排水设计

1W3223机巷迎头排水设计一、巷道概况W3223工作面位于钱营孜煤矿一水平西二采区南翼二阶段，工作面机巷设计长度2840m，标高-405～-497m；工作面内褶曲和断层构造发育，整体构造形态呈一轴部位于29与29-30勘探线之间的宽缓向斜（即胡圩子向斜），褶皱构造造成煤层产状变化较大，走向SE13°～SW37°，倾向77～127°，倾角5～21°。二、水文地质条件W3223工作面与W3213工作面位于同一构造单元，水文地质条件相同，故本工作面涌水量可以用W3213工作面实测涌水量进行比拟，估算结果见表。比拟法预算工作面涌水量结果表名称水位降低S值（m）面积（km3²）正常涌水量（m3³/h）最大涌水量（m3）3³/h）W3213647.180.791230W3223494.180.711025综上所述W3223工作面顶、底板砂岩裂隙水正常涌水量为10m3/h，最大涌水量为112m3/h。三、设计目的鉴于以上水文条件，同时又是新区掘进、下山施工，依据《煤矿防治水规定》的要求，为保证施工安全特编制本设计。四、排水系统设计1、下山施工时使用4寸（108mm）无缝钢管进行排水工作，迎头用1台BQS100-77-37/N型潜水电泵向上级水仓排水。2、管路最大经济流速在2.2m/s时，108mm排水管路流量是62m3/h.3、潜水泵与排水管连接处安装逆止阀防止管路里的水回流。4、考虑排水泵供电的可靠性，故选择双回路供电，分别来自W3223机巷1140V动力电源、W3223机巷660V动力电源，选用QBZ—63型水泵自动开关，确保有水开泵，无水停泵。永久水仓因水泵功率较大选用软启动柜。临时排水系统巷道每掘进40m施工一临时水仓，临时水仓均安装3台BQS60-60-22/N（额定排水能力60m3/h，额定扬程60m），紧跟迎头移动，1台与159㎜排水管路连接，1台与108㎜排水管路连接，1台备用。临时水仓间隔120m处接力一次，垂直高度：35m。可利用上山的躲避硐下卧，临时水仓容积不小于4.5m3（规格：长*宽*深=2*1.5*1.5m）。一、水泵的选型计算1、正常涌水量时水泵必须的排水能力QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h2、最大涌水量时水泵必须的排水能力QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h3、水泵扬程的估算H=K(HP+HX)=1.3×35=45.5mHP-排水高度，可取井筒垂高，sin17º×120=35mHX-吸水高度，潜水泵为零K-管路损失系数，斜井倾角＜20º，K=1.3～1.35根据计算所得流量QB及扬程H，查产品样本初步选用BQS60-60-22/N潜水泵，该泵额定排水能力60m3/h，额定扬程60m。考虑在正常涌水量时，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。故选用3台BQS60-60-22/N潜水泵。二、管路的选择计算1、排水管趟数的确定根据设计原则，确定设置2趟管路，1趟工作，1趟备用。2、管材的选择根据斜巷垂高等，确定选用热轧涂层无缝钢管。3、排水管径的计算dp=0.0188VcQ=0.0188260=0.103mQ-水泵额定流量，60m3Vc-管道中水流平均速度，排水管1.5～2.2m/s根据计算选取外径为159㎜，内径150㎜，壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管，外径为108㎜，内径100㎜，壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管。三、校验计算1、排水时间的校验（1）、正常涌水量时水泵每天工作小时数TH=24QH/n1Q=24×20/1×60=8≤20h（2）、最大涌水量时水泵每天工作小时数TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×60=20≤20hn1-正常涌水量时水泵工作台数，1台n2-最大涌水量时水泵工作台数，2台2、排水管流速的计算直径159㎜排水管Vp=Q/900πdp²=60/900×3.14×0.150²=60/63.585=0.94m/s直径108㎜排水管Vp=Q/900πdp²=60/900×3.14×0.100²=60/28.26=2.12m/s接力排水系统斜巷每掘进到240m时，垂直高度：70m，施工接力水仓，每个接力水仓安装3台BQS88-110/2-45/N潜水泵（额定排水能力60m3/h，额定扬程110m），1台与159㎜排水管路连接，1台与108㎜排水管路连接，1台备用。水仓容积不小于15m3，规格：长*宽*深=3.5*3*1.5m，也可用采区上山之间的联巷施工兼作水仓。一、水泵的选型计算1、正常涌水量时水泵必须的排水能力QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h2、最大涌水量时水泵必须的排水能力QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h3、水泵扬程的估算H=K(HP+HX)=1.3×70=91mHP-排水高度，可取井筒垂高，sin17º×240=70mHX-吸水高度，潜水泵为零K-管路损失系数，斜井倾角＜20º，K=1.3～1.35根据计算所得流量QB及扬程H，查产品样本初步选用BQS88-110/2-45/N潜水泵，该泵额定排水能力88m3/h，额定扬程110m。考虑在正常涌水量时，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。故选用3台BQS88-110/2-45/N潜水泵。二、管路的选择计算1、排水管趟数的确定根据设计原则，确定设置2趟管路，1趟工作，1趟备用。2、管材的选择根据斜巷垂高等，确定选用热轧涂层无缝钢管。3、排水管径的计算dp=0.0188VcQ=0.0188288=0.124mQ-水泵额定流量，88m3Vc-管道中水流平均速度，排水管1.5～2.2m/s根据计算选取外径为159㎜，内径150㎜，壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管，外径为108㎜，内径100㎜，壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管。三、校验计算1、排水时间的校验（1）、正常涌水量时水泵每天工作小时数TH=24QH/n1Q=24×20/1×88=5.5≤20h（2）、最大涌水量时水泵每天工作小时数TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×88=13.6≤20hn1-正常涌水量时水泵工作台数，1台n2-最大涌水量时水泵工作台数，2台2、排水管流速的计算直径159㎜排水管Vp=Q/900πdp²=88/900×3.14×0.150²=88/63.585=1.4m/s直径108㎜排水管Vp=Q/900πdp²=88/900×3.14×0.100²=88/28.26=3.1m/s永久排水系统斜巷掘进到600m时，垂直高度：175m，在轨道下山与回风上山之间施工联巷作为永久水仓，容积100m3，安装3台BQS50-300/5-132N潜水泵，扬程270米时流量63m3/h。1台与159㎜排水管路连接，1台与108㎜排水管路连接。2趟管路用闸阀连接形成环形管路，1台备用。一、水泵的选型计算1、正常涌水量时水泵必须的排水能力QB=1.2QH=1.2×20=24m3/h2、最大涌水量时水泵必须的排水能力QB′=1.2Qmxa=1.2×100=120m3/h3、水泵扬程的估算H=K(HP+HX)=1.3×175=228mHP-排水高度，可取井筒垂高，sin17º×600=175mHX-吸水高度，潜水泵为零K-管路损失系数，斜井倾角＜20º，K=1.3～1.35根据计算所得流量QB及扬程H，查产品样本初步选用BQS50-300/5-132N潜水泵，该泵扬程270m时，排水能力63m3/h。考虑在正常涌水量时，1台工作，1台备用，1台检修；最大涌水量时，2台同时工作，1台备用。故选用3台BQS50-300/5-132N潜水泵。二、管路的选择计算1、排水管趟数的确定根据设计原则，确定设置2趟管路，1趟工作，1趟备用。2、管材的选择根据斜巷垂高等，确定选用热轧涂层无缝钢管。3、排水管径的计算dp=0.0188VcQ=0.0188263=0.105mQ-水泵额定流量，63m3Vc-管道中水流平均速度，排水管1.5～2.2m/s根据计算选取外径为159㎜，内径150㎜，壁厚6㎜的涂层热轧无缝钢管为工作排水管，管路上安装2台泵。外径为108㎜，内径100㎜，壁厚4.5㎜的涂层热轧无缝钢管为备用排水管，管路上安装1台泵。2趟排水管用闸阀连接为环形管路。三、校验计算1、排水时间的校验（1）、正常涌水量时水泵每天工作小时数TH=24QH/n1Q=24×20/1×63=7.6≤20h（2）、最大涌水量时水泵每天工作小时数TH=24Qmxa/n2Q=24×100/2×63=19≤20hn1—正常涌水量水泵工作台数，1台n2—最大涌水量水泵工作台数，2台2、排水管流速的计算正常涌水量使用一趟直径159㎜排水管Vp=Q/900πdp²=63×1/900×3.14×0.150²=63/63.585=1.0m/s最大涌水量同时开启2趟排水管Vp=Q/900πdp²=63×2/900×3.14×(0.150²＋0.10²)=126/91.845=1.37m/s西三采区回风下山与轨道下山角度相同，长度相同，故排水设计也与轨道下山一样。恒源煤电股份有限公司钱营孜煤矿西三采区轨道下山排水设计工程名称：西三采区轨道下山排水设计编制单位：西风井项目部持有单位：西风井项目部编制时间：2014年07月21日会审记录西风井编制人审核单位负责人会审人员技术调度安监副总工程师总工程师审批意见15