第6章礦井排水6．1礦井排水系統(tǒng)大坪礦井開拓方式為斜井多水平的礦井，第三級排水從-350水平到-150水平，正常涌水量為30；最大涌水量為70，持續(xù)時間70d。礦水為中性，重度為10006，水溫為。該礦井屬低沼氣礦井，年常量5萬噸。水泵房布置在副井井底車場附近，與中央變電所連接在一起。水泵房與中央變電所之間設(shè)有防爆門分隔，兩道防爆門能防水防火，而且關(guān)閉靈活。水泵房通風(fēng)良好，搬運設(shè)備方便。主水泵房設(shè)兩個出口：一個出口是斜巷與副井井筒相連，出口底板標(biāo)高高于水泵房底板標(biāo)高；另一個出口通往副井井底車場。泵房與水倉的連接通道內(nèi)設(shè)有控制閘門，在閘門關(guān)閉后，泵房保證有回風(fēng)風(fēng)流。水泵房的底板標(biāo)高高于井底車場軌道面。泵房內(nèi)架設(shè)工字鋼梁，鋪設(shè)軌道，軌道與副井井底車場相連。因礦井第一水平的正常涌水量大于，所以設(shè)有單獨的吸水井。中央水倉分內(nèi)、外水倉。水倉的總?cè)莘e，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》280條：正常涌水在以下時，主要水倉的有效容量應(yīng)容納的正常涌水量：水倉的總?cè)莘e應(yīng)大于，水倉的高度應(yīng)大于。6．2排水設(shè)備選型6．2．1水泵選擇根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》條規(guī)定：水泵必須有工作、備用和檢修的水泵。工作泵的能力應(yīng)能在內(nèi)排出礦井的正常涌水量，備用泵的排水能力應(yīng)不小于工作泵排水能力的。工作泵和備用泵的總排水能力應(yīng)能在內(nèi)排出礦井的最大涌水量，檢修泵的排水能力應(yīng)小于工作泵排水能力的。6.2.2選型計算排水系統(tǒng)的選擇從給定的條件可知，只需要在井底車場副井附近設(shè)立中央泵房，將井底所有礦水集中直接排至地面。水泵的選型水泵的必須排水能力正常涌水期最大涌水期水泵所需揚程的估算初選水泵。從泵房產(chǎn)品目錄中選取型號泵，其額定流量，額定揚程。則：工作泵臺數(shù)，取。備用水泵臺數(shù)和，故取。檢修泵臺數(shù)取。因此，共選三臺泵。d.管路趟數(shù)的選擇以及管路在水泵房中的布置圖根據(jù)設(shè)計原則，設(shè)置兩趟管路，一趟工作，一趟備用。水泵的管路布置如圖6-1所示圖6-1管路布置管路的選擇管路趟數(shù)及泵房內(nèi)管路布置形式根據(jù)泵的總臺數(shù)，選用典型的三泵兩趟管路系統(tǒng)，一條管路工作，一條管路備用。正常涌水時。一臺向兩趟管路供水；最大涌水時，只要一臺泵同時工作就能達(dá)到在20h內(nèi)排水出24h的最大涌水量，故從減少能耗的角度可采用一臺泵向兩趟管路供水，從而可知每趟管內(nèi)流量等于泵的流量。管材選擇由于井深遠(yuǎn)大于200m，確定采用焊接鋼管。排水管內(nèi)經(jīng)從表12—5預(yù)選無縫鋼管，則排水管內(nèi)經(jīng)壁厚驗算因此所選壁厚合適。吸水管徑根據(jù)選擇的排水管徑，吸水管選用無縫鋼管。工況點的確定及校驗管路系統(tǒng)管路布置參照圖6-1所示的方案。這種管路布置方式任何一臺水泵都可以經(jīng)過二趟管路中任一趟排水。估算管路長度排水管長度可估算為取，吸水管長度可估算為。管路阻力系數(shù)R的計算沿程阻力系數(shù)吸水管排水管局部阻力系數(shù)吸、排水管附件及其阻力系數(shù)分別列于表6-1、表6-2中。表6-1吸水管附件及局部阻力系數(shù)吸水管名稱數(shù)量局部阻力系數(shù)底閥13.7彎頭1異徑管1表6-2排水管附件及局部阻力系水泵出口處排水管：名稱數(shù)量局部阻力系數(shù)彎頭彎頭2閘閥2轉(zhuǎn)彎流三通1直三通4逆止閥1異徑管10.5管路阻力系數(shù):管路特性方程新管舊管繪制管路特性曲線并確定工況點根據(jù)求得的新、舊管路特性方程，取8個流量值求得相應(yīng)的損失，列入表6-3中。表6-3管路特性參數(shù)表50350204.18204.7205.6206.85208.4210.4212.7204.30205.2206.7208.8211.58214.9218.8利用表6-3中各點數(shù)據(jù)繪出管路特性曲線如圖6-2所示，新、舊管路特性曲線與揚程特性曲線的交點分別為和，即為新、舊管路水泵的工況點。由圖中可知：新管的工況點參數(shù)為舊管的工況點參數(shù)為：，因、均大于0.7，允許吸上真空度，符合《規(guī)范》要求。圖6-2 校驗計算排水時間的驗算。由舊管工況點驗算。正常涌水時，若采用一臺泵一條管路排水，則最大涌水時，采用四臺泵三條管路排水，并聯(lián)等效管的總損失系數(shù)為作并聯(lián)等效管路特性曲線與四臺泵并聯(lián)等效泵的揚程曲線，交點為等效泵工作點。反推可求得每臺泵的工況點，以該工況點的流量計算排水時間為：即實際工作時，只要二臺水泵同時工作既能完成在20h內(nèi)排出24h的最大涌水量。經(jīng)濟(jì)性校核。工況點效率應(yīng)滿足，。穩(wěn)定性校核。經(jīng)濟(jì)流速的校核。吸水管中的流速排水管中的流速吸、排水管中流