底閥后，有幾種常見的注水方法：(1)設置一個特殊的封閉水箱注水；(2)用真空泵注水；(3)用噴射泵注水；回，安裝吸入管時，必須注意以下幾點：(1)正確確定吸入高度，避免氣蝕；(2)盡量減少各種附件，同時在水泵入口處附近安裝一根直徑不小于3倍的直管，使水泵入口處的水流均勻；當需要安裝減速器時，應使用長度等于或大于減速器與減速器直徑差7倍的偏心直角減速器；(3)吸入管的任何部分都不能高于水泵的入口，以避免空氣殘留在吸入管中；否則，當吸收水時，儲存的氣體將隨著周圍水的壓力降低而膨脹，使得水吸收困難或中斷

7、。所謂高水位排水，就是在保證安全的前提下，增加蓄水和吸水井的水位，減小吸水頭，達到減小吸水阻力的目的。但是，這種方法不適用于雨季涌水量大的礦井，不能保證礦井安全。恢復管網(wǎng)效率的措施泵工作時產(chǎn)生的升力部分用于提高水的勢能，部分用于克服管道阻力。根據(jù)公式(7-4)，管道阻力越大，管道效率越低。管道阻力與附著在管壁上的污垢層厚度有關。水垢沉積越厚，管道阻力越大。相反，它更小。因此，為了保持管道的效率，管道應該定期清洗。清洗管道的方法有很多，如水壓清洗法、礫石清洗法、鹽酸清洗法等。第二節(jié)，礦井排水系統(tǒng)和從主硐室流入礦井的水根據(jù)巷道標高有兩種排水方式。對于巷道高于地面的礦井，礦井涌水可沿巷道一側的水溝(

8、平硐)自行流出礦井，因此在這種排水方式下無需布置主排水設備；對于地下有巷道的礦井，可以使用排水設備將水排到地面。目前。根據(jù)礦井深度、開發(fā)方式、進水時間和不同水位的涌水量，可采用不同的排水系統(tǒng)。(1)單層開采的排水系統(tǒng)(2)多層同步開采的排水系統(tǒng)，1。當直接排水系統(tǒng)的豎井在單一水平開采時，所有的礦井水可以收集在水箱中，并通過排水設備直接排放到地面。見圖7-1a。當斜井在單一水平開采時，排水管可沿斜井敷設或敷設在特殊鉆孔內(nèi)，如圖7-1d所示。直接排水具有系統(tǒng)簡單、開發(fā)少、基建費用低、管理方便等優(yōu)點。這是中國礦山最常用的方案。2當分段排水系統(tǒng)用于單層開采時，如果豎井很深，排水所需的水頭超過了泵可能產(chǎn)

9、生的水頭，那么分段排水系統(tǒng)就不能滿足要求與兩者相比，前者的優(yōu)點是上下設備互不影響，可靠性高，但開發(fā)工程量大；后者的優(yōu)點是不打開中間水箱，但管道布置非常復雜，因為要求任何兩個上下泵都可以串聯(lián)工作，下排水設備可能承受整個井深的水頭壓力。BACK、1獨立排水系統(tǒng)當各層涌水量較大時，在各層設置水箱、泵房和排水設備，將各層的水直接排至地面，如圖7-2a所示。該方案的優(yōu)點是上層和下層不會相互干擾；缺點是有很多設備和管道。2.當集中排水系統(tǒng)上層來水量較小時，不需要單獨設置排水設備，可以將水下上層放到下層，然后通過下層泵排到地面，如圖7-2b所示。這種方案的優(yōu)點是只需要一套排水設備，但缺點是水是水平排放，然后

10、再排放，這就損失了水的勢能，增加了能耗。3.分段排水系統(tǒng)見圖7-2c。該方案常用于緩傾斜下坡煤層礦井，涌水量小。也就是說，下層水通過輔助排水設備排到上層水箱，然后集中到地面。它的缺點是，一旦上層的排水設備發(fā)生故障，兩層都有被淹沒的危險。礦井排水設備主室(1)水泵房水泵房是專門為安裝水泵、電機等排水設備而設置的房間。泵房通常位于輔助豎井底部附近。優(yōu)點是：運輸巷道的坡度向料場傾斜，便于礦井水沿水溝流向水倉；通風條件好，有利于電機的冷卻，改善泵和電機的工作環(huán)境；運輸方便，設備裝卸方便；排水管道短，水力損失小，增加了排水工作的可靠性，節(jié)約了管道；靠近變電站，供電線路短，降低了供電損耗；發(fā)生洪水時，有利

11、于應急排水，必要時便于人員和設備的撤離。根據(jù)同樣的理由，輔助排水設備的泵房應位于中央下坡和水平井附近。1。中央水泵房在井下的位置根據(jù)不同的礦井條件，水泵房有多種布置形式。圖7-3顯示了一個“刀柄”底坑。從井底泵房的位置可以清楚地看到，泵房的一條通道與相鄰的巷道相連，正常工作時，人員和設備都從這里進出；傾斜管道是其與相鄰井筒之間的通道，排水管從該通道進入井筒，在發(fā)生洪水時，人員和設備可從其中撤離；第三通道通過地下中心變電站與巷道相連，是輔助通道。圖7-3水泵房位置圖1-主軸；2-輔助軸；3-水泵房；4-中央變電站；5-水倉6-底部；七管道；8-抽吸井；9-溝，2。泵房設備布置根據(jù)泵房內(nèi)的水泵、管

12、道和設備數(shù)量，水泵一般沿泵房長度方向布置，以減少泵房的截面。3.泵房的大小主要由泵機組的數(shù)量、安裝設備的最大外部尺寸、通道的寬度、安裝和維護條件等因素決定。(1)泵房長度l=泵房長度l，單位為nzl a (nz1) (7-6)，m；新西蘭泵的總數(shù)；水泵機組(泵和電機)長度，m；水泵機組之間的凈距離一般為1.52米.在礦井開采過程中，當涌水量有可能增加時，應留有足夠的泵房長度以增加水泵數(shù)量。(2)泵房寬度b=泵房寬度b，以b1b2b3 (7-7)為單位，m；B1泵基礎寬度，m；B2從泵的基礎側到腔室壁的距離為一個si斜巷與豎井交接處有一個2m長的平臺，平臺高出底部軌面7m。排水管沿管壁架設在管墩

13、上，并用管夾固定。管道中間設有輔助欄桿，欄桿中間設有人行臺階。如果底部和運輸大巷被突如其來的涌水淹沒，管道將作為安全出口，必要時人員和裝卸設備將撤離。(3)水倉水倉的形狀與普通運輸大巷相同。它位于底部汽車工廠的標高以下，是一條專門用于儲存礦泉水的道路。水倉有兩個功能：一是在突然停電或排水設備暫時停止運行發(fā)生事故而無法排水期間，容納涌水；其次，它可以降低水流速度，沉淀礦井水中的沉淀物，防止排水系統(tǒng)堵塞，減少排水設備的磨損。條例第280條規(guī)定，煤礦排水必須設置一個主筒倉和一個輔助筒倉，當一個筒倉被清理后，另一個筒倉可以正常使用。新建、改建、擴建礦井或生產(chǎn)礦井的正常涌水量低于1000m3/h時，主水

14、倉的有效容積應能容納8h的正常涌水量；正常涌水量大于1000m3/h時，主水倉有效容量可按下式計算：V=2(Q 3000) (7-8)，但主水倉總有效容量不得小于礦井正常涌水量4h。礦區(qū)水倉的有效容量應能容納4h的正常涌水量。為減少泵的磨損和堵塞，水倉入口處應設置多孔過濾器，水應在水倉中充分沉淀，因此水流速度必須小于0.005米/秒，流動時間應大于6小時。水倉截面積可計算如下：S=V/L (7-9)，其中S為水倉截面積，m2；v水倉容積，m3；水倉的總長度，m。水倉的總長度只能根據(jù)具體情況通過閉合計算來確定。為了減少設計工作量，方便施工，應盡可能選擇標準斷面。選定的標準斷面應大于或等于公式(7

15、-8)計算的值，然后按下式進行檢查，以確保水箱內(nèi)的水流速度不大于0.005米/秒(7-10)，水箱內(nèi)的最高水位必須低于泵房地面12米。水倉巷道的頂部應低于水倉入口巷道溝底的標高，以保證水倉能裝滿水。為了便于清洗和運輸，儲水箱的大部分底板都鋪設了軌道。在水砂充填和水力采煤礦井中，必須在水倉入口處設置專門的沉淀池，使含有大量懸浮物和固體顆粒的礦井水先沉淀后流入水倉。第三節(jié)排水設備選型計算、原始設計數(shù)據(jù)、原始設計數(shù)據(jù)和任務、礦井年產(chǎn)量、使用壽命和井口標高；豎井類型(豎井、斜井)、同時開采層數(shù)和各開采標高；正常涌水量、最大涌水量和各水位持續(xù)時間；水密度、沉積物含量和化學性質(zhì)(如酸堿度)；沼氣等級、電源電壓；井筒和底部布局。2.設計任務選型設計的任務是根據(jù)具體情況在現(xiàn)有系列產(chǎn)品中做出合理的選擇，以保證設備安全、經(jīng)濟、可靠的運行。確定排水系統(tǒng)；選擇排水設備；提出經(jīng)濟核算指標；繪制水泵房、管道和管道布置圖。2.選擇計算步驟和方法。泵的選型計算，(1)正常噴水時泵的總排水量和工作泵的總排水量，1。確定排水系統(tǒng)，(2)估算所需的泵壓頭，因為泵和管道沒有第二，設計任務，(