井下采区泵房变电所设计书

530三段泵房排水设备选型

为解决530三段部分的排水问题，在530采区三段轨道集中巷和皮带集中巷之间，布置水仓及排水泵房，采区正常涌水量和最大涌水量分别为407m3/h和532m3/h。采煤工作面的水，自流至采区水仓（预计标高为-550m），采用集中排水方式，经530三段泵房水泵排至-466m（即为出水标高）轨道大巷水沟，排水管长度约为3000米，然后，自流至430采水仓后，由430采区泵房水泵排至水仓，最后由泵房水泵排至地面水处理站。掘进期间掘进工作面的水采用小潜水泵排至采区轨道上山水沟。皮带上山的水经皮带上山联络巷流至采区水沟，然后，自流至大巷水沟，后自流至530采区水仓，排至地面536，540 （一）选型依据

1、涌水量：正常涌水量Q正=407m3/h；最大涌水量Q大=532m3/h；

2、排水高度：出水标高：ha=－466m；

泵房标高：hb=－550m；

排水高度：H=ha－hb=84m；

3、排水方式：斜巷排水； 4、矿井水质 Ph=7； （二）初选水泵

1、泵房最小排水能力确定

①正常涌水量时，工作水泵最小排水能力

24Q正QB20

式中：QB—正常涌水量时，工作水泵最小排水能力，m3/h； Q正—泵房担负的正常涌水量，407m3/h。

244073

代入数据有：QB488.4m/h

20②最大涌水量时，工作水泵最小排水能力计算

24Q大QBm20

式中：QBm—最大涌水量时，工作水泵最小排水能力，m3/h； Q大—泵房担负的最大涌水量，532m3/h。

24532638.4m3/h 代入数据有：QBm202、水泵扬程估算

HSHBg

式中：HB—水泵扬程估算值，m； H—排水高度，84m；

学习分享

WORD格式可编辑

S—吸水高度， 5m；

ηg—管道效率， 0.78。

845代入数据有：HB =114m

0.783、水泵型号选择及台数确定

根据计算的QB=2m3/h、QBm=414m3/h及HB=114m，初选矿井主排水设备为MD280-43×4型水泵。其技术数据如下：

QH=280m3/h HH＝172m PH=200kW nH=1480r/min 4、水泵台数确定

①工作水泵台数确定

Q488.4n1B1.74，取工作水泵2台。

QH280②备用水泵台数确定

n20.7n10.71.741.28，取备用水泵2台。

③检修水泵台数确定

n30.25n10.251.740.44，取检修水泵1台。

确定泵房内水泵台数为5台，其中：2台工作， 2台备用， 1台检修。 （三）管路选择 1、排水管路数选择

根据泵房内水泵的型号及台数，确定敷设3路排水管，2路工作，1路备用，主排水系统图见下图。

正常涌水量: Q正=407m/h最大涌水量:Q大=532m/h水 泵 型号:MD280-43X4型排水管规格:Ф273X7吸水管规格:Ф299X7.5-- 轨道下山排水系统图

2、排水管选择 ①排水管内径选择

专业知识整理分享

WORD格式可编辑

dpQH

900V式中：dp—排水管内径，mm；

QH—所选水泵额定流量，280m3/h；

V—排水管经济流速， 1.5m/s。 代入数据有：

280dp0.257m

9003.141.5取排水管规格为Ф273×7无缝钢管，排水管内径为259mm＝0.259ｍ。 ②排水管路流速

Q1Vp2900dp

式中：Vp—排水管路流速，m/s；

dp—所选排水管内径，0.259m； Q1—所选水泵额定流量，280m3/h。 代入数据有：

280Vp1.48m/s 29003.140.2593、吸水管路选择 ①吸水管路内径

吸水管内径取比排水管内径大25mm。 dx=dP+25

式中：dx—吸水管内径，mm；

dp—所选排水管内径，259mm。 代入数据有： dX=259+25=284mm

取排水管规格为Ф299×7.5型无缝钢管，吸水管内径284㎜＝0.284ｍ。 ②吸水管路流速

Q1Vx900dx2

式中：Vx—吸水管路流速，m/s；

dp—所选吸水管内径，0.284m； Q1—所选水泵额定流量，280m3/h。

代入数据有：

280Vx1.23m/s

9003.140.2842（四）水泵工况点、功率

专业知识整理分享

WORD格式可编辑

1、吸水管阻力损失

（1）吸水管附件等值长度L'x

吸水管附件等值长度：弯管2.78m、底阀41.00m、异径管为11.10m（弯管、底阀、异径管各1件）。

L'x=1×2.78+1×41.00+1×11.10=54.88m

（2）吸水管等值长度Lx Lx=L'x+S

式中：Lx—吸水管等值长度，m；

L'x—吸水管附件等值长度，54.88m；

S—吸水高度，5m。 代入数据有： Lx=54.88+5=59.88m （3）吸水管阻力损失

LVHafx1.7(xx)dx2g

式中：H afx —吸水管阻力损失，m；

1.7—管道淤积的阻力系数； λ—损失系数，0.0276； Lx—吸水管等值长度，59.88m； dx—吸水管内径，284mm； Vx—吸水管路流速，1.23m/s。 代入数据有：

59.881.232Hafx1.7(0.0276)0.76m

0.28429.812、排水管阻力损失

（1）排水管附件等值长度L'p

2排水管附件等值长度：闸阀2.20m、弯头2.20m、单流三通17.61m、直流三通8.80m，逆止阀123m。

L'p=3×2.20+5×2.20+1×17.61+1×8.80+1×123=167.01m

（2）排水管等值长度Lx Lp= H+L'p+L

式中：LP—排水管等值长度，m；

H—排水管长度，3000m；

L'p—排水管附件等值长度，167.01mm； L—排水管在泵房内长度，30m。

专业知识整理分享

WORD格式可编辑

代入数据有：

Lp=3000+167. 01+30=3197.01(m) （3）排水管阻力损失

2LpVpHafp1.7()dp2g

式中：Hafp —排水管阻力损失，m；

1.7—管道淤积的阻力系数； λ—损失系数，0.0284； Lp—排水管等值长度，3197.01m； dp—排水管内径，0.259m；

Vp—排水管路流速，1.48m/s。 代入数据有：

3197.011.482HafP1.7(0.0284)66.53m

0.25929.81（4）排水管出口动能损失

H动损v21.71.4821.70.19m

2g29.813、管道总损失 Haf=Hafx+Hafp+H动损

式中：Haf —管路阻力总损失，m；

Hafp —排水管阻力损失，66.53m； Hafx —吸水管阻力损失，0.76m； H动损 —排水管出口动能损失，0.19m；

代入数据有：

Haf=0.76+66.53＋0.19=67.48m 4、管道阻力系数及管道特性方程 （1）管道阻力系数

HafR2Q

式中：R —管路阻力系数；

Haf —管路阻力总损失，67.48m； Q —水泵额定流量，280m3/s。 代入数据有：

67.48-4

R8.61×10

2802（2）管道特性方程

专业知识整理分享

WORD格式可编辑

Hm=(H+S)+RQ2

式中：H—排水高度，84m；

S—吸水高度， 5m；

R —管路阻力系数,8.61×10-4。 代入数据有：

Hm=84+5+8.61×10-4Q2=+8.61×10-4Q2 （3）水泵工况点确定

取不同的Q值得出相应的H值，在MD280-43×4型水泵特性曲线上，如下图，绘出管道特性曲线，得水泵工况点：

Qm=296m3/h Hm=1m ηm=77% n=1480r/min

MD280-43×4型水泵特性曲线

5、验算水泵

（1）正常涌水量时的排水时间

24Q正24407T正===16.5＜20h

2Qm2296（2）最大涌水量时的排水时间

24Q大24532T大===14.4＜20h

3Qm3296（3）水泵轴功率

专业知识整理分享

WORD格式可编辑

N轴=

HmQm

1023600m式中：N轴—水泵轴功率，KW；

Qm—水泵在工况点处流量，296m3s； Hm—水泵在工况点处扬程，1m；

ηm—水泵在工况点处效率，77%； γ—矿井水比重，1.02×103。 代入数据有：

12961.02103175.12kW N轴=

10236000.77（4）电动机功率

NN电机= K轴

传式中：N轴—水泵轴功率，175.12KW； K—富裕系数，取1.10；

传—传动效率， 0.98。 代入数据有：

1.10175.12N电机=196.56kW

0.98（五）结论

经计算，确定轨道下山排水设备如下：

（1）排水设备：MD280-43×4型水泵五台；两台工作，两台备用，一台检修。配用电机功率200kW，电压1140V；

（2）排水管选用无缝钢管Ф273×7两路，各3000米，其中：两路工作，一路备用；

吸水管选用无缝钢管Ф299×7.5。

（3）起动设备选用QJZ－315/1140型防爆起动设备5台。

二、供电系统

1、概况

530采区在530三段皮带集中巷设计一个变电所，主要供采区采掘工作面、皮带输送机、排水用电，安装9台BGP9L－6AK型高防开关，2台KBSGZY－500/6型所内变。

2、负荷统计 设备名称 采煤机 前部运输机 功率 合计功率 台数 KW KW 采煤工作面(综采面，一个工作面生产，另一个备用) 685 1 930 MG400/930 型号 SGZ-800/400 375 1 400 电压等级 V 3300 3300 专业知识整理分享

WORD格式可编辑

转载机 破碎机 乳化泵 喷雾泵 双速绞车 回柱机 皮带运输机 皮带运输机 张紧绞车 多级泵 SZB-730/132 PCM110 MRB 200/31.5 KPB-250/10 SDJ-20A JH2-5 SSJ 800/2×55 SSJ 800/2×75 132 110 160 55 22 7.5 110 150 7.5 7.5 1 1 3 2 2 1 1 1 2 2 132 110 160 55 44 7.5 110 150 15 15 1140 1140 1140 660 660 660 660 660 660 660 QSWK65/25 ΣP1= 2128.5KW 掘进工作面（两个综掘，一个普掘） 综掘机 皮带机 皮带机 绞车 排沙泵 多级泵 局扇 信保 涨紧绞车 绞车 耙装机 喷浆机 局扇 信保 EBZ132TY SSJ800/55 SSJ800/2×55 JD-25 QBK50/50 100D16×4 KDF WZXZ-4-Ⅱ JBY4-4 JD-25 P-60B XZ-7 KDF WZXZ-4-Ⅱ 222 55 2×55 25 22 18.5 2×7.5 4 7.5 25 30 4 2×7.5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 444 110 220 50 44 37 30 8 15 25 30 4 15 4 1140 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 660 排水泵 卡轨车 4 ΣP2=1036KW 排水泵 200D45×3 200 ΣP3=1000KW 轨道上山绞车 KWGP-60/900J 90 ΣP4=90KW 5 1000 1140 1 90 660 专业知识整理分享

WORD格式可编辑

ΣP总= 4254.5KW 3、负荷计算 采用需用系数法进行计算：

0.70.7KrKs即S=ΣPCos= 4254.5×0.7 式中： S-----视在功率，KVA；

=2978.2KVA

ΣP----参加计算的设备额定功率之和，KW； Cosα--参加计算的设备功率因数，取0.7；

Kr------总需用系数，负荷统计为实际运行功率，取0.7； Ks ------同时系数，取0.7； 4、高压电缆的选择 (1)供电电缆的选择： 计算长时工作电流Iｇ＝Ｓ/

3U

式中: Iｇ----长时工作电流 A

S-----供电线路视在功率 KVA

U-----线路平均电压 KV 2978.2 Iｇ＝1.7326＝286.5A

参照长时工作电流选择电缆，选用两条YJV22 3×95ｍｍ交联聚乙烯塑料绝缘电力电缆，额定电流286A。

按允许电压损失校验电缆截面 根据公式 ΔU＝K×P×L

式中：K----电缆每兆瓦公里电压损失百分数，查表此处为0.73%； P----参加计算的有功功率总和，2.978MW； L----电缆总长度 ， 3Kｍ 。

430采区变电所到530采区三段变电所的电压损失为: ΔU1＝0.0073*2.978*3＝6.52%< 7% 所选电缆满足电压损失的要求。 按短路电流校验电缆的热稳定性 根据公式 Amin≧Id

⑶

2

tf/c

2

式中: Amin----电缆短路时热稳定要求的最小截面 ｍｍ Id ----井下变电所母线最大三相短路电流 ,17KA t f -----短路电流作用的假象时间，取0.4秒；

C-----热稳定系数，为165。

⑶

Amin＝17000×

2

0.4/165＝65.16 ｍｍ

2

2

95ｍｍ >65.16 ｍｍ

所选电缆满足要求 。

专业知识整理分享

WORD格式可编辑

附：设备明细表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 项目名称 采煤机 前部运输机 转载机 破碎机 乳化泵 喷雾泵 双速绞车 回柱机 皮带运输机 皮带运输机 张紧绞车 多级泵 综掘机 皮带机 皮带机 绞车 排沙泵 多级泵 局扇 信保 涨紧绞车 绞车 耙装机 喷浆机 局扇 信保 排水泵 卡轨车 移动变电站 移动变电站 移动变电站 移动变电站 型号 MG400/930 SGZ-800/400 SZB-730/132 PCM110 MRB 200/31.5 KPB-250/10 SDJ-20A JH2-5 SSJ 800/2×55 SSJ 800/2×75 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 1 1 1 1 3 2 2 1 1 1 2 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 4 1 5 7 1 1 备注 QSWK65/25 EBZ132TY SSJ800/55 SSJ800/2×55 JD-25 QBK50/50 100D16×4 KDF WZXZ-4-Ⅱ JBY4-4 JD-25 P-60B XZ-7 KDF WZXZ-4-Ⅱ MD280-43×4 KWGP-60/900J KBSGZY-500/6 KBSGZY-315/6 KBSGZY-1000/6 CHP33 1500KVA 专业知识整理分享

WORD格式可编辑

33 34

钢管 高压电缆 DN250 2YJV22-3×95ｍｍ 米 米 7500 4000

专业知识整理分享