礦井排水設備選型設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　1緒 論2</b></p><p>　　1.1 礦水來源及涌水量2</p><p>　　1.2 離心式水泵的分類2</p><p&g

2、t;　　2 設計必備的原始資料和設計任務4</p><p>　　2.1 設計的原始資料4</p><p>　　2.2 設計任務4</p><p>　　3 排水設備選型計算5</p><p>　　1.1 設計依據(jù)5</p><p>　　3.2 排水設備方案5</p><p>　　3.2

3、.1 泵應具有的排水能力5</p><p>　　3.2.2 工作，備用，檢修水泵工作能力5</p><p>　　3.2.3 估算水泵必須的揚程6</p><p>　　3.2.4 排水設備初選6</p><p>　　3.2.5 水泵的臺數(shù)7</p><p>　　3.3 選擇水管10</p>&l

4、t;p>　　3.3.1 排水管選擇計算10</p><p>　　3.3.2 管壁厚度的計算10</p><p>　　3.3.3 吸水管的確定12</p><p>　　3.3.4 估算管子的長度13</p><p>　　3.4 確定工況14</p><p>　　3.4.1 計算管路特性14</p&

5、gt;<p>　　3.4.2 管路阻力系數(shù)16</p><p>　　3.4.3 確定工況17</p><p>　　3.4.4 校驗排水時間18</p><p>　　3.5 計算水泵裝置效率19</p><p>　　3.6 選擇電動機和配電設備20</p><p>　　3.8 基本投資——設備購置

6、21</p><p>　　3.9 基本投資—安裝工程22</p><p>　　3.9.1 計算折舊費23</p><p>　　3.9.2 年工資費24</p><p>　　3.9.3 維修費26</p><p>　　4 確定泵房、水倉和管子道尺寸并繪制泵房布置圖29</p><p>

7、　　4.1 估算泵房尺寸29</p><p>　　4.2 基礎尺寸29</p><p>　　4.3 泵房尺寸30</p><p>　　4.3.1 泵房寬度30</p><p>　　4.3.2 泵房長度30</p><p>　　4.3.3 泵房高度31</p><p>　　4.4 水倉

8、、水房及吸水井的尺寸32</p><p>　　4.4.1 水倉尺寸32</p><p>　　4.5 吸水井尺寸32</p><p>　　4.5.1 分水溝及水倉接口高度33</p><p>　　4.6.1 橫向尺寸34</p><p>　　4.6.2 立管尺寸35</p><p>　

9、　4.7 起重梁35</p><p>　　4.8 管子道和管子間35</p><p>　　5 離心泵結構和特點36</p><p><b>　　5.1 概述36</b></p><p>　　5.2 離心泵的工作原理、分類、型號及結構36</p><p>　　5.2.1 離心泵的裝置及工作

10、原理36</p><p>　　5.2.2 離心泵的工作原理37</p><p>　　5.3 離心泵的氣蝕37</p><p>　　5.4 離心泵的分類37</p><p>　　5.4.1 單級雙吸離心泵38</p><p>　　5.4.2 按葉輪數(shù)目分38</p><p>　　5.4

11、.3 按離心泵揚程分39</p><p>　　5.4.4 按泵的用途和輸送液體性質分類39</p><p>　　5.5 離心泵型號及結構39</p><p>　　5.5.1 離心泵的型號39</p><p>　　5.5.2 單級單吸離心泵的特點40</p><p>　　5.6 離心泵的主要零部件40<

12、/p><p>　　5.6.1 葉輪40</p><p>　　5.6.2 泵軸41</p><p>　　5.6.3 軸套41</p><p>　　5.6.4 軸承42</p><p><b>　　總 結43</b></p><p><b>　　參考文獻44&

13、lt;/b></p><p><b>　　致 謝45</b></p><p>　　礦山排水設備選型設計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本課題的主要內容是礦山排水設備的選型設計及壓水室形狀對水泵性能的影響。在此課題的設計過程中，主要運用分析、比較等方法，根據(jù)礦井

14、安全生產的政 策，法規(guī)，應用歷史設計經驗，結合煤炭行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，以安全可靠為根本，以投入少、運行費用低為原則的設計指導思想來進行綜合設計的。</p><p>　　本課題來源與工程實際，因此在設計的過程中，通過多種渠道掌握給排水行業(yè)最新信息，初步選擇排水方案并對設備選型，進行相關計算，確定設備工況，然后通過 校驗水泵的吸水高度、排水時間，以及對各方案水泵裝置效率的比較，排除不合理的方案，最后再對方案進行經濟核算以確

15、定方案的合理性。</p><p>　　有關壓水室的專題方面的討論，進一步優(yōu)化了水泵的整體結構設計。</p><p>　　關鍵詞：排水系統(tǒng)；水泵；工況點</p><p><b>　　1緒 論</b></p><p>　　1.1 礦水來源及涌水量</p><p>　　在礦井建設和生產過程中，涌入礦井的

16、水流稱為礦水。礦井水的來源分為地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪等。</p><p>　　礦水可以用單位時間涌入礦井內的體積來度量，稱為絕對涌水量。一般用“q”表示，其單位為m3/h。涌水量的大小與該礦區(qū)的地理位置、地形、水文地質及氣候等條件有關；同一礦井在一年四季中涌水量也是不同的，如春季融雪或雨季里涌水量大些，其他季節(jié)則變化不大，因此前者稱最大涌水量，而后者稱為正常涌水量。&

17、lt;/p><p>　　為了對比不同礦井涌水量的大小，通常還采用同一時期內，相對于單位煤炭產量（以噸計）的涌水量作為比較參數(shù)，稱它為相對涌水量，或稱為含水系數(shù)。若以K表示相對涌水量，則</p><p><b>　　(1-1)</b></p><p>　　式中 q——絕對涌水量；</p><p>　　T——同期內煤炭日產量。&

18、lt;/p><p>　　排水設備主要包括：水泵、配套電機、管路、泵房、管子道、水倉及電控設備等。</p><p>　　1.2 離心式水泵的分類</p><p><b>　　1. 按葉輪數(shù)目分</b></p><p>　　(1) 單級水泵 泵軸上有僅裝有一個葉</p><p>　　(2) 多級

19、水泵 泵國上裝有幾個葉輪</p><p>　　2. 按水泵吸水方式</p><p>　　(1) 單吸水泵 (2) 雙吸水泵</p><p>　　3. 按泵殼的結構分</p><p>　　(1) 螺殼式水泵 (2) 分段式水泵 (3) 中開式水泵</p><p>　　4. 按泵軸的位置分<

20、;/p><p>　　(1) 臥式水泵 (2) 立式水泵</p><p>　　1.3 設計的指導思想</p><p>　　排水設備的選擇要以選出的排水設備在整個礦井服務期限中都可以按有關規(guī)定的要求排除礦井涌水為原則。排水系統(tǒng)的選擇、設備的選型，以選出的整個系統(tǒng)在整個礦井服務期限內均能按有關規(guī)定的要求排除礦井涌水為原則，盡可能做到安全可靠，投資少，運行費用低，自動化

21、程度高，維護方便。</p><p>　　為了改善煤礦生產條件，提高設備運行的安全性、穩(wěn)定性，設計過程中還要注重科技發(fā)展新成果的合理應用。</p><p>　　2 設計必備的原始資料和設計任務</p><p>　　2.1 設計的原始資料</p><p>　　(1) 豎井開拓，井口標高 ＋58.00m ，水平標高 －260.00m ；</p

22、><p>　　(2) 正常涌水量6.20m3/min ，最大涌水量 9.27m3/min ；</p><p>　　(3) 正常涌水期按 300 天，最大涌水期按65天 ；</p><p>　　(4) 礦水中性，礦水密度1020kg/m3 ；</p><p>　　(5) 服務年限 30 年；</p><p>　　(6) 礦年

23、產量 105 萬噸。</p><p><b>　　2.2 設計任務</b></p><p>　　(1) 確定合理的排水系統(tǒng)； (2) 選擇排水設備；</p><p>　　(3) 繪制水泵房布置圖； (4) 設計說明書；</p><p>　　(5) 論述專題：泵的結構及特點。</p>&l

24、t;p>　　3 排水設備選型計算</p><p><b>　　1.1 設計依據(jù)</b></p><p><b>　　設計原始資料：</b></p><p>　　某礦井，年產量105萬噸，豎井開拓，井口標高+58.00m，水平標高-260.00m，正常涌水量6.20m3/min，最大涌水量9.27m3/min，礦水中性

25、，礦水密度1020kg/m3，正常涌水期按 300 天，最大涌水期按65天計算，服務年限為30年。</p><p>　　3.2 排水設備方案</p><p>　　3.2.1 泵應具有的排水能力</p><p>　　依據(jù)《礦井安全規(guī)程》，水泵應具備以下排水能力：</p><p>　　正常涌水量: </p><

26、p>　　最大涌水量: </p><p>　　3.2.2 工作，備用，檢修水泵工作能力</p><p>　　備用水泵的工作能力：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p><b>　　取二者較大值：</b></p><p>　　檢修

27、泵組的工作能力：</p><p>　　式中 ——正常用水量，m3/h ；</p><p>　　——最大用水量，m3/h ；</p><p>　　——工作水泵的排水能力，m3/h ；</p><p>　　——工作水泵組合備用水泵組的總工作能力，m3/h ；</p><p>　　——工作水泵和備用水泵的排水能力，m3/h

28、 ；</p><p>　　——檢修水泵的排水能力，m3/h ；</p><p>　　3.2.3 估算水泵必須的揚程</p><p>　　(3-2) 　　　　　　 </p><p>　　式中 ——排水高度， m ；</p><p>　　——泵排水高度暫取井筒高度 m ；</p><

29、p>　　——吸水高度，取 m ；</p><p>　　——管子高出精通的深度，取 m ；</p><p>　　——管路效率，對于豎井取 ；對于斜井，當傾角 時，取 ；當 時，取 ；當 時，取 （一般取較大者為宜）。</p><p>　　3.2.4 排水設備初選</p><p>　　根據(jù)以上參數(shù)，參照《泵產品樣本》可初步確定該

30、礦井所需水泵的型號為：</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　參照《泵產品樣本》可知D280-65×5,D300-65×5的參數(shù)如表3-2所示。</p><p>　　表3-2 D280-65×5、D300-65×5的參數(shù)</p><p>　　以上兩種泵的

31、性能曲線如圖4－1所示：</p><p>　　3.2.5 水泵的臺數(shù)</p><p>　　當q50 m3/h時，而且一臺水泵能滿足排水要求時，取水泵臺數(shù)=2；</p><p>　　當q50 m3/h時，需要設置三臺水泵時，先按求出水泵能力；</p><p><b>　　表 3-3</b></p><p

32、>　　以上，和分別為工作，備用和檢修水泵的能力，則所需水泵的臺數(shù)為；</p><p>　　， ， （3-3）</p><p>　　式中 ，及分別為工作，備用和檢修水泵臺數(shù)。</p><p>　　Qm ——水泵的額定流量。</p><p>　　水泵總臺數(shù)=++=5</p><p&g

33、t;<b>　　表 3-4</b></p><p>　　a) 注意：當工作水泵超過4臺時，應適當增加檢修水泵，同一泵房內最好選用同一型號和規(guī)格的水泵。</p><p>　　b) 其管路系統(tǒng)布置如圖</p><p><b>　　圖3-2a</b></p><p>　　1) 圖3-2（a）是三臺泵兩趟管

34、路的布置方式。一臺水泵工作時，可通過其中任一趟管路排水，另一趟管路備用；兩臺水泵同時工作時，可分別通過一趟管路排水。</p><p>　　圖3-2 四臺水泵管路布置方式（b）</p><p>　　2）圖3-2(b)是四臺泵三趟管路的布置方式，正常涌水時期兩臺泵工作，可通過其中任意兩趟管路分別排水，另一趟管路備用，最大涌水時期三臺泵工作可各用一趟管路排水。</p><p

35、>　　五臺水泵管路布置方式</p><p>　　五臺水泵三趟管路的布置方式，正常涌水時期兩臺泵工作，可通過其中任意兩趟管路分別排水，另一趟管備用；最大涌水期四臺泵工作，三趟管路排水，泵在并聯(lián)管路上工作。</p><p>　　根據(jù)上述規(guī)定，對于此設計中的D280-656 ，5臺水泵，敷設3趟管路，其管路系統(tǒng)布置如上圖所示；對于D300-656 ，5臺水泵，敷設3趟管路，管路系統(tǒng)布置圖如

36、上圖所示。</p><p><b>　　3.3 選擇水管</b></p><p>　　3.3.1 排水管選擇計算</p><p>　　管徑計算根據(jù)《礦井安全規(guī)程》相關規(guī)定，管徑常按經濟流速計算；</p><p>　　根據(jù)公式 排水管管徑計算可得：</p><p><b>　　表 3-5&

37、lt;/b></p><p>　　式中 ——排水管計算內徑，m。</p><p>　　3.3.2 管壁厚度的計算</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中 —— 管徑， cm ；</p><p>　　——水管工作壓力， ， ；</p><

38、p><b>　　方案一</b></p><p>　　自標準GB/T 8163-2008查得外徑為245mm的無縫鋼管管壁厚度中有8、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚δ＝8mm試算，此時，所需壁厚：</p><p>　　求得壁厚為8mm可以滿足要求，排水管采用</p><p><b>　　方案二</b>&

39、lt;/p><p>　　自標準GB/T 8163-2008查得外徑為273mm的無縫鋼管管壁厚度中有8、 9、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚δ＝8mm試算，此時，所需壁厚：</p><p>　　求得壁厚為 9mm 可以滿足要求，排水管采用</p><p><b>　　方案三</b></p><p>　　自標準G

40、B/T 8163-2008查得外徑為299mm 的無縫鋼管管壁厚度中有8、9、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚δ＝8mm試算，此時，所需壁厚：</p><p>　　求得壁厚為 9mm 可以滿足要求，排水管采用</p><p><b>　　方案四</b></p><p>　　自標準GB/T 8163-2008查得外徑為325mm的無

41、縫鋼管管壁厚度中有8、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚δ＝8mm試算，此時，所需壁厚：</p><p>　　求得壁厚為 10mm 可以滿足要求，排水管采用</p><p>　　綜上可得，各水泵的排水管規(guī)格如下</p><p><b>　　表 3-6</b></p><p>　　3.3.3 吸水管的確定<

42、/p><p>　　根據(jù)《礦井安全規(guī)程》第2－138條,管徑常按經濟流速Vx=0.8～1.5m/s計算； (3-5)</p><p><b>　　計算可得 </b></p><p><b>　　表3-7</b></p><p>　　查手冊根據(jù)GB/T 816

43、3-2008可得壁厚與排水計算一樣；</p><p><b>　　表 3-8</b></p><p>　　無縫鋼管 （GB/T 8163-200）（mm）</p><p><b>　　表3-9</b></p><p>　　3.3.4 估算管子的長度</p><p><b

44、>　　水泵管路布置圖</b></p><p>　　排水管道長度可估算為：</p><p><b>　　取 ；</b></p><p>　　式中 ——水流經泵房內排水管的長度，一般取=20～30m ；</p><p>　　——管子道中的管子長度，一般取=20～30m ；</p><p&

45、gt;　　——井口出水管長度，一般取=15～20m 。</p><p><b>　　吸水管長度 。</b></p><p><b>　　3.4 確定工況</b></p><p>　　3.4.1 計算管路特性 </p><p>　　若考慮管路內壁結垢管徑縮小阻力加大，

46、則可利用公式</p><p>　　由原始數(shù)據(jù)資料可知324m，取K=1.7,排水管長 </p><p>　　吸、排水管的局部阻力系數(shù)，如下圖表3-10中所示。</p><p>　　1.吸，排水管沿程阻力系數(shù)分別為：</p><p><b>　　（4-6）</b></p><p>　　表3-10管

47、件局式中 ——管子內經；</p><p>　　——絕對粗糙度去0.15 cm 。</p><p><b>　　部阻力系數(shù)</b></p><p><b>　　續(xù)表3-10</b></p><p>　　對于D280-65水泵 </p><p>　?。?）選用φ245×

48、;8為排水管時：</p><p><b>　　0.033</b></p><p>　　選用φ273×8為吸水管時：</p><p><b>　　0.0318</b></p><p>　　（2）選用φ273×9為排水管時：</p><p>　　0.03018

49、 </p><p>　　選用φ299×9為吸水管時</p><p><b>　　0.0308</b></p><p>　　對于D300-65水泵 </p><p>　?。?）選用φ299×9為排水管時：</p><p><b>　　0.0308</

50、b></p><p>　　選用φ299×9為吸水管時：</p><p><b>　　0.0308</b></p><p>　?。?）選用φ325×10為排水管時：</p><p><b>　　0.0302</b></p><p>　　選用φ325&#

51、215;10為吸水管時：</p><p><b>　　0.0302</b></p><p>　　式中 ——排水管路沿程阻力系數(shù)；</p><p>　　——吸水管路沿程阻力系數(shù)。</p><p>　　3.4.2 管路阻力系數(shù)</p><p>　　管路阻力系數(shù)可用下式計算：</p>&l

52、t;p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　將上述這些已知數(shù)，帶入上式公式：</p><p>　　對于D280-65水泵 </p><p>　?。?）選用φ245×8為排水管，φ273×8為吸水管時：</p><p><b>　　R=1.67</b><

53、/p><p>　　（2）選用φ273×9為排水管，φ299×9為吸水管時：</p><p><b>　　R=7.212</b></p><p>　　對于D300-65水泵</p><p>　?。?）選用φ299×9為排水管，φ299×9為吸水管時：</p><p&g

54、t;<b>　　R=1.16</b></p><p>　　（2)選用φ325×10為排水管,φ325×10為吸水管時:</p><p><b>　　R=6.2</b></p><p>　　則管路特性方程依次為：</p><p>　　3.4.3 確定工況</p>&l

55、t;p>　　由以上方程就可以在水泵性能區(qū)線圖上繪出管路特性曲線。參照水泵的流量范圍，選取幾個流量值，分別計算排水所需揚程。</p><p>　　對于D280-65水泵在選取管φ245×8做為排水管時,</p><p><b>　　表3-11</b></p><p>　　在選取管φ273×8做為排水管時有：</p&

56、gt;<p><b>　　表3-12</b></p><p>　　對于D300-65水泵在選取管φ299×9做為排水管時,</p><p><b>　　表3-13</b></p><p>　　在選取管φ325×10做為排水管時有：</p><p><b>

57、　　表3-14</b></p><p><b>　　由上表可知：</b></p><p>　　D280-65水泵在選取管φ245×8做為排水管時,</p><p>　　D300-65水泵在選取管φ299×9做為排水管時,</p><p><b>　　工況參數(shù)？</b>

58、</p><p><b>　　符合規(guī)程要求？</b></p><p>　　3.4.4 校驗排水時間</p><p>　　(1)D280-65水泵在選取管φ245×8做為排水管時</p><p>　　在正常涌水期每天所需排水時間為</p><p>　　Tz1= 24qz/n1Qm1

59、 </p><p>　　=24×6.2×60/2×330 （3-8）</p><p><b>　　=13.52h</b></p><p>　　在最大涌水期每天所需排水時間為</p><p>　　Tmax1= 24qmax/(n1+n2)Qm1<

60、/p><p>　　=24×9.27×60/3×330 （3-9）</p><p><b>　　=13,48h </b></p><p>　　(2)D300-65水泵在選取管φ299×9做為排水管時</p><p>　　在正常涌水期每天所需排水時間為<

61、/p><p>　　Tz1= 24qz/n1Qm1</p><p>　　=24×6.2×60/2×380</p><p><b>　　=11.75h</b></p><p>　　在最大涌水期每天所需排水時間為</p><p>　　Tmax1= 24qmax/(n1+n2)Q

62、m1</p><p>　　=24×9.27×60/3×380</p><p><b>　　=11.7h</b></p><p>　　經校驗排水時間均小于20h，符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定</p><p>　　3.5 計算水泵裝置效率</p><p>　　排水設備主要由水

63、泵、電機、管路、電控設備等組成。排水時的裝置效率定義為：</p><p>　　輸出地有益能量與裝置輸入的能量之比，其比值用表示，且,則裝置效率為</p><p>　?。?-10） </p><p>　　式中 —水

64、泵工況點效率，81%；</p><p>　　—管道效率，98%；</p><p>　　—電機效率，92%；</p><p>　　—傳動效率，98%。</p><p>　　其他符號意義同前所述。</p><p>　　為確保排水設備經濟運行，對豎井其裝置效率，；對斜井其裝置效率，。</p><p>

65、　　根據(jù)上式，在合理工況中，分別計算出裝置效率，選出裝置效率較高的泵和管路系統(tǒng)作為優(yōu)選排水設備，從而確定水泵型號、臺數(shù)、管路系統(tǒng)及其布置方式。</p><p>　　若電機效率ηd=0.92, 工況效率ηm1=0.78，管路效率 ηg1=HC/Hm1=323/330=0.97，則裝置效率為： </p><p>　　ηz1=ηm1ηdηg1ηc</p><p>　　=

66、0.78×0.92×0.97×0.98</p><p>　　=0.68(ηz≥0.6)</p><p>　　若工況效率ηm3 =0.76，管路效率ηg3=HC/Hm3=320/380=0.85,則裝置效率為：</p><p>　　ηz3=ηm3ηdηg3ηc</p><p>　　=0.8×0.92

67、15;0.85×0.98</p><p>　　=0.61(ηz≥0.6)</p><p>　　由此可選定 D280-65型水泵5臺，排水管路選 GB/T 8163-2008-φ245×8 管 兩趟，吸水管規(guī)格為GB/T 8163-2008-φ273×8</p><p>　　3.6 選擇電動機和配電設備</p><

68、p>　　由于水泵的電動機通常由廠家配套供應，所以水泵裝置在工業(yè)利用區(qū)內運轉時，可以不進行電動機容量的驗算，按下式求出電機所用的容量：</p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　求得，電機容量為149KW 。</p><p>　　配電設備包括控制設備和啟動設備。由于一般情況下主要水泵房與井下中央變電所聯(lián)建在一起，

69、水泵的直接起動設備都放在變電所內，故而應與變電所的配電設備選擇同一系列。起動水泵時在變電所操作，泵房內設停止按鈕。為了便于控制，可在泵房和變電所之間設聯(lián)絡信號。對于降壓起動設備或饒線型電動機的轉子控制的選擇根據(jù)相關文獻規(guī)定，通常電壓在600V以下，電機容量在150KW以下時，采用QC—83防爆啟動器QJs型自降壓起動器，容量在150～300KW時，可采用XTO系列自減壓起動器或GTTX-61型系列綜合起動器；若為6KW高壓鼠籠型電動機，

70、可采用GKF-H1起動柜和QKSJ系列電抗器；或采用QZQ-6A型、KRG-6A型高壓綜合起動器。饒線型電動機可采用BP系列頻敏變阻器和BU1型油浸起動變阻器。</p><p>　　3.7 經濟指標概算</p><p><b>　　3.7.1 年電耗</b></p><p>　　由于正常涌水期和最大涌水期各泵的工況參數(shù)相同，則年電耗為</

71、p><p>　　E=×（nzrzTz＋nmaxrmaxTmax）= 1.55×kw （3-12） </p><p>　　式中 1.05—輔助用電系數(shù)；</p><p>　　γ—礦水重度，N/m3 ；</p><p>　　Q—工況流量，m3/h；</p><p><b>　　H—工況揚

72、程，m；</b></p><p><b>　　η—水泵工況效率；</b></p><p><b>　　ηC—傳動效率；</b></p><p><b>　　ηd—電機效率；</b></p><p>　　ηW—電網(wǎng)效率，一般可選取ηW=0.95-0.97；</p

73、><p>　　nz ,nmax —正常和最大涌水期水泵工作臺數(shù)；</p><p>　　rz ,rmax —正常和最大涌水期水泵工作天數(shù)；</p><p>　　Tz ,Tmax —正常和最大涌水期水泵工作時間。</p><p>　　3.8 基本投資——設備購置</p><p>　　根據(jù)煤炭部門相關概算指標計算，時間價差調整；

74、地面建筑工程乘以1.3；礦建工程乘以1.2。</p><p>　　機電設備價格根據(jù)現(xiàn)行出廠價格計算（設備運雜費6%，材料運雜費8%）。①按上述方法計算的方案二設備購置費用見下表：</p><p>　　表 3-15 設備購置費 </p><p><b>　　續(xù)表3-15</b></p><p>　　注：表中數(shù)據(jù)在《水泵樣

75、本》等，及附錄b中查得</p><p>　　3.9 基本投資—安裝工程</p><p>　　按照設備總值的百分率計算，不同類型的設備，其百分率有所不同。作為概算，設備安裝工程費（包括水泵、電動機、三閥及真空泵等）按設備價格總值的40.6%（其中，材料費為36.4%，安裝費為4.2%，工人工資占安裝費中的35%），外加工資調整58%（按安裝工資計算），施工管理費率為24.1%（工資總額）。配

76、電設備安裝費：對于高壓鼠籠型電動機所配屬的安裝費率為11.2%，其中工資占安裝費的18%，外加工資調整和施工管理費（計算方法同前）。對于排水管路安裝費率，可根據(jù)相關文獻（文獻[2]）計算，工資調整和施工管理費仍按前述方法計算。此外，輔助車間服務費，按照井筒中管路安裝費的28%計算。</p><p>　?、侔瓷鲜龇椒ㄓ嬎愕姆桨付陌惭b工程費用見下表：</p><p>　　表3-16 安裝工程

77、費</p><p>　　基本投資——井巷工程</p><p>　　井巷工程概算（包括泵房硐室、管子道、水倉絞車房、硐室及水倉），按下計算：</p><p>　　地區(qū)系數(shù)：取1.09；</p><p>　　地區(qū)單價＝基價×地區(qū)系數(shù)；</p><p>　　直接定額費＝數(shù)量×地區(qū)單價；</p>

78、<p>　　輔助費：通常按直接定額費的百分率制定，可選自[5]（《井巷工程輔助費概算指標》）；</p><p>　　施工管理費：按（直接定額費＋井巷工程輔助費）×29.86%；</p><p>　　經濟指標＝總造價/數(shù)量；</p><p>　　其中水倉為一般硐室，泵房硐室、水倉絞車房為特殊硐室，管子道為斜井井筒。</p><

79、;p>　　表3-17 井巷工程費</p><p>　　注：基價：根據(jù)工程性質及技術特征，得出指標×1.2；</p><p>　　3.9.1 計算折舊費</p><p>　　折舊費=設備費×（年折舊率-回收率/使用年限）+ 安裝工程費×年折舊率 +井巷工程費×年折舊率</p><p><b

80、>　　年折舊費列于下表：</b></p><p><b>　　3-18 年折舊費</b></p><p>　　基本投資=設備購置費+安裝工程費+井巷工程費</p><p>　　基本投資=[66.3+64.343+（61.6+10+10+249.9）]= 462.143（萬元）</p><p>　　3.9

81、.2 年工資費</p><p>　　工資應包括基本工勞動定質量及工資</p><p>　　1）司機定員：按水泵運轉臺數(shù)，每天三班作業(yè)配備。在冊系數(shù)按井下工人1.3，見下表： </p><p>　　表3-19 維修工人定額</p><p>　　2）維修工人數(shù)：按下表確定，工資等級按井上。</p><p>　　3）工資

82、:包括基本工資、輔助工資和附加工資</p><p>　　① 煤礦工人基本工資標準見下表：</p><p>　　表3-20 煤礦工人基本工資標準</p><p>　?、?輔助工資：輔助工資包括津貼、獎金、病傷假工資及其他，按照基本工資的</p><p>　　百分數(shù)計算，井下工人按70%，地面工人按42%計算。</p><p

83、>　?、?附加工資：井下和地面工人的附加工資按占基本工資和輔助工資之和的13%計算。</p><p><b>　　4）具體計算</b></p><p>　?、?具體情況： 3臺、3臺水泵，查表3-37司機定員列于下表：</p><p>　　表3-21 司機定員</p><p>　　② 結合具體情況：井深343.3m

84、，涌水量240，分別為3臺水泵，查表3-38</p><p>　　維修工人情況列于下表：</p><p>　　表3-22 維修工人定額</p><p>　?、?根據(jù)3)中工資計算方法和標準，進將兩方案的工人工資情況列于下表：</p><p>　　表3-23 工人工資匯總</p><p><b>　　3.9.3

85、 維修費</b></p><p>　　年維修費，包括大、中、小修及日常維護所需的必要配件維修及材料消耗數(shù)量。</p><p>　　①可根據(jù)國家頒布的《礦山機電設備配件和維修材料定額》制定，配件價格根據(jù)廠家提供的出廠價格，參考文獻[4]；</p><p>　　②清理水倉絞車維修費用，當采用JD－10型絞車時，其維修費用按343元/年計算；</p>

86、;<p>　　③清理水倉絞車鋼絲繩維修費按559元/年計算；</p><p>　　④其余材料費是指電動機、電控設備的配件和維修材料消耗量，按水泵配件費和材料費總額的5%計算；</p><p>　?、菟镁S修費規(guī)定為：水泵計算維修費的臺數(shù)＝同時工作臺數(shù)×1.33 ，作為概算，水泵維修費=水泵出廠價格數(shù)量年維修率（%），不同型號水泵年維修率參見下表；</p>

87、<p>　　表3-24 不同型號水泵年維修率</p><p>　?、夼潘苈肪S修費：按不同管徑，管路維修費=每米長度維修率（%）（見下表）管子每米單價管路總長度（m）：</p><p>　　表3-25 排水管路維修率</p><p>　　1） 已知采用JD－10型絞車，D280-65型水泵，兩臺工作水泵，出廠價同表3-25；排水管徑為φ325 ，三趟管

88、路，每趟按445m計算，單價同表3-25。</p><p>　　其他費用是工程不可預見費，即</p><p>　　S5 = CAS3 </p><p>　　其它支出=36.12×15%=5.4（萬元）</p><p>　　式中 CA—其他費用占工人工資的比例，一般可取為15％。</p><p>　　

89、3.9.4 年排水費 </p><p>　　年排水費S=折舊費+年維修費+年電費+年工資+其他支出 </p><p>　　年排水費=26.9+7.32+426.62+36.12+8.7=505.66 （萬元）</p><p>　　3.10 電動機的選型</p><p>　　所選水泵工作在工業(yè)利用區(qū)，可直接選用水泵廠家提供的配套電動機，型號為：

90、 JSQ-1512-6型高壓三相高速鼠籠異步電動機 </p><p><b>　　其參數(shù)如下表：</b></p><p><b>　　表3-26</b></p><p>　　4 確定泵房、水倉和管子道尺寸并繪制泵房布置圖</p><p>　　4.1 估算泵房尺寸</p><

91、;p>　　水泵房的主要尺寸，必須遵守《礦井安全規(guī)程》243條的規(guī)定。通常泵房的設備都是采用一條軸線布置法，下圖所示為主要排水泵房布置總圖，該圖上的各部分尺寸可以逐項計算如下：</p><p>　　圖4-1 三臺水泵兩趟管路泵房布置圖</p><p>　　計算泵房洞室的開拓費用，必須預先估計泵房的尺寸。</p><p>　　通常泵房都是采用一條軸線布置法。泵房

92、的長、寬和高估算如下：</p><p><b>　　4.2 基礎尺寸</b></p><p>　　基礎尺寸決定于機組底座大小和重量。機組底座尺寸應從產品樣本中查出。</p><p>　　1. 橫向尺寸B(m): 一般比泵底座最寬尺寸大，每側大出0.1～0.2m;或者由基礎螺釘孔中心向外放出0.15～0.2m；</p><p

93、>　　2. 縱向尺寸L(m): 由底座外邊緣向外放出0.1～0.15m；根據(jù)需要，在此處縱向尺寸為L=0.15m。</p><p>　　3. 高度尺寸H(m)： 基礎的上表面要比泵房地坪高出0.2m以上，基礎位于巖石中的深度為0.8～1.0m，基礎的重量約等于機組（包括底座）總重量的五倍。</p><p>　　4. 基礎預留螺釘空的尺寸：可參考下表決定。</p>&

94、lt;p>　　表4-1 預留孔尺寸</p><p>　　根據(jù)上文及泵的尺寸，螺釘直徑為：，則，孔寬A=160 mm；孔深h=400 mm 。</p><p><b>　　4.3 泵房尺寸</b></p><p>　　泵房尺寸依具體情況不同而異，詳細計算必須查出泵、電動機及管道等外型尺寸，以及運輸用的平板車規(guī)格。</p>&

95、lt;p>　　4.3.1 泵房寬度</p><p>　　（4-1） </p><p>　　式中 b——水泵基礎寬，一般可按水泵底座外形尺寸在其長度和寬度方向上每邊增加0.1～0.2m；</p><p>　　b1——水泵基礎邊到有軌一側墻壁之間的距離，以通過最寬設備為原則，一般可選取1.5～2.0m；</p><p>　　b2—

96、——泵基礎邊到吸水井一側墻壁之間的距離，一般可選取0.8～1.0m。</p><p>　　由附錄相關資料可知:</p><p><b>　　求得 4.2m</b></p><p>　　4.3.2 泵房長度</p><p>　　指泵房兩端之間的距離.</p><p><b>　?。?-2）

97、 </b></p><p>　　式中 n——泵組臺數(shù),包括預留泵組臺數(shù)；</p><p><b>　　L——泵基礎長度；</b></p><p>　　g——泵基礎之間的間距,取1.8～2.0m,以能把設備拆下放在其間檢修為準,且不得小于抽出電機轉子所需的長度；</p><p>　　A——人行道的寬度；&

98、lt;/p><p>　　E——管子道的寬度； 通常取A=2.0～3.5m。</p><p>　　由上文計算及泵的尺寸可知，泵房的長度為：</p><p>　　求得，泵房長度為 25.75m 。</p><p>　　4.3.3 泵房高度</p><p>　　指泵房地坪至起重梁低面的距離.</p><p&g

99、t;<b>　　（4-3） </b></p><p>　　式中 H4——泵基礎上表面至泵房底板的高度； </p><p>　　H5——泵軸線至底座下平面間的高度；可自樣本查出；</p><p>　　H6——泵出口端法蘭上表面至泵軸線的距離； 可自樣本查出；</p&

100、gt;<p>　　L4——泵出口的短管長度,一般取0.2m；</p><p>　　L2——閘閥直管邊長度；</p><p>　　L5——止回閥長度；</p><p>　　L1——三通均邊長度；</p><p>　　H7——起重梁底面至橫管軸線的距離,其值與掉掛葫蘆的形式有關.應以保證吊起設備放置平板車上為準。</p>

101、<p>　　由上文計算及參考文獻可知：</p><p>　　求得泵房高度為：5m</p><p>　　泵房斷面：盡可能選用標準巷道的斷面，一般為三心拱端面。泵房內壁采用防火材料。</p><p>　　此處泵房斷面采用三心拱端面，泵房內壁采用防火材料。</p><p>　　泵房標高：泵房底板比井底車場軌面高出0.5m，以備水患時來

102、得及封閉防水門。泵房底板向水井方向有1%的傾斜坡度。泵房內軌道面與底板平，軌間布置電纜溝。</p><p>　　4.4 水倉、水房及吸水井的尺寸</p><p>　　水倉是容納礦水的巷道。其作用是儲水，同時還有一定的沉淀礦水中固體顆粒的作用。</p><p>　　水倉應有主倉和副倉，其中一個倉工作，另一個倉清掃或備用。對新建、改擴建或生產礦井的新水平，正常涌水量在1

103、000m3/h及其以下時，主要水倉（含副倉和主倉）的有效容量應能容納8小時的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的礦井，主要水倉的的有效容量可按V=2（qZ+3000），m3計算（qZ為正常涌水量，m3/h），但主要水倉的總有效容量不得小于4小時的礦井正常涌水量。采區(qū)水倉的有效容量應能容納4小時的采區(qū)正常涌水量。</p><p>　　為使礦水在倉中充分沉淀，倉中水的流速應小于0.005m/s，停留時間應大于

104、6小時，因此倉長L大于110m，若倉的總容積V=8qZ，則每條倉斷面積S=V/2L，m2。再考慮清倉方法及設備所要求的尺寸，最后選成標準運輸巷的斷面。</p><p>　　根據(jù)井底車場的布置方式、開拓方式及采煤方法的不同，水倉可以布置在水泵房的兩翼或一翼。由運輸大巷一側水溝來的水，經水倉斜巷、沉淀池流入水倉。這樣的布置方式適用于水采及水砂充填礦井。對水質較好的礦井，可不設沉淀池。</p><p

105、>　　水倉、沉淀池和水溝中的淤泥，每年至少清掃兩次，在雨季以前必須清理一次。目前清倉方法較多，有人工清倉法、機械清倉法，如鏟斗裝巖機清倉、射流泵和泥漿泵聯(lián)合清倉、壓氣罐清倉以及水力清倉等方法。</p><p>　　4.4.1 水倉尺寸</p><p>　　通常由主倉和副倉組成，水倉的容量應遵守《礦井安全規(guī)程》第244條的規(guī)定，水倉斷面盡量選用單軌標準巷道。</p>&l

106、t;p><b>　　4.5 吸水井尺寸</b></p><p>　　當水泵排量大于100m3/h時，應單獨設置吸水井，不得共用。</p><p><b>　　井深：</b></p><p>　?。?-4） </p><p>　　式中 ——吸水底閥下端至水井底板的距離。一般取0.6～

107、0.8m ；</p><p><b>　　——泵的吸水高度；</b></p><p>　　—泵軸線至泵房底板的高差。</p><p><b>　　由上文計算得 </b></p><p><b>　　表4-1</b></p><p><b>　

108、　吸水井直徑</b></p><p><b>　　，依流量大小而定。</b></p><p>　　根據(jù)前文計算所得的流量,可確定。</p><p><b>　　吸水井梯子尺寸</b></p><p>　　梯間距離0.3m，梯寬取0.6m</p><p>　　吸水井

109、底與倉口地板的高差</p><p>　　取為H=+ h2一般取1.5米左右。式中h2—水倉接口底板至底閥下端的垂高，即最低水位的位置。</p><p>　　4.5.1 分水溝及水倉接口高度</p><p>　　H2=1.8～2.0m，寬度B2=1～1.2m。，</p><p>　　根據(jù)上文，取H2=1.9 m ；B2=1.1 m 。</

110、p><p>　　分水閘門的直徑取決于通過的水量可按下式計算：</p><p>　　mm </p><p>　　式中 —通過的水量，m3/h ；閘門的直徑亦可按下表選取。</p><p>　　分水閘門的外型尺寸，可參考文獻選取。</p><p><b>　　表4-2<

111、/b></p><p>　　由于水泵的排量為280 m3/h，正常涌水量為372 m3/h，按照此標準，則應該在300～400 m3/h，所以，</p><p>　　水井上部壁籠的凈高。在對應吸水管及分水閘門的上方壁內，設置起重架或吊環(huán)。</p><p>　　分水溝中控制閘門，選用暗板控制。</p><p><b>　　4.6

112、 水倉</b></p><p>　　水倉的容量必須遵守《礦井安全規(guī)程》第244條的規(guī)定。水倉的斷面可采用單軌標準巷道。設計時應考慮清理水倉的需要，除了在水倉底板鋪軌外，在水倉入口處要有設置清理水倉絞車的峒室，峒室的尺寸必須滿足安裝絞車及操縱的方便為原則，一般絞車峒室的有效體積不少于30 m3。</p><p>　　所以水倉的斷面采用單軌標準巷道；為了清理水倉的需要，在水倉底板鋪

113、設軌道，并且在水倉入口處設置清理水倉絞車的峒室，絞車峒室的有效體積等于30 m3。</p><p>　　4.6.1 橫向尺寸</p><p>　　由泵軸中心至吸水立管中心距離：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中 B——泵基礎寬度；</p><p>　　Y——

114、吸水井側壁澆灌厚度；</p><p>　　g2——吸水井內側壁至吸水管中心距，可取吸水底閥的最大半徑加操作間隙0.1m，（無底閥者取濾水網(wǎng)半徑）。</p><p>　　根據(jù)相關資料文獻及設計需要，可得到：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　m</b><

115、/p><p>　　其中b為吸水井外側壁至泵基礎端的距離。</p><p>　　4.6.2 立管尺寸</p><p>　　（4-7） </p><p>　　式中 —泵軸線至吸水井中最低水位的高差，可按允許的實際吸水高度確定：</p><p><b>　　表4-3</b

116、></p><p>　　=5000+1000=6000 mm</p><p><b>　　出水管布置：</b></p><p>　　若為兩條管路，通常是敷設在側壁的托架上，托架取采槽鋼，預埋在側壁內。若為三趟管路，可用一邊壁敷設上下兩條管，另一邊一條管路；或兩側各敷設一條管路，另一路敷設在起重粱上。</p><p>

117、;<b>　　具體布置見圖紙。</b></p><p><b>　　4.7 起重梁</b></p><p>　　起重梁通常選用工字梁，它的起重能力應按最重件計算，按極去應力選擇，安全系數(shù)取4。</p><p>　　此處，起重梁的起重能力應為8590 。</p><p>　　4.8 管子道和管子間&l

118、t;/p><p>　　管子道是泵房與井筒相通的一條傾斜巷道，傾角一般為25～30º，排水管、電纜線等由此通道敷入井筒。在與井筒相接處，設有平臺，排水管的彎頭支座就固定于平臺的鋼梁上，平臺要高出泵房底版7m以上。排水管架設在管子道側壁的管墩上或預先埋好的懸臂梁上，并用管卡固定。管子道中間一般敷設軌道，兩軌之間設有人行臺階。管子道的長度一般為15～20m，寬度一般為2m左右，其高度一般為1.8～2.0m。<

119、;/p><p>　　5 離心泵結構和特點</p><p><b>　　5.1 概述</b></p><p>　　1、泵是輸送液體并提高液體壓力的機器。</p><p>　　2、泵分為化工用泵、水泵。</p><p>　　3、主要差異：特殊材料和設計，防止腐蝕和適應化工工藝， 包括結構、軸封、材料及檢修

120、難度。</p><p>　　4、化工用泵的要求 </p><p>　?。?）適應化工工藝要求運行可靠。</p><p>　　（2）耐腐蝕，耐磨損。</p><p>　?。?）滿足無泄漏要求。</p><p>　?。?）耐高溫或耐低溫并能有效連續(xù)工作。</p><p>　　5.2 離心泵的工作原理

121、、分類、型號及結構 </p><p>　　5.2.1 離心泵的裝置及工作原理 </p><p>　　為了使離心泵能正常工作，離心泵必須配備一定的管路和管件，這種配備有一定管路系統(tǒng)的離心泵稱為離心泵裝置。離心泵的一般裝置示意圖，主要有底閥、吸入管路、出口閥、出口管線等。</p><p>　　5.2.2 離心泵的工作原理 </p><p>　　離

122、心泵在工作時，依靠高速旋轉的葉輪，液體在慣性離心力作用下獲得了能量以提高了壓強。離心泵在工作前，泵體和進口管線必須罐滿液體介質，防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生。當葉輪快速轉動時，葉片促使介質很快旋轉，旋轉著的介質在離心力的作用下從葉輪中飛出，泵內的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。一面不斷地吸入液體，一面又不斷地給予吸入的液體一定的能量，將液體排出。離心泵便如此連續(xù)不斷地工作。</p><p>　　5.3 離心泵的氣蝕

123、</p><p>　　1、所謂的氣蝕是指：離心泵啟動時，若泵內存在空氣，由于空氣的密度很低，旋轉后產生的離心力很小，因而葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以將液位低于泵進口的液體吸入泵內，不能輸送流體的現(xiàn)象。</p><p>　　2、 離心泵啟動前一定要向泵殼內充滿液體以后，方可啟動，否則將造成泵體發(fā)熱，震動，出液量減少，對水泵造成損壞（簡稱“氣蝕”）造成設備事故！</p><

124、p>　　5.4 離心泵的分類 </p><p>　　離心泵的種類很多，分類方法常見的有以下幾種方式 </p><p>　?。?）單吸式離心泵；如圖1-2所示 我站穩(wěn)前泵、穩(wěn)后泵、循環(huán)水泵等都是此類泵。</p><p>　　5.4.1 單級雙吸離心泵 </p><p>　　揚程范圍為10—140m，流量范圍是90—28600m3／h。按

125、軸的安裝位置不同，分臥式和立式兩種結構。圖12-3為臥式S型單級雙吸離心泵結構。這種泵實際上相當于兩個B型泵葉輪組合而成，液體從葉輪左、右兩側進入葉輪，流量大。轉子為兩端支承，泵殼為水平副分的蝸殼形。兩個呈半螺旋形的吸液室與泵殼一起為中開式結構，共用一根吸液管， 吸、排液管均布在下半個泵殼的兩側，檢查泵時，不必拆動與泵相連接的管路。由于泵殼和吸液室均為蝸殼形，為了在灌泵時能將泵內氣體排出，在泵殼和吸液室的最高點處分別開有螺孔，灌泵完畢用

126、螺栓封住。泵的軸封裝置多采用填料密封，填料函中設置水封圈，用細管將壓液室內的液體引入其中以冷卻并潤滑填料。軸向力自身平衡，不必設置軸向力平衡裝置。在相同流量下雙吸泵比單吸泵的抗汽蝕性能要好。 </p><p>　　5.4.2 按葉輪數(shù)目分 </p><p>　?。?）單級離心泵 泵中只有一個葉輪，單級離心泵是一種應用廣泛的泵。由于液體在泵內只有一次增能，所以揚程較低。如圖1—2所示為單級

127、單吸離心泵。</p><p>　?。?）多級離心泵 具有兩個或兩個以上葉輪的離心泵稱為多級離心泵。級數(shù)越多壓力越高。圖1—4所示為一臺分段式離心水泵，這種泵的葉輪一般為單吸式 </p><p>　　5.4.3 按離心泵揚程分</p><p>　?。?）低壓泵：揚程≤20m ；</p><p>　?。?）中

128、壓泵 ：揚程≥ 20-100m ；</p><p>　?。?）高壓泵：揚程≥100m 。 </p><p>　　5.4.4 按泵的用途和輸送液體性質分類 </p><p>　?。?）清水泵；（2）泥漿泵；（3）酸泵； （4）堿泵；（5）油泵； （6）砂泵； （7）低溫泵； （8）高溫泵；（9）屏蔽泵等。</p><p>　　5.5 離心泵型號

129、及結構</p><p>　　5.5.1 離心泵的型號</p><p><b>　　離心泵基本類型代號</b></p><p>　　5.5.2 單級單吸離心泵的特點</p><p>　　B型泵此泵用于輸送溫度不超過80℃的清水及與水相近的清潔液體，揚程范圍為8—125m，流量范圍為4.5—362m3／h。B型泵結構簡單，工