井巷设计说明书

井巷工程课程设计学院：资源与环境工程学院_班级:采矿工程1002_学号:姓名：指导老师：刘艳章、许梦国设计日期：2013.1_武汉科技大学课程设计I目录1坑内排水设施...............................................11.1矿山排水方案设计及计算...............................11.1.1矿山各中段涌水量...................................11.1.2矿山排水方案........................................11.1.3深部排水能力........................................11.1.4排水设备选择........................................21.1.5排水管径.............................................21.1.6吸水管直径...........................................31.1.7吸水管的实际流速....................................31.1.8排水管与吸水管的选择...............................41.2变电硐室设计...........................................42水泵房尺寸设计............................................42.1水泵房的长度.............................................42.2水泵房的宽度.............................................52.3水泵房基础的近似计算...................................62.4水泵房的高度.............................................62.5水泵房相关硐室..........................................72.5.1吸水井，配水巷和配水井.............................72.5.2管子道..............................................72.5.3泵房通路............................................72.6水仓设计..................................................7武汉科技大学课程设计II3水泵房的支护设计........................................93.1水泵房支护设计..........................................93.2配水巷，吸水井及配水井支护设计.......................93.3管子道与泵房通道支护设计..............................93.4水仓支护设计............................................94水泵房的掘进工程量.....................................105参考文献....................................................12武汉科技大学课程设计1水泵房设计说明书1坑内排水设施1.1矿山排水方案及计算1.1.1矿山各中段涌水量该矿各水平地下总涌水量见表1-1。表1-1各中段矿坑涌水量表矿山名称地表标高(m)水平(m)地下总涌水量Q（m3/d）正常最大湖北某铜矿+38-12529879760-245358012464-285380313810-325464114907要设计的水泵房为-285水平，水泵房所处围岩f=4～6。1.1.2矿山排水方案由于该铁矿矿井深度不大而且涌水量也不大，为了能够减少开拓量，而且使管路敷设简单，管理费用降低，集中排水方案能够满足以上要求。所以采用集中排水方案。1.1.3深部排水能力1）设备必须的排水能力[1]15.190203803201QQm³/h(1-1)m35.3615.53231.1)5.5(hHkH(1-2)根据Q11和H初选水泵型号，确定其流量Q(m33/h)和扬程H(m)。式中Q———矿井正常涌水量，m33/h；k———扬程损失系数。对于竖井，k=1.1；武汉科技大学课程设计2Hhh———井筒深度，m。根据Q和H查表的，选择型号为200D65×6的水泵，流量Q为280m33/h，扬程为369m。2）正常涌水量期间所需水泵的工作台数68.02802038031QQn(1-3)取n=1式中Q———一台水泵的排水能力，m33/h。3）最大涌水量期间所需水泵的工作台数47.22802013810202'QQn(1-4)取n'=3式中Q2————地下总涌水量当最大涌水量大于3倍正常涌水量时，水泵的台数除至少有一台备用外，其余水泵能在20小时内将矿山一昼夜的最大涌水量全部排完，因此'n=4，因此，选择四台此种型号的水泵，在正常涌水量情况下，一台工作，一台维修，两台备用，其中一台的排水能力能在20h内排出一昼夜的正常涌水量，在最大涌水量期间，四台泵同时工作。4）正常涌水量期间一昼夜内水泵工作实际时间h6.132803803nQQT(1-5)1.1.4排水设备选择根据矿山固定手册选择水泵的型号、台数见表1-21.1.5排水管径1）管径计算：m238.075.114.33600280436004dgvQD(1-6)式中Vdd———排水管中的水流速度，m/s。根据有利的排水管流速度取：武汉科技大学课程设计3Vdd=1.5～2.2m/s，这里取Vdd=1.75m/sgD———排水管标准管内径2）排水管管壁厚度计算)(76.02.03780027.23372cmaPPPDKg(1-7)取8mmP—管子内部液体压力kg/cm，10m垂直等于一个大气压Pk—许用应力，对于铸铁管取200kg/cm,焊接钢管取600kg/cm，无缝钢管取800kg/cma———考虑管道受腐蚀及管路制造有误差时的附加厚度，对无缝钢管取1~2mm，这里取a=2mm综上，排水管外径为273mm，壁厚为8mm，内径为257mm表1-2排水设备选择型号流量(m3/h)扬程(m)转速(rpm)吸程(m)效率(％)200D65×62803691480668配带电动机口径(mm)外形尺寸长宽高(mm)重量(kg)型号容量(kw)吸入吸出JSQ1410--45002002003836×1350×139056651.1.6吸水管直径dss=Dgg+25～50=282~307(mm)取299mm(1-8)吸水管直径一般比排水管直径大一级，选取标准管径dss1.1.7吸水管的实际流速武汉科技大学课程设计4s/1.22m285.014.3360028043600422ssdQV(1-9)1.1.8排水管与吸水管的选择1排水管采用YB231-64型Ф273无缝钢管，壁厚为8mm,理论重量52.28kg/m。2趟排水管，1趟工作，1趟备用。排水管总长为1500m。吸水管选用YB-231-64型Ф299无缝钢管，壁厚为8mm。吸水管总长为15m。1.2变电硐室设计1井下变电硐室设在-285m水平水泵硐室一侧，6KV电源从地面变电所取得，井下变电硐室中安装6/0.4KV变压器（560KV）两台，向-285m水平的水泵和其他用电设备供电。经过计算，变电硐室选用直墙三心拱断面形式，硐室宽4.7m，高2.5m，长8m。井筒电缆选用YJV32-3×90电缆2路，一路工作，一路备用。2水泵房尺寸设计中央水泵房由泵房主体硐室、配水巷、管子道及通道组成。中央水泵房和水仓构成了中央排水系统，此次设计的中央水泵房按照吸入式水泵房设计。2.1水泵房的长度m104.2914243264)1(32321AAAAnAnAL（2-1）式中n———水泵台数，台；A1———水泵机组（包括电动机）的总长度，m;A2,A3———泵房两端所需办公、运输、检修及安全间隙等，取2.5~3mA———水泵机组的净空距离，m,一般为1.5～2.0m,取2.0m水泵房的长度取29m，A2=2.696m，A3=3m。2.2水泵房的宽度武汉科技大学课程设计5)(65.49.02)4.0350.1(321mbbbB（2-2）式中b11———水泵基础宽度，m；b22———水泵基础边到轨道一侧墙壁的距离，以通过泵房内最大设备为原则，一般为1.5～2.0m，这里取2m；b33———水泵基础边到吸水井一侧墙壁的距离，一般为0.8～1.5m,这里取0.9m。水泵房的宽度取4.7m，b2=2.05，b3=0.9m。2.3水泵房基础的近似计算水泵基础的长和宽应比水泵底座最大外形尺寸每边约大200mm。大型水泵基础应高于泵地面150～300mm；小型水泵可以固定于岩石上。临时性小型水泵可不设基础。故水泵基础长L=3836+2200=4326mm水泵基础宽B=1350+2200=1750mm所以取水泵基础长为4326mm宽为1750mm基础体积325.4200056655.1)50.2~50.1(mGPVB（2-3）V———基础的容积，3m；BP———垂直往上的作用力BP=G)50.1~0.1(，kg；垂直往下的作用力BP=（1.5~2.5）G，kg；水平力BP=(1.0~1.25)，kg；G———水泵与电动机的重量，kg；———基础容积的比重，=20003/mkg。基础深度武汉科技大学课程设计6mmBLVh573.0236.4750.125.4（2-4）h———基础深度，m；B———基础宽度，m；L———基础长度，m；0.15~0.30m———基础高出水泵房地面的高度这里取0.15m。因此，基础深度为573mm，埋藏深度为423mm。建筑材料采用牌号为C40的水泥以及纯净的砾石和砂子，组成为1：2：4的比例。2.4水泵房的高度水泵房高度应满足检修时起重的要求，一般为3～4.5米。根据水泵工作轮直径ID来确定，若ID≧350mm时，取4.5m；ID≦350mm时，取3.0m。由于水泵工作轮直径ID大于350mm，所以高度选4.5m2。因此，水泵房尺寸为：长×宽×高=29m×4.7m×4.5m2.5水泵房相关硐室2.5.1吸水井，配水巷和配水井吸水井位于主体硐室靠近水仓一侧，净径为1.2～1.5m，深5～6m，取净径1.2m，深5.620m。吸水井上方壁高为1.8～2.2m，取2.0m,采用拱形或顶部配钢梁的矩形断面。配水巷位于吸水井一侧，通过溢水管与配水井和吸水井相连。为了便于施工和清理，配水巷断面为宽1.0～1.2m，高1.8m的半圆拱形，其底板标高高于配水井1.5m，取净宽1.1m，净高1.8m。查根据配水井上部硐室安设配水闸阀的要求，一般配水井的尺寸是平行配水巷方向长2.5～3.0m，取3m，垂直配水巷方向宽为2.0～2.5m，取2.5m，深度5～6m，考虑吸程，取5.620m；配水井上方壁高为1.8～2.2m，取2.0m,采用拱形或武汉科技大学课程设计7顶部配钢梁的矩形断面。配水井井底底板标高应低于水仓底板标高1.5m。考虑到吸水井、配水巷及水仓的清理工作，因此，需设必要的水孔阀，以调节水的流向。水孔与阀门直径，根据流入吸水井水量等于水泵同时工作的排水量来计算，即：)(448.02800268.00268.0mQD式