東山礦一段排水系統可行性方案
一、東山礦現有排水系統狀況
1、排水垂高hc
三水平主排水幫浦房環形管路標高－347m，水幫浦軸標高－349m，排矸井地面水廠標高＋447.026m，地面水塔高度50m，排水垂高為hc=+447.026-(－349)＋50=846.
026m≈850m。
2、管路長度l
三水平**幫浦房環形管路長l1＝100m，環形管路至三水平井筒底長度l2＝200m×2趟=400m，井筒深度l3＝800m×2趟=1600m，排矸井筒地面至地面淨水廠長度l4＝300m×2趟＝400m，施工餘量l5＝500m，則l＝l1+ l2+ l3+ l4+ l5＝100m+400m+1600m+400m+500m=3000m，管路長度為1500m×2趟。
3、三水平排水系統
三水平排水管路為ф245mm,長度310公尺,二趟管路系統排至二水平經過1800公尺大巷到二水平水倉,三水平水倉容積為甲倉1020m3,乙倉為1127m3,三水平的正常湧水量為53m3/h，最大湧水量為56m3/h,三颱水幫浦型號為mds300-65×6,電機功率為500kw×3臺,每天排水10小時。
4、二水平排水系統
二水平排水管路直徑為ф219 mm，長度477公尺，二趟管路系統排至地面洗煤廠，供洗煤用水，多餘的水排至廠外，二水平的正常湧水量為132m3/h，最大湧水量為150m3/h,水倉容積甲倉1350 m3，乙倉950 m3，三颱水幫浦為：mds300-65×8×1臺、200d65×8×1臺、200d65×9×1臺，電機功率710kw×1臺、500kw×1臺、680kw×1臺，每天排水14小時。
二、改造原因
從礦井發展的角度和礦井安全的角度看，由於二水平大巷無人作業，年久失修，有多處大面積冒頂、片幫，一旦造成水堵，將會出現三水平排水系統無法通過二水平的1800公尺大巷排至二水平水倉,勢必將水倒流至三水平而無法排除，最後導致淹井。
三、改造方案
1、管路
由三平**幫浦房—井筒—排矸井地面淨化水廠，管路兩趟。
2、副井絞車
副井絞車型號為hkmэ2×4×1.7型，原蘇聯製造，是淘汰裝置，用途是公升降二水平主排水人員和檢修、更換3臺水幫浦和3臺電動機。隨著一段排水的改造，副井絞車房、二水平**幫浦房的裝置將全部拆除。
四、三水平排水系統改造選型計算
（一）、技術引數：
1、三水平正常湧水量： =132 m3/h
2、三水平最大湧水量： = 150 m3/h
3、排水垂高： =850m
4、從井筒垂直排水：а＝90，sin90=1
5、管路總長度：1500m×2趟
（二）、水幫浦的選擇計算
1、選則工作水幫浦的排水能力，《煤礦安全規程》規定：投入工作的水幫浦的排水能力必須在20小時內排完24小時的正常湧水量，即：
≥×＝×132＝158.4 m3/h
工作水幫浦與備用水幫浦的總能力，能在20小時內排完24小時最大湧水量，即：
≥×＝×150＝180m3/h
2、水幫浦揚程計算
①估算水幫浦必須產生的揚程
=（1＋）＝850（1＋）=850×（1.1～1.12）＝935～952m
② 利用管路效率概念計算水幫浦必須產生的揚程
＝/＝850/（0.9～0.89）＝945～955m
－管路效率，豎直敷設的管路＝0.9～0.89
3、預選水幫浦型式
查水幫浦樣本，根據和，選擇pj200×12型水幫浦，流量：360～480m3/h、揚程：1064.
7～1153.3m，電機功率：2000kw，電機型號：
y5603-4，電壓：6kv
4、確定水幫浦台數
根據《煤礦安全規程》第278條規定：主要排水裝置必須有工作、備用和檢修的水幫浦，工作水幫浦的能力應能在20小時內排出礦井24小時的正常湧水量。備用水幫浦的能力應不小於工作水幫浦能力的70％。
工作和備用水幫浦的總能力就能在20小時內排出礦井24小時的最大湧水量。因此，選用3臺同等能力的水幫浦，其中1臺工作、1臺檢修、1臺備用。
（三）、排水管路選擇計算
1、根據《煤礦安全規程》第278條規定：主要排水裝置必須有工作和備用的水管，其中工作水管的能力應能配合工作水幫浦在20小時內排出礦井24小時的正常湧水量。工作和備用水管的總能力，應能配合工作和備用水幫浦在20小時內排出礦井24小時的最大湧水量。
因此，選用兩趟相同管路。
2、管徑選擇計算：
dp====0.2914~0.2406（m）
dp====0.3147~0.2599（m）
dp====0.3365 ~0.2778（m）
vp－流速，通常取經濟流速vp=1.5~2.2(m/s)
查gb/t 17395-1998查的外徑dp=273mm的無縫管壁厚中有8、10、11、12、14、15、16mm等，取壁厚為δ=14mm
試算，此時dp=273-2×14=245mm,所需壁厚：
δ=0.5dp(-1)+ c=0.5×245(-1)+1.5
=0.5×245×0.11+1.5＝14.975mm
取壁厚為δ=15mm試算，此時dp=273-2×15=243mm,所需壁厚：
δ=0.5dp(-1)+ 1.5
=0.5×243(-1)+1.5
＝0.5×243×0.11+1.5＝14.865mm
與所取δ=15mm相符。
dp－標準管內徑(mm)；
－許用應力，無縫鋼管=80；
c－附加厚度，無縫鋼管取c＝1.0～2.0mm，取c＝1.5mm；
因此，選用ф273×15無縫鋼管，每公尺重95.44kg/m。
五、一段排水系統圖
一段排水系統圖如下
六、費用
1、三水平水幫浦硐室擴建費用
a1=20萬元。
2、管路
管路選用ф273×15無縫鋼管，每公尺重95.44kg/m，管路費用
a2＝95.44 kg/m×1500m×2趟×7元/kg＝2004240元＝200萬元。
3、水幫浦及電動機費用
pj200×12型水幫浦三颱費用為a3=50萬元/臺×3臺＝150萬元
y5603－4型電動機三颱費用為a4=40萬元/臺×3臺＝120萬元
4、啟動裝置、防爆軟啟動櫃等費用
a5=25萬元/套×3臺＝75萬元
5、安裝費用
a6=200萬元
6、工人工資
幫浦房共安設三颱水幫浦，每日三班，每班兩人，每天共需6人，則年工資為
a7＝1500元/人、月×6人×12月＝108000元=10.8萬元。
7、其它費用
取工人工資的30％計算，則其它費用
a8=10.8×30％＝3.24萬元
七、噸煤的排水耗費用
礦井年產量為210萬噸，礦井年產量除上述七項費用總和，得噸煤的排水耗費
s＝=＝＝3.71元/噸
即開採一噸煤，耗於排水裝置方面的費用為3.71元。
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