某礦井乳化液泵站選型計算分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u104891.1井田位置 1292021.2煤礦交通 4190621.3煤礦水文地質(zhì) 4281451.4煤層情況 5262401.5煤質(zhì)情況 5227871.6設(shè)計能力及服務(wù)年限 675091.7盤區(qū)布置 6111331.8資源儲量 791191.9地形地貌及地表水系 7306151.10井田開拓 866601.11氣象及地震情況 875331.12主要自然災(zāi)害 916916第二章乳化液泵站選型 10150142.1確定乳化液泵站壓力 109712.2確定乳化液泵站流量 1172912.3選擇乳化液泵 1240982.4乳化液泵站壓力確定 12283772.5乳化液箱容積 1339692.6乳化液 14第一章巴彥高勒礦井概述井田位置根據(jù)呼吉爾特礦區(qū)2008年2月批準(zhǔn)的礦區(qū)總體規(guī)劃，巴彥高勒井田位于礦區(qū)南部，井田范圍由6各拐點坐標(biāo)圈定，面積65.2734km2，本井田與周邊礦井關(guān)系示意圖見圖1.1。井田境界拐點坐標(biāo)見表1.1。巴彥高勒井田位于東勝~神府煤田的東南部,由于主要的可采用煤層比較深,井田內(nèi)及其周邊地區(qū)至今尚無生產(chǎn)出大型礦井和中小型煤礦。表1.1拐點坐標(biāo)點號XY14295278.75236614410.01524295278.75236625051.24334294147.12036625095.73044291524.00036622401.4205428758306064287486.67036614522.350井田與周邊礦井關(guān)系示意圖1.1圖1.1煤礦交通煤礦交通位置狀況見圖1.2。圖1.2煤礦水文地質(zhì)根據(jù)《內(nèi)蒙古呼吉爾特礦區(qū)巴彥高勒礦井水文地質(zhì)補充勘探報告》(2012年11月),井田煤礦水文地質(zhì)補充勘探狀況類型分析可以將其大體劃分三類為第一～二類第二型采用裂隙型補充水的井田水文地質(zhì)勘探狀況觀測條件中等。預(yù)計每年礦井正常平均涌水量797m3/h,最大平均涌水量1196m3/h,根據(jù)《煤礦防治水規(guī)定》(2009年),礦井的主要水文地質(zhì)資源類型情況應(yīng)該較為復(fù)雜。故本項目工程設(shè)計以提高礦井的自然水文地質(zhì)探測性能為復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)防。井田巖的煤層頂部和地下基礎(chǔ)層的底板層對巖石的沖擊強度相對較低,多為柔弱~半堅硬的砂質(zhì)巖石。工程調(diào)查地質(zhì)根據(jù)調(diào)查礦井類型主要分別為第三類第二型第三層狀型頁巖類和該工程調(diào)查地質(zhì)根據(jù)調(diào)查礦井條件分別為中等地質(zhì)類;該調(diào)查礦井主要隸屬于大型瓦斯煤層礦井;有的煤塵煤層存在發(fā)生爆炸的直接危險性;其中的瓦斯煤層主要是容易爆炸發(fā)生起火自燃的劣質(zhì)煤層;沒有對土壤地?zé)岬闹苯游：?。煤層情況煤層傾角本次發(fā)掘井田地層位于現(xiàn)今中國鄂爾多斯高原之東南部,井田的地層構(gòu)造走向形態(tài)基本上按其總體趨勢是地層作為一向沿著北西東南方向快速傾斜的典型單斜地層構(gòu)造,傾向300～320°,地層平均方向傾角1～3°,地層內(nèi)的生產(chǎn)利用狀況沿其結(jié)構(gòu)走向及地層傾向均可能存在一定的幅度變化,但是這個變化趨勢總體變化不大。沿著火山路線的南北走向都是呈現(xiàn)縱寬緩慢的波狀方向發(fā)展,區(qū)內(nèi)沒有一次發(fā)現(xiàn)明顯的火山斷裂或者主要是褶皺狀的結(jié)構(gòu),也沒有明顯的火山巖漿石溢流侵入,地質(zhì)調(diào)查結(jié)構(gòu)簡易。煤層厚度井田范圍內(nèi)所包含的煤層為侏羅系中的傳統(tǒng)延安組,包括2、3、4、5四個煤組,含有少量的煤8～23層,其中礦山全區(qū)或大多數(shù)可以開采的煤層4層(礦山編號分別為3-1、4-1、4-2中、5-1),局部可以開采煤層4層(礦山編號分別為2-1、2-2中、4-2上、5-2上),可以開采區(qū)零星分布的不可以開采煤層2層(4-1下、4-2下),其余的煤層都是無法開采。主要開采煤層3-1煤可采厚度3.2～6.21m，平均5.9m，該煤層的厚度穩(wěn)定,厚度和溫差變化小,其資源量約占總自然資源量的42.35%。煤質(zhì)情況井田內(nèi)的煤質(zhì)主要為低至高~中等濃度水分,特低灰、少量黑色石油和其他低灰、特少量氧化硫和高~中等濃硫,特低磷和高~小量黑色石油和其他低磷、高、特?zé)嶂档姆浅娬承匝嫘兔?、長焰燃燒型煤及其他弱黏性焰型煤,是良好的民用及工業(yè)動力綜合利用能源煤。設(shè)計能力及服務(wù)年限礦井的日常工作日和時間日常管理制度:按照要求設(shè)計的每個礦井每人年平均每個工作日330d,每天4班按時進(jìn)行日常作業(yè),其中3班按時進(jìn)行日常生產(chǎn),1班按時進(jìn)行日常檢修。每日的凈質(zhì)量提高工作時間一般控制在16h。本項目礦井自然資源豐富,外部建設(shè)環(huán)境條件優(yōu)良、煤質(zhì)保證嚴(yán)格、用戶安全穩(wěn)定,開采工藝和技術(shù)條件優(yōu)越,開拓工藝系統(tǒng)簡便,經(jīng)濟(jì)效益好,適于各種類型的礦井建設(shè)。礦井的設(shè)計生產(chǎn)能力標(biāo)準(zhǔn)確定值為4.2mt/a。礦井井型設(shè)計的平均可采儲量556.43mt,其中一個最大水平(3-1煤以上)364.33mt,儲量中的備用壽命系數(shù)大約取1.4,則4.2mt/a井型的電力供電系統(tǒng)服務(wù)器的使用壽命年限大約為101a,其中一個最低水平53.0a?？鄢呀?jīng)開始回采的11個礦井開采區(qū)生產(chǎn)資源的存儲量19.44mt/a(3.5a),礦井當(dāng)期剩余生產(chǎn)服務(wù)資源使用量的年限可以設(shè)定為97.5a。盤區(qū)布置礦井在井上搬運和井下移交煤炭生產(chǎn)時平均需要分別井下布置1個搬運盤區(qū),即13盤區(qū),井下分別需要布置1個3-1煤炭生產(chǎn)工作水平面,達(dá)到4.2mt/a的礦井設(shè)計生產(chǎn)能力。首采區(qū)域13盤區(qū)東西寬2.95km，南北長5.18km，面積約為11.3km2。根據(jù)各煤層的相對間距和資源數(shù)量,礦井劃分3個水平,每個煤層按水平分盤區(qū)域共布置6組主要大巷,各一組水平大巷沿著所有采用的煤層方向布置，三條大巷間距50m。根據(jù)煤礦瓦斯、通風(fēng)及道路交通運輸?shù)刃袠I(yè)技術(shù)性能要求,經(jīng)過綜合地測量分析并設(shè)計充分考慮每個礦井在巷道工程施工期間的現(xiàn)場和實際工作狀態(tài),每個礦井工作面均線上應(yīng)分別布置兩條交通巷道,回風(fēng)巷一條;散裝貨物巷和搬運巷道各一條。根據(jù)國內(nèi)外厚層巖煤層綜合開采管理技術(shù)的研究發(fā)展和國際應(yīng)用趨勢現(xiàn)狀,結(jié)合目前我國井田煤層開采的主要技術(shù)基礎(chǔ)條件,設(shè)計3-1煤層應(yīng)采用雙向長壁煤層綜合開采機械化一次采全高大采高落的采煤管理方法,全高大冒采高落煤方法采煤進(jìn)行人工管理煤層頂板,工作面落法進(jìn)行管理后退式煤層回采。本礦的首采工作面長度約為300m,推進(jìn)時的方向長度約2500左右。初期建成的投產(chǎn)地段平均涂料厚度約為5.9m,設(shè)計時采用一次性開采全高綜采,最大開采高度為6.2m,最小3.2m。資源儲量總資源儲量（331+332+333+334）共計1040.22Mt。礦井工程設(shè)計計算中的地質(zhì)資源/礦物儲量損失是在泛指為了計算使使用礦井的長期工業(yè)地質(zhì)資源/礦物儲量損失減去按照礦井設(shè)計計算方法所需要計算生產(chǎn)出的自然斷層地質(zhì)煤柱、防水地質(zhì)煤柱、井田中的境界地質(zhì)煤柱、地面上的建(構(gòu))物。礦井工程設(shè)計的實際可持續(xù)采用煤礦資源/煤炭儲量值在減去各種煤礦工業(yè)生產(chǎn)場地和煤礦環(huán)形工程安裝施工車間采用煤柱與主要采礦井巷采用煤柱之間的采用煤炭儲量后,乘以煤礦開采重點區(qū)域的資源回收率即可作為整個礦井工程設(shè)計的實際可持續(xù)采用資源儲量。工業(yè)用生產(chǎn)場地及廠房環(huán)形煤柱安裝場地廠房專用煤柱的基本計算敷設(shè)方法主要是根據(jù)場地巖層沿著位置方向移動的基巖角度方向進(jìn)行公式計算基本留設(shè),參考了與東勝鐵礦煤田其它崗位相鄰的工業(yè)生產(chǎn)場地廠房和煤礦井,巖層沿著位置方向移動的基巖角度可用公式表示為:其中基巖45°,基巖角度δ=65°。采區(qū)煤層回采率厚中薄煤層一般平均取75%,中厚中薄煤層一般平均取80%,薄中厚煤層按85%比例進(jìn)行計,經(jīng)綜合測量分析該采區(qū)礦井煤層設(shè)計最大煤層可采儲量一般為582.34mt。地形地貌及地表水系井田位于鄂爾多斯高原之東南部，區(qū)域性地表分水嶺“東勝梁”的南側(cè)，為毛烏素沙漠的東北邊緣地帶。井田北部地區(qū)自然屬于青藏高原半溫帶沙漠性的自然地貌變化特點,大部分井田地區(qū)都已經(jīng)是被第四斷層系統(tǒng)的風(fēng)暴沉積沙丘斷層所完整覆蓋,多數(shù)是呈類似新月形或類似波浪狀的小沙丘,沒有任何變質(zhì)基巖的山體出現(xiàn)。區(qū)內(nèi)所有森林動物植被品種數(shù)量相對較少,屬半封閉荒漠性森林地區(qū)。井田內(nèi)部并沒有無常年的大量地表性降水徑流。雨水大部分時候是通過地下風(fēng)沙或積沙直接將水滲透到地下。井田開拓本井田主采煤層3-1煤的賦存深度為628～783m，若采用斜井開拓，主、副斜井提升長度達(dá)到1600m左右，已到國內(nèi)斜井提升設(shè)備的極限。根據(jù)地質(zhì)報告，井田內(nèi)第四系厚度為74～154m，淺部全新統(tǒng)含6m左右的流砂層，斜井施工極為困難，工期也較長。另外，根據(jù)臨近礦井的施工經(jīng)驗，本礦井筒施工需采用全深凍結(jié)，采用斜井開拓明顯不合適，因此設(shè)計推薦采用立井開拓方式。

井下的主要運輸機組均采用膠帶式輸送電動機,輔助運輸則采用不同的軌道膠輪機。氣象及地震情況據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯烏審旗地區(qū)氣象站根據(jù)歷年氣溫數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計:當(dāng)?shù)仄骄罡叩貐^(qū)氣溫+36.6℃,最低氣溫的年平均值分別為-27.9℃;年各月平均當(dāng)?shù)亟邓棵懿挤謩e為194.7~531.6mm,平均當(dāng)?shù)亟邓糠謩e為396.0mm,且多部分集中于7、8、9三個降水月內(nèi);年平均當(dāng)?shù)卣舭l(fā)降雨量分別為2297.4~2833.7mm,平均當(dāng)?shù)叵陆到涤炅糠謩e為2534.2mm,年平均當(dāng)?shù)卣舭l(fā)降雨量約等于占年平均降水雨量總和的5~12倍。井田內(nèi)部有季風(fēng)多雨但云霧少,最大地區(qū)持續(xù)最高風(fēng)速平均可達(dá)24m/s,一般地區(qū)持續(xù)最高風(fēng)速2.6~5.2m/s,最大最小凍土沉積深度沙塵為1.71m,最大最小凍土深度沙塵和風(fēng)暴日為50d/a。據(jù)2011年中國對特大地震烈度活動峰峰測值烈度區(qū)劃圖,井田水庫所處地震區(qū)域的特大地震測量活動烈度峰值地震加速度大約為0.05g,地震烈度活動峰值烈度預(yù)測等級峰值為中或相當(dāng)于特大地震活動強度的其他地方為地震烈度,屬于弱弱地震區(qū)域的預(yù)測峰值范圍,歷史上亦未多次發(fā)生任何造成破壞性的特大地震。主要自然災(zāi)害礦區(qū)的主要天氣和自然災(zāi)害是沙塵暴和冰凍的天氣。夏季降雨集中,雨量大時低洼處易形成水澇,雨量小時易造成干旱。礦井工業(yè)用場地、風(fēng)井施工場地、礦井安裝車站、風(fēng)井公路等工程用場地及周邊無任何洪水、泥石流、滑坡、巖崩及其他工程地質(zhì)災(zāi)害,因此各個建設(shè)項目所遭遇的地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的概率較低,危害嚴(yán)重程度較低,而且發(fā)生的危險性較小。表5.3參數(shù)名稱單位數(shù)值支架高度mm2600-5000支架寬度mm1680~1880支架中心距mm1750支護(hù)強度（f=0.2)MPa0.99～1.02底板尖端比壓（f=0.2)MPa2.85~4.41初撐力（P=31.5MPa）KN8728工作阻力（P=43.3MPa）KN12000操作方式電液控制重量T約43.5泵站壓力MPa31.5乳化液泵站選型確定乳化液泵站壓力1)根據(jù)初撐力的要求 (9.1)式中：確定的支架初撐力，N，取6356.28KN；支架立柱缸徑，m，取0.42m；支架立柱個數(shù)取2；考慮到立柱傾斜布置等因素的修正系數(shù)，，為立柱傾斜角度；由初撐力確定的泵站壓力。 (9.2)2）根據(jù)拉架力和推溜力的要求 = (9.3)式中：確定的拉架力，N,取990KN；推拉油缸缸徑，m,取0.2m；由拉架力確定的泵站壓力，N。=≈31.5MPa. = (9.4)式中：確定的推溜力，N，取505KN；推拉油缸活塞桿直徑，m，取0.14m；由推拉力確定的泵站壓力,MPa。=MPa取，，大值，即：=MAX｛，，｝，再考慮壓力損失，得所需的泵站壓力： ≥· (9.5)式中：壓力損失系數(shù),=1.1～1.2?！?1.5×1.1=34.64Mpa確定乳化液泵站流量確定的原則是：液壓支架的移架速度≥采煤機的工作牽引速度，即： ≥ (9.6)式中：采煤機工作牽引速度，m/min；支架的移架速度，m/min?！? = (9.7)式中：一臺支架支護(hù)寬度，一般為1.75m；移架時間，=+。為降架、移架、升降的動作時間（供液時間）；為操作調(diào)整時間。=0.15（分/架） = (9.8)式中：所需乳化液泵的額定輸出流量，/min；、移架千斤頂缸徑和行程?！?.2m，≈0.96m；、前探梁短柱缸徑和移架時升降行程。約為0.05～0.1m；、立柱缸徑和移架時升降行程。降架移架時為0.05~0.1m；升降的立柱個數(shù)，取2。即有：，從此式中可求出。=≥4可得≥344L/min。選擇乳化液泵根據(jù)和選泵。選擇的型號為BRW400/31.5乳化液泵其技術(shù)參數(shù)見表9.1。表9.1乳化液泵參數(shù)型號公稱流量公稱壓力電機功率電機轉(zhuǎn)速外型尺寸重量BRW400/31.5400L/min31.5MPa250KW1480r/min1100×1450×7001800kg乳化液泵站壓力確定 (9.9)式中：選用乳化液泵的工作壓力，；選用乳化液泵的流量，L/min；乳化液泵的總效率,取0.85