煤矿排水系统设计精编WORD版
井下排水系统设计
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绪论 (1)1矿井排水系统绪论 (1)2 煤矿井下排水系统组成概况 (3)2.1离心泵的基本构造 (3)2.2离心泵的过流部件 (3)2.3离心泵工作原理 (4)2.4 离心泵的性能曲线 (6)2.5射流泵和真空泵的介绍 (6)2.5.1真空泵工作原理 (7)2.5.2射流泵工作原理 (8)2.6离心泵的启停过程 (8)2.6.1离心泵的启动过程 (8)2.6.2离心泵的停机过程 (9)2.7多台水泵的井下排水系统组成及功能实现 (9)3传感器选型 (10)3.1电机及水泵温度检测 (10)3.2水泵压力检测 (11)4水泵流量检测 (12)4.1流量检测仪器的安装位置 (12)参考文献 (14)致谢 (15)煤矿井下排水系统设计摘要煤矿井下排水系统对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。
本文设计首先对煤矿井下水的形成进行概述，然后根据国内外对排水系统的研究，并结合各种传感器（主要为液位传感器、压力传感器、流量传感器、负压传感器、温度传感器），完成排水系统设计实现检测功能。
本文重点介绍了离心泵的构造及工作原理，讲述了离心泵的运行及各种应用，并分析了煤矿井下排水系统的构造等相关内容。
关键词：煤矿；排水系统；原理；应用1矿井排水系统绪论矿井正常涌水量3552.24m3/d ；最大涌水量5328.36m3/d 。
黄泥灌浆及消防洒水析出水总量488m3/d 。
排水管由泵房经管子道沿管道井敷设至地面调节水池。
管道井井口标高+1429.454m ，井底标高+1250m ，井筒垂深179.454m ，井筒倾角25°，井筒斜长424.624m 。
1.1水泵必须的排量：QB=(3552.24+488)/20=202.012m3/hQm=(5328.36+488)/20=290.818m3/h估算水泵所需扬程：HB=1.2～1.35(179.454+5.5)=221.95～249.69m依据上述条件，经计算，选用3台现场已安装运行的MD450-60×4型离心泵。
掘进工作面排水系统设计）
掘进工作面排水系统设计）9804溜子道排水系统设计根据防治水会议以及现场会要求，在9804切眼掘进期间决定安装两处排水基地，一处在切眼下口安装（排水基地1），一处在离外口380余米处安装（排水基地2）。
根据地质科提供水文资料知，排水基地1正常涌水量约为30m 3/h ，最大涌水量约为45 m 3/h 。
排水基地二正常涌水量约为40m 3/h ，最大涌水量约为100 m 3/h 。
现将排水系统验算如下：排水路线：排水基地1——溜子道——西四轨道438车场排水沟——西四轨道排水沟——西四-500水平排水沟——西四-500水仓排水基地2—--溜子道——西四轨道438车场排水沟——西四轨道排水沟——西四-500水平排水沟——西四-500水仓一、排水基地1计算：根据《煤矿安全规程》相关规定，现对排水基地1选择如下：1、预选水泵的型号和台数水泵必须具备的总排水能力正常涌水期Q B ≥1.2qz=1.2×30＝36m 3/h ；最大涌水期 Q Bmax ≥1.2qmax=1.2×45=54m 3/h2、由于排水高度不高，故水泵的扬程估算不予计算。
3、初选水泵根据Q B 和H B 选择BQW30-100型砂泵，额定流量Qe=30m 3/h ，额定扬程H e =100米；配套电机功率22KW 660V确定水泵台数：工作泵台数n 1≥Qe QB =3036＝1.2 取n 1＝2 备用泵台数n 2≥0.7 n 1＝0.7×1.2＝0.84 取n 2＝1检修泵台数n 3≥0.25 n1＝0.25×2＝0.5 取n3＝1所以排水基地1选择4台BQW30-100型砂泵，额定流量Q e =30m 3/h ，额定扬程H e =100米；配套电机功率22KW 660V ，满足规程要求。
根据实际情况和防治水会议要求，安装3台泵，同时保证排水基地处有1台备用泵。
同时，为保证排水安全，要有专人负责维护和保养，确保水泵时时完好，并持证上岗。
煤矿井下排水系统自动化设计
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一
鳗 廑 ． ． －
螵 矿 井 下 排 水 系 统 自动 他 设 计
煤科 集团沈 阳研究 院有限公 司 刘丽丽
【 摘要 】煤炭开采工作往往伴随 着井 下涌水 ，如果涌水不能被及 时排掉 ，不仅 会影响到正常的煤 炭开采 工作，同时还会有重大的安全隐患。因此采用先进 技术进行井下排 水，是 当前煤炭企业的重要工作 。本 文介 绍 ７煤矿井下排水 系统现状 ，介绍煤矿排水工作现 状，对煤矿 井下排 水系统的 自动化设计进行 了简要分 析，希望对相 关研究领 域 提供借 鉴经验。 【 关键 词】煤矿；井 下排水系统 ； 自动化
一
是 原理 来 的１ ． ２ 倍左 右 ，而水 泵 的扬程 Ｈ 可以 通 过 公式ｔ ｔ ， ； ＝ 来 计算 ，其 中Ｈ ｃ ＝井深 ＋井底 车 场 与最 低 吸水 面标 高 差 ＋排 水管 出 口高 出 井 口的 高度 。 ２ ． 根 据 矿井 的 实际 情况 ，通 常需要 选 用 三 条 管路 进 行排 水： Ｅ 作 。 当井 下涌 水量 正 常 时 ，使用 两 台水 泵 同时 ，第 三 个管 路 作为 备 用 ， 当涌 水 量达 到最 大 值时 ， 需要 同 时启 动 三条 管路 。 三 、排 水系统 软件设 计 本系 统 的设 计是 以现代 化 的可 编程 逻 辑 多数 煤 矿 的矿 井 中还 依然 采 用人 工 操作 的 方 控 制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ）作为 辅助技 术 ，并结合 一些 功 式进 行 排 水 ，这种 传 统 的排 水方 式 已经 不 能 能强 大 的软 件 ，通过 对 水位 等 相关 数据 参 数 满足 现代 化 煤 矿发 展 的 需要 。无 论 是先 进 的 的变 化监 测 与分 析 ，从 而实 现矿 井 排水 系 统 自动 排 水 系统 还是 传 统人 工 进 行排 水 ，这 两 的 自动 化 控 制 。 （ 一 ）选择操 作方 式 种方 式 都 是把 离 心泵 作 为核 心 设备 来对 矿 井 中 的积 水进 行 抽排 ，但是 人 工操 作 的排 水 方 在流程 设计 之初 ，需要对 Ｐ Ｌ Ｃ 进 行故障 检 式较 为 落 后 ，对 于水 泵 的启 动和 停 止运 转 完 测 ，如果 有 故障 出现 ，需要 立 即停 止进 行 手 Ｌ Ｃ ｕ ‘ ￣ 够正 常工作 ，并 且排水 设 全 是 由人 工对 水仓 水 位进 行 仔 细观 察和 相 关 工操作 。如 果Ｐ 的 工作 经验 来 决定 ，而且 反 应 时间 较长 ，工 备 也 能够 正 常运 行 ，此 时 需要对 全 自动 、半 作 效率 不 高 。通 常 ，煤矿 井 下 的排 水泵 房 中 自动 以及 手 动三 种方 式 进 行判 断和 选 择 。如 都 有 多个 水泵 ，工作 人 员不 能 对开 启 水泵 的 果正 在排 水 ，这 几 种操 作方 式 不 能够 随意 进 数量 合理把 握 ，往 往都 是根据 经验 来确 定。 行切 换 ，否 则排 水 系统 就会 自动 发 出警报 ， 自动 化 的排 水系 统 能够 大 大提 高矿 井 排 提示操 作失误 。 （ 二 ）水泵 自动控 制 水 的 安全 性和 工 作 效率 。现 阶 段 ，井 下 自动 排水 系 统 能够根 据 检测 到 的相 关 数据 信 化排 水 主 要有 三种 方 式 ， 即全 自动 模 式 、半 自动模 式 和 手动 模 式 …。使 用全 自动模 式 系 息 ，确 定 出水泵 开 启数 量 和所 对应 的型号 ， 统 需 要对 检测 到 的数 据 信 息进 行综 合 分析 和 当水 泵满 足 了 一定 标注 条 件时 ，开启 的水 泵 考 虑 ，从 而对 水 泵 的开 启和 停 止进 行有 效 把 就可 以进 入 到水 泵 组 中的 自动 控 制阶 段 。该 控 ； 手动 模 式系 统 可 以通 过人 工按 动 开关 按 设计 中主要 采用 射 流 喷管 自灌 的注 水 方式 ， 钮 来 开启 或停 止 水 泵 ，而 且在 特殊 情 况 下 ， 利用 压 风 的方 法 ，从 而使 射流 管 形成 射流 ， 还 需要 对 水 泵 开 启 台 数 进 行 人 工控 制 。 另 依托 高 速流 体使 得 空气 被 吸走 ，之后 泵体 与 外 ，在对 水泵 进 行 检修 时 ，也 需 要在 手动 模 吸水 管 就形 成 了 真空 ，在 压强 作 用下 ，水 就 式 下完成 。 可 以被 压 入 到 水 泵 内 ，此 时就 可 开 启 水 泵 二 、排 水设 备选型设 计 在 开 启水 泵 之前 ，先要 把 射流 管 中 的 电 （ 一 ）排水 设备选 择 磁 阀打 开 ，然 后在 启 动压 风管 路 中 的开关 。 我 国煤 矿 生 产 相 关 政 策 中 已 经 明 确 指 当射 流 管 正式 工作 时 ，进 而 形成 的 高速射 流 出 ，对井 下 水泵 设 备 的检 修 、维护 和 备 用设 也 开 始 了抽 真 工 作 ， 水 泵 内压 力变 小 ， 气 备 的准备 等 都属 于 排水 系 统工 作 范畴 。对于 压就 会 把 水仓 内的水 助推 到水 泵 内 ，一直 到 排 水 管路 的要求 也 很 高 ，必须 准 备 以供 备用 真 空表 的数 值 达到 标 准要 求 时 。在这 个过 程 的排 水管 路 ， 同时 也包 含 与之 相 配套 的 配 电 中，在 规 定时 间 内没 有完 成抽 真 工作 ，系 统 设 备 ，确 保 满 足所 有水 泵 能够 同时开 启 。总 需要 报警 ， 同时 关闭水泵 。 体 上 分 析 ，我 国煤 矿井 下 的排 水 水泵 都 需要 （ 三 ）水 泵及 管路 自动 轮换 设计 较 大 的 电机 功 率和 较 高 的 电压 ，而且 设 备 的 １ ． 水 泵 自动轮换 启 动 程序 比较 繁琐 ，在 水 泵 启动 前 ，需 要将 矿 井 下 的涌 水量 时大 时 小 ，这样 就会 使 泵 体 中和 吸 水 管路 中注 满 水 ，而 通 常是 用抽 得 一 台或 几 台水 泵被 经 常使用 ，而有 些 水泵 真 空 的方式把 水仓 中 的水 吸入 到泵体 内。 长 时 间也 不会 被 用到 ，进 而 就会 导致 一 些长 期 不 使用 的水 泵 出现 故 障 ，而排 水 管路 也 是 （ 二 ）设 备选 型计算 在 对 煤 矿 井 下排 水 系 统 自动 化 设 计 之 样 。因 此 需要对 采 用水 泵 的 自动轮 换 工作 前 ，需 要对 设 备选 型进 行 相 关 的计 算 。其 中 制 度 ，最 大程 度 的保 证每 台水泵 的 工作 时 间 主要 包 括水 泵 选择 、管路 选 择及 布 置 、计算 相 一 致 。当开 启 水泵 时 ，系 统 总是 能够 自动 吸水 高度 、确 定排 水 时 间等 ， 下文介 绍 其 中 总 结 出水 泵开 启 次数 ，因而 就 可 以判 断 出启 几个关 键 内容 。 动 哪 台设 备 ， 同样 的道路 适 用于 管道 管 理 。 １ ． 当正 常 涌 水 时 ，水 泵 的排 水 能 力 为 Ｑ 如果 水泵 或者 管 路 出现 故障 时 ，系 统就 能够 ≥１ ． ２ ｑ ， 其 中ｑ 代 表 正 常 涌水 量 。 当矿 井 下 自动略过 该设备 。 有 最 大 涌水 量 时 ，此 时 水泵 的排 水 能力 通 常 ２ ． 排水 管路 自 动 轮换
矿井工作面排水设计书-标准版
3203材料巷排水设计说明书一、设计概况3203工作面是XX煤业三采区接续面，开拓期间，正常涌水量10.9m3/h，最大涌水量20m3/h，3203材料巷长度1615米，运输巷1533米（不含拐弯切眼），因3203工作面为上山回采工作面，掘进期间如采用一次排出涌水，潜水泵无法满足要求。
原设计三采泄水巷为三采区泄水巷道，并设计有三采区排水泵房，因设计变更，现三采泄水巷为3203运输巷，原设计三采区排水泵房无法实现初步设计的一次排水。
因此，掘进和回采期间排水方式需采用水仓分段接力的形式排水。
根据排水泵选型设计，3203材料巷迎头分段排水至胶带大巷二段。
材料巷37#点处水仓标高+1136.7 m，胶带大巷二段标高+1247.7m，排水高度111m，第一段排水距离为920m。
为满足下一步3203材料巷和3203运输巷的掘进施工，现根据我矿现有排水卧泵型号及下一步巷道标高初步选型设计如下：二、3203材料巷第一段排水泵选型（一）基础参数：1、正常涌水量：10.9m3/h，最大涌水量：20m3/h 。
2、排水距离：总距离920米，由3203材料巷迎头分段排水至胶带大巷二段。
3、排水高度：111米。
（二）水泵的选型设计：1、正常涌水量时必须达到排水能力QB=1.2Q H =1.2*10.9=13.08m 3/h Q H ——正常涌水量2、最大涌水量时必须达到排水能力 QB max =1.2Q max =1.2×20=24m 3/h Q max ——最大涌水量3、水泵扬程估算 排水高度：H P =111米H X 吸水高度（m ），一般H X =5- 5.5m 取5m 。
ηg ——当巷道倾角＜20°时，管路效率取0.74 水泵扬程H g = （111+5）/0.74=156.8m 4、水泵型式、级数及总台数的确定根据计算所得的流量和扬程，查矿现有排水设备初步决定选用DA1-100×9型水泵，该泵的额定流量为54m 3/h ，额定扬程为158米，最大允许吸上真空高度H S 为7米，必需汽蚀余量r 为3米，效率η为71.5% ，电机功率45kw 。
矿山排水设计
煤矿主排水系统设计竖井正常涌水量：331m³/h，最大涌水量545m³/h，井口标高：H h=446，最大涌水期65d，矿水中性，涌水密度1010kg/m³.本设计根据煤炭部制定的《煤矿安全规程》及《煤矿工业设计规范》，在保证及时排除矿井涌水的前提下。
使排水总费用最小，选择最优方案。
根据《煤矿安全规程》的要求，水泵必须有工作、备用和检修水泵，其中工作水泵应能在20h内排出24h的正常涌水量（包括充填水及其它用水）。
备用水泵的排水能力应不小于工作水泵排水能力的70%。
工作和备用水泵的总排水能力，应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。
检修水泵的排水能力应不小于工作水泵排水能力的25%。
水文地质条件复杂或有突水危险的矿井，可根据具体情况，在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置，或另外增加排水能力。
1、水泵最小排水能力的确定根据《煤矿安全规程》的要求，工作水泵的能力应能在20h内排出矿井24h的正常涌水量（包括充填水及其他用水）。
因此正常涌水时，工作水泵最小排水能力应为Q B=24/20q z=1.2q z=1.2×331m³/h=397.2m³/h在最大涌水期，工作和备用水泵必须的排水的排水能力为Q B m ax=24/20q max=1.2q max=1.2×545m³/h=654m³/h式中 Q B—工作水泵具备的总排水能力，m³/h；Q Bmax—工作和备用水泵具备的总排水能力，m³/h；q z—矿井正常涌水量，m³/h；q max—矿井最大涌水量，m³/h。
2、水泵所需扬程的计算H B =H sy/ηg=（446+4）/0.9=500mηg—管道效率，与排水管敷设倾角a角有关，一般为：当a=90°时，ηg=0.9~0.89；当a>30°时，ηg=0.83~0.8；a=30°~20°时，ηg=0.8~0.77；a<20°时，ηg=0.77~0.74。
21205综采工作面排水设计
城郊煤矿21205综采工作面排水设计21205工作面水文地质资料：根据工作面两顺槽掘进期间实际揭露水文地质情况结合底板改造情况分析，工作面直接充水水源为二2煤顶底板砂岩裂隙水，砂岩与煤层之间有泥岩隔水层，预计经底板改造后工作面回采期间正常涌水量为100 m3/h，最大涌水量为300 m3/h。
依据上述资料，对21205综采工作面排水设备及管路设计如下：一、轨道顺槽水泵及排水管路的选择1、在轨道顺槽通尺1000m处泵坑内安装两台BQS-50/30潜水泵和两台BQS-150/60潜水泵，此处排水能力不低于300m3/h（单台BQS-50/30潜水泵的流量为50m3/h，扬程为30m；单台BQS-150/60潜水泵的流量为150m3/h，扬程为60m）。
通过两趟DN150排水管路和一趟DN100排水管路(管路流速按2m/s，DN100排水管的流量为56m3/h；DN150排水管的流量为127m3/h)将水排到21205轨道顺槽车场上平台水沟内，水顺水沟自流到西北轨道巷水沟内。
2、在轨道顺槽通尺840m的泵坑内安装两台BQS-50/30型潜水泵，此处排水能力不低于100m3/h（单台潜水泵的流量为50m3/h，扬程为30m）通过一趟DN100和一趟DN150排水管路(管路流速按2m/s，DN100排水管的流量为56m3/h；管路流速按2m/s，DN150排水管的流量为127m3/h)将水排到21205轨道顺槽车场上平台水沟内，水顺水沟自流到西北轨道巷水沟内。
3、在轨道顺槽通尺640m的泵坑内安装两台BQS-50/30型潜水泵，此处排水能力不低于100m3/h（单台潜水泵的流量为50m3/h，扬程为30m）通过一趟DN100和一趟DN150排水管路(管路流速按2m/s，DN100排水管的流量为56m3/h；管路流速按2m/s，DN150排水管的流量为127m3/h)将水排到21205轨道顺槽车场上平台水沟内，水顺水沟自流到西北轨道巷水沟内。
矿井给水排水系统设计.pdf
矿井给水排水系统设计是矿山工程中的一个重要环节，它关系到矿井的安全、生产和环境保护。
以下是对矿井给水排水系统设计的详细介绍：1. 设计依据：-矿井涌水量：包括正常涌水量和最大涌水量。
-矿井水质：了解水质成分，以便选择合适的处理方法。
-矿井生产需求：包括井下工作人员的生活用水、生产用水和消防用水。
-矿井排水能力：确保排水系统能够及时排除涌水，避免淹井事故。
-环保要求：遵守相关环保法规，确保排水水质达到排放标准。
2. 设计内容：-给水系统设计：-水源选择：选择可靠的水源，如地下水、地表水或城市给水管网。
-给水处理：根据水质情况，设计合适的给水处理工艺，如沉淀、过滤、消毒等。
-给水管道设计：计算管道直径、材料和压力损失，确保供水安全稳定。
-供水设施：包括水泵、水箱、阀门等设备的选型和布置。
-排水系统设计：-排水方式：根据涌水量和水质，选择合适的排水方式，如自流排水、泵排排水等。
-排水管道设计：计算管道直径、材料和压力损失，确保排水顺畅。
-排水设施：包括水泵、水仓、排水沟等设备的选型和布置。
-防水闸门：在井底车场周围设置防水闸门，以防止涌水淹井。
3. 设计步骤：-调研：收集矿井涌水量、水质、生产需求等基础数据。
-初步设计：根据调研数据，进行初步设计，包括给排水设施的位置、规模和管道走向。
-详细设计：对给排水系统进行详细设计，包括设备选型、管道计算和施工图绘制。
-技术经济分析：评估设计方案的可行性、经济性和技术性能。
-施工图审查：确保施工图符合设计规范和矿井实际情况。
4. 设计注意事项：-安全性：确保给排水系统设计能够有效预防淹井等安全事故。
-可靠性：选择耐用、维护方便的设备和材料，确保系统长期稳定运行。
-经济性：在满足使用要求的前提下，尽量降低投资和运行成本。
-环保性：遵守环保法规，减少对环境的负面影响。
矿井给水排水系统设计是一个复杂的工程，需要综合考虑多种因素，确保系统的安全、可靠、经济和环保。
设计人员应当具备扎实的专业知识，并且能够根据矿井的具体情况进行灵活的设计。
煤矿井下排水系统设计
紧急处置
在遇到突发性水患等紧急情况时，启动应急预案，采取有效措施 进行抢险救援。
事后处理
在应急处置结束后，对排水系统进行全面检查和修复，确保系统 恢复正常运行。
THANKS
提高矿井生产效率
良好的排水系统能够保持 井下作业环境的干燥，有 利于机械设备的正常运行 ，提高矿井生产效率。
法律法规要求
根据国家安全生产法律法 规，煤矿必须建立完善的 排水系统，以满足安全生 产的要求。
排水系统的重要性
Hale Waihona Puke 防止水患事故促进矿井可持续发展
井下排水系统能够有效防止水患事故 的发生，保障井下作业人员的生命安 全。
储水设施的选择与配置
储水池的容量
根据排水需求和矿井涌水量，设计合适容量的储水池。
储水池的位置
合理规划储水池的位置，确保排水系统安全可靠。
储水设施的配套设备
根据储水设施的特点，配置合适的配套设备，如进水管、出水管、 溢流管等。
04 安全防护与监控系统设计
防水闸门的设计
01
防水闸门的作用
在井下发生水患时，能够迅速关闭闸门，阻止水流进入矿井，保护井下
节能效果。
定期维护
对水泵进行定期维护和保养，确 保其处于良好的工作状态，延长
使用寿命，降低能耗。
节能控制系统的设计
自动化控制
采用自动化控制系统，根据矿井 水位实时调整水泵的运行状态， 实现智能化节能控制。
监测与优化
通过实时监测排水系统的运行数 据，对水泵的运行状态进行优化 调整，提高能效。
能源管理
经济合理
在满足安全性能的前提下，合 理规划排水系统的布局和设备 选型，降低建设和运行成本。
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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。
2、排水设备方案水泵及管路的初选（1）泵应具有的排水能力：正常涌水量 Q1=1.2×857=1028.4m3/h;最大涌水量 Q2=1.2×1284=1540.8m3/h排水扬程 H=1.15×（717+5）=830.3m（2）排水设备初选MDS420-96系列矿用耐磨离心式排水泵，其额定扬程应不小于830.3m。
（3）排水管路初选D=（4×420/3.14×1.8×3600）1/2 =0.287m 取 DN=0.30m即DN300mm 排水管路选用D325型复合钢管，吸水管路选用D377型复合钢管。
（4）排水系统阻力系数排水管阻力损失：式中：－－速度压头系数，1；1ϕ－－直管阻力系数，2ϕ－－弯管阻力系数，0.76～1.0；3ϕ－－闸阀阻力系数，0.25～0.5；4ϕ－－逆止阀阻力系数，5～14；5ϕ－－管子焊缝阻力系数，0.03；6n－－弯管数量，个；3n－－闸阀数量，个；4n－－逆止阀数量，个；5n－－管子焊缝数量，个；6λ－－水与管壁的阻力系数；L－－排水管路总长度，m；dV－－排水管流速，m/s；d旧管时：吸水管路及局部水头损失之和H'：sf式中：'ϕ－－直管阻力系数，2'3ϕ－－弯管阻力系数，0.76～1.0；'4ϕ－－滤水器阻力系数，2～3；'5ϕ－－偏心异径管阻力系数，0.16～0.36；'3n －－弯管数量，个；λ－－水与管壁的阻力系数；s L －－吸水管路总长度，m ；s V －－吸水管流速，m/s ；旧管时：'1.7 1.70.3350.57sf sf H H m '==⨯=旧排水系统阻力系数则排水系统Q-H 特性曲线方程为H=722+8.407×10-4Q 23、水泵及管路的计算机优化根据矿井排水系统和参数，经我院通过部级鉴定的《矿井排水设备选型优化设计计算程序》设计计算，选出了适合本矿井主排水泵房的3个排水设备方案，其技术经济参数详见表7-3-1。
从方案表中可以看出，方案三所选排水系统设备，排水能力大，但水泵运行工况效率低，年电耗高，基建投资多，年综合营运费用也较高，故设计不予推荐；方案二所选排水系统设备，虽然电动机容量较小，但水泵台数多，年电耗较高，基建投资也较多，因水泵运行工况效率低、综合营运费用也较高，设计也不予推荐；方案一所选排水系统设备，基建投资低，水泵运行工况点效率高，年电耗少，年综合运行费用最低。
故设计推荐方案一作为本矿井主排水设备方案。
矿井主排水设备选型方案比较表表7-3-1（1）排水管路壁厚按下式计算：式中：δ－－排水管路管壁计算厚度，cm；P－－管路最大工作压力，设计取为9.5MPa；D W－－管路管材外径，cm；ψ－－管路焊缝系数，无缝钢管取1；[σ]－－管材需用应力，MPa；本公式已计入管材的制造误差及腐蚀附加厚度。
代入各参数后：则排水管路壁厚选择为21mm。
排水管路选用2趟D325×21型聚乙烯复合钢管（基材为无缝钢管），分段选择壁厚。
排水管路由+205m水平主排水泵房→管子道→主斜井井筒敷设至地面。
正常涌水期3泵3管运行，最大涌水期4泵4管运行。
（2）选定方案的设备及运行工况经计算机优化，并结合前期可研设计时专家的评审建议，本矿井主排水系统设备选用MDS420-96×9型矿用耐磨离心式主排水泵7台，每台水泵配套1台YB2系列4极10kV 1600kW矿用隔爆电动机。
正常涌水期3台工作，3台备用，1台检修，最大涌水期4台水泵工作。
鉴于本矿井的涌水水质较差，考虑到延长排水管路的使用寿命，减小管路维护工作量，主排水管路选用4趟D325矿用聚乙烯复合钢管（基材为无缝钢管），分段选择壁厚。
排水管路经管子道、主斜井井筒敷设至地面。
正常涌水期3泵3管运行，最大涌水期4泵4管运行。
矿井排水设备运行特性曲线详见图7-3-1。
矿井排水系统布置详见图7-3-2。
矿井排水设备运行工况详见表7-3-2。
水泵运行工况点参数表表7-3-2水泵运行时，日排水时间均＜20h，排水能力满足要求；水泵所需轴功率（计算轴功率）均小于所配电动机容量1600kW，所选电动机容量满足水泵要求。
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。
射流泵接井下压缩空气管路作为备用能源。
设计选用MZ941H-100型矿用电动隔爆闸阀，实现水泵房自动化控制；选用J D745X-100型多功能水泵控制阀，减小水垂对排水系统的冲击。
泵房内设置起重梁，配置手动单轨小车和环链手拉葫芦，以便于设备安装和维修。
根据本矿井开拓方式及井下辅助运输无轨化的特点，传统的人工挖掘，清仓绞车清运水仓淤泥方法，效率低、劳动强度大，不适合本矿井高产高效的要求，同时煤泥（含有水）运输也不方便，还影响井下环境。
为此，设计考虑选用国内近几年开发的ZQ-ⅢY型水仓自动清挖系统1套，用于井下水仓清理。
该系统含有淤泥搅拌设备、MQB-Ⅱ型泥浆抽排泵、脱水设备、浓缩设备及装车系统，能将水仓淤积的煤泥转化为煤饼，装载到井下无轨胶轮车上，运到地面，操作方便，使用可靠，己在多对矿井中成功应用，反应较好。
ZQ-ⅢY型水仓自动清挖系统总装机容量约35kW。
（四）矿井主排水设备的供配电与控制根据现行《矿山电力设计规范》、《煤矿安全规程》要求，井下主排水泵为一级负荷，主排水泵电机由井下中央变电所一对一供电，10kV高压电源线路采用MYJV-10kV 3×70煤矿用交联聚乙烯电力电缆。
井下主排水泵电机，采用高压软起动。
同时，在水泵房设有就地操作箱。
主排水泵供电系统图详见附图C1361G1-261·2-1。
为了实现矿井井下主排水自动化，设计有自动化排水系统。
该系统采用防爆PLC控制，能根据井下水仓水位自动起停水泵，工作泵故障时，备用水泵自动投入。
现场控制器采用S7系列PLC，完成数据采集与控制功能。
并配置工业智能图形工作站，作为数据显示和操作监控设备。
系统控制点设于井下中央变电所中，为二合一控制站，即井下排水三遥系统和中央变电所三遥系统共用硬件平台。
1、操作方式：系统控制具有自动、半自动和手动检修3种工作方式。
2、程控功能：PLC主要实现主排水系统的数据采集、动态显示及主排水泵自动启停、自动倒换等顺序控制功能。
3、监控功能：具有故障自诊断、流量、压力、设备运行工况和在线设备性能等参数、控制系统状态、高、低压配电及MCC系统等的连续实时显示以及报表打印、数据存储功能。
4、水泵监控系统与井下控制网联网，实现在矿调度室进行三遥。
五、抗灾潜水电泵排水系统（一）概述本矿井正常涌水量807m3/h，最大涌水量为1234m3/h，对照现行《煤矿防治水规定》，水文地质类型为复杂，涌水量在西北地区较大，对采掘工程、矿井安全构成一定水害威胁。
为此设计考虑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。
鉴于本矿井井下水压大于6MPa，高压水闸门尚无定型设计产品，超高压防水闸门也还在研究阶段，考虑实际抗灾需要，以及目前潜水电泵设备发展状况，采用增加潜水电泵排水系统以增强矿井的抗灾排水能力，设计在井底车场主排水泵房水仓附近设潜水电泵系统，排水管路沿回风立井井筒敷设至地面。
（二）设计依据本矿井回风立井井口标高为+1195m ，井底车场主排水泵房水仓附近的标高为+205m，排水垂高990m。
在主排水泵房水仓附近设置潜水电泵硐室，潜水电泵硐室标高为+205m，排水管路沿西回风大巷转回风石门至回风立井井底，由回风立井井筒敷设至地面，井下水排出后留有3m水头。