毕业设计（论文）矿井主排水设备选型设计.doc

矿井主排水设备选型设计摘 要根据设计任务书所提供资料，以严格遵守矿井安全规程和煤矿工业设计规范所规定的有关条款为依据，以安全可靠为根本，以投入少、运行费用低为原则的设计指导思想，确定矿井对排水系统的具体要求。初步选择排水方案，进行设备选型以及相关计算，确定设备工况，校验水泵的稳定工作条件、经济运行条件，排除不合理方案。对所剩方案进行经济核算，以吨水百米费用和初期投入为指标筛选出最终方案。选择系统配套附件，根据各设备外形尺寸及安装要求，并考虑其运行条件，最终确定泵房及管路的布置图。 对水泵的轴向力进行分析，并论述了用以平衡轴向力的平衡盘的结构特点、工作原理，以及研究平衡盘的意义。关 键 词： 矿井涌水; 水泵; 工况点; 设备布置; 平衡盘Abstract绪 论1对排水系统的要求在矿井建设和生产过程中，随时都有各种来源的水涌入矿井。只有极少数例外的矿井是干燥。将涌入矿井的水排出，只是和矿水斗争的一方面，另一方面是采取有效措施，减少涌入矿井的水量。特别是防止突然涌水的袭击，对保证矿井生产有重要意义。矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水。在恢复被淹没的矿井时，首要的工作就是排水。排水设备始终伴随着矿井建设和生产而工作，直至矿井寿命截止才完成它的使命。因此，排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的，它对保证矿井正常生产起着非常重要的作用。为了使排水设备能在安全、可靠和经济的状况下工作，必须做好确定排水方案，选择排水设备，进行布置设计，施工试运转，直到正常运行各环节的工作。2矿水 在矿井建设和生产过程中，涌入矿井的水流称为矿水。2.1 矿水来源矿井水的来源分为地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪等，如果有巨大裂缝与井下沟通时，就会造成水灾。地下水包括含水层水、断层水和老空水。地下水在开采过程中不断涌出。2.2 涌水量矿水可以用单位时间涌入矿井内的体积来度量，称为绝对涌水量。一般用“q”表示，其单位为m3/h。涌水量的大小与该矿区的地理位置、地形、水文地质及气候等条件有关；同一矿井在一年四季中涌水量也是不同的，如春季融雪或雨季里涌水量大些，其他季节则变化不大，因此前者称最大涌水量，而后者称为正常涌水量。为了对比不同矿井涌水量的大小，通常还采用同一时期内，相对于单位煤炭产量（以吨计）的涌水量作为比较参数，称它为相对涌水量，或称为含水系数。若以K表示相对涌水量，则 K=24q/T （m3/t）式中 q绝对涌水量，m3/h；T同期内煤炭日产量，t。2.3 矿水性质矿井水中会有各种矿物质，并且会有泥沙、煤屑等杂质，故矿井水的密度比清水大，15。C矿水的密度约为1015-1025kg/m3。按PH值矿水可分为碱性PH>7、中性PH=7、弱酸性PH=46和强酸性PH=03。酸性水对排水设备的非耐酸金属零件产生腐蚀作用，减少排水设备正常使用年限。矿水中含有的悬浮状固体颗粒进入水泵后加速金属表面的磨损。当PH<5时，要求排水设备（包括泵、管路等）应选用耐酸材料，或者对水质进行中性处理。对于矿水中的悬浮颗粒应在水泵前加以沉淀，而后再经泵排出矿井。3设计的指导思想排水系统的选择、设备的选型，以选出的整个系统在整个矿井服务期限内均能按有关规定的要求排除矿井涌水为原则，尽可能做到安全可靠，投资少，运行费用低，自动化程度高，维护方便。排水系统是煤矿生产的重要环节，排水泵属煤矿大型固定设备，独立性强，备用系数大。它的稳定运行与否将直接影响到矿井的安全。煤矿排水的电耗占原煤生产电耗的10%30%，涌水量大的矿井可达60%（改造指南）。全国国有重点煤矿吨煤排水电耗6.77.5kw.h。在世界能源日益紧张的今天，我国部分地区也出现了“电荒”、“油荒”的现象，节能省电在排水系统选型中变得尤为重要。为了改善煤矿生产条件，提高设备运行的安全性、稳定性，设计过程中还要注重科技发展新成果的合理应用。4有关的方针政策在设计中必须遵守矿井安全规程（以下简称规程）和煤矿工业设计规范（以下简称规范）所规定的条款。规程对井下排水有如下的规定第242条 主要排水设备（包括水泵，水管和配电设备）应符合下列要求：（一）水泵：必须有工作，备用和检修的水泵。其中工作水泵的能力，应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量（包括填充水和其他用水）。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%；并且工作和备用水泵的总能力应在20小时内排出矿井24小时内的最大涌水量；检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。水文地质条件复杂或有突水危险的矿井，可以根据具体情况，在主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。（二）水管：必须有工作和备用的水管，其中工作水管的能力应能配合工作水泵在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应配合工作和备用水泵在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。涌水量小于300m3/h的矿井，排水管也不得少于两趟。（三）配电设备：应与工作，备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作和备用的水泵。第243条 主要泵房至少设置两个出口，一个出口通过斜巷于井筒相通，称为安全出口，这个出口应当高出泵房地面7米以上；另一个出口通到井底车场，为人员及设备出口，在这个出口的通道内，应设置容易关闭的既能放火又能防水的密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门，在闸门关闭时，泵房还必须留有形成独立的通风巷道。第244条 主要水仓必须有主仓和副仓，其中一个仓工作，另一个水仓清扫或备用。新建、改建的井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000 m3/h及其以下时，主要水仓（含副仓和主仓）的有效容量应能容纳8小时的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓有效容量可按下式计算：V=2(qz+300) m3式中： V主要水仓的有效容量，m3；qz矿井正常涌水量，m3/h。但主要水仓的有效容量不得小于4小时的矿井正常涌水量;采区水仓的有效容量应能容纳4小时的采区正常涌水量。矿井最大涌水量同正常涌水量相差特大的矿井对水仓容量应编制专门设计，报矿务局总工程师批准。水仓进口处应设置篦子。对水砂充填、水力采煤和其它涌水中带有大量杂质的矿井，还应设置沉淀池。第245条 水泵、水管、闸阀和排水用的配电设备等必须经常检查和维护，在每年雨季以前，必须全面检查一次所有零件都应补充齐全，并对全部工作水泵和设备用水泵进行一次同时运行试验。水仓、沉淀池和水沟的淤泥应由矿长组织力量每年至少清理两次，在雨季前必须清理一次。规范规定：第2136条主排水泵的选择，必须能使工作水泵总能力在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。备用水泵的台数应不小于工作水泵台数的70%，并且工作水泵和备用水泵的总能力应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。检修水泵的台数按工作水泵台数的25%设置（以上计算有尾数时，均取偏上整数）。对于正常涌水量为50m3/h及以下，且最大涌水量为100m3/h及以下的矿井可选用两台水泵，其中一台工作，一台备用。水文地质条件复杂的矿井，可根据情况增设水泵或在主排水泵房内预留安装水泵的位置。第2138条 主排水管至少敷设两条，其中一条出现故障时，其余管路能在20小时的正常涌水量，全部管路的总能力应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。正常涌水量在50及以下的斜井一般敷设一条管路，其能力应在20小时内排出矿井矿井24小时的最大涌水量。第2139条 确定水泵扬程时，应考虑排水管淤积而增加的阻力，将计算的管路损失乘以1.7系数。第2140条 矿井水PH值小于5时，排水设备应采取防酸措施。第2142条 每台水泵排水量小于100，两台水泵的吸水管可共用一口吸水井，但其滤水器边缘间的距离不得小于吸水管直径的两倍。100及以上则应有独立的吸水井。水泵的电动机容量大于100kw.时，主排水泵房应设起重梁，敷设轨道与车场相通，在进口位置应有转车空间。第一章 初选排水系统1.1分析本矿井特点：本矿年产量 万吨，采用竖井开拓，井口标高 ，水平标高 ，正常涌水量 ，最大涌水量 ，矿水中性，矿水密度 ，最大涌水期按 天计算，服务年限 年。由此，可供选择的排水系统有以下两种：1.2.1 方案一 直接排水系统直接排水系统是指井下的涌水通过排水设备直接排到地面。如单水平开采的矿井，在开采第一水平时，就采用直接排水系统。图（a）是竖井单水平开采时的直接排水系统。图（b）是竖井多水平开采时，各水平的涌水分别由本水平的排水设备直排地面。图（c）是竖井两个水平同时开采时，若上水平涌水量较小，经技术经济比较后，可将上水平的涌水通过管路自流到下一水平的水仓中，然后两个水平的涌水由下水平排水设备直排地面。图（d）是斜井单水平开采时，若地质条件比较稳定、又无大的断层，经技术经济比较后，可采用钻孔下排水管的方法将水直排地面。若地质条件较复杂或井较深，可采用沿斜井井筒敷设排水管路的方法，将水直排地面。这种排水系统的水平和泵房数量少，系统简单可靠，基建投资和运行费用少，维护工作量要减少一半以上，需用的人员也少，便于管理，而且上、下水平的排水设备互不影响。（图1.1）。图1.11.2.2 方案二 分段排水系统分段排水系统，是指井下的涌水通过几段排水设备转排到地面。一般适用于矿井较深，又受排水设备能力所限制的矿井排水。另外，多水平同时开采同时开采时，为减少井筒内管路敷设的趟数，也常采用分段排水系统。图（a）是竖井单水平开采时，由于井深已超过水泵可能产生的扬程时，可在井筒中部开拓泵房和水仓（相当于两个水平分段排水系统）将水经两段排水设备排至地面。此图也可表示为竖井多水平开采时的分段排水系统。图（b）是斜井两个水平同时开采时的分段排水系统。采用中继排水，在井筒中部设置一套排水系统，可有效降低主排水设备的扬程，从而降低主排水设备的规模。缺点是当一套排水设备发生故障是，会影响整个矿井的排水，而且设备数量较多，井筒中的管路复杂，不利于安装和维护。（图1.2）。 (a) (b)图1.2根据上述的有关规定,本着尽量减少水泵数量的原则,并且考虑基建、维护、运行成本的简易程度，选用方案一作为本设计的排水方法.第二章 设备选型2.1初选水泵的型号和台数选择水泵的型式和台数应符合规程和规范的规定。若有两种或两种以上符合要求时，应选其中尺寸小，效率高的水泵，而且水泵的台数应尽可能少。只有在不得已的情况下，才采用两台水泵并联排水。2.1.1.排水系统对水泵的要求：a)水泵必需排水能力的计算 依据规程，在正常涌水期工作水泵的排水能力应为：由于该矿井，所以该煤矿所选工作水泵的工作能力应为：在最大涌水期，工作和备用水泵必需的总排水能力：备用水泵的工作能力：取二者较大值：检修泵组的工作能力：式中 1.2煤矿安全规程规定的排水设备能力系数。b)估算水泵必须的扬程：式中 Hc排水高度，Hc=473.3 m; 干管倾斜敷设时的倾角。2.1.2.初选水泵型号参照泵产品样本,因为矿水呈中性，所以选择D型泵，依计算的工作水泵能力Qe可选择泵的型号为:泵 的级数为：i=HB/Hi=泵 的级数为：i=HB/Hi=取i=则水泵的型号为： 其详细资料如下：表2.1 离心泵参数：型号级数流量扬程H(m)转速n(r/min)功率P(KW)效率必需汽蚀余量(NPSH)r(m)泵重(kg)(m3/h)(L/s)轴功率Pa电动机功率D280-65828077.95201480522630763.02660图2.1表2.2 D450-608型离心泵参数：型号级数流量扬程H(m)转速n(r/min)功率P(KW)效率必需汽蚀余量(NPSH)r(m)泵重(kg)(m3/h)(L/s)轴功率Pa电动机功率D450-6045012572014801131.21400784Y5003-4（IP23/6kv）图2.22.1.3.校验水泵稳定性1） 自特性查得Q=0时 的扬程H0 = 该值大于HC = ，满足稳定条件0.9H0HC的要求。2） 自特性查得Q=0时 的扬程H0 = 该值大于HC =，满足稳定条件0.9H0HC的要求。2.1.4.所需水泵的台数为：表2.3D280-658D450-608 式中分别为工作、备用检修水泵的台数。2.2选择管路系统2.2.1管路趟数及布置方式的选择a) 管路趟数的选择 根据规程有关规定，水管必须有工作和备用的，其中工作水管的能力应能配合工作水泵在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能配合工作和备用水泵在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。涌水量小于300m3/h的矿井，排水管也不得少于两趟。对于所选的三台水泵，敷设两趟管路，即三泵两管工作方式，一台水泵工作时，可通过其中任一趟管路排水，另一趟管路备用；两台水泵同时工作时，可分别通过一趟管路排水。b) 其管路系统布置如图图2.32.2.2 排水管选择计算a）.计算根据规范第2138条,管径常按经济流速Vp=1.52.2m/s计算:式中 dp排水管内径(计算),m. 对于 水泵，额定流量为 m3/h 对于 水泵，额定流量为 3/h b）.壁厚度的计算：壁厚可按如下公式计算：式中： dp排水管内径,cmp管内液体压强，作为估算p=0.011Hp(MPa)； Hp(m)为排水高度；z许用应力。铸铁管z=20 Mpa,焊接钢管z =60 Mpa, 无缝钢管z =80 Mpa;C附加厚度,对于铸铁管C=0.70.9cm;焊接管C=0.2cm; 无缝钢管C=0.10.2cmc)水管材质:对于敷设在深度不超过200m竖井内的排水管多采用焊接钢管,深度超过200m时多用无缝钢管;对于敷设在斜井内的排水管路,可按承压的变化,由下向上分段采用无缝钢管、焊接钢管和铸铁管。对于 水泵，对于 水泵，表2.4 热轧无缝钢管 （YB231-70）（mm）外径壁厚外径壁厚外径壁厚外径壁厚323842455054576063.56870732.58.02.58.02.510.02.510.02.510.03.011.03.013.03.014.03.014.03.016.03.016.03.019.0768389951021081141211271331401463.019.03.524.03.524.03.524.03.528.03.528.04.028.04.032.04.032.04.032.04.536.04.536.01521591681801942032192452732993253514.536.04.536.05.045.05.045.05.045.06.050.06.050.07.050.07.050.08.075.08.075.08.075.0377402426459(465)480500530(550)5606006309.075.09.075.09.075.09.075.09.075.09.075.09.075.09.025.09.025.09.025.09.025.09.025.0壁厚系列2.53.03.54.04.55.05.5677.583.599.5101112131415161718192022242526282930343536384042454850566063657075自表2.4中查得的无缝钢管如下：对于 水泵选取 管245×8或 管273×10对于 水泵选取 管299×10或 管325×102.2.3 吸水管直径确定计算根据规范第2138条,管径常按经济流速Vp=0.81.5m/s计算:式中 dx吸水管内径(计算),m. Qe额定流量，m3/h。 对于D280-65水泵，a）由上述可知，对应管245×8水泵吸水管选为：管273×8b）由此对应管273×10水泵吸水管选为：管299×10对于D450-60水泵选取c）对应管299×10水泵吸水管选为：管351×10d）对应管325×10水泵吸水管选为：管377×102.2.4 绘制管道系统图 图2.4 管道系统图估算管道长度排水管道长度可估算为：，取；吸水管长度 。水流经泵房内排水管的长度，一般取=2030m；管子道中的管子长度，一般取=2030m；井口出水管长度，一般取=1520m。2.3 水泵装置的工况2.3.1 求管路特性方程式并绘制管路特性曲线由上计算可知排水管和吸水管的长度，不计管径差异，近似地按排水管径计算其特性，则：a）.计算排水管道的局部阻力系数：排水管道管件局部阻力系数如表2.5所示表2.5 管件局部阻力系数名 称简 图局 部 阻 力 系 数 闸板阀x/d1/82/83/84/85/86/87/8197.8175.522.060.810.260.070.01止回阀15º20º25º30º40º45º50º55º60º70º90624230149.56.64.63.21.7滤水器（带底阀）mm40507510015020025030012108.57.66.05.24.43.7无底阀时=0.1渐缩管0.1扩大管 以下0.20.50.60.70.80.9弯头0.40.50.60.81.0*1.21.41.61.82.00.1380.1450.1580.2060.2940.440.6610.9741.4081.978弯头三通由排水系统管路简图，选择其中局部阻力最多的一条管路做为计算的对象，列出可产生局部阻力的元件如下表：表2.6名称数量局部阻力系数管245×8管273×10管299×10管325×10直角弯头40.2940.2940.2940.29430º度弯头20.0980.0980.0980.098转弯流三通11.51.51.51.5直流三通20.70.71.51.5闸阀20.260.260.260.26逆止阀11.71.71.71.7名称数量管273×8管299×10管351×10管377×10直角弯头10.294 0.294 0.2940.294渐缩管异径管10.10.10.10.1底阀14.43.73.73.7合计6.4926.4926.4926.4924.7944.0944.0944.094b).选取沿程阻力系数:对于 水泵选取 选用管245×8作为排水管时吸水管273×8取 选用管273×10作为排水管时吸水管299×10取对于 水泵选取 选用管 作为排水管时吸水管351×10取选用管351×10作为排水管时吸水管377×10取式中 排水管路沿程阻力系数 吸水管路沿程阻力系数c).求管路特性方程式并绘制管路特性曲线.管路特性方程式:H=HSY+RQ2式中 R管路阻力损失常数,用下式计算：对于D280-65水泵在选取管245×8做为排水管时有：在选取管273×10做为排水管时有：对于D450-60水泵选取在选取管299×10做为排水管时有：在选取管325×10做为排水管时有：故管路特性方程式:对于D280-65水泵在选取管245×8做为排水管时有： 挂垢后的管路特性方程为：在选取管273×10做为排水管时有：挂垢后的管路特性方程为：对于D450-60水泵选取在选取管299×10做为排水管时有：挂垢后的管路特性方程为：H=Hsy+1.7RQ2=在选取管325×10做为排水管时有：挂垢后的管路特性方程为： 2.3.2 确定工况点由以上方程就可以在水泵性能区线图上绘出管路特性曲线。参照水泵的流量范围，选取几个流量值，分别计算排水所需扬程。对于 水泵在选取管245×8做为排水管时,表2.7Q，m3/h04080120160200240H1, m H1 m 在选取管273×10做为排水管时有：表2.8Q，m3/h04080120160200240H2, m H2 m将管路特性分别绘制在D280-65×8型水泵性能曲线上，由图2.5可见，工况点M2趋进工业区边缘，为确保水泵正常工作，故舍去，最后确定工况点为M1 ，工况参数分别为Qm1= m3/h, Hm1 = m, Nm1 = KW, m1 = (NPSH)m1= 对于 水泵选取在选取管299×10做为排水管时有：表2.9Q，m3/h050100150200250300350400H3, mH3 m在选取管 做为排水管时有：表2.10Q，m3/h050100150200250300350400H4, mH4 m将管路特性分别绘制在 型水泵性能曲线上，由下图可见，工况点M4趋进工业区边缘，为确保水泵正常工作，故舍去，最后确定工况点为M3 ，工况参数分别为Qm3= m3/h, Hm3 = m, Nm3 = , m3 = , (NPSH)m3= m2.4校验排水时间2.4.1 D280-65水泵对于D280-65水泵在选取管245×8做为排水管时有：在正常涌水期每天所需排水时间为Tz1= 24qz/n1Qm1 在最大涌水期每天所需排水时间为Tmax1= 24qmax/(n1+n2)Qm1 = 挂垢后，正常涌水期每天所需排水时间为Tz1= 24qz/n1Qm1 =最大涌水期每天所需排水时间为Tmax1= 24qmax/(n1+n2)Qm1 2.4.2 D450-60水泵对于D450-60水泵在选取管299×10做为排水管时有：在正常涌水期每天所需排水时间为Tz3= 24qz/n1Qm3 在最大涌水期每天所需排水时间为Tmax3= 24qmax/(n1+n2)Qm3 挂垢后，正常涌水期每天所需排水时间为Tz3= 24qz/n1Qm3 最大涌水期每天所需排水时间为Tmax3= 24qmax/(n1+n2)Qm3 经校验排水时间均小于20h，符合煤矿安全规程规定2.5确定水泵的吸水高度2.5.1确定水泵的吸水高度，应以管路没有发生污垢时的工况为计算依据，初期工况Qm1=378.8 m3/h，(NPSH)m1=6.1 m，取p0/=10.2 m(因矿井为负压通风，泵安装地点的大气压力头应比地面大气压力头稍低，在工程上可近似相等)。查表得 t=15ºC时，pv/=0.167 m,则吸水高度为Hx= (NPSH)m1 (+)Qm12此时容易产生汽蚀现象，为提高水泵的吸水性能，确保正常工作，在不能实现正压注水的情况下，可采用辅助泵作为前置泵。2.5.2 当Qm3=500 m3/h，(NPSH)m3=4.4 m，则吸水高度为 Hx= (NPSH)m3 (+)Qm32 2.6确定水泵的型号、台数和管路系统计算水泵装置效率2.6.1若电机效率d=0.92, 工况效率m1=0.77，管路效率 g1=HC/Hm1=437.3/476.3=0.92，则装置效率为： z1=m1dg1c 2.6.2若工况效率m3 =0.79，管路效率g3=HC/Hm3=437.3/447.1=0.98,则装置效率为：z3=m3dg3c 由此可选定 型水泵 台，排水管路选 管 趟，吸水管规格为 2.7经济指标概算2.7.1电费a）年电耗由于正常涌水期和最大涌水期各泵的工况参数相同，则年电耗为E=×（nzrzTznmaxrmaxTmax）= 式中 1.05辅助用电系数； 矿水重度，N/m3 ； Q工况流量，m3/h； H工况扬程，m； 水泵工况效率； C传动效率； d电机效率； W电网效率，一般可选取W=0.95-0.97； nz ,nmax 正常和最大涌水期水泵工作台数； rz ,rmax 正常和最大涌水期水泵工作天数 ,d；Tz ,Tmax 正常和最大涌水期水泵工作时间 ,h；b)年电费年电费等于当地工业电价Cd（元/度）与年电耗量之积，即S1 = CdE2.7.2年折旧费 折旧费应包括设备及建筑折旧费a)设备折旧费Sa=（设备费+安装费）×折旧费b)建筑折旧费Sb=建筑费×折旧费折旧率一般可取5。c）年折旧费S2 = Sa + Sb2.7.3年工资费 工资应包括基本工资、辅助工资和附和工资。一般可按下式概算S3=knCz式中 n每日应出勤的人数； K在册系数，K=1.3； CZ工资单价，元/工、年。2.7.4维修费 维修费是指设备大、中、小修及日常维修所需的工人工资及材料费。S4 = FCF式中 F设备费； CF维修费占设备费的比例。2.7.5其他费用 其他费用是工程不可预见费，即S5 = CAS3式中 CA其他费用占工人工资的比例，一般可取为15。2.7.6年排水费S=S1+S2+S3+S4+S52.7.7年排水费用指标B=S/qy 元/m3 式中 S年排水费用，此处以元计； qy年排水量，m3。2.8 电动机的选型所选水泵工作在工业利用区，可直接选用水泵厂家提供的配套电动机，型号为： JSQ1512-4型高压三相高速鼠笼异步电动机 其参数如下表：表2.11额定功率KW额定电压V额定电流A效率功率因数cos转速r/min1120600011895.70.921480第三章 确定泵房、水仓和管子道尺寸并绘制设备布置图3.1 水仓 水仓是容纳矿水的巷道。其作用是储水，同时还有一定的沉淀矿水中固体颗粒的作用。 水仓应有主仓和副仓，其中一个仓工作，另一个仓清扫或备用。对新建、改扩建或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000m3/h及其以下时，主要水仓（含副仓和主仓）的有效容量应能容纳8小时的正常涌水量。正常涌水量大于1000m3/h的矿井，主要水仓的的有效容量可按V=2（qZ+3000），m3计算（qZ为正常涌水量，m3/h），但主要水仓的总有效容量不得小于4小时的矿井正常涌水量。采区水仓的有效容量应能容纳4小时的采区正常涌水量。 为使矿水在仓中充分沉淀，仓中水的流速应小于0.005m/s，停留时间应大于6小时，因此仓长L大于110m，若仓的总容积V=8qZ，则每条仓断面积S=V/2L，m2。再考虑清仓方法及设备所要求的尺寸，最后选成标准运输巷的断面。 根据井底车场的布置方式、开拓方式及采煤方法的不同，水仓可以布置在水泵房的两翼或一翼。图3.1是带有沉淀池的两翼布置的水仓示意图。由运输大巷一侧水沟来的水，经水仓斜巷、沉淀池流入水仓。这样的布置方式适用于水采及水砂充填矿井。对水质较好的矿井，可不设沉淀池。图3.1 水仓、沉淀池和水沟中的淤泥，每年至少清扫两次，在雨季以前必须清理一次。目前清仓方法较多，有人工清仓法、机械清仓法，如铲斗装岩机清仓、射流泵和泥浆泵联合清仓、压气罐清仓以及水力清仓等方法。3.2 水泵房3.2.1一般规定 水泵房一般布置在副井的井底车场附近，并与中央变电所连接在一起，中间设防爆门分隔，要求通风良好，便于搬运设备。主水泵房至少设置两个出口，一个出口通过斜巷与井筒相通，称为安全出口，它应高出泵房底标高7米以上；另一个出口通到井底车场，为人员及设备出口，在这个出口的通道内，应设置容易关闭的既能防水又能防火的密闭口。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸口，在闸门关闭时，泵房还必须留有形成独立的通风巷道。水泵房的地面标高，应比井底车场轨面高出0.5米，且向吸水侧留有1的坡度。水泵房的电机容量大于100KW时，泵房应设起重梁，并敷设轨道与车场巷道相通，在井口处留有转车空隙。水泵的排水量小于100m3/h时，两台水泵的吸水管可共用一个吸水井，但其滤水器边缘间的距离，不得小于吸水管直径的两倍；100m3/h及以上者，则应设有单独的吸水井。由于扩大开采、延深或水文地质条件较复杂的矿井，当涌水量有可能增加时，在泵房的长度方向上应考虑留有增设水泵的余地。3.2.2水泵房的布置 水泵房的布置方式，主要取决于泵和管路趟数的多少以及它们之间的组合方式。一般情况下，水泵应顺着泵房的长度方向而轴向排列。图3.2是常见的三台水泵两趟管路的布置方式。图3.2 泵房布置图仓中水经过篦子16拦截大块物质后，经水仓闸阀13进入分水井14，再经分水闸阀12（共3个）、分水沟11流入到吸水井9（对中间的吸水井，打开水仓闸阀即可）。 关闭水仓闸阀13，可以清仓，关闭分水闸阀12可清理分水沟及吸水井。利用闸阀7可控制水流经任一趟管路排水。泵房可通过运输巷道21与井底车场相通。泵房与井筒之间用管子道22相通，排水管由此通道敷设入井筒。 泵房的外形尺寸，应根据安装设备的最大外形尺寸、通道宽度和安装检修所需的实际距离来确定。水泵房的长度为L=Nli+A（n+1） = 式中 n水泵台数，台； Li水泵机组（泵和电机）的总长度，m；A 水泵机组间的净空距离，一般可选取1.52.5m。水泵房的宽度为B=b1+b2+b3 = 式中 b1水泵基础宽，一般可按水泵底座外形尺寸在其长度和宽度方向上每边增加0.10.2m； b2水泵基础边到有轨一侧墙壁之间的距离，以通过最宽设备为原则，一般可选取1.52.0m； b3泵基础边到吸水井一侧墙壁之间的距离，一般可选取0.81.0m。 水泵房的高度是指起重梁下弦至泵房地面的高度，它应按水泵及排水管件高度和起重设备所需的伸缩高度而定，一般可选取34.5m。3.3 管子道和管子间3.3.1