中華人民共和國國家標準煤礦井下排水泵站及排水管路發(fā)布中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部中華人民共和國國家標準煤礦井下排水泵站及排水管路第1449號準，編號為GB/T50451—2017,自2017年7月1日起實施。原國家標準《煤礦井下排水泵站及排水管路設計規(guī)范》GB50451一2008同時廢止。本規(guī)范由我部標準定額研究所組織中國計劃出版社出版2017年1月21日排水管路設計規(guī)范》編制組(地址：河北省邯鄲主編單位：中煤邯鄲設計工程有限責任公司參編單位：煤炭工業(yè)合肥設計研究院馮冠學宋建國李永強門小莎劉曉群陳繼方寇子明李同達 2術語和符號 2.2符號 3泵站型式的選擇 4排水設備及管路選擇 5排水設備及管路布置與安裝 6供配電、控制和照明 1.0.1為在煤礦井下排水泵站及排水管路設計中貫徹執(zhí)行國家煤炭工業(yè)的法規(guī)和技術政策，確保礦井安全生產(chǎn)及所采用的工藝規(guī)范。1.0.2本規(guī)范適用于新建、改建和擴建煤礦的下列工程設計：1主排水泵站；2采區(qū)排水泵站；3井底水窩泵站；4抗災排水泵站；5井下排水管路。1.0.3礦井水的處理應比較井下處理的合理性。1.0.4當?shù)V井水的pH值小于5時，應采取防酸措施。1.0.5煤礦井下排水泵站及排水管路設計除應符合本規(guī)范外，尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。2.1.1井下排水泵站pumpingstationofundercoalmine硐室等所構成的井下排水工程的統(tǒng)稱。2.1.2主排水泵站mainpumpingstationpumps由礦用吸入式離心泵承擔排水任務的泵站。2.1.4吸入式離心泵與潛水電泵聯(lián)合泵站pumpingstationofsuctionpumpscombinedwith由礦用吸入式離心泵與潛水電泵聯(lián)合設置共同承擔排水任務2.1.5正常排水系統(tǒng)minenormaldrainagesystem為保證礦井安全生產(chǎn)而設置的能滿足排除礦井正常涌水和最2.1.6抗災排水系統(tǒng)asuddeninfluxofminewaterdrain-為應對礦井水害事故而設置的排水系統(tǒng)，包括潛水電泵、電氣2.1.7抗災排水泵站asuddeninfluxofminewaterdrain-7?！苈肺从俜e時的水泵工況效率；——管子計算壁厚；4排水設備及管路選擇量(包括充填水及其他用水);備用水泵的能力不應小于工作水泵能力的70%;4檢修水泵的能力不應小于工作水泵能力的25%;7計算泵站能力時，如果管路內徑不同，阻力損失宜分段2水泵在整個運轉期間其工況應位于高效區(qū)，效率不宜低于70%;Hmax——水泵允許的最大吸水高度(m);p′——水泵安裝地點實際水溫的飽和蒸汽壓力(Pa);4當?shù)V井水含沙量超過5kg/m3~10kg/m3時，應適當降低——管路未淤積時的水泵工況效率(%);2電動機選擇應符合本規(guī)范第6章的有關規(guī)定，并應能承受額定轉速1.2倍的反轉轉速，且歷時2min而無有害變形。4.2采區(qū)排水和井底水窩排水設備選擇4.2.1采區(qū)排水設備的選擇應符合下列規(guī)定：1正常涌水量為50m3/h及以下，且最大涌水量為100m3/h及以下的采區(qū)，可選用2臺水泵，其中1臺工作1臺備用，可敷設1條管路。工作水泵配合管路應能在20h內排出采區(qū)24h的正常涌水量，工作和備用水泵配合管路應能在20h內排出采區(qū)24h的最大涌水量；2正常涌水量大于50m3/h或最大涌水量大于100m3/h、有突水危險或有綜采工作面的采區(qū)，應按本規(guī)范第4.1.1條第1款~第4款和第4.5.1條第1款執(zhí)行。4.2.2井底水窩排水設備的選擇應符合下列規(guī)定：1應設置2臺同型號水泵，其中1臺工作1臺備用；2水泵排水能力應能在20h內排出水窩24h的積水量；3宜根據(jù)水窩條件選用礦用潛污泵或泥漿泵；4水窩水泵配套的非潛水電動機應選用礦用隔爆型電動機。4.3抗災排水設備選擇4.3.1水文地質條件復雜、極復雜或有突水淹井危險的礦井，當井底車場周圍未設置防水閘門時，應在正常排水系統(tǒng)的基礎上另外安設由地面直接供電控制，且排水能力不小于最大涌水量的潛水電泵。4.3.2抗災排水設備的能力應符合下列規(guī)定：1抗災排水設備的能力不應小于礦井最大涌水量；2抗災排水設備的能力應以管路淤積時的水泵工況排水量計算，管路淤積所引起的附加阻力系數(shù)可取1.7;3抗災潛水電泵數(shù)量不應少于2臺，可不設備用和檢修泵；4計算抗災排水設備能力時，如果管路內徑不同，阻力損失宜分段計算。4.3.3抗災排水設備的選擇應符合下列規(guī)定：1應選用高效節(jié)能的礦用潛水電泵，潛水電泵應具有全揚程無過載的性能；2潛水電泵配套電動機應能承受額定轉速1.2倍的反轉轉速，且歷時2min而無有害變形；3并聯(lián)運行于同一趟管路的潛水電泵不應超過2臺，且應選用同型號同性能的產(chǎn)品。4.4輔助設備和監(jiān)測儀表選擇4.4.1引水設備選擇應符合下列規(guī)定：1吸入式離心水泵應采用無底閥射流引水方式；當水泵臺數(shù)多，經(jīng)技術經(jīng)濟比較確認合理時，可采用真空泵引水2射流泵宜以排水管中的壓力水作為能源，以壓縮空氣或灑水管中的壓力水作為備用能源，兩者不得同時使用；兩種能源之間應裝設隔離閥門，其壓力應按兩種能源中壓力較大者取值；3當采用真空泵時，其臺數(shù)不應少于2臺，且應互為備用。4.4.2起重設備的選擇應符合下列規(guī)定：1井下排水泵站水泵電動機功率大于100kW時，應設置起重梁；2吸入式離心泵站水泵總臺數(shù)超過5臺或單臺電動機功率在1600kW及以上時，可設置起重機。4.4.3監(jiān)測儀表的選擇應符合下列規(guī)定：1排水泵站的水泵出水管上應裝設壓力測量裝置，并應符合下列規(guī)定：1)吸入式離心泵采用自動化控制時，水泵出水管上應裝設數(shù)顯壓力變送器；2)潛水電泵出水管上應裝設壓力變送器，且壓力變送器應能滿足潛水運行的要求。2吸入式離心泵的吸水管上應裝設真空表。3主排水泵站的水泵出水管上宜裝設流量計量裝置。4以上儀表應具有防沖擊功能。4.4.4排水泵站的干管上應裝設放水管和放水閥，其直徑宜為50mm～80mm。放水管應伸入吸水井或配水井內。4.5.1正常排水系統(tǒng)排水管路的直徑和趟數(shù)應結合水泵選型，經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定，并應符合下列規(guī)定：1主排水必須設有工作管路和備用管路，其中工作管路的能力應能配合工作水泵在20h內排出礦井24h的正常涌水量；工作和備用管路的總能力，應能配合工作和備用水泵在20h內排出礦井24h的最大涌水量；2管路和水泵的匹配，宜采用1泵1管；當水泵需要并聯(lián)工作時應做并聯(lián)計算，1趟管路宜并聯(lián)2臺水泵，最多不宜超過3臺，但應驗算1泵1管且管路未淤積時的電動機功率和水泵吸程；31臺水泵也可并聯(lián)多趟管路，但必須驗算電動機功率和水泵吸程，且綜合經(jīng)濟效益應明顯優(yōu)于1泵1管工作方式。4.5.2排水管路設計應進行水錘計算，并應采取消除水錘危害的措施。4.5.3吸水管直徑不得小于水泵吸入口直徑，宜大1級～3級，管內流速宜取0.8m/s～1.5m/s。4.5.4抗災排水管路的排水能力應與抗災潛水電泵的排水能力相匹配。4.5.5抗災排水系統(tǒng)宜采用2泵1管工作方式，并應驗算1泵1管且管路未淤積時的電動機功率。當單臺泵流量大于725m3/h時，宜采用1泵1管工作方式。4.5.6排水管路宜選用無縫鋼管、螺旋焊接鋼管或直縫焊接鋼管。4.5.7管材許用應力可按表4.5.7取值，表中未列入的，其許用應力可按屈服強度的0.4倍或抗拉強度的0.25倍取值，并應圓整。(雙面焊，全探傷)4.5.8排水管路的管壁厚度計算和選擇應符合下列規(guī)定：1鋼管管壁厚度應按下列公式計算：式中：——計入附加厚度后的管壁計算厚度(cm);δ——管子計算壁厚(cm);c——計入制造負偏差和腐蝕的附加厚度(cm);p——計算管段的最大工作壓力(MPa);D.管子外徑(cm);4—管子焊縫系數(shù)，無縫鋼管可取1;螺旋焊接鋼管雙面焊(全部探傷)可取1;螺旋焊接鋼管雙面焊(不探傷)可取0.7。2當水泵采用自動化控制時，應選用電動閘閥或電動液控6抗災潛水電泵出水管上裝設的操作閘閥必須處于常開狀5排水設備及管路布置與安裝5.1排水設備布置與安裝5.1.1主排水泵站的布置應符合下列規(guī)定：1主排水泵站宜布置在敷設排水管路的井筒附近，且與主變電所聯(lián)合布置。當泵站與變電所為串聯(lián)通風時，應將主排水泵站布2主排水泵站應至少有2個出口，一個出口應采用斜巷通往井筒，且井筒處應高出泵站底板7m以上；另一個出口應通往井底車場，在此出口通路內，應設置易于關閉的防水防火密閉門；3泵站出口應設置柵欄門，通往井筒出口的柵欄門應向內開。當?shù)V井采用軌道運輸時，通往井筒和井底車場的通道內應鋪設軌道，轉運通道的寬度應使轉運最大設備時兩側的間隙均不小于150mm,轉運通道的轉向處應設置轉運設施；4所有泵站底板均應有流向吸水井一側不小于3‰的坡度；5吸入式主排水泵站底板應比其出口與車場或大巷連接處的底板高出500mm;6泵站與水倉之間必須裝設控制閥門；7泵站硐室設計應按現(xiàn)行有關國家標準的規(guī)定執(zhí)行。5.1.2吸入式離心泵站的布置應符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。5.1.3吸入式離心泵站設備安裝應符合本規(guī)范附錄B的規(guī)定。5.1.4潛水泵站的布置應符合下列規(guī)定：1抗災排水泵站宜與井底車場正常排水泵站就近布置，與正常排水系統(tǒng)共用水倉。水倉不能共用時應設置獨立水倉，其有效容積不應小于1h的礦井最大涌水量；在下山采區(qū)設置抗災排水系2泵井起重設備起吊高度可按下式計算：多不應超過3臺；3當一個泵井內布置多臺潛水電泵時，相鄰潛水電泵應上下交錯布置；4潛水電泵吸水口至泵井底應留有沉淀空間，并應設置清理設施；5潛水電泵上部應留有足夠的淹沒高度，避免潛水電泵脫水運行；6潛水電泵出口的止回閥宜安裝在直管座的上部。5.1.7采區(qū)排水泵站可按照主排水泵站布置，5.1.8斜井水窩泵站應布置在井底人行道一側。5.2排水管路布置與安裝5.2.1主排水泵站內的管路布置應符合下列規(guī)定：1每臺水泵應能經(jīng)兩趟管路排水，并宜做環(huán)形布置；2吸入式離心泵吸水管的任何部分均不應高于水泵的吸入口；3吸水管下口應裝設濾網(wǎng)，濾網(wǎng)的總過流面積不應小于吸水管口面積的2倍；4泵站內所有管路均應采用支架固定；5泵站內管路宜采用法蘭連接，也可采用焊接連接；6泵站內管路布置不得妨礙行人及設備搬運；排水管路架高敷設時，其最低處距泵站底板的高度不應小于1.8m。5.2.2排水管路敷設與安裝應符合下列規(guī)定：1排水管路宜敷設于副井或主井井筒內；如地質地形條件允許，且技術經(jīng)濟合理時，也可通過鉆孔壁管排水，鉆孔壁管宜采用2斜管子道和斜井井筒中的排水管路敷設與安裝應符合下列規(guī)定：1)當排水管路沿底板敷設時可采用混凝土墩支承，沿井壁敷設時可采用梁支承或吊掛，間距可取4m～10m;沿人踏步的高度不得小于1.8m;2)在傾斜管路的最下部和中間若干處設置的防滑支墩或支可取1.3,對偶然荷載組合可取1.1。1)當井筒中有梯子間或罐道梁時，排水管路宜靠近梯子間3)在排水管路下部應設置彎頭管座或直管座及其支承梁；當排水管路垂高較大時，宜在中間加設若干直管座1條件允許時應采用焊接連接，垂直管段宜采用外套管3井深超過1000m時，1000m以下的管路宜對連接處采取取工作壓力的1.1倍。5.2.5立井排水管路應按本規(guī)范附錄C進行縱向穩(wěn)定性計算。5.2.6排水管路、附件及支承梁應做防腐蝕處理，防腐方法宜采用長效防腐涂層體系，施工工藝和驗收應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《煤礦井筒裝備防腐蝕技術規(guī)范》MT/T5017的有關規(guī)定。5.3排水管路支承梁5.3.1排水管路支承梁的荷載應按本規(guī)范附錄D的有關規(guī)定確定。5.3.2排水管路支承梁可視作在一個主平面內受彎的構件，其穩(wěn)定性計算應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計規(guī)范》GB50017的有關規(guī)定。5.3.3排水管路支承梁的材料選取應符合下列規(guī)定：支承梁的鋼材不應采用沸騰鋼；在腐蝕性較強的環(huán)境下宜采用耐蝕鋼；2焊條應符合現(xiàn)行國家標準《非合金鋼及細晶粒鋼焊條》主體金屬力學性能相適應；3當支承梁由兩段拼接成整體時，宜采用高強螺栓連接；螺栓、螺母和墊圈應符合現(xiàn)行國家標準《鋼結構用高強度大六角頭螺構用高強度墊圈》GB/T1230和《鋼結構用高強度大六角頭螺栓、6.1井下主排水泵站6.1.1主排水泵站電源供電線路不得少于兩條回路，且應引自變電所的不同母線段。當任一回路因故障停止供電時，其余回路應能擔負最大涌水量時的全部負荷，設備的控制回路和輔助設備，必須設置與主要設備同等可靠的供電電源。6.1.2主排水泵站的電氣設備選型應根據(jù)煤礦井下瓦斯等級和安裝位置的要求，分別選擇礦用一般型或礦用防爆型設備，但在突出礦井和瓦斯噴出區(qū)域，不得使用礦用增安型設備。其配置應與所選擇的水泵臺數(shù)相適應，并應能使工作和備用水泵同時運行。6.1.3主排水泵宜選用鼠籠型高、低壓電動機；采用直接啟動時，變(配)電所母線上的電壓不宜低于額定電壓的85%。6.1.4主排水泵的控制，應設計為計算機集中監(jiān)控自動化排水，宜實現(xiàn)遠距離集中監(jiān)控；并應設置機旁就地控制箱，可實現(xiàn)就地控水泵時真空度、排水管流量和壓力、水倉水位等監(jiān)測裝置，除上述規(guī)定外，潛水電泵還應裝設內腔貧水、電動機絕緣等監(jiān)測裝置，并應就地和集中顯示，同時應能超限報警；2自動化排水集中監(jiān)控，應根據(jù)水倉水位監(jiān)測信號及水位變化率完成自動注水、閘閥的自動操作、自動開停，并應能輪換工作3集中監(jiān)控裝置與主排水泵站分設時，與主排水泵站之間應設置標志明顯的啟動聯(lián)系信號；4機旁就地控制箱和集中監(jiān)控裝置應裝設水泵急停按鈕；5礦井裝備的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，應在主排水泵站設置系統(tǒng)分站(監(jiān)控設備),并應將工況參數(shù)及必要的監(jiān)測信息納入安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。6.1.5主排水泵高壓電動機的控制設備應具有短路、過負荷、接地和低電壓釋放保護功能。低壓電動機的控制設備應具有短路、過負荷、單相斷線、漏電閉鎖保護及遠程控制功能。6.1.6主排水泵電動機功率在200kW及以下時，宜選用低壓電電動機電壓等級的選擇應結合國家節(jié)能政策進行技術經(jīng)濟比選，條件允許時，啟動方式宜采用直接啟動，并應符合下列規(guī)定：1高壓鼠籠型電動機：1)直接啟動，應利用變電所具有斷路器和接觸器功能的高壓開關裝置作啟動設備；2)降壓啟動，應選用高壓電抗器綜合啟動裝置或經(jīng)技術經(jīng)濟比較后，選用軟啟動裝置。2低壓鼠籠型電動機：1)直接啟動與降壓啟動，均應利用變電所內低壓配電裝置作啟動設備；2)40kW及以上電動機，應采用真空電磁啟動器控制，降壓啟動方式可用星-三角或自耦變壓器，經(jīng)技術經(jīng)濟比較6.1.7主排水泵站的配電裝置宜與井下主變電所聯(lián)合布置。主排水泵站與井下主變電所之間應設置帶有柵欄防火兩用門的隔1硐室內設備布置應符合現(xiàn)行國家標準《煤礦井下供配電設2電抗器不在柜內的高壓綜合啟動裝置可單臺或兩臺一組布置，各臺(組)之間應留有800mm及以上的間距；若電抗器布置在柜內且在柜前或柜后檢修的可不留間距。6.1.8井下主排水泵用電力電纜和控制電纜的選擇應符合現(xiàn)行6.1.10主排水泵站應裝設與礦調度室直接聯(lián)系的電話。泵站內板上+0.75m水平面處的最低照度不應小于75lx。6.1.14采區(qū)排水泵站的配電、控制和照明，應參照上述條款6.2.1抗災排水系統(tǒng)供電電源的配置應符合礦井一級負荷的6.2.4潛水電泵高壓電動機啟動方式的確定，應按本規(guī)范第6.1.6條執(zhí)行；低壓電動機的直接啟動應采用真空啟動裝置控制6.2.5變(配)電所高(低)壓饋出回路的保護配置和井下電氣設施選擇，應按本規(guī)范第6.1.2條、第6.1.5條和第6.1.8條執(zhí)行。按本規(guī)范第6.1.4條執(zhí)行。6.2.7監(jiān)控室應裝設與礦井調度室和井下排水泵站直接聯(lián)系的附錄A吸入式離心泵站的布置A.0.1吸入式離心泵站宜軸向單排布置。水泵臺數(shù)較多、泵站長度過長時，如硐室圍巖條件好，可采用雙排布置A.0.2單排布置泵站的硐室長度和寬度宜符合下列規(guī)定：1泵站硐室長度可按下式計算，當采用真空泵引水時，泵站硐室應增加真空泵布置所需長度：N——機組臺數(shù)；Li——機組凈間距(m),應滿足電動機轉子抽芯和水泵的檢小于0.8m;Lz——機組長度(m);L由—大件(水泵、電動機、平板車)中的最大長度(m);L——值班室長度(m),如果不設，或與集中檢修區(qū)合并，或設置值班壁龕時，則為零。2泵站硐室寬度可按下列公式計算，并應取其大者：B?——基礎邊(靠吸水井側)至硐室壁的距離(m),宜取為0.8m～1.0m,并不應小于0.7m;B?——水泵或電動機外形(靠軌道側)至基礎寬度中心線的2)當N,為奇數(shù)時A.0.4泵站底板至起重梁底面或起重機軌面的高度可按下列公(A.0.4-2)h;——水泵基礎頂面至泵站底板高度(m);ho——水泵高度(包括底座)(m);ha短管長度(如果需要)(m);hn——止回閥高度或微阻緩閉止回閥高度(m);ha——法蘭直徑(m);n.——泵站干管層數(shù)；ha——設備吊離基礎的高度(m),(ha+hj)不小于平板車的高度；hu——大件(水泵、電動機)中的最大高度(m);B?——大件(水泵、電動機)中的最大寬度(m);hg——吊鉤中心至起重梁底面或起重機軌面高度(m);k——系數(shù)，起吊水泵可取0.8,起吊電動機可取1.2。A.0.5水泵吸水管和排水管(包括閥門)的質量不得由水泵支A.0.6每臺水泵應有單獨的吸水管，其長度不宜超過10m,并應減少彎頭的數(shù)量。A.0.7水泵、吸水管、配水井(吸水井)及水倉相互之間主要相關尺寸的確定，應滿足圖A.0.7-1和圖A.0.7-2中有關尺寸的A.0.8每臺水泵宜單獨使用一個吸水小井，吸水井直徑不得小于3Dx,且不應小于1.2m。單臺水泵流量小于100m3/h時，可兩臺泵共用一個吸水小井，但兩吸水管濾網(wǎng)中心線距離不宜小于A.0.9配(吸)水井井口應裝設活動蓋板，蓋板宜采用不小于5mm厚的花紋鋼板。A.0.10配(吸)水井內應設有爬梯，必要時可設搭板窩。圖A.0.7-1水泵、吸水管、配水井(吸水井)及水倉之間相互關系圖A.0.7-2配水閘閥與配水井(吸水井)之間相互關系B.0.1地腳螺栓應選用標準地腳螺栓，并應符合下列規(guī)定：1地腳螺栓直徑應根據(jù)設備底座上地腳螺栓孔的孔徑，按表B.0.1確定：12~14~18~23~28~34~41~49~56~2地腳螺栓長度應按下列情況分別計算(圖B.0.1):2)帶錨板地腳螺栓的長度應按下式計算：B.0.2水泵和電動機基礎設計應符合下列規(guī)定：1水泵和電動機應安裝在同一個混凝土基礎之上，混凝土強度等級不應低于C20。2當基礎位于整體性較好的基巖上時，可采用錨樁(桿)基礎；錨樁(桿)基礎的設計應按現(xiàn)行國家標準《動力機器基礎設計規(guī)范》GB50040的有關規(guī)定執(zhí)行。3水泵和電動機的混凝土基礎各部分尺寸的確定應符合下列規(guī)定(圖B.0.2):h?——二次灌漿層厚度(mm),不應小于25mm,不宜大于ho—地腳螺栓一次埋入長度(mm),不應小于20d-h?(帶彎鉤地腳螺栓)或15d-h?(帶錨板地腳螺栓);h?—地腳螺栓底至預留孔底的距離(mm),宜取50mm~于100mm;G—水泵機組總重(N);γ.——混凝土重度(N/mm3),可取(22～24)×10-6N/mm3。附錄C鋼管路縱向穩(wěn)定性計算C.0.1立井井筒排水管路可視為中心受壓桿件，在確保縱向穩(wěn)定的條件下，其最大允許約束長度應按下列公式計算，可按表C.0.1根據(jù)φ查得：式中：w——最大允許約束長度(m);i-—管子橫斷面慣性半徑(m);μ—長度系數(shù)，取決于兩端約束條件：兩端固定，可取0.65;一端固定，一端鉸支，可取0.8;一端固定，另一端允許側移，可取1.2;一端鉸支，另一端允許側移，可取2.1;σs——管材屈服極限(MPa);φ——軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)；N——管路軸心壓力(N);A——管子橫斷面金屬面積(mm2);[o]——管材許用應力(MPa),可按本規(guī)范第4.5.7條規(guī)定表C.0.1軸心受壓桿件穩(wěn)定系數(shù)012345678900123456789附錄D排水管路支承梁的荷載D.0.1排水管路支承梁的荷載標準值應符合下列規(guī)定：1永久荷載標準值Gx:支承梁自重、相應管路段管子和連接件以及防腐蝕材料的自重。2可變荷載標準值Qx:1)水柱重標準值Qik:底部支承梁所支承管路中的水柱重；2)溫度變化標準值Q2k:不能自由伸縮的管路段因溫差引E——鋼材彈性模量(MPa);T;——計算管段的環(huán)境極限溫度(℃);T——管路安裝時的環(huán)境溫度(℃)。3偶然荷載標準值Ak:水錘力根據(jù)止回閥設置情況和水泵機組等條件計算確定。D.0.2排水管路支承梁的荷載效應組合應符合下列規(guī)定：1支承梁設計應按承載能力極限狀態(tài)進行荷載效應組合，并應符合下式要求：于或等于50a時，可取1.0;S——荷載效應組合的設計值；R——結構構件承載力設計值。2荷載基本組合可按下式計算：永久荷載分項系數(shù)，可取1.2;Yai——水柱重分項系數(shù)，可取1.2;Yo?——溫度變化分項系數(shù)，可取1.4;Sck——按永久荷載標準值Gx計算的荷載效應值；Sak--按水柱重標準值Qu計算的荷載效應值；Sak——按溫度變化標準值Q計算的荷載效應值。3荷載偶然組合可按下式計算：式中：SAk——按偶然荷載標準值A計算的荷載效應值。引用標準名錄《鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件》中華人民共和國國家標準煤礦井下排水泵站及排水管路《煤礦井下排水泵站及排水管路設計規(guī)范》GB/T50451-2017,經(jīng)住房城鄉(xiāng)建設部2017年1月21日以第1449號公告批準本規(guī)范是在《煤礦井下排水泵站及排水管路設計規(guī)范》GB50451—2008的基礎上修訂而成，上一版的主編單位是中煤邯鄲 4排水設備及管路選擇 4.3抗災排水設備選擇 4.4輔助設備和監(jiān)測儀表選擇 4.5管路、閥門及管件選擇 5.1排水設備布置與安裝 5.2排水管路布置與安裝 5.3排水管路支承梁 6供配電、控制和照明 6.1井下主排水泵站 6.2抗災排水系統(tǒng) 足，已成為國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境優(yōu)化的嚴重制約因素。3.0.1本規(guī)范所指吸入式離心泵是指普通礦用耐磨多級離心泵。3.0.2礦井主排水泵站一般采用自然通風方式。但當泵站內同3.0.3礦用潛水電泵機組是全部淹沒在水里工作的機電一體化4排水設備及管路選擇4.1主排水設備選擇4.1.1本條文是對礦井主排水水泵能力的規(guī)定。對水泵的要求是從兩個方面考慮保證安全的：一是從正常涌水量考慮。正常涌水量是指礦井開采期間，單位時間內流入礦井的水量，包括充填水及其他用水。為了不間斷地排除礦井正常涌水量，工作水泵的排水能力必須大于礦井正常涌水量。條文規(guī)定了工作水泵的能力，應能在20h排出24h的正常涌水量，即工作水泵的能力是正常涌水量的1.2倍。二是從最大涌水量考慮。所謂最大涌水量是指受大氣降水的影響，礦井涌水量增加到最大限度時的水量，不包括礦井大突水時的水量。確切地說，礦井大突水時的水量應叫礦井最大突水量。工作和備用水泵的總能力，應能在20h排出礦井24h的最大涌水量，即最大涌水量的1.2倍。有些礦井受大氣降水的影響很大，雨季時礦井最大涌水量和正常涌水量數(shù)量相差很大，備用水泵的能力若一律按70%規(guī)定，則不能保證安全，故又提出按最大涌水量計算的規(guī)定。按此規(guī)定配置備用泵，當?shù)V井雨季最大涌水量和正常涌水量相差小于70%時，就可以減少備用水泵的臺數(shù)。在計算水泵臺數(shù)時，如出現(xiàn)小數(shù)時，應取偏上整數(shù)。如要保持水泵的正常運轉，必須經(jīng)常檢修設備，所以規(guī)定了檢修水泵的能力不應小于工作水泵能力的25%。水量會增加；二是在主排水泵站內預留安裝水泵的位置可以增加礦井突水后的排水能力，提高安全性。預留水泵的數(shù)量以1臺～2臺為宜。當然，在增加預留水泵的同時還應考慮排水管路的能力是否匹配，否則應考慮預留排水管路位置。對建有抗災排水系統(tǒng)的礦井，抗災排水設備就是為了防止礦井突水災害而設，因此主排水泵站不再考慮預留水泵的位置。場均可實現(xiàn)對水泵的檢修和維護，而且造價低廉，因此無論從設備的維護方面還是經(jīng)濟方面，主排水水泵宜選用吸入式礦用耐磨多級離心泵。礦井水的重度在沒有礦井的實測資料時可取1×10?N/m3。含沙量超過5kg/m3~10kg/m3時應適當降低吸水高度或增大礦井水的計算重度。其原因是含沙量增大，礦井水重度增大，將會影響水泵的吸水高度，為確保排水設備的安全運行，應采取必要的措施。4.1.3葉輪的切削量與水泵的比轉數(shù)n,有關：ns小于或等于60時，切削量小于或等于20%;n,小于或等于120時，切削量小于或等于15%;此切削量對水泵效率影響不大，不可同時切削兩側壁板。葉輪切削后必須做靜平衡試驗。變頻調速降低轉速后，該轉速應滿足下列各式：n'——水泵降速后轉速(r/min);ni——水泵第一臨界轉速(r/min);njz——水泵第二臨界轉速(r/min)。4.1.4水泵因為某種原因可能反向旋轉，例如止回閥失靈，其反轉轉速一般不超過1.2倍電動機額定轉速，故水泵電動機應具有能承受1.2倍額定轉速的反轉轉速的能力。4.3抗災排水設備選擇定》的相關規(guī)定對水文地質條件復雜、極復雜或有突水淹井危險的礦井，在井底車場附近未設置防水閘門時作出的要求。其他有突水危險的采掘區(qū)域按現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》和現(xiàn)行《煤礦防治水規(guī)4.3.2本條第3款的規(guī)定旨在提高抗災排水系統(tǒng)的安全性。要求抗災潛水電泵正常工作不應少于2臺，是為了當其中1臺發(fā)生故障時，仍有1臺工作，而不至于造成整個抗災系統(tǒng)排水能力的喪失。4.3.3本條文是對抗災排水設備選型提出的最基本要求。當?shù)V井發(fā)生水災，水位可能會升得很高，造成排水高度大幅度降低，潛水電泵的流量增加，電動機軸功率增大，可能導致電動機燒毀。潛水電泵全揚程無過載的性能可以避免電動機超負荷運轉，從而保證潛水電泵的安全運行。4.4輔助設備和監(jiān)測儀表選擇4.4.1據(jù)國內外資料，離心式水泵的故障約有90%是由于水泵汽蝕而引起。無底閥射流引水技術成熟，有利于減少吸水損失，提高吸水高度，避免汽蝕，減少水錘危害，既節(jié)能又能增強設備的可又不經(jīng)濟時，也可采用有底閥引水。4.5.1排水管徑的選擇基本上取決于經(jīng)濟性，不論是經(jīng)濟管徑還是經(jīng)濟流速，都以最佳經(jīng)濟效果為準。而影響管路選擇經(jīng)濟性的因素多達18種，其中主要有：排水高度、正常涌水量和最大涌水路總趟數(shù)和工作管路趟數(shù)等，其中有些還是可變的。因此，經(jīng)濟管徑或經(jīng)濟流速是一個復雜問題，目前尚無公認的計算公式或合理故最佳管徑的選擇應通過技術經(jīng)濟比較確定。本條第1款是關于礦井正常排水系統(tǒng)排水管路設計的最基本要求。排水管路應該能夠配合水泵排出礦井正常和最大涌水量。本條第2款、第3款是對水泵和管路的匹配作出的規(guī)定。在排水管路直徑及趟數(shù)既定的條件下，水泵并聯(lián)運行能增大排水能力，2臺水泵并聯(lián)運行，排水量約為單臺水泵流量的1.6倍～1.8倍，臺數(shù)越多，增加倍數(shù)越小，一般不宜超過3臺。并聯(lián)水泵可能單臺運行，所以電動機功率和水泵吸程必須按單臺水泵運行驗算；并聯(lián)運行時電動機可能負荷率過低，影響效率，管內流速可能較大，增加損失，故水泵并聯(lián)不僅應做排水量驗算，還應做綜合經(jīng)濟比較。多趟管路并聯(lián)于1臺水泵或多臺水泵，可降低流速，減少能耗，但水泵流量增大，故必須驗算電動機功率和水泵吸程。4.5.5本條規(guī)定是基于技術和經(jīng)濟兩方面的考慮。若采用單泵單管布置方式，則管路趟數(shù)多，不僅占用井筒空間大，而且管路的投資高，安裝工期長。若采用2泵1管運行方式，則大流量的潛水電泵管路直徑大，管壁厚度大，從而導致管路受力(包括管路自重、的安全性和可靠性。至于以多大流量界定1泵1管和2泵1管運行，應根據(jù)具體條件進行技術經(jīng)濟比較后確定。本條單臺泵流量以725m3/h作為界定是根據(jù)目前國內現(xiàn)有潛水電泵系列給出的參考值。4.5.7隨著礦井排水高度的增加，排水管路的壁厚也越來越厚。管路壁厚的增加使管路的自重荷載增大，管路所受的溫度力荷載增大，同時井筒內的托管梁尺寸也隨之增大，這樣，不僅增加了井筒管路安裝施工的難度和工程造價，而且降低了管路運行的安全性和可靠性。適當提高管材的機械性能，可以有效地改善和解決上述問題。4.5.8管壁厚度的計算公式約有8種，可分為薄壁管和厚壁管兩類，其理論根據(jù)為不同的強度理論。用于礦井排水的無縫鋼管屬于薄壁管，又因鋼管為塑性材料，故應按薄壁管和第三或第四強度理論進行壁厚計算。本規(guī)范條文中式(4.5.8-2)是按第四強度理論導出的，適合礦井非高溫條件。某些資料推薦的拉美計算公式以第二強度理論為根據(jù)，該理論適合脆性材料，為適應塑性材料，引入鋼的波桑系數(shù)而導出，適合厚壁鋼管，不宜用于薄壁鋼管的壁厚計算。附加厚度包括制造負偏差和腐蝕厚度，無縫鋼管制造負偏差最大為15%;年腐蝕量若按0.1mm計，管路壽命按15a計，則腐蝕厚度為1.5mm。排水管路一般均做防腐蝕處理，排水管路的實際壽命會更長。4.5.9本條第3款是對潛水電泵出水管上裝設的閥門作出的要求和規(guī)定。由于普通的微阻緩閉止回閥不具有防水性，浸泡在水中時其密封有可能失效，因此為保證抗災排水系統(tǒng)能夠正常運行，當采用微阻緩閉止回閥時應為防水型。第6款是為了保證抗災排水系統(tǒng)在水災發(fā)生時能及時投入運行，所以要求出水管上的操作閘閥和配水巷的控制閥門必須處于常開狀態(tài)。4.5.10配水閘閥直徑計算公式中的系數(shù)有26.3和28.8兩個不同數(shù)值，本規(guī)范條文中式(4.5.10)中取27是為了簡化。5排水設備及管路布置與安裝5.1.1本條文是關于礦井主排水泵站硐室設置的規(guī)定。主排水泵站底板7m以上。另一個出口通到井底車場，可以作為水泵安5.1.4本條第1款的規(guī)定是考慮到如果抗災排水泵站設置在采本條第2款是對潛水泵站布置型式的規(guī)定。目前，國內潛水型潛水電泵是20世紀80年代引進德國Ritz公司的制造技術，引式和平臥式潛水電泵是國內生產(chǎn)廠家研發(fā)派生出來的結構型式。對于平臥式潛水電泵，作為礦井正常排水設備和抗災排水設備是不適合的。原因有兩方面：一是平臥式潛水電泵的結構問題。一般情況下，大型潛水電泵的軸都較長，平臥放置時軸容易產(chǎn)生撓度；軸向間隙不易控制，軸向會產(chǎn)生竄動；軸承受力不好，既受水平推力又受徑向支撐力；潛水電泵下部的推力軸承磨損嚴重。根據(jù)潛水電泵廠家提供的資料以及近幾年現(xiàn)場的使用情況，平臥式潛水電泵的故障率比立式潛水電泵的故障率要高得多，運行的安全性、可靠性差。尤其是大型潛水電泵，國內大型潛水電泵生產(chǎn)廠家也證實了這一點。二是平臥式潛水電泵的布置問題。平臥式潛水電泵的布置型式是將泵組安裝在低于井底車場水平的矩形泵井井底，并將出水管的90°彎頭管座用地腳螺栓固定在泵井井底的基礎上，此種布置型式存在以下主要缺點：①泵井內無法留有用于沉淀雜物的空泥沙、木屑等雜物的濁水一涌而