煤矿通风毕业论文

内蒙古科技大学高等职业技术学院毕业设计说明书（论文）1 第一章 概 述一、设计题目及原始资料：1、题目：150万吨技改煤矿通风、排水、运输提升设备方案设计2、原始资料：（1）、通风设备设计依据：本矿井为低瓦斯矿井，采用中央并列抽出式通风，主斜井、副平硐进风，专用回风井回风。矿井年产量1.5Mta，服务年限30.4a。矿井所需风量：82mm，矿井所需负压：通风容易时期为887.9Pa，通风困难时期为1432.0Pa。（2）、排水设备设计依据： 矿井采用主斜井、副平硐综合开拓方式，主斜井井口标高+1353m，泵房处标高+1284m，排水管路沿主斜井敷设，排水垂度69m，排水管路长度1090m。考虑矿井水排出后，按照水处理的需要，排水高度应增加9m（即：总排水高度为78m）。正常涌水量40mh，最大涌水量为80mh。（3）、主斜井带式输送机运输提升设备设计依据：该井筒倾角约08，总斜长880m，散煤密度900Kgm,矿井电压等级6KV。二、设计的任务和成果：1、设计的任务：（1）、通风设计任务： 根据矿井的具体条件，选择合适的FBCDZ-系列矿用防爆抽出式对旋轴流通风设备，保证矿井的正常通风和通风机的经济合理运转。、选择通风机；、通风机初、末期运行工况的确定；、确定通风机性能调节方法；、选择通风机的拖动电动机；、进行通风设备运行经济性核算；、设计方案的技术经济性论证；、通风机附属设备的设计：反风装置、消声器、扩散器、防爆门、控制风门、以及启、闭绞车。（2）、排水设计任务：选型设计的任务是根据具体条件，在现有系列产品中进行合理选择，以保证设备安全、经济、可靠地运转。、确定排水系统；、选定排水设备；、提出经济核算指标；、绘制中央水泵房设备布置图及主扇设备安装布置图各一张（一号图纸）。要求使用CAD和手工交叉绘制。（3）、带式输送机运输提升设备设计任务：根据矿井带式输送机设备是井下生产系统和地面工业广场相连接的枢纽，又能起到高效连续运输进行设计。、输送能力与输送带宽度计算；、运行阻力的计算；、输送带张力计算；、输送带强度的验算；、牵引力与功率计算、带式输送机的使用与维护；、带式输送机典型故障分析与处理；（4）、编写设计说明书一本，要求按模版的格式书写，容量不少于40页。（5）、参考文献检索量不低于20篇。（6）、毕业答辩时要求制作并使用ppt.。2、设计的成果：通过本次毕业设计，提高了我综合训练运用所学基础理论、基本知识和基本技能的能力，同时也提高了我分析问题和解决问题的能力；培养了我综合运用所学知识的能力和理论联系实际的能力；进一步培养了我的创新能力，论证、计算和设计能力，分析处理问题的综合能力，基本的工程制图能力，编写一般技术文件的能力等。三、选择的基本原则：1、对待设计工作要严肃认真，一丝不苟；设计时要根据设计题目的要求，合理地选择和处理各种参数及数据，正确应用所需公式，通过计算校核，最后确定出各环节的机电设备。2、根据矿井的具体情况，选择合适的FBCDZ-系列矿用防爆抽出式对旋轴流通风设备，保证矿井的通风需求，防止瓦斯爆炸事故的发生。（对旋轴流通风选择先国内后国外，并考虑其发展方向）。3、根据矿井的具体条件，选择合理的多级离心式水泵（MD水泵），以保证设备安全、经济、可靠地运转；同时防止透水事故的发生。4、根据运输距离长、运输量大、连续运输等优点，进行合适地选择带式输送机，以保证矿井中的煤运输到地面工业广场。5、在类型选择中，应对设备进行技术经济性比较，做到合理、经济、耐用。6、各种设备的类型选择和数据处理，要严格按煤矿安全规程并参考煤炭设计规范的要求设计，前者不准有丝毫涂改。7、绘制中央水泵房设备布置图及主扇设备安装布置图时，要求正确、干净、细致、基本成比例。标题栏及明细表、图例要认真填写和绘制。23 第二章 通风的选型设计概 述通风机是将原动机的机械能转变为气体能量的机械，广泛应用于国民经济的各个方面。在煤矿生产系统中承担着输送新鲜气流，保障井下作业人员生命安全的重要作用，是矿井四大固定设备之一，被誉为矿井“肺脏”。1、通风机的作用：煤矿生产是井下作业，随着工作面的推进，有毒和爆炸性气体、地热会大量涌出，加之飞扬的煤尘，对人身健康和矿井安全都构成极大威胁。为了安全生产，煤矿安全规程做出了严格规定。通风机的主要作用是：（1）、保证井下有足够的新鲜空气，采掘工作面进风流中，氧气浓度不低于20；（2）、稀释并排出有害气体，采掘工作面进风流中二氧化碳浓度不得超过0.5；（3）、采掘工作面空气温度不得超过26,机电设备硐室的空气温度不能超过30。2、矿井生产对通风设备的要求：为了保证通风设备安全、可靠而且经济地工作，供全矿井或部分地区通风的主要通风机应满足下列要求：（1）、必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密；（2）、主要通风系统必须装置两套同等能力的通风机（包括电动机），其中一套工作，一套备用。备用通风机必须能在10min内开动；（3）、生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向，且反风风量不应小于正常风量的40；（4）、为保证通风机用电，必须装备两条专用供电线路；（5）、装有主通风机的出风井必须安装防爆门，其面积不得小于该井筒横断面积，并且必须正对风流方向；（6）、主通风机因检修、停电或其他原因需要停风时，必须制定停风措施，报总工程师批准；（7）、安装在工业场地或居民区的通风设备，噪声超过允许值时，应配备消声装置或采取相应的措施；（8）、尽可能采用自动控制装置；（9）、整个系统应有较高的工作效率。一、通风机必须提供的风量估算：若已知矿井所需风量Qk82ms,则通风机必须产生的风量为： QkQk821.15 94.3ms式中 k通风设备的漏风系数。当风井不作提升井时，k1.11.15。二、通风机必须提供的风压估算：对旋轴流式风机必须产生的静压为： HjmaxHmaxh1432150651647Pa HjminHminh 887.915065 1102.9Pa式中 Hjmax、Hjmin对旋轴流式通风机必须产生的最大静压和最小静压，Pa；Hjmax、Hjmin矿井最大负压和最小负压，Pa；h通风设备阻力，一般取100Pa200Pa；若装置有消声器，还应另加50Pa80Pa。三、预选通风机：根据Hjmax1647Pa、Hjmin1102.9Pa和Q94.3ms预选2台FBCDZ8No.22C型矿用防爆抽出式对旋轴流通风机，一台工作，一台备用，转速n740rmin,功率P220KW，风量Q40100ms,风压H10003600Pa。四、确定通风机的工况点： 按Hjmax、Hjmin和Q求出最大网路阻力损失系数Rjmax和最小网路阻力损失系数Rjmin为：Rjmax0.185 Rjmax0.124 由Rjmax和Rjmin，可以确定出矿井开采末期和初期的网路特性曲线方程式分别为：末期 HjmaxRjmaxQ 0.185 Q 初期 HjminRjminQ 0.124 Q 按末期和初期公式，用描点作图法在所预选的通风机FBCDZ8No.22C特性曲线图上，绘出末期和初期网路特性曲线，即得末期和初期的工况点A、B。工作参数应满足矿井风量和负压的要求，选择得当，工况点应在通风机的高效区内。如图223：a点 38 Qa80ms Hja1184Pa a0.68b点 35 Qb74ms Hjb679Pa b0.63五、功率的计算：（1）、在开采初期和末期，通风机的轴功率为：末期 Pmax139.3 KW初期 Pmin79.8KW式中 Hjb、Hja开采初期和末期工况点所对应的静压，Pa；Qb、Qa开采初期和末期工况点所对应的风量，Pa；b、a开采初期和末期工况点所对应的经效率。（2）、在开采初期和末期，电动机的输出功率为：末期 Pdmax142.1KW初期 Pdmin81.4 KW（3）、电动机容量的确定：因Pdmin81.4KWPdmax0.6142.1KW85.26KW时,说明在通风机的整个服务年限内，轴功率变化较大。若采用1台大容量的电动机，则长期不能满载运行。为了改善功率因数，可选取2台容量不同的电动机，但初装电动机的服务年限不得少于10年。其初期和末期的电动机容量可分别按下式计算：末期 P dmax1.1 1.1142.1 156.31KW初期 P dmin1.11.1118.3 KW根据Pdmax156.31KW和n740rmin,确定选用FBCDZ8No.22C三相异步电动机，其功率为220KW，转速为n740rmin,额定电压为6000V。六、年电耗量的计算：通风机的平均年电耗量按下式计算：W2436524365 1144947.368KW.ha式中 d电动机效率，可取0.9或从电动机产品样本上查取；w电网效率，一般取0.95。七、吨煤通风电耗量计算：Wm0.763 KW.ha式中 Wm吨煤通风电耗量，KW.ht；W年通风电耗量，KW.ha；A矿井年产量，ta。八、FBCDZ煤矿防爆抽出式对旋轴流通风机：FBCDZ系列通风机是结合我国煤矿的通风网络参数研制成功的大型煤矿防爆轴流通风机，具有高效、节能、低噪声的优点，产品最高装置静压效率为86%以上，达到了我国矿用主扇的领先水平。该风机所用的材料，已通过了中国煤炭科学院重庆分院检测中心的摩擦火花试验，并达到了防爆要求，整机防爆性能已通过了国家防爆电器产品质量检测中心的防爆检验。、 通风机主要特点：1、为了适合煤矿通风网路的阻力要求，并确保通风机效率，该机采用了对旋式结构，两机叶轮互为反向旋转，可以省去中导叶并减少中导叶的损失，提高了风机效率。2、采用电机与叶轮直联的型式，避免了传动装置损坏事故，也消除了传动装置的能量损耗，提高了风机装置效率。3、电机均安装在风机主风筒内的密闭罩中，密闭罩具有一定的耐压性，可以使电机与风机流道中含瓦斯的气体隔绝，同时还起一定的散热作用， 密闭罩设有两排流线型风管道，通过主风筒与地面大气相通，使新鲜空气流入密闭罩中，同时又可使罩内空气在风机运行中保持正压状态。4、风机最高装置静压效率可达86%以上，高效区宽广，可确保矿井在三个开采阶段主扇效率均为75%以上。扭转了我国大型矿山主扇运行效率低的状况，可节约大量电能。5、风机可反转反风，其反风量可达正风量的60%，不必另设反风道，具有节约基建投资和反风速度快的优点。6、叶轮的叶片安装角的可调整，可根据生产的要求来调整叶片角度。该风机采用特殊设计，性能曲线无驼峰，在任何网络阻力的情况下，均能稳定运行。7、该系列风机运行稳定，机振小，风机和扩散器均可安装在带轮子的平板车上，可以长期连续运行。、通风机的用途：FBCDZ系列煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流风机（包括FBCDZ54、FBCDZ60）（原BDK）是处于目前国内领先水平的最新节能型轴流式主通风机，它可应用于煤矿及金属矿、化学矿、隧道、人防工程的通风，也可广泛适用于冶金、化工、纺织、建材等各行业的通风换气。、通风机的结构、性能特点及风机配套专用部件叙述：1、风机的结构特点：（1）、FBCDZ系列风机由集流器、一级主机、二级主机、扩散器、圆变方接头、消音器、扩散塔等部件组成，风机底座设有托轮，在预设的轨道上可沿轴向移动或非轴向移动，各部件用螺栓联接，便于检修。（2）、FBCDZ系列风机采用电机与叶轮直联方式减少了“S”型风道等通风阻力损失，提高了效率，也降低了“S”风道带来安全隐患及维护麻烦，提高了运转安全性。（3）、FBCDZ系列风机的两级工作叶轮按相反方向旋转，一、二级叶片互为导叶，无定式导叶片，减少了导叶的能耗，简化了结构，提高了效率。（4）、风机选配优质风机专用隔爆型电动机，电机置于具有一定耐压性的隔流腔内，使电机与矿井含瓦斯的风流相隔离，隔流腔设有与大气自动通风的风道，便于散热和导流。这样既增加了电机防爆性能，又有利于电机散热，从而增加了风机运行的安全性。（5）、风机叶轮回转部分，设置防摩擦火花的铜坏装置，以免叶片在高速旋转中与筒壁碰撞发生火花，引发事故。（6）、风机配置刹车装置，便于迅速反风，5分钟即可完成反风程序。反风量达到正常风量的60%以上，符合安全规程要求。（7）、风机设置了不停机加油装置和排油装置，可在运行中加注润滑油，停机时，可将排油口盖打开消除废油。（8）、电机的轴承和定子绕组间预埋了测温元件，可在风机运行中显示其各部位温度。（9）、风叶片采用机翼扭曲形，气动性能好，高效区宽广，节能效果显著。（10）、叶片为可调节结构，可根据不同工况点调节叶片角度，保持风机在高效区运行。2、风机的性能特点（1）、该系列属高效、节能、低噪、大风量的通风机。（2）、该系列风机的驼峰区狭窄且风压较平稳，气流喘振现象微弱，风流稳定。（3）、该系列风机高效区范围宽广，可适应矿井生产变化，通风参数改变时仍保持在较高效率情况下运行。（4）、根据生产需要，对旋风机也可单机运行，对旋风机比单机运转可增加风量45%-70%，增加风压100%-192%，与串联运转相比，风量增加约20%，风压增加约50%。（5）、风机采用反转反风，反风量可达正常风量的60%-80%。3、风机配套专用部件叙述（1）、消音器该系列消音器是为风机专门设计配套的消音装置，采用复式和消音墙组合结构，其消音技术为国内领先且应用到实践中降噪效果显著，解决了轴流风机出口噪音高的难题，从而保证用户有良好的环境。在设计上充分考虑风机性能，优化消音器内部结构，使期阻力损失降到最低；制造工艺上考虑用户现场环境，采用防腐蚀措施。（2）、扩散塔该系列扩散塔设计采用流线型，保证风流方向在改变过程中不突变，其作用一：改变风流方向，保护周围环境还可降低噪声；作用二：减少风机的动压损失，转化为有效静压，提高风机效率。（3）、在线监测预警系统该系统能准确地反映和记录风机的运行曲线、风压、风量、风速、轴承和定子温度及电流、电压、振动等参数，并能记录存档和故障报警，可随时从微机中调出在三个月来的风机运行状况，属于国内先进技术。（4）、配套风机专用配电系统该系统根据从煤矿安全规程要求和风机的特殊性进行专门设计，满足风机电机的各种保护（电机过载、失压、短路和其它保护），而且可实现风机反转反风。（5）、风门该系列风机可根据用户需求配套不同形式风门。一种为蝶阀加测试风道形式，一种为全封密式风门。上述风门均可配自动控制系统，控制风门开、闭。、通风机的安装、调试： FBCDZ系列风机出厂时，分为集流器、一级风机、二级风机、扩散器、圆变方接头及扩散塔六件出厂。机号NO25的，为了制做、运输方便，常把扩散器分为两节：1.集流器总成 2.一级主机体总成 3.二级主机体总成 4.防雨罩5.扩散器总成 6.圆方过渡 7.消音箱8.扩散塔1、按风机规格处理好安装场地，保证场地有足够的空间，使抽出的风能顺畅到排入大气（有害气体不得直接排入大气）。机座地面必须平整夯实，并铺设好钢轨。2、风机须安装在煤矿风井的风同出口，并保证隔流腔换气管通大气，在负机与巷道接头处设置埋件以便固定巷道接头，不允许风机与回风井口直接对接，回风井口必须安设防爆门。3、在安装前，必须对风机各部件进行检查：a、机件是否齐全；b、叶轮转动是否灵活；c、叶片与筒壁是否摩擦；d、叶片装是否牢固；e、叶片有无损伤。发现问题要及时处理，绝不允许存在事故隐患。4、安装时，把风机各部件按顺序吊至铺设好的钢轨上，在需要的地方垫好密封圈，用螺栓将各部件联接牢固，根据电动机使用说明书连接电源线和测温仪表线。5、检查进排油路是否通畅，并注入二号二硫化钼锂基润滑油（或质量更优的润滑脂）。6、检查各部件，安装正确后手动刹车无误，即可进行试运行。7、经过长途动输或长期搁置不用的电机，在使用前必须测量定子绝缘电阻（绝缘电阻不得小于0.5光欧380V）经检查合格后方可接通电源，启动风机。试运行时要经常观察电流、电压、电机定子和轴承温度。、通风机的运行及维护：1、风机启动前，必须检查流道中是否有异物，以防启动后，风机的叶轮被异物碰撞，出现损伤。2、风机启动前，请详细阅读启动说明书，电动机使用说明书，按要求操作启动设备，并按先一级、后二级的顺序依次启动风机，调整好旋转方向，保证风机的正常运行。3、风机启动，并达到正常运转后要及时观察：a、电动机的电流是否超过额定电流；b、风机流道中是异常声音，发现问题要及时停机检查，待原因查明、故障排除后，方可进入正常动行的状态。4、风机在使用过程中，应备有运行记录，系统到记录风机运行情况，其中包括：a、风机启动和停机时间、停机原因；b、环境温度、温度和大气压力；c、电机工作电压、工作电流、各个轴承的温度、电机定子的温度。发现有超过指标的项目要立即停机检查；d、风机的风压、风量；e、电动机轴承加换二硫化钼锂基润滑油的时间、数量及牌号；f、定期检查中发现的异常情况；g、发生故障的详细内容及排除情况。5、当需要反风时，先切断电源，制动手刹。制动时要缓慢用力，不得一次用力闸死，等叶轮停止转动后方可进行反转，否则有可能烧毁电器设备。6、风机在运行过程中，要按电机厂家说明书维护保养电机，适量加入二硫化钼锂基脂润滑油。7、风机定期停机全面检查各个部件是否符合要求：a、检查电动机的前后轴承。发现问题要按型号更换轴承，并更换二硫化钼锂基润滑油。b、检查叶片是否松动，叶片的安装角是否与原先设定的相同。发现问题要及时处理。c、叶片安装角的调整方法：根据风机的特性曲线及矿井的通风要求，选定所需要的安装角。打开轮毂盖板，松开叶柄螺母，在轮毂鼓面的刻度上，按选定的安装角。把叶片的前面对准刻度线，紧固叶柄螺母，锁紧螺母，盖好盖板，即调整完毕。注意：叶片调整完毕，一定要检查各个叶片的安装角是否一致，否则要重新调整。8、要经常检查测量仪表的可靠性以防温度计、电流表等失灵导致事故发生。9、在检查机壳内部时，应严防工具盒杂物掉入；10、注意检查皮带的松紧程度或联轴器的连接螺丝，必要时应经行调整或更换；11、按规定时间检查风门及其传动装置是否灵活；12、在处理电气设备的故障时，必须首先断开检查地点的电源；清扫电动机尤其绕组时更应注意；13、露在外面的机械传动部分和电气裸露部分，要加装保护罩或遮拦；14、备用通风机和电动机，必须经常处于完好状态，并保证能在10min内进行启动；15、司机人员等经常进行检查，一旦发现有异常声响或有振动、升温等现象，应立即停机处理，故障排除后方可启动。第三章 排水的选型设计概 述在煤矿的建设和生产中，不断有各种来源的水涌入矿井，矿水积聚在巷道中，不但影响生产，而且还威胁着井下工作人员的简况和安全。矿井排水设备的任务就是将这些矿水及时地排到地面，为井下生产创造良好的工作环境，保证入井人员的安全工作和机械、电气设备的良好运转。1、排水设备的组成及其作用：（1）、排水设备的组成：排水设备一般由水泵、电动机、吸水管、排水管、管路附件及仪表等组成。（2）、排水设备的作用、滤水器安装在吸水管末端。其作用：是防止将水中的杂质吸入泵内。滤水器中装有底阀，以防止引入水时或水泵停止运转后，泵内和吸水管中的水漏掉。、闸板阀安装在排水管上。其作用是：启动和停止水泵时，关闭闸板阀，以便降低启动电流、防止管路出现水击和防治水泵受冲击；还可以用来辅助调节水泵的流量。、逆止阀安装在闸板阀的上方。其作用是：若水泵由于突然停电而停止运转，或在未关闭闸板阀而停泵时，防止排水管路中的水对泵体及吸水管系统的水力冲击。、旁通管跨接在逆止阀和闸板阀的两端，若排水管中有水，通过它可向泵和吸水管内灌引水。、灌水漏斗用于水泵启动前向泵内灌引水，此时应打开放气栓将泵内空气放掉。、在检修水泵和排水管路时，可打开放水闸阀，通过放水管将排水管路中的水放回到吸水井中。2、排水设备的要求：、排水设备是煤矿大型固定设备之一。一般煤矿每开采1t煤，要排出2t7t的矿水，有些煤矿甚至多达30t40t的矿水。排水设备的电动机功率，小的几千瓦或几十千瓦，大的几百千瓦或上千千瓦。为确保矿井安全生产，排水设备安全、可靠、经济、合理地运转具有十分重要的意义。、排水设备的选用及其布置方式必须符合煤矿安全规程等相关的技术规定和要求。一、确定排水系统：本煤矿生产中采用直接排水系统，可将全部矿水聚集于水仓中，并用排水设备直接排到地面。斜井开采时，排水管可沿井筒敷设或敷设在专用钻空中，具有系统简单，开拓量小，基建费用低，管理方便等优点。二、水泵的选型计算：、水泵必须具备的总排水能力：煤矿安全规程第二百七十八条对煤矿主排水设备中水泵要求是：必须有工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力，应能在20h内排出矿井24h的正常用水量（包括填充水和其他用水）；备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%，并且工作水泵和备用水泵的总能力应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量；检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。对于水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。煤炭工业设计规范第11.3.2条还对小涌水量的矿井水泵作了规定：对于正常涌水量为50mh及以下，且最大涌水量为100mh及以下的矿井，可选用两台水泵，其中一台工作，一台备用。1、正常涌水时，工作水泵必须具备的总排水能力：48mh2、最大涌水时，工作水泵和备用水泵必须具备的总排水能力：96mh式中 、矿井正常涌水量和最大涌水量，mh。 、水泵所需扬程的计算：110.8m式中Hsy测地高度（实际扬程），一般可取Hsy井底与地面标高差+4（井底车场与水仓最低水位距离），m；g管路效率：当20时，g0.770.74。 、预选水泵的型号和级数：根据计算所得的流量Q和扬程H，差产品样本，初步决定选用MD4655型煤矿用耐磨离心水泵。该水泵额定流量为Qe55 mh，单级额定扬程为Hi50m。所选水泵级数为：i2.216 取3级式中 Hi所选取水泵的单级扬程，m。、校验水泵的稳定性：因 HsyHpHx78482m而 HoiHio350150m故 Hsy820.9Ho0.9150135m满足水泵的稳定性要求。、水泵台数的确定：1、正常工作时工作水泵的台数：0.87取1台。2、备用水泵的台数：0.70.710.7取1台。3、检修水泵台数：0.250.2510.25取1台。故选用MD46553型煤矿用耐磨离心水泵3台。正常涌水量时，1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时，2台工作，1台检修。三、管路的选择计算：、管路条数的确定：根据煤矿安全规程第二百七十八条对管路的要求：必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常用水量；工作和备用水管的总能力，应能配合工作水泵和备用水泵在20h内排出矿井24h的最大涌水量。煤炭工业设计规范第11.3.7条还对敷设在斜井中的管路作了规定：对于正常涌水量为50mh及以下，且最大涌水量为100mh及以下的斜井，一般敷设一条管路，其能力应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。根据设计原则，设置两条管路，一条工作，一条备用。、泵房内管路布置的选择：泵房内管路布置主要取决于泵的台数和管路的条数，如图714（C）所示为矿井常用管路布置方式。其共同特点是任意一台水泵都要与任意一条管路相连接。、管材的选择：根据管道所需承受的压力，通常情况下多采用无缝钢管。、管径与壁厚的计算：1、排水管的内径：取排水管的经济流速Vp2 ms dp0.01880.01880.099m查表71，选取1023.5的无缝钢管为排水管。2、吸水管的内径：取吸水管的经济流速Vx1msdx0.01880.01880.139m查表71，选取1404.5的无缝钢管为排水管。表71 热轧无缝管（YB23170）外径壁厚外径壁厚外径壁厚外径壁厚322.58.0763.019.01524.536.03779.075.0382.58.0833.524.01594.536.04029.075.0422.510.0893.524.01695.045.04269.075.0452.510.0953.524.01805.045.04599.075.0502.510.01023.528.01945.045.04659.075.0543.011.01083.528.02036.050.04809.075.0573.013.01144.028.02196.050.05009.075.0603.014.01214.032.02457.050.05309.025.063.53.014.01274.032.02737.050.05509.025.0683.016.01334.032.02998.075.05609.025.0703.016.01404.536.03258.075.06009.025.0733.019.01464.536.03518.075.06309.025.0、排水管壁厚度的验算：0.00249m2.49mm因所选管子壁厚为3.5m，大于要求的2.49mm，故满足要求。式中 d所选管子的标准管径，m；P水管内部工作压力，Pa，作为估算： P1.110HpR管材许用应力，无缝钢管R8010Pa；c附加厚度，无缝钢管c0.001m0.002m四、管路特性的计算：管路阻力损失常数：查表72，根据内插法，取0.03780.0340取30m；20m；20m；则：140.5m按图715可知吸水管的局部阻力系数为：15.210.29410.15.594其中，15.2表示有1个底阀，10.294表示有1个90弯头，10.1表示有1个水流由大头流向小头的已管径。排水管的局部阻力系数为：30.29420.0711.711.520.730.2945.916其中，30.294表示有3个90弯头，20.07表示有2个闸阀，11.7表示有1个逆止阀，11.5表示有1个转弯流三通，20.7表示有2个直流三通，30.029430/90表示有3个30弯头。60515.5/4.66910/式中 、吸、排水管的沿程阻力损系数，可查表72；、吸、排水管内径，m；排水管实际长度。；水流经泵房内排水管的长度，一般取20m30m；管子道中的管子长度，一般取20m30m；井口出水管长度，15m20m；、吸、排水管路上的局部阻力损失系数之和。管路附件如图715所示，局部阻力损失系数值按表72查取。表72 沿程阻力损失系数管子内径mm50751001251501752002250.04550.04180.0380.03520.03320.03160.03040.0293管子内径mm2502753003253504004505000.02840.02760.0270.02630.02580.0250.02410.0234新管特性和挂垢后的管路特性方程分别为：五、水泵工况点的确定：参照是水泵的流量范围选取8个流量值，分别计算排水所需扬程，见表73.表73 特性曲线参数表0102030405060708282.583.986.289.593.798.8104.98282.885.289.194.7101.8110.612O.9利用表73数据，在所选水泵特性曲线图上画出管路特性曲线1、2，如图717所示，即得水泵工作初期和管子挂垢后的工况点、，其工况参数见表74.表74 工况点参数表工况点流量扬程轴功率效率允许吸上真空度60.1853430%7.859.91103834%8.2六、吸水高度的计算：因 1.24ms0.62m故 7.1m4m取7m，符合要求。七、校核计算：、汽蚀性校核：吸水管的阻力损失系数：2501.9410吸水管路特性曲线方程式为：取不同的Q值，算出对应的值并列于表75中。表75 吸水管特性参数表01020304050607077.027.087.177.317.497.707.95用描点作图法在图717中做出吸水管路特性曲线。显然，水泵的工况点、均位于汽蚀点C左侧，不会发生汽蚀现象。、经济性校核：水泵的工况点应位于工业利用区的合理使用范围内,0.30.3401020.0850.851.10.935，故符合经济要求。 、排水时间的校核：1、正常涌水量时，水泵每天工作小时数：初期 15.9720h管子挂垢后 16.0320h2、最大涌水量时，水泵每天工作小时数：初期 15.9720h管子挂垢后 16.0320h式中 管路挂垢后水泵的工况流量，/h。八、电动机容量的验算：41.6KW水泵配套电机为YB225M2，功率45KW,大于计算容量，满足要求。式中 工况点所对应的轴功率，KW；传动功率，一般取0.950.98；k备用系数，20/h80/h，k1.31.2。九、电耗量计算：1、年电耗量：初期 1.051.05407219管子挂垢后 1.051.05465270式中 对于大容量电动机取0.90.94；小容量电动机取0.820.9；电网效率0.950.98。2、吨煤排水电耗：初期 0.27管子挂垢后 0.313、吨水百米电耗：初期 1.051.051.18管子挂垢后 1.051.051.35吨水百米电耗是一种能够比较科学、全面地评价排水设备运行情况的经济指标。煤矿井下排水设计技术规定中规定，排水设备吨水百米电耗不小于0.5,否则便认为是低效设备，不予采用。十、MD型矿用耐磨多级离心泵：MD型煤矿用耐磨多级离心泵高效节能，耐磨可靠，寿命长。适用于输送清水及固体颗粒含量不大于1.5%(体积浓度)的中性矿井水(粒度小于0.5mm)，以及类似的其他污水的液体。特别适用于煤矿等矿山排水。MD型煤矿用耐磨多级离心泵输送的介质温度不高于80。警告a）本系列泵的配套电机：YB系列电机可用于井下，但不能用于采掘工作面，用于采掘工作面必须配用YBK系列电机，Y系列电机不能用于井下，电机必须要可靠接地！b）泵不允许在无液体介质状态下点动或运转！c）泵组的转动部分在运行时不准触摸！、结构特征：MD型煤矿用耐磨多级离心泵为两端支承，壳体部分为节段式，泵的传动方式是通过柱销弹性联轴器与电机联结，泵的旋转方向，从驱动端看，泵为顺时针方向旋转。1、定子部分主要由吸入段（进水段）、中段、吐出段（出水段）、导叶、填料函体（尾盖）和轴承体等分别用拉紧螺栓联接成一体，从联轴器端看，泵吸入口为水平右方向，吐出口为垂直向上。2、转子部分主要由轴、叶轮、平衡盘、轴承及轴套等组成。3、泵的密封（1）、泵吸入段（进水段）、中段、吐出段（出水段）之间的静止结合面用纸垫或二硫化钼来密封。（2）、泵各级间采用节流密封。（3）、泵的两侧轴封采用软填料密封。（4）、采用挡水圈挡水，防止水进入轴承。4、轴承部分除MD6-25、MD12-25型泵轴承采用GB/T292-94角接触球轴承以外，其余泵型的整个转子由两端的圆柱滚子轴承GB/T283-94支承；轴承采用3号通用锂基润滑脂润滑。由于MD6-25、MD12-25型泵轴承采用了GB/T292-94角接触球轴承，所以转子无轴向窜动量，其余泵型的转子应有轴向窜动量。5平衡部分由于叶轮前后盖板受压面积不等，产生轴向力，此轴向力由平衡装置承担。泵的平衡装置由平衡盘、平衡套、平衡环组成。泵的平衡室由吐出段（出水段）、填料函体（尾盖）、平衡水管部件所组成，平衡水管部件绝对不允许堵塞，可用闸阀调节平衡水管部件内水的流动。、安装、调整：1、泵的安装：（1）、泵的安装步骤：1）、泵的安装步骤一般包括把泵放在地基上找水平和联接泵的管路等。2）、除了一般的安装要求外，安装本型泵还要注意以下两点：a）、电机联轴器与泵联轴器之间必须保证37mm间隙（具体间隙值详见安装尺寸表中的e或L7栏值），此间隙接近泵的窜动量。b）、电机与泵的轴心线必须在同一个平面内成为直线，可用塞尺测量两联轴器端面间隙的均匀度，在圆周各个方向上，最大和最小间隙的差数不得超过0.05mm，两端面中心线上下或左右的差数不超过0.05mm。2、泵安装时需要的设备：泵安装时需要下列常规的和专用的设备和工具：a）、有负载能力合适而安全的起重设备；b）、每个地脚螺栓处都必须备有一块钢的垫铁或楔铁，作找平底座用；c）、灌浆的材料必须是不收缩的灌浆料。为了灌浆需准备一个木盒，而且需配有漏斗。d）、为了安装和拆卸填料，需要一套专用的工具，如带钩的夹具等。3泵的基础：（1）、泵的基础必须是具有足够强度和尺寸的混凝土地基。混凝土水泥可以选用400号普通水泥，黄沙必须是不含泥土和其它杂质的纯净粗沙，石子为坚实的卵石或碎石，水泥的混合比例为1:2:5，即为1份水泥，2份沙子，5份石子，在灌水泥时，在靠近地面和高出地面的部分应放有木模框，二次灌浆的材料标号应比基础材料高一倍，机组安装就位后的现场浇灌，施工时必须浇捣密实均匀与原混凝土结合良好。基础的质量约等于机组质量的35倍，泵的地基应比泵的底座长出5070mm，且要留出地脚螺栓孔（为地脚螺栓34倍的钢管直径）。（2）、打地基包括如下内容：地基的地脚螺栓孔的定位，灌浆和留出外联接管路位置，然后在其余空间灌浆。（3）、地基的表面可以是粗糙的，以使灌浆效果好。（4）、地基完全固化后再安装设备。4、搬放和找水平：（1）、在底座或设备下面放置钢的垫铁和楔铁或调整垫，一般都放置在地脚螺栓处，如果底座或设备较长，在两地脚螺栓的中间可放置一块垫铁。（2）、检查底座或设备下面的地基，清洗灰尘，油和其它杂物。（3）、起重吊钩吊住底座或设备的吊耳或吊孔，把底座或设备吊在地基上方，慢慢地安放底座或设备，并对准每个地脚螺栓孔的位置。（4）、用一个刀口平尺和机械水平仪放到安装泵和电机底脚加工平面上或地基上，用调整楔铁或调整垫的厚度来确定底座或设备在各个方位上的水平，推荐每100mm长度不平度小于0.25mm，这时地脚螺栓的螺母拧到适当的程度（不能过紧），楔铁或调整垫片应紧固。（5）、底座或设备找平，而且和地基配合较紧后再灌浆。5、底座或设备的灌浆：（1）、混凝土基础至少应固化7天后，才能灌浆。（2）、为了保证除去灌浆部位低强度的，疏松的混凝土，在灌浆之前，应当用一把尖锤把水泥基础材料的顶部刨掉约1025mm。（3）、所有的润滑脂、润滑油、油漆、水泥面上的沫状物和其它无用杂物都应当从需要灌浆的表面上除去。粗糙的混凝土表面应当用油压缩空气吹去灰尘和松散的颗粒。如果采用水泥砂浆，混凝土表面应当用水浸透，直到不再吸水为止，多余的水应该除去。（4）、底座或设备应该放置在要求的位置上，把底座或设备支承在楔形调整垫上或调水平的螺钉上，并用地脚螺栓把底座或设备固定，在底座或设备边沿的底部和刨凿过的基础顶部之间允许有约2550mm的灌浆空隙。（5）、在灌浆之前，地脚螺栓预留孔中的所有积水和外来杂物都应该除去。（6）、如果在灌浆之后还存在空洞，可以使用环氧砂浆来充填这些空洞，如果灌浆用的是水泥砂浆，则在应用环氧砂浆补空洞之前，建议让水泥砂浆先经过整28天的固化。在已发现的空洞处通常用手压泵来灌补环氧砂浆。应当极其小心以保证不使压力过大以免把底座或设备顶翘曲，每个空洞至少应该钻一个通气小孔以防压力过大。（7）、当灌浆材料固化后，拧紧地脚螺栓的螺母，然后再对灌浆材料涂油漆防潮。（8）、灌浆后，进行泵和电动机的调正工作。2、设备的调整：（1）、设备调正包括角度调正和中心线位置的调正，至少应在下面三个时期检查设备，进行调正：第一次，泵的底座已经拧紧，但电动机没拧紧；第二次，泵和电动机已紧固，但吸入和吐出管路法兰的螺栓没紧固；第三次，在运转24小时后，再检查一次，检查后把泵和电动机最后紧固。在调正工作中应注意以下事宜：a）、在调正以前，检查全部的管路，保证它们不对泵底座或设备产生作用力或力矩；b）、在调正泵和电动机轴中心线对正时，垫片应垫在电动机的下面。角度调正是保证联轴器的两个平面的平行度。用一块千分表去检查联轴器法兰端上四个点，千分表读数为0.020.03mm。检查其平行度也可用塞尺，两联轴器平面间的差值（ab）0.06mm。中心线对中是指泵和电动机轴中心线的对正程度，应使c0.08mm（见图2）。（2）、主要管路的联接：泵灌浆后且紧固在地基上以后，在不受外力条件下对正联接泵法兰和管路的法兰，这个对正联接不能领先法兰螺栓的力。对管路支撑（附加）应避免管路系统的振动，应减少管路对泵的外加力。为了防止泵的损坏，在泵管路联接以前要对管路系统进行清洗。安装管路，应注意下列事项：a）、使用管路的规格和长度应合适，且有足够的承压能力，尽量减少管路的转弯和附件；b）、泵的吸入管路应是短而直，管路直径应大于或等于泵的吸入口的直径，泵的吸入管路的弯曲半径应尽量大。如采用锥管，则采用偏心锥管，以免沉气而发生汽蚀。（3）、辅助设备压力计的联接在吸入管路和吐出管路上用的压力计必须是质量好，性能合格的仪表。吸入压力计一般装配在与泵入口同心同直径的管路上，正当情况下是装配在泵进口法兰2倍入口管径处，并在入口直管段中心线的水平位置。吐出压力计最好装配在泵吐出法兰2倍的泵出口管径处，并垂直于蜗壳平面或泵壳所形成的弯管平面的位置上。不能装在弯管和阀的旁边，以防受不稳定流动的干扰。（4）、泵联轴器和电机联轴器联接以后，重新检查其对中性；检查电动机的转向是否符合泵轴的转向：从联轴器方向看泵，为顺时针方向旋转，如果电动机转向不符泵的转向，必须把电动机转向调正过来。（5）、如果需要，在泵运转以前重新调整轴封或重新装配。、使用、操作：1、使用、操作注意事项：（1）、泵只允许在规定的参数范围内运转。（2）、泵不允许在吐出阀门关闭或关到很小开度下运转，否则导致泵发热，降低寿命。如果泵是安装在一个并联系统中，每台泵都要在特定的参数下运行以保证泵的流量。（3）、泵不能关吸入阀运行，否则使泵发生干转，导致泵零件损坏。（4）泵输送的介质不能含有空气或气体，否则会使泵的流量和扬程不能准确地测出，同时会产生研磨损坏零件。（5）、本型泵不能输送超过0.1%颗粒的介质，否则会降低泵的效率和零件的寿命。（6）、绝对禁止平衡水管堵塞。检查方法：看平衡水管里不流是否畅通，测定平衡水管处温度是否正常。（7）、泵在运转时注意轴承温度，最高温度不得高于70，泵在使用过程中，必须保持油室清洁，并经常注意加润滑油脂或润滑油。（8）、有轴向窜动量的泵，检查泵轴窜动是否在允许范围内。（9）、泵的填料压紧程度可随时调整，调至温升和泄漏量适宜为止。（10）、水泵工作一定时间后进行检修，密封环与叶轮的间隙因磨损超过最大值的两倍时，应更换密封环。（11）、用户可根据现场实际情况及技术水平订出比较细致的操作规程。（12）、开泵以前按6.2条对泵进行开车前检查。2、启泵前检查：（1）、启泵前，检查全部螺栓、管路及仪器仪表引线的联接是否紧固。（2）、检查全部仪表，阀门及仪器是否正常。（3）、检查油位计的油位是否正常。（4）、泵在起动前必须用手转动泵轴，感觉灵活。（5）、检查电动机的转向是否与泵的转向一致。（6）、泵起动前需向泵内注水或抽真空，并关闭出口闸阀及压力表旋塞。3、泵的启动：（1）、泵启动时注意事项：a）、启动时观察压力计和开关的指示，以便调整。b）、泵吸入阀没有完全打开以前不能开泵。c）、启动后，不能使吐出阀关闭或接近关闭较长时间，否则会使泵内液体过热。2、启泵步骤：a）、按6.2条内容进行开车前检查。b）、打开泵的吸入阀和水封水管路的阀。c）、关闭吐出管路的阀，使泵内充满液体。d）、启动电机。接着逐渐打开吐出管路的阀。e）、起动水泵打开压力表、真空表旋塞，逐渐打开出口闸阀到压力表指针指到泵规定参数范围的位置为止，当泵的压力上不来时，立刻停车，以免平衡机构磨损。4、泵运转检查：泵运转后，应立即按6.2条的程序每隔一定的时间检查仪表。以此确定泵的工作是否正常，而且要检查泵的转速。此外，监测泵的流量、扬程、温度及润滑状况。泵在发生故障时，应停泵。且参考第7条泵的故障分析与排除进行维修。5、停泵：（1）、关闭吸入压力计和吐出压力计。（2）、慢慢关闭泵的吐出阀。（3）、关闭电动机。（4）、当泵停稳后，再关闭泵的吸入阀。、故障的分析与排除：故障现象原因分析排除方法1、水泵不吸水、入压力计显示值剧烈波动。注入水泵的水不够。进水管与仪表等处漏气。再往水泵内注水，拧紧堵塞漏气处。2、水泵不吸水、吸入压力计显示高度真空。底阀没有打开或已淤塞，吸水管阻力太大，吸水高度太高。校正或更换底阀，清洗或更换吸水管，降低吸水高度。3、泵出口压力计显示有压力，而水泵不出水。出水管阻力太大，旋转方向不对，叶轮淤塞。水泵零件损坏，转数不够。检查或缩短出水管，检查电机转向，应与泵轴转向一致，清洗叶轮或更换零件，提高转数。4、流量不足。水泵淤塞，密封环磨损过多，转数不足。清洗水泵及管子，更换密封环，提高转数。5、水泵消耗的功率过大。填料压盖压得太紧，填料室发热，泵旋转部分发生磨擦，水泵供水量增加。拧松填料压盖或更换填料，检查泵内各旋转零件并加以修正，调节闸阀降低流量。6、水泵内部声音反常，水泵不上水。流量太大，吸水管内阻力过大，吸水高度过高。在吸水处有空气渗入，所输送液体温度过高。调节闸阀降流量，检查吸水管和底阀，降低吸水高度，拧紧堵塞漏气处，降低输送液体温度。7、水泵振动泵轴与电机轴线不在同一条中心线上，脏物或水浸入轴承。把水泵和电机的轴中心线对准，清洗轴承更换润滑脂、润滑油。8、轴承过热。润滑脂、润滑油干固或脏了，水泵轴与电机轴不在一条中心线上。检查或清洗轴承体，更换润滑脂、润滑油，把轴中心对准。9、平衡水终断，平衡室发热，电机功率增加。水泵在大流量低扬程下运转，平衡盘与平衡环产生研磨。关小出口闸阀至泵的规定参数范围内运转，拆卸平衡盘与平衡环进行检修。、保养、维修：为了保持泵高效稳定的工作状况，泵必须经常保养、维修，维修的项目和每次维修间隔时间取决于泵的工作条件和泵的运行状况。1、泵的维护：定期检查泵的性能（如流量、扬程、振动等）而且要做记录，按这些记录数据去分析泵是否工作正常，是否需要维修，或确定要修的哪一个部位。在一般条件下，如果坚持精确地测试，记录，定期的总结记录，那么每隔几个月就可以得到泵是否需要维修的可靠资料。除在规定时间对泵监测之外，下面的维护是经常的：a）、检查泵底座、泵、电动机是否紧固，如果松动会引起泵的振动。b）、检查仪表、引线的状况，检查管路是否泄漏或松动，或其它形式的损坏，如果需要维修应立即检修。c）、填料压盖不能压得过紧，否则会影响填料的寿命。d）轴承润滑脂每工作100小时加注一次。2、泵的拆卸：（1）、拆卸泵时应注意下列事项：a）、按6.5条停泵程序停泵。b）、将泵壳内的液体放掉。c）、如果轴承部件是稀油润滑时，应将润滑油放掉。d）、拆去防碍拆卸的附属管路，如平衡水管、水封水管等管路和仪器仪表。e）、拆卸泵联轴器。（2）、拆卸