礦井排水沙泵選型:本礦井在主斜井井底附近設(shè)有水倉及主排水沙泵站。礦井涌水通過主排水沙泵站排至地面井下水處理站。設(shè)主、副水倉各一個。主水倉容量為1000m3,副水倉容量為800m3,目前礦井正常涌水60~80m3/h,最大涌水量100 m3/h。現(xiàn)在主水泵房安裝有主運行渾濁水排沙泵(礦用排沙立泵)BSQ180-80*2型流量180m3,揚程160m,電機功率200KW三臺,備用渾濁水排沙泵BSQ110-80*2型流量110立方,揚程160m,電機功率 、160KW二臺,檢修渾濁水排沙泵KL50-50*2型流量50立方,揚程100m,電機功率37KW二臺。
主水泵房與主井口高差為120.46米,與地面消防水池高差為89.46米,礦井水PH值為7,密度為1045kg/m3。井下涌水主要來自于頂板裂隙水,井下涌水量預(yù)測可采用富水系數(shù)法預(yù)測。可按下列計算公式預(yù)測井下涌水量。即: Q=KP,K=Q0/P0 式中:Q0——實際涌水量;P0——實際生產(chǎn)能力;K——富水系數(shù);P—— 核定生產(chǎn)能力;Q——預(yù)計涌水量。 根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,礦井實際產(chǎn)量達到1.2 Mt/a時正常涌水量80 m3/h,最大涌水量為130 m3/h。則:K正常=Q0/P0=80/1.2=66.67 K最大=Q0/P0=130/1.2=108.33 礦井改擴建生產(chǎn)能力達到3.0 Mt/a時,用富水系數(shù)法預(yù)測井下涌水量: Q正常=K×P=66.7×3.0=200 m3/h Q最大=K×P=108.3×3.0=325 m3/h
排水設(shè)備設(shè)計依據(jù)正常涌水量: 200m3/h 最大涌水量: 325m3/h 主斜井井口標高: +1039.96m 泵站底板標高: +980.5m 礦井水處理站附加揚程: 7.5m 礦井地面消防水池附加揚程:25m 排水管路長度:925m
渾濁水排沙泵選型原則:主排水設(shè)備必須有工作、備用、檢修水泵。其中工作水泵的能力為20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水,備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70%,但工作和備用水泵的總能力應(yīng)能在20小時內(nèi)排出礦井水24小時的最大涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%。
渾濁水排沙泵選型計算:
1、正常涌水期,水泵的排水能力 Q0≥Q1=2024zq=1.2q2 1.2×200=240m3/h
2、最大涌水期,水泵的排水能力 Q≥Q2=1.2qmax=1.2×325=390m3/h
3、水泵楊程 HB=HC(1+∂≈Sin12.01.0)=116.3~121.6m 式中∂為干管傾斜敷設(shè)傾角20°HC為水泵揚水高度,HC=井深+井底車場與最底吸水面標高差+排水管出口高出井口高度=60+5+25=90m
4、預(yù)選渾濁水排沙泵根據(jù)計算初選渾濁水排沙泵型號BSQ180-80*2型流量180m3,揚程160m,電機功率200KW轉(zhuǎn)速2950r/min,電壓660/1140V。
5、渾濁水排沙泵臺數(shù)確定:正常涌水量期間水泵臺數(shù) Zr1=2802401=QQ=0.86 最大涌水量期間所需水泵 Zr2=2803902=QQ=1.39 對于正常涌水量大于50m3/h的礦井,其主排水設(shè)備必須有工作、備用和檢修水泵,選用7臺渾濁水排沙泵,3臺工作泵,2臺備用泵,2臺檢修泵。
6、正常涌水量期間一晝夜內(nèi)渾濁水排沙泵工作時間 T2=2802420024×=×QZrqz=17.1h
7、排水管路選型及管路布置:
根據(jù)各涌水期投入的渾濁水排沙泵臺數(shù),可選用二級管路正常涌水期一臺水泵可用一趟管路,最大涌水期間2臺水泵工作,可1臺備用管路,共2趟管路并聯(lián)排水。
1)計算排水管徑 根據(jù)管徑承受的水壓,對于敷設(shè)深度超過200m的排水管路需要采用無縫鋼管。結(jié)合實際情況,主斜井斜長225米,傾角20°,所以選用無縫鋼管。 按經(jīng)濟流速1.75m/s計算排水管內(nèi)徑 dg=360075.114.3280436004×××=⋅dVQπ=0.238m 選用標準管件內(nèi)徑250mm。選用管壁厚度為8mm無縫鋼管故選用Φ200×8無縫鋼管。
6)水泵工況點確定:水泵級數(shù) Xa=eHH=2.7~2.8 選用3級。
主水泵型號確定:按以上同樣的計算過程,得出渾濁水排沙泵BSQ180-80*2每年耗電量為8.7×200KW.h,效率η為0.68每年耗電量為8.45×200KW.h,比離心泵、渣漿泵效率η為0.76;D280-65×2每年耗電量為1.13×106,效率η為0.65比較以上四種普通水泵,BSQ180-80*2型渾濁水排沙泵耗電量最少,效率最高,故選用渾濁水排沙泵3臺。