常规排水系统的设计与应用探讨

一、矿井涌水量与排水能力的选定

一个矿井涌水量一般都是在地质勘探报告或水文地质报告中确定矿井正常涌水量和最大涌水量之后，设计部门根据所提涌水量，依据《煤矿安全规程》278条，对主要排水设备选型硐室等设计要求，其作用是保证矿井的正常生产。

（一）水泵：必须有工作、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正常水量，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，检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。水文地质条件复杂的矿井，可在主泵房内预留安装一定数量水泵的位置。

据此，矿井主要排水能力应为：

式中Q1—矿井正常排水能力，m3／h；

QA—矿井正常涌水量，m3／h。

式中Q2—矿井最大排水能力，m3／h；

Qmax—矿井最大涌水量，m3／h。

3.备用排水能力：　Q3≥0.7Q1

式中Q3—矿井备用排水能力。

4.检修排水能力：　Q4≥0.25Q1

式中Q4—矿井检修排水能力，m3／h。

5.矿井总排水能力：　Q＝Q1＋Q3＋Q4

河南省新建矿井正常涌水量，一般系根据勘探报告提供的水文地质涌水量资料确定，矿井设计的最大涌水量往往是矿井正常涌水量的1.2～1.5倍计算，对于改扩建和矿井延深水平的涌水量，多采用比拟法公式推算出涌水量。

（二）排水管：规程同时规定：必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井24h的正常水量。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。据此排水管路的选择如下：

1.排水管径：

式中QB—水泵流量，m3／h。

π—圆周率，3.141 6；

V—排水管经济流速，取1.5～2.2m／s。

2.管路通过流量如表8－5所示。

表8－5　管路通过流量表

3.配电设备：应同工作、备用以及检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用水泵。

（三）排水钻孔

在水大的焦作矿区，从20世纪50年代开始使用钻孔排水，至今已有几十个排水钻孔，特别是1980年以后，在中马村矿利用旧石油钻机钻孔排水钻孔孔径可达500mm，深达400m。排水钻孔的应用进一步发展，尤以九里山矿、朱村矿应用较多，其钻孔情况如表8－6所示。焦作矿区排水钻孔应用实例说明，钻孔排水安装管路短、电耗低、维修量小，常用于涌水量很大、离井底车场较远的排水泵硐室，可减少水沟断面或管路铺设长度，硐室分散便于通风等。但是在确定排水钻孔孔位时，1、应考虑孔位不设在岩层破碎和未受采动影响的地方；2、孔位在井下的位置应在与水泵硐室有一定距离的管子道中，便于管子安装；3、钻孔施工和排水管安装应在井下管子道施工之前完成；4、由于钻孔偏斜和孔底坐标不易测准，须在井下找孔，钻孔施工时应严格控制孔斜，同时设计巷道工程量应留有一定余量。目前，利用排水钻孔排水，已在永城陈四楼矿车集等矿推广使用。

表8－6　朱村矿、九里山矿等排水钻孔应用情况

二、泵房设计

泵房是装设水泵主机组、辅助设备、电气设备及其他设备的建筑物，主要作用是为机电设备及其运行管理人员提供相对良好的工作环境。泵房设计一般包括：泵房类型选择、泵房布置、防渗排水设计、稳定性分析及结构计算。

（一）泵房设计应满足下列基本要求

1.在保证设备安装、运行、检修等工作方便可靠的原则下，泵房尺寸应尽可能小。

2.在泵房可能遇到的各种外力组合作用情况下，满足整体稳定要求。

3.保证结构有足够的强度和寿命。

4.符合防火、照明、通风的要求。

5.便于利用常用的建筑和安装方法施工。

（二）泵房设计一般程序

1.根据采用的水泵类型、水源水位变幅及井下地质条件确定泵房的结构类型。

2.根据泵房内部设备布置和对通风、照明、噪音的要求及泵房整体稳定条件，确定泵房整体尺寸和建筑类型。

3.内部结构及特种结构件计算。

4.泵房稳定分析计算。

（三）泵房设计中注意事项

1.矿井主排水泵房和水仓大多布置在井底车场附近，其优点是：

（1）运输巷道有向井底车场倾斜的坡度，便于矿井水沿排水沟流至井底水仓；

（2）一般副井兼作进风井，靠近副井的泵房有足够的新鲜风流，可利用井底车场充足而新鲜的空气来冷却电动机；

（3）便于运输和提升装备；

（4）排水管路短，可降低排水能耗；

（5）可就近供电，减小敷设线路所需费用；

（6）中央泵房通过倾斜管子道与副井联通，并在管子道出口处设置平台，以便于由此装卸设备和作为安全出口使用，井底车场淹没时还可用作抢险排水井和在必要时及时撤出装备。

2.主要泵房至少有两个出口。一个出口通往井底车场，是一条敷有轨道的水平道，用于人员出入和运输装备，并可以作为水泵房通风的出风道，该通道内应设有工作用的栏栅门和易于关闭、能防水防火的密闭门。另一个出口通往井筒，是一条斜角为25°～30°的倾斜通道，通道内敷设引向井筒的排水管和电线，还敷设用来运输装备的轨道，可兼作水泵房的进风道，要求此道与井筒接口处的底板至少比水泵房底板高7m，以保证在井底车场淹没和密闭门关闭的情况下还有对外通路。

3.水泵房底板应比井底车场轨面高出0.5m，其目的是在遇到突然涌水时，能利用井底车场面积大，水面上升缓慢的特点，争取时间采取密封措施保护泵房。

三、泵房管理

（一）泵房内的机电设备由相关工作人员负责操作，其他人员不得操作，非泵房工作人员不得进入泵房。

（二）要保证泵房内整洁有序，在配电控制箱附近不准堆放杂物。

（三）应保证泵房内所有操作标志简单明了。

（四）对泵房内的各种设备应定期进行检查，定期检查还应进行一次“自动、手动”操作检查，每季度进行一次全面的维护保养。

（五）对泵房控制回路电源应每周进行检查，检查备用水泵能否在主机出现故障的时候自动投入运行。

（六）应每月检查、清洁一次泵房内各种设备，并进行润滑、紧固、调整，确保设备安全稳定地运行。

（七）每周对水泵进行巡视，检查水泵、管道接头和阀门有无渗漏水，检查水泵控制柜的各项指标是否正常。

（八）必须经常检查和维护水泵、水管、闸阀、排水用的配电设备和输电线路。在每年雨季前，必须全面检修1次，并对全部工作水泵和备用水泵进行1次联合排水试验，发现问题，及时处理。

四、水仓清理方法

矿井水仓是保证安全生产、防止矿井水害的重要设施。由于大量涌水携带固体颗粒物进入水仓，长期沉淀会使水仓有效蓄水容积减小，因此必须定期对水仓内淤积的固体物进 行清理。《煤矿安全规程》第二百八十条规定，主要水仓必须有主仓和副仓，当一个清理水仓时，另一个水仓能正常使用，水仓的空仓容量应当保持在总容量的50%以上。

每年雨季前，必须彻底清理1次主排水泵房的水仓。

清理水仓常用的方法及其特点：

（一）人工清挖。先把所要清理水仓中的水用泵排干，工人用铁锹或铁桶把煤泥直接装上矿车，然后运到地面。这种方法劳动强度大，且消耗的工时也比较多。

（二）煤泥回收。建煤泥沉淀池、搅拌池，用泵抽人压滤机，将煤泥压滤回收。此工艺回收率高，但建设工程量、设备投资大。

（三）采用螺杆泵。先抽排部分水，再用螺杆泵把较稠的煤泥抽排到井下煤仓，和干燥的原煤掺杂。此方法易造成煤仓积水或煤泥积聚成大块，堵塞溜煤眼。

（四）气力输送清仓。先用真空泵将储泥罐抽真空，泥浆在大气压作用下沿吸管进入储泥罐，充满后，再利用压缩空气把煤泥沿排泥管排出。这种方式工艺效果较好，但设备 的可靠性较差。

（五）用铲斗装岩机清理水仓。在铲斗式装岩机后面挂矿车，待装岩机用泥浆把矿车装满后，用调度小绞车把矿车拉上来，如此往复处理。这种方式对装岩机磨损较大，同时 由于设备长期在水仓工作，不利防潮，也不便于维修，另外由于调度绞车的往复提升，要特别注意人员安全，必须采取严格的施工安全措施。

（六）射流器和泥浆泵联合排泥。将沉淀在水仓里的煤泥用射流器制成泥浆，用泥浆泵通过管道输排至指定场所，该煤泥可以得到回收利用。

五、水泵选型与电机的配套

为保证井下安全生产，矿井要排出大量的地下水，需要消耗大量的电能。水泵和电机是矿井生产排水中的关键设备也是矿井排水工程的主要耗能设备，其运行状况关系到整个排水系统的运行效率。在新建矿井设计中，应从节约能源、改善施工安装及维修条件、降低成本、提高安全性可靠性等多项目标出发，选择系统综合效益最佳的泵型和配套电机。

（一）水泵排水能力计算

其计算式为：

Qδ≥1.2Qz

Qg＋Qb≥1.2Qmax

Qb≥0.7Qg

Qj≥0.25Qg

式中Qz—矿井正常涌水量，m3／h；

Qmax—矿井最大涌水量，m3／h；

Qg—工作水泵的排水能力，m3／h；

Qb—备用水泵的排水能力，m3／h；

Qj—检修水泵的排水能力，m3／h。

（二）估算水泵所需的扬程

其计算式为：

HB＝KHq

式中HB—水泵额定排水扬程，m；

Hq—排水高度，取水仓底板至排水管出口中心的高度，m；

K—扬程损失系数。对于竖井K＝1.08～1.1；对于斜井K＝1.1～1.25，倾角大时取小值，倾角小时取大值。

（三）初选水泵型号

1.根据计算的排水能力QB、扬程HB和水质情况选择。

2.在满足扬程的前提下，应尽可能选择新型高效率、大流量的水泵，节约能源，减少水泵台数，增加排水可靠性。

3.应注意所选水泵的“允许吸水真空高度”或“汽蚀余量”，使之能满足水仓和泵房配置的需要。

（四）确定水泵台数

工作水泵台数与备用水泵台数及检修水泵台数的关系有：

n2≥0.7n1

n1＋n2＝1.2Qmax／Q

n3≥0.25n1

n＝n1＋n2＋n3

式中n1—工作水泵台数；

n2—备用水泵台数；

n3—检修水泵台数；

n—水泵总台数；

Q—l台水泵的流量，m3／h。

（五）水泵型式的选择

水泵的选型，就是根据经上述计算所得的水泵应有的排水量QB、扬程HB及矿井水的pH值，从水泵品种，技术规格表中，选取合适的水泵。

可用于矿井排水的水泵种类很多。目前，矿井排水常用的国产水泵的类型，特点和应用情况是：

1.用于矿井主排水的多级离心泵

（1）当前我国常用于矿井主排水的多级离心式水泵，主要有D型、DA型及TSW型。TSW型与DA型的特性、参数无明显差别，唯结构有些不同。D型泵是在DA型基础上发展起来的，它有50D、65D、80D、100D、125D、200D和250D等型号，流量范围由18米3／时到420米3／时，扬程从25.5米至600米。D型泵与DA及TSW型相比，具有扬程高、效率高，功率小、重量轻、特性曲线平稳和零件通用程度高等优点，因而现在已逐渐取代DA型及TSW型，获得了越来越广泛的应用。D型泵有普通型和耐酸型，其中的DF型（或DS型）是可用于pH＜5的酸性水的耐酸泵。DA型泵虽较D型略有逊色，但它却以吸程较高，工作可靠而一直为我国煤矿普遍采用。

（2）近几年，我国又研制成几种大流量，高扬程的多级离心泵。其中，DS450－100×5型泵，流量450米3／时，扬程500米，效率75%，吸程4.5米，转数2980转／分，功率1000千瓦；100DM～100×9型泵，单级扬程100米，可有9级，吸水口径如100毫米，叶轮直径286毫米。这些新型大流量、高扬程离心泵，为我国大型、特大型矿井和深井，提供了良 好的主排水设备。

2.用于井下辅助性排水的水泵

（1）单级离心泵　单级离心泵用于井下排水的主要有B型及BA型。B型泵的流量范围为4.5～360米3／时，扬程为8～98米；它是在BA型基础上改进的，具有结构简单，工作可靠，易于加工维修等优点，宜在井窝及采区排水中使用。

（2）喷射泵及往复式水泵：喷射泵及往复式水泵具有多种型号，可在井窝，水仓清理及掘进工作中作排水使用。

（六）排水自动控制系统

排水自动控制系统一般由数据采集及处理系统、通信系统组成。

1.数据采集及处理系统

数据采集及处理系统主要由传感器、PLC和执行器构成。传感器对各种设备参数（真空泵工作状态、水泵轴温、水泵吸水口真空度、水泵出水口压力、电动阀开度、电机　电流、电机转速、电机温度等）及环境参数（水仓水位、排水管流量等）进行实时采集，将采集到的各项数据输入PLC，经CPU按预先设定的程序运算处理后，发出控制指令，控制各执行机构（电气执行元件、射流泵等）动作，完成对排水过程的控制。

2.通信系统

通信系统主要由PLC、通信接口（I／O接口）、通信软件、工业控制计算机、通信光缆、各种报警设备、触摸屏组成，功能是将涌水量、水泵及电机运行状态、停电或设备故障报警信号等参数由PLC通信接口传送到地面监控主矶，并将各项监测数据以图形、图像、数字、文字等方式显示，同时，操作人员可将操作指令传至控制器，通过执行元件控制排水过程的正常运行，实现矿井排水系统的远程控制。

3.排水自动控制系统的优点

（1）降低了操作工人的劳动强度，提高了排水系统的稳定性、可靠性、经济性和安全性。

（2）可根据“避峰填谷”的原则编写控制程序，合理调度水泵在用电峰谷段的运行时间，降低用电费用。

（3）实现矿井排水系统的监、管、控一体化，提高矿井排水系统的自动化水平，解放了生产力，提高了排水系统的效率。

（4）可以打印各类运行报表、事故记录、历史数据、统计报表等，方便实用。

（七）管路设计与选型

矿井排水装置耗电量大、运行年限较长，因此选型设计出经济运行的排水装置，具有重要意义。排水装置的最佳工况不仅与水泵的选型有关，还与管路的选型有着密切的关系。

1.排水装置的最佳运行工况点

排水装置的最佳运行工况点就是在满足排水要求的前提下，排水装置效率最高时水泵的工况点，以下简称为最佳工况点。装置的效率ηz。可由下式计算：

ηz＝ηηgηdηc

式中　η—水泵工况效率；

ηg—管路效率；

ηd—传动效率；

ηc—电机效率。

2.管路选择要求

（1）根据《煤矿安全规程》二百七十八条对管路的要求：必须有工作和备用的管路。工作管路的能力应能配合工作水泵在20h内排出矿井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。

（2）排水管路趟数在满足《煤矿安全规程》的前提下，在井筒内布置以不增加井筒直径为原则，一般不宜超过三趟。(www.xing528.com)

3.管路布置

每台水泵均应能通过两趟管路排水，并宜作环形布置。管路布置不得妨碍行人通过及设备搬运；排水管路架高敷设时其最低处距地面的高度不应小于1.8 m。排水管路在井筒中的布置应留有安装、检修和更换空间。常见管路布置方式有三泵两管、四泵三管、五泵三管如图8－13所示。

4.排水管内径设计

计算式为：

图8－13　五泵三管布管示意图

Q—流量，m3／s；

Vp—经济流速，取1.5～2.2（管径小时，流速大，阻力损失大，电耗大，管路投资少；管径大时，流速小，阻力损失小，电耗小，管路投资多，管材贵时取大值，反之取小值；电价高时取小值，反之取大值），m／s。

5.排水管厚度

计算式为：

式中δ—排水管厚度，cm；

dp—标准管内径，cm；

σ2—许用应力，见表8－7；

p—管内液体压强，作为估算取p＝0.01Hp（排水高度，单位为m），MPa；

c—附加厚度，铸铁管取c＝0.007～0.009，焊接钢管取c＝0.002，无缝钢管取c＝0.001～0.002，m。

管材的许用应力一般为表8－7所示。

表8－7　管材许用应力

（八）电动机的配套

1.电动机类型选择

矿井排水主泵多采用三相交流电动机来提供动力，常用的有鼠笼型异步电动机、绕线式异步电动机和同步电动机。在选择与水泵配套的电动机时，应根据水泵的轴功率、转速、传动方式来确定电动机的类型、容量、电压等级和转速等参数，具体选择原则如下：

（1）电动机的类型较多，目前除大型泵房选用同步电动机外，中小型房站都选用异步电动机。鼠笼型异步电动机结构简单，运行可靠，效率较高，价格较低，在容量不大时优先选用，只有当电源容量不能满足鼠笼型异步电动机启动要求时，才选用结构较为复杂的绕线型异步电动机。

（2）所选电动机的容量应按水泵运行可能出现的最大轴功率选择，并要求留一定的余量，一般为水泵最大轴功率的1.05～1.1倍。

（3）当功率较小（＜100 kW），启动转矩、转差率等方面都无特殊要求时，一般可选Y系列鼠笼型异步电动机，其额定电压等级有220／380 V、660 V两种。

（4）当功率为100～300 kW时，可选用具有良好启动性能的新型Y系列电机（对应旧型号JS、JC）或YR异步电动机（“S”、“C”、“R”分别代表“双鼠笼型转子”、“深槽鼠笼转子”和“绕线型转子”），它们适用于启动负载较大和电源容量较小的场合；当电源容量不足以供鼠笼型异步电动机直接启动时，可选用YR系列异步电动机，它启动电流小、发热量小，适用于启停频繁场合。这些系列额定电压等级有380 V、1140 V、3 kV、6 kV、10 kV。

（5）当功率较大（＞300 Kw）时，可选用新型异步电动机（对应旧型号YSQ、YRQ）或T系列同步电动机（“Q”、“T”分别代表“特别加绝缘”和“同步”），特别加绝缘型电动机可进一步降低启动电流；同步电动机有较高的功率因数和效率，改善电网电压质量，适用于单机容量较大的场合，但同步电机结构复杂、生产成本较高，在选用时应进行充分的比较。这些系列额定电压等级有3 kV、6 kV、10 kV。

（6）应当尽可能使用与供电电网电压相同的电动机，这可以节省变电设备。

2.电动机配套功率的确定

配套功率是指一台水泵应该选配电动机的功率数值，一般可从水泵产品样本上直接查出。也可按下式8－4计算：

式中Pd—配套功率，kW；

η—最不利工况下的效率，包括最不利工况下水泵效率、管路效率和进出水池效率，%；

ηd—传动设备的效率，见表8－8，%；

Q—水泵的设计流量，m3／s；

H—水泵的扬程，m；

k—备用系数，见表8－9；

r—水的重度，r＝pg，kN／m3；

p—液体密度，kg／m3。

表8－8　传动设备效率

电动机备用系数k值是电动机额定功率和水泵可能出现的最大功率的比值，它是一个大于1的系数，且随机组功率的增大而减小，其取值主要考虑下列因素：

水泵和管路陈旧以后，由于漏损和摩擦阻力增加，通常会导致水泵的Q－H曲线下降、Q－P曲线上升、管路系统特性曲线上升，工作点向左上方移动，对于高比转速的水泵，轴功率有较大的增加，对低比转速的水泵一般影响不大。

在水泵设计、制造和性能测试中，允许水泵的扬程、流量等有5%左右的误差，因此，水泵在运行过程中，可能出现轴功率的增加。另外，其他工作条件的变化，如水中含沙量过大、电压降低等，都可能发生超负荷现象。

K值取得过大则电动机会经常欠负载运行，功率因数和效率降低；取得过小，电机又有超载危险，目前矗值尚无统一的规定，可根据实际情况，参考表8－9选择。

表8－9　电动机备用系数表

3.电动机转速的配套

在选择电动机时，不仅应满足功率方面的要求，还应尽可能使电动机的转速与水泵一致，以提高传动效率、减少传动设备投资。电动机转速的确定与水泵的转速和传动方式有关，当直接传动时，两者的转速应相同；间接传动时，可通过皮带轮或齿轮，使电动机的转速和泵的转速相配合。

六、设计应用实例

（一）新桥矿为20世纪初建设的新矿井，设计能力120万t／a，矿井地面井口标高为＋33m，立井开拓井底标高为－550m，矿井正常涌水量687m3／h，最大涌水量为1047 m3／h，排水高度为584m，本矿井采用一级排水，根据《煤矿安全规程》有关规定，系统所需正常排水能力不应小于825 m3／h，最大排水能力不应小于1257 m3／h，扬程649m。据此选择国内常用的运行效率高，耐磨性能好的高扬程多级离心泵水泵进行比较：第一方案选择SGD200X7型水泵五台，配电动机功率1250kw，第二方案选择DKM420－90×7型水泵5台，配电动机功率1250 kw。

经技术经济比较，第一方案建设投资比第二方案略大，但第一方案的运行效率较高，节能。因此推荐第一方案，即选用五台SGD200×7型耐磨多级离心水泵。排水设备方案的技术经济比较详见表8－10。

表8－10　排水设备方案比较表

续表

1.水泵

SGD200×7型多级离心泵五台，二台工作，二台备用，一台检修，配套电机功率1250kW。根据永煤集团各生产矿井的实际涌水情况，本次设计暂考虑在泵房内预留两台水泵备用位置。配备ZPBG型高压喷射泵装置，采用无底阀启动水泵，减少吸水损失。

2.排水管

选择排水管通径直dp、管壁厚度δ：

注：年电费按0.50元／（kW·h）计算。

根据计算，排水管选用Φ426无缝钢管两趟，一趟工作，一趟备用，沿副井井筒敷设，采用法兰连接或直接焊接连接，以焊接为主。井筒内另预留一趟Φ426排水管位置。

由于井筒较深，分段选取排水管壁厚：

井筒由下往上依次为：

100m，Φ426×18mm。

200m，Φ426×16mm。

200m，Φ426×14mm。

200m，Φ426×12mm。

吸水管选用Φ373×8mm无缝钢管。

井下泵房排水系统如图8－14所示。

3.排水时间

正常涌水时开二台泵走一趟管路，每天开泵时间19.08h；最大涌水时期开四台泵，走两趟管路，每天开泵时间14.54h，均满足《煤矿安全规程》要求。

4.电动机校核

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。管路未淤积时并联水泵的工况值M为Q＝894m3／s，H＝609m，η＝0.76，因此，单台水泵所需电机功率：

选择Y500－4型异步电动机，功率1250kW，电压6kV。

（二）首山一矿，矿井设计能力240万t／a，立井开拓，井口标高＋100.5m，设计分两个水平，主水平井底泵房标高度600m。辅水平泵房标高度750m，矿井正常涌水量405 m3／h，最大涌水量486 m3／h，排水管路延副井敷设。辅水平矿井正常涌水量280 m3／h，最大涌水量340 m3／h，排水垂高为152m，排水管路沿运输机巷敷设，巷道倾角为7°30′。

现就该矿排水设备布置及方案优选如下：

1.矿井－600m水平排水设备方案优选和确定

根据矿井排水参数，选出适合本矿井排水方案共有四个，其技术经济参数如表8－11所示。从表中可以看出虽然方案三和方案四的年电耗较低，但基建投资高，水泵转速高，磨损快，噪音大，又需另设液压站，维护工作量大，方案三虽然所配电机容量小，但其排水管路多，水泵级数多，主轴长，刚度差，维护工作量大，综合营运费指标高，因此也不宜推荐。综合经济技术分析，经计算机优化，推荐选用具有投资较少，年综合营运费较低的方案一作为本矿井的主排水方案。

表8－11　矿井－600m水平排水设备选型方案表

续表

（1）设备选型

经计算机优化选型设计计算，本矿井－600m水平主排水设备选用PJ200－96×8型矿用离心式排水泵5台，配用YB710S2－4，1400kW，10kV隔爆型三相异步电动机，水泵正常涌水期2台工作，2台备用，1台检修，最大涌水期亦工作2台。

矿井主排水管路选用D377×18无缝钢管2趟，分段选择壁厚。正常涌水期2泵l管运行，最大涌水期2泵2管运行。

为了减轻工作人员的劳动强度和实现对水泵的集中控制，在泵房内设置集中控制操作台，实现对水仓水位和水泵的集中监控，确保水泵的安全运行。

为了节约能源，设计选用ZPB－G型高压气液两用射流装置，使水泵实现无底阀运行。

（2）排水参数

矿井－600m水平排水系统运行参数见表8－12。

－600m水平排水系统图见图8－15。

（3）配电与控制

根据矿井地面变电所10kV母线的短路容量，经计算，水泵电机可采用BGP50－10型隔爆高压真空开关柜直接起动。高压开关柜设在与水泵房相邻的井下主变电所内。

图8－14　井下中央泵房排水系统图

图8－15　－600m水平排水系统示意图

表8－12　矿井－600m水平排水设备技术参数表

续表

2.－750m水平排水设备

（1）设计依据

－750m水平正常涌水量为280m3／h，最大涌水量为340m3／h，排水垂高为152m。排水管路沿运输机巷敷设，巷道倾角为7.3°。

（2）方案比选

根据－750m水平的涌水量和排水垂高、巷道倾角等参数，采用《矿井排水设备选型优化设计计算程序》设计计算，选出了适合本水平的4个排水方案，其技术经济参数见表8－13。从表中可以看出，方案二水泵型号为200D－43型，虽然具有基建投资小的优点，但水泵台数多，综合营运费高，所以不予推荐。方案四的水泵型号为D580－60型，该方案存在电耗大，综合营运费高的缺点，且装机容量较大，设计不予推荐。方案一和方案三的基建投资相同，但方案三电耗大，综合营运费指标高，因此也不予推荐。经综合经济技术比较，设计推荐方案一为本水平排水设备方案。

3.设备选型

根据计算机优化选型计算结果，本水平排水设备选用D500－57×3型矿用离心式排水泵3台，配用YB450S2－4，10kV，355kW隔爆型三相异步电动机，正常涌水期水泵1台工作，1台备用，1台检修，最大涌水期亦为1台工作。

排水管路选用D377×7焊接钢管2趟，正常涌水期1趟工作，1趟备用。最大涌水期2趟同时投入使用。

为了节约能源，设计选用ZPB－D型低压气液两用射流装置，使水泵实现无底阀运行。

表8－13　矿井－750m水平排水设备选型方案表

－750m水平排水系统运行参数见表8－14。

－750m水平排水系统图见图8－16。

表8－14　矿井－750m水平排水设备技术参数表

根据－750m水平水仓清理提升斜长、倾角及最大提升质量和提升的特点，经计算提升设备选用JD－25型调度绞车l台，配用660V40kW隔爆电动机1台，电控设备采用BSJ3型矿用隔爆绞车电控设备，控制绞车的起动、调速、换向及制动控制。

3.副井底水窝排水设备

副井底水窝涌水量10 m3／h，排水垂高24m。根据涌水量、排水垂高，选用BOXl5－30－4型矿用隔爆潜污水电泵2台，其中l台工作，1台备用，配用660V 4kW隔爆电动机。

排水管路选用D60×3.5低压流体输送管2趟。

水窝电泵采用QC80－30型矿用隔爆磁力启动器与水窝水泵自动控制　装置配合，能根据井下水窝水位自动起停水泵；工作泵故障时，备用泵自动投入运行。

图8－16　－750m水平排水系统示意图