排水泵选型计算
一、井下排水
根据矿井开拓方式，本矿设计排水系统为一级排水，投产时在+2375m水平标高井底车场设1套井底主、副水仓及排水设施，矿井涌水由井底主、副水仓直接排至+2500m地面消防水池。
（一）、矿井不同时期井下正常、最大涌水量
根据《陇南市武都区龙沟补充勘查地质报告》预测计算，矿井最大涌水量4.5m3/h ，正常值涌水量3m3/h。涌水 PH≤5，管路敷设斜架倾角约 25°，排水垂高129m（地面消防水池+2500m，水泵标高+2375m，再加上井底车场至水仓最低水位距离 4m）。
（二）、设计依据
=3m3/h；
（1）矿井正常涌水量：Q
B
=4.5m3/h；
（2）矿井最大涌水量：Q
max
（3）排高：129m。
（三）、选型计算
1、所需水泵最小流量
Q1= 24Q B/20 = 24×3/20 =3.6（m3/h）
2、所需水泵最大流量
Q2= 24Q max/20 = 24×4.5/20 =5.4（m3/h）
3、排水总高度
h= 排水高度+吸水高度=125+4=129（m）
4、水泵所需扬程的估算。
HB=Hc/ηg(取0. 77∽0. 74) =129 /0.77∽0.74 =168∽175m
5、管路阻力计算
管路阻力按下式计算：
（m）
式中：
Hat—排水管路扬程损失m；
Hst—吸水管路扬程损失m；
λ—水与管壁摩擦的阻力系数，查表D=108mm钢管0.038：
—管路计算长度，等于实际长度加上底阀、异形管、逆止阀、闸阀及其它L
i
部分补充损失的等值长度m，计算长度取值500m；
D
—管道公称直径m;取0.1m；
g
—水流速度，按经济流速取2.0m。
V
d
将各参数代入公式，经计算=38m。管路淤积后增加的阻力系数取1.7，增加的阻力为65m。
6、水泵扬程
淤积前：H=129+38=167m;
淤积后：H=129+65=194m;
（四）、排水泵选择
选择MD12-50×5型矿用多级离心泵，其流量为12m3/h，扬程为250m；配用防爆电机功率30kW、进出口50mm、效率46.5%。
（五）、排水泵的工作、备用、检修台数
选择MD12-50×5型矿用多级离心泵3台，其中1台工作、1台备用、1台检修。
（六）、排水能力、电机功率和吸上真空高度校验
按管路淤积后工况参数校验排水能力，按管路淤积前工况参数校验电机功
率。
1、排水能力
（1）1台工作水泵
20小时排水能力=12×20=240m 3；
24小时最大涌水量=4.5×24=108m 3；
20小时排水能力>24小时正常涌水量.，符合要求。
2、电机功率
（1）水泵的轴功率
66.181000
46.03600105081.9250121000360081.90=???????=I I I H Q N ηγφ 式中：
Q I —水泵工况点对应的流量，m 3/h ；
H I —水泵工况点对应的扬程，m ；
ηI —水泵工况点对应的效率；
γ0—矿井水的比重，一般取1050kg/m 3。
采用淤积前的工况点参数计算电机功率，将淤积前各参数代入公式，经计算水泵轴功率为18.66KW 。
（2）电动机容量
C C N K N ηφ
=
式中：
ηc —传动效率，联轴器连结，取0.98；
K —富裕系数。取1.2；
经计算，N
=22.8kw。
c
所选水泵配套电机30kw，满足要求。
（七）、管路的选择
1、管路趟数的确定。根据《煤矿安全规程》的规定，排水系统必须有工作和备用的水管。工作水泵的能力应能配合工作水泵在20h 内排水矿井24h 的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20h 内排出矿井24h 的最大涌水量。排水管也不得少于 2 趟。
因此，+2375水泵房选用典型的 3 泵 2 趟管路系统，一趟管路工作，一趟管路备用。
2、排水管选择：主要依据是管材所承受的压力。依据井深不超过 200m，采
用热轧￠ /108*4无缝钢管。
（1）排水能力计算：Q=d2×3600πVc/4
Q=100×3600×3.14×2.3/4
Q=65m3/h
符合流量要求
3、吸水管径选择。为了提高吸水性能，防止汽蚀发生，吸水管直径要求一般比排水管直径大一级，流速在 0. 8~1. 5m/s 范围内。因此，吸水管?125×4mm无缝钢管。
（八）排水管选择及敷设
根据以上计算，吸水管选择φ125×4mm钢管，排水管选择两趟φ108×4mm 钢管。
主排水管设两趟，即工作水管和备用水管。正常涌水时期1趟工作，最大涌水时期2趟同时工作，全部水管的能力能在20h内排出矿井24h最大涌水量。
（九）、泵与管路的运行组合
排出矿井正常涌水时，1台水泵工作，使用1趟管路。3台水泵与2趟管路轮换使用。
排出矿井最大涌水时，2台水泵同时工作，各自使用1趟管路，互不影响。3台水泵可使用其中任意2台。
（十）、水泵与水仓的运行组合
主、副水仓之间设有配水巷，3台水泵的吸水管均安设于配水巷。配水巷与主、副水仓间设有闸门，可任意开启或关闭进入配水巷的闸门，从而实现水泵与主、副水仓的组合运行。
（十一）、泵房附属设施
为便于水泵的运输和安装，将轨道直接铺设至水泵房，在每台水泵安装位置上方设置检修梁1根。
每台水泵单独设置配水井1个。为减少阻力，采用无底阀抽水，每个配水井设置金属安全护栏1套，栏高1.2m。每台水泵联轴器设置金属护罩1只。
在水仓出口处设蓖子，防止杂质进入吸水井内；
选用矿用防爆真空电磁起动器对水泵电机进行控制，该设备具有失压、过载、短路、断相、漏电闭锁等保护功能；
泵房内所有电气设备均为防爆型（包括照明灯）；所有带电设备的外壳进行可靠接地。
（一）安全性
1台水泵工作时，20小时排水能力大于矿井24小时最大涌水量；排水能力安全。
排水设备、设施选型过程中，确定的流量、扬程、吸水高度、管径、壁厚等参数，经计算或校验，均有一定的富裕系数，设备或设施能力保障程度可靠，安全性较高。
（二）稳定性
设计选用3台水泵，1台工作，1台备用，1台检修；2趟管路，1趟使用，1趟备用；2回路电源，1回使用，1回备用。确定了排水系统运行的稳定性。
二、水泵房位置及通道
主排水泵房主要由主排水泵硐室、管子道和泵房通道组成，设计布置在一采区井底车场的一侧，底板标高高出井底车场0.5m。主排水泵房设有三个安全出口，其中1个出口与一采区轨道下山相连，连接处高出水泵房地坪面7m以上，并设置平台，平台尺寸应能满足发生事故时运送和安装排水设备。另2个与井底车场相连，与井底车场相连的通道中设置有既能防火又能防水的密闭门。
三、水仓布置及容量
（一）水仓容积
根据设计规范，主水仓容积不低于8小时的正常涌水量：
=8×65=520m3
V=8Q
min
（二）水仓断面及支护型式
水仓采用半园拱形断面，净断面6.6m2,掘进断面8.2m2，砼碹支护。水仓与吸水井及配水巷连接处采用混凝土支护，如有渗水，须在支护材料中加入一定的数量的防水剂，底板采用强度等级30的混凝土铺底。水仓进口处设置蓖子，并对其中的淤泥及时清理，每年雨季前必须清理一次，水仓的空容量必须经常保持在总容量的50%以上。
（三）水仓长度及个数
主水仓长度：L=V/S=520/6.6=78.8m
设计布置两个水仓，以便一个水仓清理时，另一个水仓能正常使用。主水仓长度80m，容量528m3；副水仓长度50m，容量330m3。
详见排水系统图