**煤矿井下排水系统设计
一、设计原则和依据
1、遵循《煤矿安全规程》、《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》、《煤炭工业矿井设计规范》和《煤炭工业小型矿井设计规范》以及其它有关规定；
2、选用取得《煤矿矿用产品安全标志证书》的高效节能产品，安全可靠，技术先进，经济合理；
3、井下主排水采用一级排水系统，在副井井底建立排水泵房，将矿井涌水直接排到地面，根据地测科提供的矿井最大涌水量Q m =55m3/h、正常涌水量Q z =45m3/h，敷设排水管路井筒的井口和井底标高H1=+225m、H2=-110m。排水高度为335m。
二、排水泵站的能力确定
1、最小排水能力计算
（1）、正常涌水量时工作水泵最小排水能力：Q1 =24Q z/20=1。2Q z=1.2*45 m3/h=54 m3/h
（2）、最大涌水量时工作水泵最小排水能力：Q2 =24Q m/20=1。2 Q m =1.2*55 m3/h=66 m3/h
2、水泵扬程估算
H=K(H p+H x)
式中， H p 为排水高度, 且H p= H1- H2,
H x为吸水高度, 估算一般取H x=5m,
K 为管路损失系数,与井筒坡度有关:
立井: K=1.1~1.15,
斜井:当α<20。.时, K=1.3~1.35,
α=20.~30。时, K=1.3~1.25,
α>30。时, K=1.25~1.2.
** 煤矿为斜井，故K=1.3,
H=K(H p+H x)=1.3*340=442m
3、确定水泵台数N
根据计算的Q1、Q2、H,查水泵样本选择水泵,并根据拟选水泵的主要技术参数，初步预计水泵的流量Q b=100m3/h，按《煤矿安全规程》第278条相关规定，计算出水泵房內工作水泵、备用水泵、检修水泵台数。水泵站內水泵总台数N按下面两种情况计算。
(1)、正常涌水量时：N= n1+ n2+ n3
式中，工作水泵台数n1= Q1/Q b, 且n1≥1，当n1不为整数时，其小数应进位到整数。n1= Q1/Q b=54/100=0.54
备用水泵台数n2=0。7 n1，且n2≥1，当n2不为整数时，其小数应进位到整数。n2=0。7n1=0.7*0.54=0.378
检修水泵台数n3=0。25 n1，且n3≥1，当n3不为整数时，其小数应进位到整数。n3=0。25 n1=0.25*0.54=0.13
(2)、最大涌水量时，水泵工作台数n4= Q2/Q b，n4=
Q2/Q b=66/100=0.66
当n4≤ n1+ n2时，则N= n1+ n2+ n3，
当n4≥ n1+ n2时，则N= n4+ n3。
故N4=3
三、排水管路计算和管路布置
1、管路布置原则
（1）、根据《煤矿安全规程》第278条规定，井下排水管路应设工作管路和备用管路。工作管路应能在20h内排出矿井24h正常涌水量，工作管路和备用管路应能在20h內排出矿井24h最大涌水量。
（2）、根据《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》要求，每台水泵均能经两条管路排水，排水管路在泵站內宜作环形布置。
（3）、管路和水泵的匹配，宜一管一泵；如果水泵需要并联工作，一趟管路宜并联2台水泵，即一管二泵，最多不宜超过一管三泵；有时为了控制管内水的流速，1台水泵也可并联二趟管路运行。
（4）、水文地质条件复杂、有突水危险的矿井，视情况在井筒及管子道预留安装排水管位置。
2、管径计算
d p=（Q/900πV ）1/2（m）,
式中: Q—流经管内流量（m3/h）。一管一泵时Q=Q b，一管二
泵时Q=2Q b，以此类推
V—管內水流速度，一般排水管內V=1。5~2。2 m/s ,当d p>200 mm时，可适当增大，但不宜超过2。5 m/s
d p1=18.8{100/(1.5-2.2)}1/2=154-126mm
3、管壁厚度计算
S1=0.5*15{[（800+0.4*36.72）/（800-1.3*36.72）]1/2-1}+0.15=0.45cm
根据计算的d p和S，选择标准无缝钢管。排水管选用φ159*5mm无缝钢管2趟。
四、管路特性计算
单台泵对1趟159管路
依据排水管路特性曲线式Hz=340+0.0035Q2，在MD155-67*6 型泵性能曲线上作管路特性曲线，二者的交点即为水泵的工况点M：Q=100/H=375，η=63%
Pa(kw)
50
40
30
20
60
10
20
30
40
50
η(%)
70
80
6
2
4
(NPSH)r
(m)
60
80
40
H(m)
050100150200
50
40
30
20
10
060
Q
(L/s)
(m /h)
3
性 能 曲 线 图
五、计算电动机的容量：
电动机功率按照《煤矿井下排水设计技术规定》中关于“选择水泵电动机容量应以管路未淤积情况下的水泵轴功率为基础，并留有一定的富裕系数”的规定进行校核。按一管一泵（n=1）运行时水泵工况点对应的Q、H、η计算：水泵的轴功率：N=QHr/102×3600η，
电动机的容量：N d’=KQHr/102×3600ηηm，
式中 K—电动机容量的富余系数，K=1。1~1。2，
ηm—傳动效率，直联取1，联轴节取1。2，
r —矿井水的容重，一般r=1030 kg/m3。
依据上述方法算出电机轴功率：
Q=100m3/h，H=375m，η=63%，
P=100*375*1030/3600*102*0.98*0.63=170kw
选择YB355L1-2型防爆电动机，功率280kw，电压0.66kv，转数2950r/min。电机容量富裕系数：f=280/170=1.6
所选电机满足要求。
六、配电与控制
为降低起动电流，水泵电机采用软启动起动方式，安装在与水泵房相邻的井下中央变电所内。
吉林省********煤矿
井下排水系统设计
**煤矿
2013年5月
建筑给排水系统设计方法和步骤 1．根据建筑物的性质及给定的设计依据。确定室内与室外的给排水方案。 2．在建筑图上布置给排水立管位置。(原则：沿柱、墙角、墙面布置）布置给水干管位置。 3．在建筑图中从给水立管引水到各用水点。从各用水点将排水引入排水立管。 4．在建筑图上布置消火栓箱、消防立管、水平干管及连接消防栓管道和连接消防水泵接合器；消防水箱；消防水泵出水管。 5．绘制给水、消防管网的总系统图和排水、雨水系统图；绘制给排水详图。 6．确定最不利点的配水点及最不利点消火栓。 7．绘制计算简图——总系统图，删去部分连接管。（使得环状管网变成枝状管网计算） 8．确定计算管路，进行管段编号和确定管段流量。 9．列表进行水力计算: 10．确定系统的总水压：H=△Z+∑h+hч 11．排水(雨水)管径按最小管径法和负荷流量法(负荷面积法)查表确定。最后将计算结果标注于图纸上。並按规定布置灭火器。 12．选择生活及消防水泵，满足：Qp>Qx;Hp>H 并使工作点落在高效区内。 13．确定生活及消防水箱容积Vx=10min的室内消防水量（住宅≥6立方米；一般高层≥12立方米；大于50米的高层≥18立方米）並绘制水箱配管图。 14．确定消防水箱的高度（可提供给土建参考）若水箱出口到最不利点消火栓出口高差（高层＜7m；超高层＜15m）需要增设加压稳压设备（泵）。 消火栓系统Q≤5L/S,H——满足最不利点消火栓的灭火要求；
自喷系统Q≤1L/S， H——满足最不利点喷头出水要求。 15．确定生活水池容积；消防水池容积V=(Q内+Q外) X T 並绘制水池配管图注：Q内—室内消防水量 Q外—室外消防水量 T—火灾持续时间 16．作水泵房工艺设计：①作平面布置②绘制管路系统图③统计材料表④写设计说明 17．整理设计图纸，统计总材料表，编写给排水工程设计说明及图纸目录。 18．整理设计计算说明书。 相关规范：《建筑给排水设计规范》；《建筑设计防火规范》
主排水泵选型计算设计 一、概述 本矿井采用主斜井、副立井、回风立井综合开拓方式，主斜井井口标高为+922m，副立井、回风立井井口标高均为+1195m，副立井、回风立井落底标高均为+220m，主斜井与暗主斜井斜交，暗主斜井落底标高为+206m，初期大巷最低点标高为+205m。 根据地质报告，本矿井正常涌水量807m3/h，最大涌水量为1234m3/h，正常涌水量大于120m3/h，最大涌水量大于600m3/h，对照现行《煤矿防治水规定》，属水文地质条件复杂矿井。按照现行《煤矿防治水规定》及《煤矿安全规程》要求，本矿井应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。根据本矿井开拓方式，结合现有成熟的防水闸门产品参数，设置防水闸门抗灾暂无合适的设备，因此设计在正常排水系统基础上配备潜水电泵抗灾排水系统。 二、矿井主排水 （一）设计依据 地质报告提供矿井正常涌水量807m3/h，最大涌水量为1234m3/h，考虑矿井井下洒水和黄泥灌浆析出水增加50m3/h的排水量，因此在设备选型时按正常涌水量857m3/h，最大涌水量为1284m3/h计算；矿井水处理所需要增加15m扬程。 （二）排水系统方案 根据本矿井的开拓布置，矿井涌水量和排水高度等资料，设计对本矿井的排水系统方案进行了比较： 方案一：主排水泵房设置在初期大巷最低点，排水管路沿副立井井筒敷设，将矿井涌水排至地面副立井工业场地，在副立井工业场地设置水处理站。该方案虽然排水管路相对较短，降低了管路投资，但是由于副立井较主井井口标高高出约273m，年排水电费约增加560余万元，且送往井下的洒水管路水压大，需增加管路壁厚，管路投资增加约100万元，综合运营费用较高。 方案二：主排水泵房设置在初期大巷最低点，排水管路沿西大巷→主斜井井筒敷设，将矿井涌水排至主井场地。该方案虽然排水管路较长，管路损失较大，但主井较副立井
煤矿井下供电设计规范-GB--
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煤矿井下供配电设计规范 GB５0４17-２０07 中华人民共和国建设部 ２0０7年05月21日发布２007年12月01日实施 煤矿井下供配电设计规范
GＢ5０417-2007 20０7—0５—21 发布 2007—12—0１实施 中华人民共和国国家建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中华人民共和国国家标准、中国煤炭建设协会主编、中华人民共和国建设部公告第6４6号，建设部关于发布国家标准《煤矿井下供配电设计规范》的公告，现批准《煤矿井下供配电设计规范》为国家标准,编号为 GB50417—２０0７,自２0０7年12月1日起实施。其中,第2.0.1、2.Ｏ.3、2.0.5、2.0.6、2.０.９、4.1.1、４.2．1、４.２.9、5.1.3、5.1．４（４.5．6)、6．1.4、６.3.1(4)、７.１.１、7.1．2、７．１.3、７．１.4、7.1．5、7.2.１、7.2．8 条(款)为强制性条文，必须严格执行。本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。 中华人民共和国建设部二OＯ七年五月二十一日 前言 本规范是根据建设部建标函[2005]12４号文件《关于印发“２０05年工程建设标准制定、修订计划(第二批）”的通知》的要求，由中煤国际工程集团武汉设计研究院会同有关单位共同编制完成的。本规范在编制过程中,编制组认真分析、总结和吸取了十几年来国内外煤矿井下供配电采用新技术、新装备的经验及新的科研成果。所引用的技术参数和指标，是生产实践经验数据的总结。特别是高产高效工作面近几年发展较快，其供配电系统有了比较成熟的运行实践经验。编制组广泛征求了有关单位意见,经反复修改，最后经审查定稿。本规范共8 章，内容涉及煤矿井下供电的各个方面，主要包括: 总则、井下供配电系统与电压等级、井下电力负荷统计与计算、井下电缆选择与计算、井下主(中央)变电所设计、采区供配电设计、井下电气设备保护及接地、井下照明等。适用于煤矿井下供电设计咨询的各个阶段。本规范以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责日常管理,由中煤国际工程集团武汉设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验,如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议寄交中煤国际工程集团武汉设计研究院（地址：湖北省武汉市武昌区武珞路44２号，邮编:4300６4)，以便今后修订时参考。 本规范主编单位、参编单位和主要起草人。主编单位：中煤国际工程集团武汉设计研究院，参编单位：煤炭工业郑州设计研究院、煤炭工业合肥设计研究院，主要起草人：张建民周秀隆于新胜刘兴晖刘建平马自玫张焱杨敢李明胡腾蛟周桂华杨晓明 目次 1．总则
1. 水泵的选型 ............................................................................................................................- 2 - 1.1水泵必须的排水能力....................................................................................................- 2 - 1.2水泵必须的扬程............................................................................................................- 2 - 1.3 所选水泵级数为...........................................................................................................- 2 - 1.4 校验水泵的稳定性.....................................................................................................- 2 - 1.5水泵台数的确定............................................................................................................- 2 - 1.5.1工作水泵台数....................................................................................................- 2 - 1.5.2备用水泵台数....................................................................................................- 2 - 1.5.3 检修水泵台数...................................................................................................- 2 - 2. 管路的选择计算 ....................................................................................................................- 3 - 2.1、管路趟数的确定.........................................................................................................- 3 - 2.2、管路在泵房中的布置.................................................................................................- 3 - 2.3、管材的选择.................................................................................................................- 3 - 2.4、管径的计算.................................................................................................................- 3 - 2.4.1排水管内径........................................................................................................- 3 - 2.4.2吸水管内径........................................................................................................- 3 - 2.5、排水管壁的验算.........................................................................................................- 3 - 3. 管路特性计算 ........................................................................................................................- 3 - 4. 吸水高度Hx的计算 ..............................................................................................................- 4 - 5. 校核计算 ................................................................................................................................- 5 - 5.1汽蚀性校核....................................................................................................................- 5 - 5.2经济性校核....................................................................................................................- 6 - 5.3排水时间的校核............................................................................................................- 6 - 5.3.1 正常涌水量时，水泵每天工作小时数...........................................................- 6 - 5.3.2 最大涌水量时，水泵每天工作小时数...........................................................- 6 - 6. 电动机容量的验算 ................................................................................................................- 6 - 7. 电耗量计算 ............................................................................................................................- 6 - 7.1年电耗量........................................................................................................................- 6 - 7.2吨水百米电耗................................................................................................................- 7 -参考文献 ......................................................................................................................................- 8 -
矿井主排水系统毕业设计 第一章矿井概况 一、矿井简介 该矿井属于某煤田——河流区域，最高海拔+170米左右，平原最低标高+110左右，井田内多为缓岗丘陵，堆积平原和玄武岩地相间，该河蜿蜒蛇曲，横贯井田南部为老年期河流，沿河两侧有大片沼泽湿地，河宽10～15米，坡度2.6%河深1～2米，平均流量0.77米3/秒，最小流量0.23米3/秒，最大流量（暴雨后）0.85米3/秒。除此主干流外，还有季节冲沟，本区最高洪水位标高为+125米。 矿井东南为背斜构造，地层倾角最大60度左右，中西部有不明显褶皱，倾角一般10～18度，区内断层共11层，其中除F11逆断层外，F1～F10均为正断层，断层落差最大120～150米，最小为0～17米。 二、水文地质 1、第四系孔隙含水层 该河在本区段上游以粗砂含水层为主，分选性和渗透性较好，含水丰富，其厚30米以上，最宽分布2100米，分选
性和渗透性由上游逐渐减弱，该河下游以灰色砾砂为主，分选性与渗透性均好，含水丰富，含水层厚度平均为15米最厚25米，分布宽1100米，水力性质为潜水，埋在地表0.6米以下，水位1.2米左右，砾砂层含水层与煤系地层直接接触，二者的联系是密切的。 2、侏罗系含水带 从水文地质条件和地貌来看，西部为补给区，东部为排泄区，当地下水流到大中沟时，在低洼处，形成上升泉排泄于地表，东区侏罗系含水带划分为： 1）裂隙含水带，分布在120米以上，主要由中粗沙层组成，强化风隙含水带裂隙发育，含水丰富。 2）孔隙含水带，含水带在120米以下，即位于强风化裂隙含水带以下，但二带无明显界限，孔隙含水带单位涌水量在0.04～0.064升/秒.米，地下水受到到控制，总的规律是由西向东流。 3）自垩系隔水带 岩性为灰绿色岩，全区分布厚度不一，在背斜轴部岩基附近厚305米，两冀其它部分，平均厚160米，最低处为18.6
1 总则 1.0.1 本条明确了《煤矿井下供电设计规范》（以下简称“本规范” ）的指导思想和制定本规范的目的。 1.0.2 规定了本规范的适用范围。 1.0.3 技术创新是工程设计的灵魂，只有不断创新和进步，在矿井建设中使用安全可靠的新设备、新器材，才能不断促进矿井的安全生产，不断提高矿井建设的经济效益；设计规范是工程实践的总结，当设计规范的某些条款明显落后于工程实践时，工程设计可以有条件地、慎重地突破规范的规定，及时采用经工程实践证明是成熟可靠的新技术。
2 井下供配电系统与电压等级 2.0.1本条文对突然中断供电可能造成重大的人身伤亡或经济财产损失的井下主排水设备、人员提升设备等规定按一级负荷要求供电。为一级负荷供电的两个电源及线路，要求在任何情况下都不至于同时受到损坏，以确保供电的连续性，从而保证主排水设备、人员提升设备等的正常运转，这是必须满足的条件。 2.0.2本条文对突然中断供电可能造成生产秩序混乱或较大经济财产损失的井下主要生产设备等规定按二级负荷要求供电。二级负荷要求 在条件许可时应尽量采用两回电源线路供电，但并不要求回电源线路 必须来自两个电源；在条件不具备时，第二路电源线路可引自其他二级负荷用电设备处或采用单回专用电源线路供电。 2.0.3井下主（中央）变电所主要向井下主排水泵房的一级用电负荷和主要生产负荷供电，要求供电可靠、电能充足。所以，要求供电电源线路不少于2回，且当任一回路停止供电时，其余回路的供电能力应能承担井下全部负荷的用电要求。 2.0.5本条文之所以规定井下供电的变压器或向井下供电的变压器或发电机中性点不直接接地，是因为变压器或发电机中性点直接接地系统存在以下问题：1 .人身触电电流太大。在变压器中性点直接接地系统中，人身触 电电流为： U? I o= R Z +R r 在人身电阻Rr （=1000Q）不变情况下，由于井下环境潮湿，中性点接地电阻FZ 一般都小于2Q,因此，井下人身触电电流I①都远大于30mA 的安全触电电
煤矿排水系统设计精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
主排水泵选型计算设计 一、概述 本矿井采用主斜井、副立井、回风立井综合开拓方式，主斜井井口标高为+922m，副立井、回风立井井口标高均为+1195m，副立井、回风立井落底标高均为+220m，主斜井与暗主斜井斜交，暗主斜井落底标高为+206m，初期大巷最低点标高为+205m。 根据地质报告，本矿井正常涌水量807m3/h，最大涌水量为1234m3/h，正常涌水量大于120m3/h，最大涌水量大于600m3/h，对照现行《煤矿防治水规定》，属水文地质条件复杂矿井。按照现行《煤矿防治水规定》及《煤矿安全规程》要求，本矿井应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。根据本矿井开拓方式，结合现有成熟的防水闸门产品参数，设置防水闸门抗灾暂无合适的设备，因此设计在正常排水系统基础上配备潜水电泵抗灾排水系统。 二、矿井主排水 （一）设计依据 地质报告提供矿井正常涌水量807m3/h，最大涌水量为1234m3/h，考虑矿井井下洒水和黄泥灌浆析出水增加50m3/h的排水量，因此在设备选型时按正常涌水量857m3/h，最大涌水量为1284m3/h计算；矿井水处理所需要增加15m扬程。 （二）排水系统方案 根据本矿井的开拓布置，矿井涌水量和排水高度等资料，设计对本矿井的排水系统方案进行了比较：
方案一：主排水泵房设置在初期大巷最低点，排水管路沿副立井井筒敷设，将矿井涌水排至地面副立井工业场地，在副立井工业场地设置水处理站。该方案虽然排水管路相对较短，降低了管路投资，但是由于副立井较主井井口标高高出约273m，年排水电费约增加560余万元，且送往井下的洒水管路水压大，需增加管路壁厚，管路投资增加约100万元，综合运营费用较高。 方案二：主排水泵房设置在初期大巷最低点，排水管路沿西大巷→主斜井井筒敷设，将矿井涌水排至主井场地。该方案虽然排水管路较长，管路损失较大，但主井较副立井井口低273m，排水设备工况扬程低，水泵级数少，设备投资省，电耗低。 经上述综合分析比较，设计推荐本矿井排水系统采用布置合理，综合运营费用低的方案二，即主排水泵房设置在初期大巷最低点，井下涌水由主井排出方案。 （三）矿井主排水泵房排水设备 1、设计依据 根据确定的排水系统方案，本矿井主排水泵房设置在+205m水平副立井井底车场附近的初期大巷最低点，排水管路经管子道、沿主斜井井筒敷设至地面。 地质报告提供矿井正常涌水量807m3/h，最大涌水量为1234m3/h，考虑矿井井下洒水和黄泥灌浆渗水增加水量50m3/h，因此在设备选型时按正常涌水期排水量857m3/h，最大涌水期排水量为1284m3/h计算；初期大巷最低点标高+205m，主斜井井口标高+922m，排水垂高715m，考虑矿井水处理所需要增加的15m扬程后，排水总垂高为732m，排水管路敷设长度约5800m。
龙岩学院资源工程学院 课程设计 题目：矿井排水设备选型设计 姓名：xxx 学号：xxxxx 班级：采矿工程 年级 : 2010级 指导老师 :xxxxx老师 2013-7
矿井排水选型设计 1、设计题目 某矿正常涌水量为210m3/h，最大涌水量为290m3/h，矿水为中性、密度为1050kg/m3，竖井排水，井深200m，试选择水泵型式，确定台数，确定排水系统，选择管径、管材，验算排水时间，判别工作稳定性。 2、矿井排水系统确定 矿井主要根据第一水平情况进行设计，采用集中排水系统，对其它水平只作适当地数目。 矿井排水系统见图3－1。 图3－1 矿井排水系统简图 排水系统：主排水设备设置在第一水平，第二水平的涌水量由辅助排水设备排至上一水平的水仓中。然后由主排水设备排至地面。 3、排水设备选型计算 1水泵型号及台数 ⑴水泵最小排水量的确定 正常涌水量时：
Q B ′＝ 2420 Q ＝1.2Q m 3/h 式中： Q B ′——水泵最小排水量，m 3/h ； Q ——矿井正常涌水量，m 3/h ； 由此： Q B ′＝1.2×210 ＝252 m 3/h 最大涌水量时： Q Br ′＝2420 r Q ＝1.2 Q Br ′ m 3/h 式中： Q r ——矿井最大涌水量，m 3/h ； 由此： Q Br ′＝1.2×290 ＝348 m 3/h ⑵水泵扬程的计算 'P X B g H H H η+= 式中： P H ——排水高度，取井筒垂深，m ； X H ——吸水高度，取5m ； g η——管道效果，竖井取0.89－0.9； 所以： '40050.9 B H += ＝450m ⑶水泵形式及台数的确定 根据水泵扬程和矿井正常涌水量，从产品样本中选择额定值接近所需值的水泵，水泵型号选250D60×7型，额定流量330 m 3/h ，扬程420m ，转速1480rpm ，吸程6.2m ，效率73％，配带电动机型号JKZ －1250型，容量850KW ，外形2620×1200×1210，自重3500kg 。 水泵台数的选择：根据《安全规程》规定：必须由工作、备用和检修的水泵。工作水泵的能力，应能在20h 内排出矿井24h 的正常涌水量。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70％。工作和备用水泵的总能力，应能在20h 内排出矿井24h 的最大涌水量。
煤矿井下供电设计指导书 （综采篇） 引文：本指导书主要依据GB50417-2007《煤矿井下供配电设计规范》中相关内容进行编制，严格执行《煤矿安全规程》、《煤炭工业设计规范》、《煤矿井下供电设计技术规定》中的有关规定。 第一章井下综采供电设计概述 1、根据地质资料、巷口平面图以及采煤工艺，确定巷道及其设备布置，采煤方法，主要运输设备。 2、根据通风系统的要求，为确保工作面回采过程中通风系统的稳定，选择合适的通风方式，以及局扇通风设备。 3、根据工作面位置确定电源的取向，以及电压等级的确定。 表3 煤矿常用的电压等级及用途
4、根据地质部门提供的水文资料，选择排水设备。 第二章 井下电力负荷统计及计算 我矿工作面均为高产高效工作面，根据工作面基本参数，结合综采配套设备重新定型，电力负荷计算应符合下列规定： 1、能够较精确计算出电动机功率的用电设备，直接取其计算功率； 2、其他设备，一般采用需要系数法计算。 S= cos d K Pe φ ?∑ 式中：S —工作面的电力负荷视在功率（kV A ） ∑Pe—参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd —需用系数 Kd = r Klo Kt ηη ?? Klo —同时系数。该工作组在最大负荷时，工作着的用电设 备容量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt —负荷系数。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备 实际所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数，取0.74 r η—线路供电效率。线路末端功率与始端功率之比，一般 为0.95～0.98。
η—用电设备在实际运行功率时的效率,取0.9 cos Φ—加权平均功率因数,取0.85 第三章 变压器的选型 变压器是供电系统中的主要电气设备，对供电的可靠性、安全性和经济性有着重要意义，如果变压器容量选择得过大，不仅使设备投资费用增加，而且变压器的空载损耗也将过大，促使供电系统中的功率因数值减小；如果变压器容量选择得过小，在长期过负荷运行情况下，铜损将增大，使线圈过热而加速老化，缩短变压器寿命，既不安全也不经济。因此，正确的计算负荷和选用变压器是井下供电设计中的重要组成部分，必须予以重视。我矿根据多年来的实践经验，整合了一套计算方法，供有关单位及技术人员参考。 一、根据变压器二次侧实际工作负荷容量来计算 S b = cos d K Pe φ ?∑ 可知 式中:Sb —变压器计算容量,KV A ∑Pe—参加计算的所有用电设备额定功率之和,KW Kd —需用系数 Kd = r Klo Kt ηη ?? Klo —同时系数。该工作组在最大负荷时，工作着的用电设备容 量与该组用电设备总容量之比称为同时系数 Kt —负荷系数。该设备组在最大负荷时，工作着的用电设备实际 所需功率与工作着的用电设备总功率之比称为负荷系数，取0.74
主排水泵选型计算设计 、概述 本矿井采用主斜井、副立井、回风立井综合开拓方式，主斜井井口标高为+922m， 副立井、回风立井井口标咼均为+1195n,副立井、回风立井落底标咼均为+220m主斜井与暗主斜井斜交，暗主斜井落底标高为+206m初期大巷最低点标高为+205m 根据地质报告，本矿井正常涌水量807m3/h，最大涌水量为1234m3/h,正常涌水量大于 120nVh，最大涌水量大于600nVh，对照现行《煤矿防治水规定》，属水文地质条件复杂矿井。按 照现行《煤矿防治水规定》及《煤矿安全规程》要求，本矿井应当在井底车场周围设置防水闸门，或者在正常排水系统基础上安装配备排水能力不小于最大涌水量的潜水电泵排水系统。根据本矿井开拓方式，结合现有成熟的防水闸门产品参数，设置防水闸门抗灾暂无合适的设备，因此设计在正常排水系统基础上配备潜水电泵抗灾排水系统。 二、矿井主排水 （一）设计依据 地质报告提供矿井正常涌水量807nVh，最大涌水量为1234nVh，考虑矿井井下洒水和黄泥灌浆析出水增加50m3/h 的排水量，因此在设备选型时按正常涌水量857m3/h ，最大涌水量为1284nVh计算；矿井水处理所需要增加15m扬程。 （二）排水系统方案 根据本矿井的开拓布置，矿井涌水量和排水高度等资料，设计对本矿井的排水系统方案进行了比较： 方案一：主排水泵房设置在初期大巷最低点，排水管路沿副立井井筒敷设，将矿井涌水排至地面副立井工业场地，在副立井工业场地设置水处理站。该方案虽然排水管路相对较短，降低了管路投资，但是由于副立井较主井井口标高高出约273m年排水电 费约增加560余万元，且送往井下的洒水管路水压大，需增加管路壁厚，管路投资增加约100万元，综合运营费用较高。 方案二：主排水泵房设置在初期大巷最低点，排水管路沿西大巷一主斜井井筒敷设，将矿井 涌水排至主井场地。该方案虽然排水管路较长，管路损失较大，但主井较副立井 井口低273m排水设备工况扬程低，水泵级数少，设备投资省，电耗低 经上述综合分析比较，设计推荐本矿井排水系统采用布置合理，综合运营费用低的方案
某煤矿（整合0.15Mt/a）供电设计 （仅供参考） 第一节供电电源 一、供电电源 某煤矿矿井双回路电源现已形成，其中：一回路电源由1#变电所10kV直接引入，LGJ-70型导线，距离矿区7公里；另一回路电源由2#变电所10kV直接引入，LGJ-120型导线，距离矿区20公里。 第二节电力负荷计算 经统计全矿井设备总台数84台，设备工作台数66台；设备总容量1079.64kW，设备工作容量696.34kW，计算负荷为： 有功功率：513.24 kW 无功功率：425.94 kVar 自然功率因数COSΦ＝0.77 视在功率：666.96 kVA 考虑有功功率和无功功率乘0.9同时系数后： 全矿井用电负荷 有功功率：461.92 kW 无功功率：383.35 kVar 功率因数COSΦ＝0.77 视在功率：600.27 kVA 矿井年耗电量约243.89万kW·h，吨煤电耗约16.26kW·h/t。 负荷统计见表1。 第三节送变电 一、矿井供电方案 根据《煤矿安全规程》要求，矿井应有两回电源供电，当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应能担负矿井全部负荷。根据本矿井现有的电源条件，设计在本矿井工业场地内建10kV变电所。两回10kV电源分别引自10kV 1#变电所
和2#变电所。 二、10kV供电线路 设计对线路导线截面，按温升、经济电流密度、线路压降等校验计算如下： 1、根据经济电流密度计算截面积 导线通过的最大电流：（两回10kV线路，当一回故障检修时，另一回10kV线路向本矿供电时，导线通过的电流最大） I j＝P／（3UcosΦ）＝513.24／（1.732×10×0.77）＝38.5A 导线经济截面： S＝I j／J＝38.5／0.9＝42.8mm2（J为经济电流密度） 通过计算，实际选用的钢芯铝绞线截面满足要求。 2、按电压降校验 由10kV1#变电所和2#变电所向本矿工业场地10kV变电所供电的两回10kV线路供电距离分别为7km和20km，正常情况下两回线路同时运行，当两回10kV线路中一回线路事故检修时，由另外一回10kV线路向本矿供电。按正常情况及事故情况对两回电源线路分别做电压降校验如下：1）正常情况下 两回10kV线路同时运行，线路电压损失： ⑴1#变电所10kV供电线路电压损失： ΔU％＝Δu％PL／2 ＝0.745×0.51324×7／2 ＝1.34％。 线路能满足矿井供电。 ⑵2#变电所10kV供电线路电压损失： ΔU％＝Δu％PL／2 ＝0.555×0.51324×20／2 ＝2.85％。 线路能满足矿井供电。 2）事故情况下 单回10kV供电线路电压损失： ⑴1#变电所10kV供电线路电压损失：
矿井主排水系统设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
第一章矿井概况 一、矿井简介 该矿井属于某煤田——河流区域，最高海拔+170米左右，平原最低标高+110左右，井田内多为缓岗丘陵，堆积平原和玄武岩地相间，该河蜿蜒蛇曲，横贯井田南部为老年期河流，沿河两侧有大片沼泽湿地，河宽10～15米，坡度%河深1～2米，平均流量米3/秒，最小流量米3/秒，最大流量（暴雨后）米3/秒。除此主干流外，还有季节冲沟，本区最高洪水位标高为+125米。 矿井东南为背斜构造，地层倾角最大60度左右，中西部有不明显褶皱，倾角一般10～18度，区内断层共11层，其中除F11逆断层外，F1～F10均为正断层，断层落差最大120～150米，最小为0～17米。 二、水文地质 1、第四系孔隙含水层 该河在本区段上游以粗砂含水层为主，分选性和渗透性较好，含水丰富，其厚30米以上，最宽分布2100米，分选性和渗透性由上游逐渐减弱，该河下游以灰色砾砂为主，分选性与渗透性均好，含水丰富，含水层厚度平均为15米最厚25米，分布宽1100米，水力性质为潜水，埋在地表米以下，水位米左右，砾砂层含水层与煤系地层直接接触，二者的联系是密切的。 2、侏罗系含水带
从水文地质条件和地貌来看，西部为补给区，东部为排泄区，当地下水流到大中沟时，在低洼处，形成上升泉排泄于地表，东区侏罗系含水带划分为： 1）裂隙含水带，分布在120米以上，主要由中粗沙层组成，强化风隙含水带裂隙发育，含水丰富。 2）孔隙含水带，含水带在120米以下，即位于强风化裂隙含水带以下，但二带无明显界限，孔隙含水带单位涌水量在～0.064升/秒.米，地下水受到到控制，总的规律是由西向东流。 3）自垩系隔水带 岩性为灰绿色岩，全区分布厚度不一，在背斜轴部岩基附近厚305米，两冀其它部分，平均厚160米，最低处为米，单位涌水量为升/秒.米，所以视为隔水层。 3、矿床充水 1）地表水对矿床充水，该河由西向东横贯全区，它的注入是矿井充水的主要补给合源。 2）地质构造对矿床充水的影响，主干断层F10伴生几条高度正断层，是沟通第四系含水层的煤系地层，含水层的良好通道，容易对矿井造成突然涌水和增大涌水量。 3）大气降水，大气降水是地下水主要来源，砾砂含水层和玄武岩覆盖层裂隙发育是大气降水渗入补给的良好通道。 4）煤系地层顶部80米以上岩石含水性强，区内百分之百的涌水部位多数岩性是中性粗砂岩，开采时要防止突然涌水。 第二章矿井主排水设备选择计算
一、负荷计算与变压器选择 工作面电力负荷计算是选择变压器和移动变电站台数、容量的依据，也是配电网络计算的依据之一。 1、负荷统计 按表1-1内容，把工作面的每一种负荷进行统计。 表1-1 工作面负荷统计表格式 平均功率因数计算公式： en e e en en e e e e pj P P P P P P ++++++=...cos ...cos cos cos 212211???? 加权平均效率计算公式：
en e e en en e e e e pj P P P P P P ++++++=......212211ηηηη 注：负荷统计表的设计参考北京博超公司的负荷统计表的设计 2、负荷计算 1）变压器需用容量b S 计算值为： pj e x b P K S ?cos ∑= ()KVA 2）单体支架各用电设备无一定顺序起动的一般机组工作面，按下式计算需用系数： ∑+=e x P P K max 714 .0286.0 3）自移式支架，各用电设备按一定顺序起动的机械化采煤工作面，按下式计算需用系数： ∑+=e x P P K max 6 .04.0 max P ——最大一台电动机功率，kw 。
井下其它用电设备需用系数及平均功率因数表
二、高压电缆选择计算和校验 1、按长时负荷电流选择电缆截面 长时负荷电流计算方法：pj pj e x e g U k P I η?cos 3103 ??= ∑ ∑e P ——高压电缆所带的设备额定功率之和kw ；（见变压器负荷统计中的结果） x k ——需用系数；计算和选取方法同前。（见变压器负荷统计中的结 果） e U ——高压电缆额定电压(V) V 10000、V 6000； pj ?cos ——加权平均功率因数； （见变压器负荷统计中的结果） pj η——加权平均效率。0.8-0.9 2、电缆截面的选择 选择要求是： g y I KI ≥ ―> 长时最大允许负荷电流应满足： K I I g y ≥，初步筛选出符合条件 的电缆 g I ——电缆的工作电流计算值，A ； y I ——环境温度为C o 25时电缆长时允许负荷电流，A ； K ——环境温度校正系数。
煤矿井下排水自动控制系统 设 计 方 案
一、总则 本方案就是针对煤矿井下主排水系统远程数值化集中控制技术要求,并充分考虑其先进性、安全性、可靠性、经济性及安装、使用与维护的方便而设计。 (一)设计依据 (1)设计方案根据使用方提出技术要求作出。 (二)设计原则 (1)控制系统由地面控制中心,监控分站与工业电视监视组成。 (2)解决就地控制存在的事故隐患,减少各设备之间相互脱节、无法充分发挥效率的缺点。实现就地无人操作,仅设巡检人员。 (3)本系统采用分布式控制,结构合理,信息共享,实现提高指挥效率与生产率,达到减人提效的目的。 (4)实现主排水系统中各种保护与水仓水位的控制信号及工业电视监视信号全部由已有矿井千兆以太网为平台进行数据命令传输。 (5)充分满足现场运行与检修要求。 (6)保证整个系统运行可靠、故障率低、维护方便与修改灵活。 (7)系统具有灵活与可靠的控制功能,简单实用,易于掌握,视频效果明显。 (8)系统具有自诊断功能,报警时可以发出声、光报警 (9)系统结构合理,便于系统的扩展。 (10)使用组态软件编程与模拟动态人机界面具有网络中断主排水系统自动停止功能确保设备安全运转。 (三)达到的技术水平与实现的目标 (1)实现就地与分区集中控制、可视化与语音通话三位一体的自动化控制系统体系。 (2)立足于高起点、高技术与高质量,将计算机控制系统与工业电视相
结合,实现以“集中控制为主,现场监控为辅”的控制模式,保证主排水系统系统的连续性与可靠性。 (3)系统技术达到国内领先水平。提高开机率与管理水平,减少操作人员与工人的劳动强度,为今后矿井生产综合自动化打下良好基础。(4)实现调度中心对主排水系统的长距离控制、多点位信息传输与集中监测监控。具有在线监测、分析及完善的保护与报警功能。 (5)实现在控制中心对现场所有控制分站远程编程。 (6)利用各种保护传感器,实现主排水系统及相关设施的集中控制与保护。 (7)通俗易懂的区域传统操作台,现场技术人员可在最短的时间内掌握操作方法。 (8)与工业电视相结合,有机的完成可视化管理的先进理念。 二、系统结构 针对矿现场煤流运输生产系统的特点,按照以“区域集中监控为主,现场多点监测为辅”的原则,提出以下设计方案。 (一)控制设备 根据现场实际分布情况,采用的集控系统结构原理图,如图1所示。利用光纤、电缆组成混合现场总线,实现对现主排水系统及工业电视。 监测监控系统主要由地面监控中心,传输线路,控制分站与水泵电机开关、水位传感器、开停传感器、甲烷传感器、烟雾传感器电压传感器、电流传感器、温度传感器、门禁传感器信号等构成(可根据实际要求扩展)。 (二)控制系统组成 主排水系统地面集中控制系统结构如图2所示。主要由四部分组成:
矿井主排水系统设计
第一章矿井概况 一、矿井简介 该矿井属于某煤田一一河流区域，最高海拔+170米左右, 平原最低标高+110左右，井田内多为缓岗丘陵，堆积平原和玄武岩地相间，该河蜿蜒蛇曲，横贯井田南部为老年期河流，沿河两侧有大片沼泽湿地，河宽10~ 15米，坡度2.6%河深1~ 2米，平均流量0.77米3/秒，最小流量0.23米3/秒，最大流量（暴雨后）0.85米3/秒。除此主干流外，还有季节冲沟，本区最高洪水位标高为+125米。 矿井东南为背斜构造，地层倾角最大60度左右，中西部有不明显褶皱，倾角一般10?18度，区内断层共11层，其中除F11逆断层外，F1?F10均为正断层，断层落差最大120?150米，最小为0?17米。 二、水文地质 1、第四系孔隙含水层 该河在本区段上游以粗砂含水层为主，分选性和渗透性较好，含水丰富，其厚30米以上，最宽分布2100米，分选性和渗透性由上游
逐渐减弱，该河下游以灰色砾砂为主，分选性与渗透性均好，含水丰富，含水层厚度平均为15米最厚25米，分布宽1100米，水力性质为潜水，埋在地表0.6米以下，水位1.2米左右，砾砂层含水层与煤系地层直接接触，二者的联系是密切的。 2、侏罗系含水带 从水文地质条件和地貌来看，西部为补给区，东部为排泄区，当地下水流到大中沟时，在低洼处，形成上升泉排泄于地表，东区侏罗系含水带划分为： 1）裂隙含水带，分布在120米以上，主要由中粗沙层组成，强化风隙含水带裂隙发育，含水丰富。 2）孔隙含水带，含水带在120米以下，即位于强风化裂隙含水带以下，但二带无明显界限，孔隙含水带单位涌水量 在0.04?0.064升/秒.米，地下水受到到控制，总的规律是由西向东流。 3）自垩系隔水带 岩性为灰绿色岩，全区分布厚度不一，在背斜轴部岩基
新临江煤矿(水井湾矿井) 供电设计 (一）矿井电源 设计矿井采用两回电源线路供电，一回、二回电源来自大竹木头变电站不同电源母线端，电压10kV ，供电距离2km ，采用一趟LGJ-3×70型架空线路输送至地面变电所。 （二）电源线路安全载流量及电压降校核 1、按经济电流密度选择电源线路截面 全矿计算电流： ） （A 17.699 .01032 .1078=??= I 14.6015 .117.69===J I A n e 2mm 来自大竹县木头变电站的不同母线段导线型号均采用LGJ-3×70。 2 mm ＜702 mm ,满足供电要求，并留有余地。 式中：矿井最大有功负荷。 2、按长时允许负荷电流校验电缆截面 线路LGJ-3×70允许载流量：环境温度为25℃时为275A （查表），考虑环境温度40℃时温度校正系数，则Ix=275×=（A ） Ix=＞I= 3、电源线路压降校核 供电线路LGJ-3×70/10kV 单位负荷矩时电压损失百分数：当cos ∮=时为%/(查表) 则电源线路电压降为：△U 1%=×2×%=%＜5% 式中：电源线路长取2km 。 来自大竹县木头变电站不同母线段两回电源线路电压降均符合要求。 （三）电力负荷 1、矿井采用机械化采煤，投产时期即为最大负荷时期。机电设备布置及使用情况统计详见表10-1。 设备总台数 47台 设备工作台数 36台 设备总容量 设备工作容量 有功负荷 无功负荷 视在功率 功率因数 按补偿后功率因数达到约，则所需补偿电容容量为 ??? ? ??---=1cos 11cos 1202??P Q ??? ? ??-?--?=195.095.01 182.082.012.1078Q = 考虑到电容易的配置及矿井负荷的变化情况，变电所电容易室安装BFMR11-420-3W 型高压电容自动补偿装置2套，补偿无功功率420kvar 。补偿后： 无功功率： 视在功率：