煤矿工作面防治水及管路布置方案

金鸡滩煤矿12-2上123工作面防治水及管路布置方案 编 制： 机 电 科： 生产技术科： 副总工程师： 总工程师： 日 期：2015年1月3日12-2上123工作面防治水及管路布置方案根据金鸡滩煤矿一盘区12-2上123工作面水文地质分析报告预计12-2上123工作面回采正常涌水量233m3/h，最大涌水量284m3/h。工作面标高+990.5+1004.5m，平均+1002.1m，工作面煤层底板标高+987.2+1001.4m，平均+997.3m，整体西南高，东北低。地面标高+1228.8+1262.6m，平均+1246.0m。地面相对位置无地表水系通过。一、工作面防治水方案如下：1.主排水设备选型计算（1）水泵必须具备的总排水能力根据兖矿集团有限公司煤矿防治水工作暂行规定第六十六条、第九十二条规定要求：正常涌水量 QB 1.5qZ=1.5233=349.5m3/h最大涌水量QBmax 1.5qmax=1.5284=426m3/h（2）水泵所需要的扬程的估算工作面巷道底板标高+990.5+1004.5m，整体西南高，东北低，煤层倾角0.30.8，平均0.5，所敷设管路倾角20 ，取g=0.77得： H=(KHb+Hf+HZ)=(1/0.74）*（+1004.5）-（+990.5）+9*0.2+4500*0.002)m=18.9+1.8+9=29.7m，考虑其他因数的影响,扬程预留10%的裕量，最终扬程取33m。式中：H-水泵需要扬程，m。K - 扬程损失系数（1/g），近水平巷道取1.35。Hb -顺槽最大高差，mHf -管路弯头扬程损失，m，直弯头每个0.2m，按照9个弯头计算。HZ-排水管路阻力扬程损失，m，直线管路阻力每m扬程损失0.002m。g管路效率。对于竖直敷设的管路g=0.90.89。对于倾斜敷设的管路，当倾角30 时，取g=0.90.89；当倾角=30 20 时，取g=0.80.77；当倾角20 时，取g=0.770.74。（3）初选水泵 从我矿现有水泵和泵产品目录中选取4台BQW150-50-37/K型水泵,额定流量Qe=150m3/h，额定扬程He=50m40m，额定功率Pe=37kW，3台运行1台备用。正常涌水时，3台水泵工作, Qe=450m3/hQB=349.5m3/h,满足排水要求。最大涌水时，3台水泵工作,Qe=450m3/hQBmax=426m3/h, 满足排水要求。（4）管路选择主管路趟数：根据泵的总数，选用1趟管路系统。最大涌水量时，将回风敷设的一路DN200的注浆（注氮）管路作为应急排水管路进行排水。主排水管内径选择正常涌水量时：dp=0.0188=0.01880.2370.287m 最大涌水量时：dp=0.0188=0.01880.2620.317m式中：Qg通过管子的流量，正常涌水量 QB =349.5m3/h，最大涌水量QBmax =426m3/h。Vp 流速，通常取vp=1.52.2m/s 作为经济流速DN250的排水管路经济流速时最大排水能力为：Qg=SV=d2*Vp*3600/4=3.14*0.252*2.2*3600/4=388.6m3/h，能满足正常涌水量时水泵排水能力要求，但不能满足最大涌水量时水泵排水要求。所以，按照最大涌水量，还需敷设一趟备用管路进行排水，备用管路排水能力为426-388.6=37.4m3/h备用排水管路直径计算： dp=0.0188=0.01880.0780.094m经计算需要敷设一趟DN250管路和一趟DN80管路才能满足最大涌水量排水需要。则，选取1趟DN250无缝钢管作为主排水管（内径dp=273-11.52=250mm）。最大涌水量时，将回风敷设的一路DN200的注浆（注氮）管路作为应急排水管路进行排水。验算壁厚0.5dp（-1）c=0.525 cm（-1）+0.2 cm =0.2481.15cm式中：dp标准管内径，cm；z 许用应力，取管材抗拉强度h的40%，即z=0.4h；当钢号不明时，可取：铸铁管z=20MPa，焊接钢管z=60MPa，无缝钢管z=80MPa；p管内液体压强，取p=0.011Hp，MPa；Hp排水高度，m；c附加厚度。铸铁管取c=0.70.9cm，焊接钢管取c=0.2cm，无缝钢管取c=0.10.2cm；所选管路壁厚满足要求。（5）故采取以下方案：选取4台BQW150-50-37/K型水泵，额定流量Qe=150m3/h，额定扬程He=50m，额定功率Pe=37kW，3台运行1台备用，满足排水需要。选取1趟DN250无缝钢管作为排水管（内径dp=273-11.52=250mm）。最大涌水量时，将回风敷设的一路DN200的注浆（注氮）管路作为应急排水管路排水。所有排水泵均安装自动排水装置，并在每台水泵出水口管路上安装一组止回阀、截止阀，防止水倒流。2.排水设施安装（1）回风顺槽敷设1路DN250的排水管路，工作面切眼内和切眼至周转水仓敷设2路DN150软管路，作为工作面主排水管路，一路DN200的注浆（注氮）管路作为应急排水管路。在工作面溜头和溜尾积水点，各安装2台BQW150-15-11/K型水泵(额定流量Qe=150m3/h，额定扬程He=15m，额定功率Pe=11kW)。在工作面切眼，每30m安装1台BQW150-15-11/K水泵(额定流量Qe=150m3/h，额定扬程He=15m，额定功率Pe=11kW)，两回路电源间隔供电，一路断电后另一路可以正常排水。在回风顺槽选择靠近工作面的大低洼点作为周转水仓，安装4台BQW150-50-37/K型水泵(额定流量Qe=150m3/h，额定扬程He=50m，额定功率Pe=37kW)，3台运行1台备用。（2）辅助运输顺槽敷设1路DN100的排水管路，作为辅助运输顺槽排水，管路挂钩底端预一个可以安装DN100管路的挂钩，作为应急管路吊挂用。在每个积水点安装1台BQS40-40-11/N型水泵(额定流量Qe=40m3/h，额定扬程He=40m，额定功率Pe=11kW)。（3）胶带运输顺槽敷设1路DN100的排水管路，作为辅助运输顺槽排水。 在每个积水点安装1台BQS40-40-11/N型水泵(额定流量Qe=40m3/h，额定扬程He=40m，额定功率Pe=11kW)。二、 管路布置1.回风顺槽由上至下分别敷设2路DN100的供水和压风管路、1路DN200的注浆（注氮）管路、1路DN250的排水管路。每隔4m安装一组101工作面回收的管路H架，用U型管卡固定管路。2. 辅助运输顺槽由上至下分别敷设1路DN100的压风管路、1路DN100的供水管路、1路DN100的排水管路。加工双排4钩的管路吊挂钩吊挂管路（最低端的管路钩作为排水管路备用钩），每隔4m安装一个。 3.胶带运输顺槽由上至下分别敷设1路DN100的压风管路、1路DN150的供水管路。加工双排2钩的管路吊挂钩吊挂管路，每隔4m安装一个。 4.管路安装标准（1） 排水管路的两端头、每隔500m安装1组截止阀和止回阀，每个积水点安装三通一个（DN250的排水管路安装异径三通：主管路DN250，支管路DN100；DN100的排水管路安装同径三通），支管路安装截止阀和止回阀一组。（2） 注浆（注氮）管路的两端头、每隔500m安装1个截止阀。（3） 供水和压风管路的两端头、每隔500m安装1个截止阀，每隔50m安装一组焊接DN19阀门的管路。（4） 所有管路吊挂钩、管路H架及管路应安装高度一致。所有管路阀门应斜向上，保持一致，水平夹角60，不能影响过车。