顧橋井田90萬噸新井設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,井田,90,萬噸新井,設(shè)計(jì),cad,圖紙,文檔 6 礦井運(yùn)輸 6.1井下運(yùn)輸系統(tǒng)和運(yùn)輸方式的確定 根據(jù)礦井井下開拓系統(tǒng)和帶區(qū)回采工作面的布置，確定煤炭矸石材料設(shè)備和人員在內(nèi)的運(yùn)輸系統(tǒng)如下： 1．煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)： 綜采工作面的煤炭——區(qū)段運(yùn)輸平巷——運(yùn)輸上山——溜煤眼——運(yùn)輸大巷——井底中央煤倉經(jīng)主井提升至地面 2．設(shè)備材料和人員的運(yùn)輸系統(tǒng)： 副井罐籠中的設(shè)備（材料、人員）——井底車場——運(yùn)輸大巷——軌道上山——運(yùn)料斜巷(進(jìn)風(fēng)行人斜巷)——區(qū)段軌道巷——綜采工作面。 3．矸石運(yùn)輸系統(tǒng)： 工作面出的矸石——區(qū)段軌道巷——運(yùn)料斜巷——軌道上山——運(yùn)輸大巷——井底車場——由副井提至地面。 6.2采區(qū)運(yùn)輸設(shè)備的選型 采區(qū)主要設(shè)備主要包括回采工作面、分帶斜巷的主要運(yùn)煤設(shè)備、矸石、運(yùn)料運(yùn)輸設(shè)備。其設(shè)備類型主要由地質(zhì)特征、開拓系統(tǒng)、開采方法、運(yùn)輸傾角、運(yùn)距、運(yùn)量和瓦斯等條件來決定。各種設(shè)備選型特征如表5－1－1、表5－2－2、表5－1－3所示。 表5－1－1 可彎曲刮板輸送機(jī) 型號 運(yùn)輸能力t/h 出廠長度（m） 電動機(jī) 型號 功率（Kw） 電壓（V） SGD－730/320 700 150 YSB－160 160×2 660/1140 表5－1－2 可伸縮膠帶輸送機(jī)特征表 型號 運(yùn)輸能力t/h 出廠長度（m） 臺數(shù) 輸送帶 與轉(zhuǎn)載機(jī)接頭（m） 儲帶長度（m） 電動機(jī) 臺數(shù) 功率（Kw） 電壓（V） 功率因數(shù) 寬度（mm） 速度m/s DX3鋼繩蕊式 400 600 2 800 2.0 12 80 2 40×2 660/1140 0.86 表5－1－3 順槽轉(zhuǎn)載機(jī)特征表 型號 機(jī)型 出廠長度（m） 小時(shí)運(yùn)量t/h 電動機(jī) 型號 功率（Kw） 電壓（V） SZZ-730/132 雙邊鏈 43 630 KBY550－132 132 1140 6.3大巷運(yùn)輸設(shè)備 6.3.1電機(jī)車的選擇 電機(jī)車的選擇包括電機(jī)車型號，電機(jī)車牽引列車組成計(jì)算和電機(jī)車臺數(shù)而確定。 電機(jī)車粘著質(zhì)量的選擇 礦井年產(chǎn)量 架線式（t） 蓄電池式（t） 配套礦車（t） 說明 0.6 7及以下 8及以下 1.0 固定式礦車 0.6~0.9 7~10 8 1.0~3.0 固定式或底卸式 1.2~1.8 10~14 8 3.0 底卸式或側(cè)卸式 1.8以上 1.8以上 14~20 8~12 底卸式或側(cè)卸式 根據(jù)上表可知，因?yàn)楸镜V是60萬噸的礦井，并且瓦斯含量很大，不能用架線式，所以應(yīng)選用8噸蓄電池式電機(jī)車。 大巷一般采用軌道運(yùn)輸，并選用標(biāo)準(zhǔn)礦車，牽引設(shè)備一般采用電機(jī)車，小型礦井亦可采用無機(jī)繩運(yùn)輸。采區(qū)生產(chǎn)集中礦井一翼走向長度小于3Km，條件適合，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)越時(shí)，可采用膠帶輸送機(jī)。 礦車類型應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力選擇。年生產(chǎn)能力大于90萬噸的礦井，應(yīng)選用底卸式礦車，輔助運(yùn)輸可選用1.5噸固定礦車和平板車，材料車和人車等輔助車輛。年生產(chǎn)能力小于90萬噸的礦井，選用一噸固定式礦車和與之相一致的輔助車輛。根據(jù)以上原則，同時(shí)參考《礦山固定機(jī)械》有關(guān)內(nèi)容，確定選用以下固定設(shè)備。（見表5－1－4、表5－1－5） 表5－1－4 蓄電池式電機(jī)車主要技術(shù)特征表 型號 粘著質(zhì)量（t） 軌距（mm） 軸距（mm） 速度Km/s 配套電機(jī) 外形尺寸 型號 功率（Kw） 電壓（V） XK－6/110-1A 8 600 1100 10.5 ZQ－21 21 110 4500×1060×1550 表5－1－5 礦車主要技術(shù)特征表 名稱 型號 名義載重（t） 最大載重（t） 軌距（mm） 軸距（mm） 緩沖器 外形尺寸（mm） 自重（Kg） 1t固定箱式礦車 MGC 1.1－6A 1 / 600 550 單列彈簧式 2000×880×1150 592 PRC人車 PR4－6 4人 / 600 / / 1900×950×1566 / 1t材料車 MC1－6A 1 2 600 550 單列彈簧式 2000×880×1150 494 6.3.2運(yùn)輸方案的選擇 工作面采出的煤由刮板輸送機(jī)運(yùn)到區(qū)段運(yùn)輸巷，再由膠帶輸送機(jī)和和轉(zhuǎn)載機(jī)運(yùn)到運(yùn)輸大巷，運(yùn)輸大巷的煤由強(qiáng)力鋼蕊式膠帶輸送機(jī)運(yùn)到煤倉。大巷輔助運(yùn)輸可選用1t噸固定礦車運(yùn)矸石，材料車運(yùn)材料和人車運(yùn)人。 6.3.3列車組成的計(jì)算 在確定電機(jī)車粘著質(zhì)量及礦車形式之后，可以根據(jù)運(yùn)輸條件計(jì)算列車組成。列車組成的計(jì)算按三個(gè)條件來確定，分別為：⑴按電機(jī)車的粘著質(zhì)量。⑵按牽引電動機(jī)的允許溫升。⑶按列車的制動條件。分別計(jì)算如下： (1)按電機(jī)車的粘著力條件計(jì)算 以電機(jī)車在最困難的啟動條件下啟動時(shí)，車輪不打滑為計(jì)算依據(jù)。 Qzh ≤ 式中： P——機(jī)車粘著重量，t； Qzh——重車組質(zhì)量，t； ψ——機(jī)車粘著系數(shù)，啟動ψ= 0.24； Wq——重列車起動時(shí)的阻力系數(shù)，取0.0105； I——軌道線路平均坡度 ，i = 3‰； ——列車起動時(shí)的加速度 ，= 0.04m/s2； 所以： ＝99.3（t） (2)按牽引電動機(jī)允許溫升條件計(jì)算 式中： Fch——電機(jī)車長時(shí)牽引力，N； P ——機(jī)車重量 α——電機(jī)車調(diào)車時(shí)的電能消耗系數(shù)，取1.25； T——機(jī)車往返一次的運(yùn)行時(shí)間，min； θ——列車往返一次的運(yùn)行時(shí)間，min； Wzh——重列車運(yùn)行阻力系數(shù)，取0.007； id——等阻力坡度 一般為2‰ ~ 3‰，取2‰； g——重力加速度，取9.8 m/s2； 所以： 其中： 式中： ——列車往返一次的運(yùn)行時(shí)間，min； ——加權(quán)平均運(yùn)距，Km，取1.5Km； ——列車的運(yùn)行速度，Km/h，取10.5 Km/h； 所以： ＝23min θ——列車往返一個(gè)循環(huán)中的休止時(shí)間，min，取θ＝15min； 所以： ＝59.9（t） (3)按列車制動條件計(jì)算 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》，列車制動距離，制動時(shí)不得超過40m。在車組重量計(jì)算時(shí)，一般只按運(yùn)送物料下坡制動不超過40m計(jì)算。 列車開始制動時(shí)速度等于長時(shí)速度，則制動時(shí)的減速度為： 式中： ——機(jī)車長時(shí)制運(yùn)行速度，取=10.5Km/h； ——制動距離 ，運(yùn)送物料時(shí)取40m； 所以： 按制動條件計(jì)算車組重量的最大值是：0.1063 式中： ——重車組質(zhì)量，t； P——機(jī)車重量，t； ψ——機(jī)車制動時(shí)粘著系數(shù),取ψ= 0.17; ——重列車運(yùn)行的阻力系數(shù)，取0.007； I——軌道的平均坡度，取i＝3‰； b——列車制動時(shí)的加速度 m/s2 由此： ＝169.5（t） (4)列車中礦車數(shù)量的確定 式中： ——距三個(gè)約束條件確定的車組質(zhì)量中最小者，t； G、G0——分別為礦車的載重或自重，t； 所以： ＝37.6輛 取Z=30輛 6.3.4電機(jī)車臺數(shù)的計(jì)算 (1)機(jī)車的加權(quán)平均周期運(yùn)行時(shí)間 式中： ——加權(quán)平均運(yùn)距，Km，取1Km； ——重列車的運(yùn)行速度，Km/h，取6 Km/h； ——空列車的運(yùn)行速度，Km/h，取8 Km/h； θ——列車運(yùn)行一個(gè)循環(huán)中休止時(shí)間，min，取5min； 所以： ＝38min (2)每臺機(jī)車每班可能運(yùn)行次數(shù)： γ＝ 次/班 式中： ——一個(gè)工作班內(nèi)的運(yùn)輸工作時(shí)間，運(yùn)人?。?.5h； —機(jī)車的加權(quán)平均周期運(yùn)行時(shí)間，min； 所以： γ＝ ＝11次/班 (3)班產(chǎn)量 Ab＝A1 + A2 +…+ An ， t/班 式中：A1，A2，…，An——各帶區(qū)的班產(chǎn)量，t/班； 因?yàn)橹挥幸粋€(gè)采區(qū)生產(chǎn)，所以： Ab＝A1 ＝2×0.6×170×3.5×1.45×0.95 ＝984t/班 (4)每班所需運(yùn)送貨載總次數(shù) 式中： ——每班矸石產(chǎn)量，t/班； ——生產(chǎn)不均勻系數(shù)，?。?.45； ——一列礦車的礦車數(shù)，取30輛； ——礦車載重，取1t； 所以： ＝9次/班 (5)每班運(yùn)送總次數(shù) 次/班 式中： 取2 所以： ＝9+2＝11次/班 (6)工作機(jī)車臺數(shù) ＝11/11 ＝1臺 取1臺。 (7)備用與檢修臺數(shù) ＝0.25×1 ＝0.25臺 取1臺。 (8)所需機(jī)車總臺數(shù) ＝1+1 ＝2臺 6.3.5帶式輸送機(jī)的計(jì)算 目前，新型高強(qiáng)度帶式輸送機(jī)已普遍使用，其帶強(qiáng)大大超過普通膠帶，帶速由2m/s增至5m/s，運(yùn)輸量提高2倍以上。 （1）帶寬的計(jì)算 a,按設(shè)計(jì)運(yùn)輸生產(chǎn)能力計(jì)算 B=1.1(+0.05) 式中：Q——工作面最大可能產(chǎn)煤量，t; v——膠帶的速度，m/s; y——被運(yùn)物料的堆積密度，t/m; c——輸送機(jī)的傾角系數(shù)，取c=1; B——輸送機(jī)的帶寬，m; 所以： =0.664m<0.8m 滿足要求。 b,按塊度要求計(jì)算帶寬 B≥2a+200 式中，a——物料最大塊度的橫向尺寸，a=300mm; B≥2×300+200=800 mm 也滿足要求。 (2)帶寬的運(yùn)輸能力計(jì)算 A=3600vyck(0.9B-0.05)2 式中：A——帶寬的運(yùn)輸能力，t; v——膠帶的速度，m/s; y——被運(yùn)物料的堆積密度，t/m; k——斷面系數(shù)，取c=0.0906; B——輸送機(jī)的帶寬，m; 所以： A=3600×2×0.9×1×0.0906×(0.9×0.8-0.05)2 =264t/h>180 t/h 能滿足每班產(chǎn)煤要求。 7 礦井提升 7.1礦井提升設(shè)計(jì)的主要依據(jù)和原始資料 該礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為每年60萬噸，年運(yùn)輸矸石12萬t，井下運(yùn)輸大巷中采用膠帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，輔助運(yùn)輸通過1t固定式礦車、人車和材料車來完成。超化礦煤的散體容重為1.3t/m3，礦井工作制度為：一年工作日為330天，每天凈提升時(shí)間14小時(shí)，每天3班作業(yè)，每班工作8小時(shí)。 該礦采用立井直接延伸開拓，第一水平井深370m，第二水平井深670m。 7.2提升設(shè)備的選型計(jì)算 7.2.1主立井提升容器確定 ⑴一次合理提升量 式中： A —— 礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力,t； c —— 提升不均衡系數(shù),箕斗井為1.1～1.15,取1.15； —— 提升富裕系數(shù),第一水平取1.20； t —— 日提升小時(shí)數(shù),取14h； n —— 年工作日數(shù),取330d； —— 一次循環(huán)時(shí)間,s； 其中： H——提升高度，m； 箕斗井： 其中： ——礦井開采水平垂直深度，m； ——卸載水平至井口距離，m，取20m； ——裝載水平至井底車場水平距離，m，取20m； ——最大提升經(jīng)濟(jì)速度，其中； ——加速度，取0.75； U——箕斗在曲軌上減速與爬行所需的附加時(shí)間，取u=10s； ——休止時(shí)間，s，取θ＝8s； 表5-2-2 箕斗休止時(shí)間 箕斗規(guī)格（t） 6及以下 8～9 12 16 20 休止時(shí)間（s） 8 10 12 16 20 所以： ＝370+20+20 ＝410m ＝ ＝8.1m/s ＝79.4s 所以： ＝4 t ⑵選擇提升容器規(guī)格尺寸 根據(jù)Q值及煤的松散容重即可選用6t標(biāo)準(zhǔn)箕斗，根據(jù)表中斗箱有效容積，計(jì)算一次實(shí)際提升量： Q= 式中： 式中： ——煤的松散容重,取,其中1.45為煤的容重,為碎脹系數(shù),取1.1； ——箕斗容積； β——滿度系數(shù)，取0.9； ＝ ＝1.3t/m3 所以： Q= ＝7.7t 根據(jù)箕斗實(shí)際提升量，選擇JDS－6/75×4型多繩摩擦式6t箕斗?；酚行莘e6.6m3，自重7.5t。 7.2.2副立井提升容器的確定 副立井主要擔(dān)負(fù)提升人員、材料、設(shè)備、矸石的任務(wù)。根據(jù)輔助運(yùn)輸設(shè)備和井下矸石量，初步選擇罐籠型號為GDG1/6/2/2型1t礦車雙層單車罐籠，其自重為4.3t，最大載重4.3t。 要求最大班工人下井時(shí)間一般不超過40min，最大班凈作業(yè)時(shí)間，一般不超過5h（包括提人、材料、矸石…），其中升降工人時(shí)間，按工人下井時(shí)間的1.5倍，升降其它人員時(shí)間，按升降工人的20％，提升矸石按日出矸量的50％；升降坑木、支架按日需量的50％。 (1)用提升人員進(jìn)行驗(yàn)算： 式中： ——每罐提升人數(shù)，20人； ——最大作業(yè)班下井人數(shù)，取=100人； ——提升加速度，?。? ＝370+20 ＝390 其中： ——礦井開采水平垂直深度，m； ——卸載水平至井口水平距離，取20m； ——穩(wěn)罐附加時(shí)間，?。?s； θ——上下人員休止時(shí)間，取36s； 所以： ＝480100人 滿足要求。 (2)以最大班凈作業(yè)時(shí)間5小時(shí)驗(yàn)算 ①提矸石每班作業(yè)時(shí)間（小時(shí)） 式中： ——每日矸石提升量，t； ——每次矸石提升量，t； ——循環(huán)時(shí)間，t; =100s 所以： ＝2.8h ＝168min ②升降其他人員的時(shí)間0.2×（min） （60min） ＝12.5min 0.2×＝0.2×17 ＝2.5min ③下坑木、支架按日需量的50%計(jì)算； 取0.3h＝18min ④下炸藥2~4次，取3次；保健車2~4次，取3次；運(yùn)送設(shè)備5~10次，取8次；其他5~10次，取8次； 則：總計(jì)3+3+8+8＝22次 22×100s＝37min 所以： 總作業(yè)時(shí)間為：168+12.5+2.5+18+37 ＝238min ＝4h<5h 滿足要求。 7.3提升鋼絲繩的選擇計(jì)算 立井多繩摩擦式提升，宜采用同向捻的提升鋼絲繩。 ⑴提升鋼絲繩的繩端荷重Qd 箕斗提升時(shí)：Qd＝（Q+Q2）g，N； 罐籠提升時(shí)：Qd＝〔Q2+2（G+G0）〕g，N； 式中： Qd —— 鋼絲繩繩端荷重，N； Q2 —— 罐籠的質(zhì)量，kg； Q—— 一次提升量，kg； 2——每次提升的礦車數(shù)； G—— 礦車中的裝載質(zhì)量，kg； G0——礦車的質(zhì)量，kg； G——重力加速度，9.8N/kg； 所以： 箕斗提升時(shí)：Qd＝（Q+Q2）g ＝（7700+7500）×9.8 ＝148960，N 罐籠提升時(shí)：Qd＝〔Q2+2（G+G0）〕g ＝〔4300+2×（1000+592）〕×9.8 ＝73343，N ⑵鋼絲繩最大懸垂度 Hc＝HH＋Ht＋Hkˊ，m 式中： Hc——尾繩環(huán)的高度，m； HH＝Hg＋1.5s s——提升鋼絲繩的中心距，m； Hg——過卷高度，取6.5m； Ht——提升高度，m； Ht＝Hz＋Hs＋Hx Hz——裝載水平至井下運(yùn)輸水平的高度，取20m； Hx——卸載水平至井口的高度，取20m； Hs——井筒深度，m； Hkˊ——提升容器在卸載位置時(shí)，容器底部至主導(dǎo)輪軸的高度； Hk′=Hr＋Hg＋h＋H2x Hr——容器全高，m； h——導(dǎo)向輪中心距樓板層面高度，h＝0.75R； R——導(dǎo)向輪半徑，m； H2x——主導(dǎo)輪中心至導(dǎo)向輪中心的高度，m； 根據(jù)所選提升容器查表得箕斗全高為12m，罐籠全高為10m。按《煤礦安全規(guī)程》第397條表6規(guī)定，取v＝6m/s時(shí)，過卷高度取6.5m，即Hg＝6.5m。 根據(jù)井筒斷面布置和所選容器得外形尺寸可知，罐籠提升得提升鋼絲繩的中心距為1740mm，箕斗提升的提升鋼絲繩的中心距為1600mm。 根據(jù)主導(dǎo)輪直徑為2.8m查表可知H2x＝5m，且主導(dǎo)輪半徑為R＝1.4m。 ①對于箕斗井： HH＝Hg＋1.5s ＝6.5+1.5×1.6 ＝8.9m Ht＝Hz＋Hs＋Hx ＝20+370+20 ＝410m Hk′=Hr＋Hg＋h＋H2x ＝12+6.5+0.75×1.25+5 ＝24.44m 所以： Hc＝HH＋Ht＋Hkˊ ＝8.9+410+24.44 ＝443.34m ②對于罐籠井： HH＝Hg＋1.5s ＝6.5+1.5×1.74 ＝9.11m Ht＝Hz＋Hs＋Hx ＝20+370+20 ＝410m Hk′=Hr＋Hg＋h＋H2x ＝10+6.5+0.75×1.25+5 ＝22.44m 所以： Hc＝HH＋Ht＋Hkˊ ＝9.11+410+22.44 ＝441.55m ⑶確定鋼絲繩每米質(zhì)量P 箕斗提升： P ，Kg/m 罐籠提升： P ，Kg/m 式中： ——鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度，Pa； ——鋼絲繩密度，Kg/m3； n——鋼絲繩數(shù)目； g——重力加速度，m/s2； ma——提升鋼絲繩的安全系數(shù)； 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定當(dāng)鋼絲繩懸垂長度不大于1200m時(shí)，按下列公式計(jì)算ma： 專為升降物料時(shí)：ma＝7.2-0.0005 人員和物料混合提升時(shí)：ma＝9.2-0.0005 同時(shí)鑒于我國立井多采用抗拉強(qiáng)度為1550N/mm2和1700 N/mm2兩種鋼絲繩，不妨取鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度＝1550N/mm2＝1550×106Pa。查表并計(jì)算可得鋼絲繩密度為9350Kg/m3。 ①對于主井（箕斗井） ma＝7.2-0.0005 ＝7.2-0.0005×443.34 ＝6.98 所以： P ＝1.92 Kg ②對于副井（罐籠井） ma＝9.2-0.0005 ＝9.2-0.0005×441.55 ＝8.98 =1.3 Kg 根據(jù)計(jì)算出的P值，主井提升鋼絲繩決定選用繩6×7股（1+6）繩纖維芯，直徑為24.5mm的鋼絲繩，其參考質(zhì)量為212.90Kg/100m，鋼絲破斷拉力總和為345000N。副井提升鋼絲繩決定選用繩6×19股（1+6+12）繩纖維芯，直徑為23.0mm的鋼絲繩，其參考質(zhì)量為190.30Kg/100m，鋼絲破斷拉力總和為312000N。 ⑷驗(yàn)算鋼絲繩的安全系數(shù) 箕斗提升時(shí)： 7.67>6.98 罐籠提升時(shí)： =12>8.98 所以鋼絲繩的安全系數(shù)均能滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求。 7.4多繩摩擦式提升機(jī)的選擇 提升機(jī)的選擇是在確定主導(dǎo)輪直徑口和鋼絲繩最大凈張力差Fe后，查提升機(jī)特征表確定的。 ⑴主導(dǎo)輪直徑 根據(jù)《安全規(guī)程》規(guī)定，摩擦式提升機(jī)的主導(dǎo)輪直徑D與鋼絲繩直徑d之比應(yīng)符合下列要求： 有導(dǎo)向輪時(shí)：D≥90d 對箕斗井：D/d＝2800/24.5＝114>90 對罐籠井：D/d＝2800/23＝122>90 所以主導(dǎo)輪直徑選D＝2.8m，主、副井均能滿足《安全規(guī)程》的要求。 2 鋼絲繩最大靜張力Ff的計(jì)算，對于等重尾繩及輕尾繩提升系統(tǒng)的Ff。 箕斗提升時(shí)： Ff＝〔Q2+Q+np（Hk′+Ht）+nqHH〕×g N ＝〔7500+7700+4×1.92×（24.44+410）+4×1.92×8.9〕×9.8 ＝157804 N 罐籠提升時(shí)： Ff＝〔Q2+2（G+G0）+np（Hk′+Ht）+n1qHH〕g N ＝〔4300+2×（1000+592）+4×1.77×（22.44+410）+4×1.77×9.11〕×9.8 ＝103980 N ⑶鋼絲繩作用在主導(dǎo)輪上的最大靜張力差Fc 箕斗提升時(shí)： Fc＝〔Q+︱ΔHt︳〕g ＝（7700+0）×9.8 ＝75460 N 罐籠提升時(shí)： Fc=〔4G+(ΔH+1)〕g ＝（4×1000+1）×9.8 ＝39210 N 式中： Δ——提升鋼絲繩與平衡尾繩總單位質(zhì)量之差，對于等重尾繩的提升系統(tǒng)Δ＝0，上式中Δ取其絕對值； 7.5電動機(jī)容量選擇 本部分內(nèi)容，不進(jìn)行運(yùn)的學(xué)和動力學(xué)的計(jì)算，只進(jìn)行近似計(jì)算： 式中： K——礦井提升阻力系數(shù)，箕斗井取1.15，罐籠井取1.2； ——減速器傳動效率，取0.92； P——?jiǎng)迂?fù)荷影響系數(shù)，P＝1.2－1.4； V——提升速度，V＝0.4； P＝ ＝917 Kw 根據(jù)計(jì)算功率選定提升機(jī)型號為：JKM－2.8/4（I），其性能特征如下： 主導(dǎo)輪直徑2.8m，導(dǎo)向輪直徑2.5m，鋼絲繩最大凈張力差為90KN，鋼絲繩允許最大直徑為28mm，最大提升速度11.8m/s，減速器的速比11.5，最大扭距為133KN/m，電動機(jī)功率為1000Kw，最大允許功率計(jì)算值為720Kw，電動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為630r/min，最大轉(zhuǎn)數(shù)750r/min，傳動方式為單電機(jī)傳動。 8 礦井排水 8.1概述 超化井田含水層組主要有寒武、奧陶系長山組和馬家溝組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅰ），太原組下段灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅱ）。 寒武、奧陶系長山組和馬家溝組灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅰ）,單位涌水量q＝0.0013～28.42l/ s.m，滲透系數(shù)K＝0.00174～-0.6866m/d水化學(xué)類型為HCO3-Ca和HCO3-Ca.Mg。太原組下段灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層（Ⅱ）,單位涌水量0.411～6.079 l/s.m，滲透系數(shù)4.884 m/d，地下水化學(xué)類型HCO3-Ca為主。由于以上含水層組受相應(yīng)的隔水層影響，對礦井開采不會帶來大的影響。井下主要涌水來自煤系地區(qū)本身的砂巖裂隙水和斷層裂隙水。 本礦小時(shí)正常涌水量為380m3/h，最大涌水量為500m3/h，井型為年產(chǎn)60萬噸的中型礦井，屬于高瓦斯礦井。礦井主要根據(jù)第一水平情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。 排水系統(tǒng)：主排水設(shè)備設(shè)置在第一水平，第二水平的涌水量由輔助排水設(shè)備排至上一水平的水倉中。然后由主排水設(shè)備排至地面。 8.2排水設(shè)備選型計(jì)算 5.3.2.1水泵型號及臺數(shù) ⑴水泵最小排水量的確定 正常涌水量時(shí)： QB′＝＝1.2Q m3/h 式中： QB′——水泵最小排水量，m3/h； Q——礦井正常涌水量，m3/h； 由此： QB′＝1.2×380 ＝456 m3/h 最大涌水量時(shí)： QBr′＝ ＝1.2 QBr′ m3/h 式中： Qr——礦井最大涌水量，m3/h； 由此： QBr′＝1.2×500 ＝600 m3/h ⑵水泵揚(yáng)程的計(jì)算 式中： ——排水高度，取井筒垂深，m； ——吸水高度，取5m； ——管道效果，豎井取0.89－0.9； 所以： ＝416.7m ⑶水泵形式及臺數(shù)的確定 根據(jù)水泵揚(yáng)程和礦井正常涌水量，從產(chǎn)品樣本中選擇額定值接近所需值的水泵，水泵型號選250D60×7型，額定流量420 m3/h，揚(yáng)程420m，轉(zhuǎn)速1480rpm，吸程5.5m，效率73％，配帶電動機(jī)型號JKZ－1250型，容量1250KW，外形2620×1200×1210，自重3500kg。 水泵臺數(shù)的選擇：根據(jù)《安全規(guī)程》規(guī)定：必須由工作、備用和檢修的水泵。工作水泵的能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的70％。工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量。 正常涌水量工作水泵的臺數(shù)： 式中： ——所選水泵的額定流量，420 m3/h； ＝1.1 ?。?臺。 備用水泵臺數(shù)： ＝70％＝1.4 ?。?臺。 最大涌水量時(shí)水泵工作臺數(shù)： ＝1.4 ?。?臺。 并且＝2<+＝3，滿足要求。 檢修水泵臺數(shù) ＝25％×＝0.5 ?。?臺。 水泵總臺數(shù)為： ＝++ ＝2+1+1 ＝4 臺 8.3管路的確定 ⑴管路趟數(shù)的確定 《安全規(guī)程》規(guī)定必須由工作和備用的水管，其中工作水管的能力應(yīng)配合工作水泵在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的正常涌水量，工作和備用水管的總能力，且能配合工作和備用水泵在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的最大涌水量，因此，設(shè)計(jì)中主排水管敷設(shè)兩趟，一趟工作，一趟備用。 ⑵管徑計(jì)算 排水道管徑： dp′= ，m 式中： v — 排水管流速，v＝1.5－2.2m/s取v＝2m/s； 所以： dp′= ＝0.273m 查表，選用外徑為273mm的標(biāo)準(zhǔn)無縫鋼管，壁厚7mm，內(nèi)徑259mm。 吸水管直徑： ，m； 由此： ＝0.298m 查表，選用外徑為299mm的標(biāo)準(zhǔn)無縫鋼管，壁厚8mm，內(nèi)徑283mm。 由于垂高小于400m時(shí)，可選用壁厚度最薄的一種，且不必驗(yàn)算。 8.4管道特性曲線，確定工況點(diǎn) ⑴最大吸水高度的計(jì)算 ，m 式中： ——產(chǎn)品樣本上給出的允許吸上真空度，m（取額定工況時(shí)的） ——吸水管中流速，m/s； ，m/s ——所選標(biāo)準(zhǔn)吸水管的內(nèi)徑，m； ——吸水管的阻力損失，m； ，m 查表可知，因＝283mm，故＝19.3，＝0.0270，取＝10m 由此： ＝ ＝3.16m 最大吸水高度： ＝ ＝2.18m ⑵求管道特性方程，繪制管道特性曲線 式中： ——排水管阻力損失，m； ——排水管沿程阻力系數(shù)； ——排水管中流速； ，m/s； ——所選標(biāo)準(zhǔn)排水管內(nèi)徑，m； ——排水管上各管件局部阻力系數(shù)之和； ——排水管長度，m； ——泵房里最遠(yuǎn)一臺泵排水管長，取20m； ——斜巷內(nèi)排水管長，取20m； ——井管內(nèi)管長，取井筒深； ——地面上排水管長，取20m； 所以： ＝20+20+370+20 ＝430m 查表，因＝259mm，故＝0.0276。 ＝0.08×4+3.5+8×3+3×1.5+1.14+1×3+5＝41.46 又因?yàn)椋? ＝2.10m/s 所以： ＝19.37m H＝375+1.7×（3.16+19.37+1） ＝415.0m 管道阻力系數(shù)： 式中： ——所選泵的額定流量，m3/h； 所以： ＝3.401× 則管道特性方程為： 取不同的Q值，求得相應(yīng)的值列表如下： Q m3/h 0 100 200 300 400 500 H m 375 378.4 388.6 405.6 429.4 460.0 ⑶確定水泵級數(shù)及工況點(diǎn) 水泵級數(shù)： i＝H/Hk＝415.0/60＝6.91 式中： Hk——所選水泵一級額定揚(yáng)程，m； 由上計(jì)算結(jié)果決定選七級水泵。 工況點(diǎn)參數(shù)：＝412 m3/h，＝0.73，＝93Kw，=435m。 所選的水泵管道特性曲線見圖5－3－3。 圖5－3－2 水泵管道特性曲線 8.5校驗(yàn)計(jì)算 ⑴驗(yàn)算排水時(shí)間及排水管中的流速 正常涌水時(shí)： ＝11.07<20h 最大涌水時(shí)： ＝14.56<20h 排水管中的實(shí)際流速： ＝2.06m/s ⑵校驗(yàn)水泵經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性 經(jīng)濟(jì)性： 式中： ——水泵額定工況時(shí)的效率； 穩(wěn)定性： 式中： H?！昧髁繛榱銜r(shí)一級揚(yáng)程； ⑶驗(yàn)算電動機(jī)功率 （Kw） 式中： — 傳動效率，直連時(shí)＝1； 1.1～1.15 — 富裕系數(shù)：當(dāng)Q≤300m3/h，取1.15； N＝ ＝1153.7<1250 所以電動機(jī)的功率符合要求。