矿井防尘洒水系统设计Word文档下载推荐.docx

1、pH值6 94大肠菌群不超过3个/L注：滚筒采煤机、掘进机等喷雾用水的水质除符合表中的规定外，其 碳酸盐硬度应不超过 3m mol /L（相当于16 . 8德国度）。2.高压喷雾用水同国家生活饮用水标准。3.特殊设备用水按设备厂家提供的水质标准。二、供水水源选择矿井可供选择的供水水源有很多，包括地表水、矿井水和工业或生活 用水等。应根据矿井具体条件，本着有效利用水资源，降低用水成本， 节约用水，循环利用，保护环境等原则，合理选取供水水源。三、防尘供水形式的选择防尘供水形式是幵展防尘工作的基础。供水形式的确定取决于水源。 现场采用的有以下几种形式：1.利用井下水为水源的静压供水井下水源可以是巷道

2、的水沟水、淋帮水或含水层水。因水源不同，这种供水系 统又可分为：1） 用井下排水泵将井底水仓中的水排至地面水池，通过沉淀过滤的清水经输水 管网送至各用水地点。如图 4-1所示。储水池一般应设在地面，水池容量一般不得小于一班的耗水量。水池标高的选择，应满足用水点水压要求与 考虑管材设备的耐压强度。有时地面水池距离井底高差太大，需要采取 降压措施，北方地区冬季需要考虑防冻等问题。这种供水形式的优点是水压稳定，便于管理。图4-1矿井水源的静压供水系统1地面净水池；2 水泵；3井筒;4供水管；5井底水仓2） 收集井下淋帮水、裂源水，汇于集水池中，用专用水泵将水送至地面，然后经管网送至井下各用水点。如图

3、 4-2所示。该系统取水方式与前一种情况类似，但淋帮水、裂源水比井下水仓水的水质要好得多，一般不需要沉淀或过滤。只是需要有淋水、裂隙水条件的矿井方可采用。主要优点是水压稳定，水质较好，管理方便。图4-3上水平巷帮淋水供下水平使用1 总回风大巷；2集水池；3 水管;4上山（或斜井）3）收集上水平的巷道淋帮水或裂源水于集水池中，充分利用上水平 上存在的一定高差，作为下水平使用的静压供水水源，形成供静压供水 系统。如图4-3所示。优点：供水网短，水压稳定，水质较好。若上水平有足够的满足生产 所需的水的水源，应积极加以利用。这种供水方式在经济和技术方面都 是有利的，即使在水源水量有限，不能满足全矿生产

4、需要，也应作为局 部供水的水源加以利用。2.利用井下水为水源的动压供水1）用井下排水泵或设专用水泵，将井底水仓或集水池的水（不经地 面）直接送至井下各用水地点的动压供水系统。如图 4-4所示。该系统的优点：供水管路短。缺点是水泵效率低，水质难保证，已少 有采用。2 ）将井下水灌入专用水车，利用压缩空气将水压送到各洒水地点如图4-5所示灵活方便，但贮水量有限，通常只供凿岩机湿式凿岩 用水。利用专用水车、专用注水泵，作为动压供水的方法，为大多数动压注 水工作面所采用。也可以不设专用水车，而是注水泵直接与静压管网连 接加压实现动压供水。3.利用地面给水作为水源的静、动压供水图4-6水箱控制1 地面净

5、水池； 2水泵；3 井筒；4 供水管如图4-6所示。这是一种多渠道 供水的方法，用生活用水补充矿井水的不足，适用于井下缺水的矿井。该系统供水费用较高；当地面水源的 供应量不足时，往往发生地面生活用水与井下生产用水相互矛盾，应合 理安排水的配给。在上面介绍的几种供水系统中，根据现场实际使用经验，采用集中静 压供水系统在技术经济上较为合理；煤层注水优先考虑采用静压注水方 式，对需要施行煤层高压注水的矿井，使用移动专用泵联接供水管网加 压要比使用专用水车注水更加方便。第二节 矿井防尘洒水管网系统与用水量计算一、管网布置形式与选择管道与附件 （法兰盘、弯头、阀门等 ）连接成一整体称为管路。井下若 干条

6、管路按需要相互联接就构成了矿井管网系统。矿井防尘管网系统按其结构，可分为树状网和环状网两种类型。所 谓树状网是指管网布置像树枝样。从树干到树稍越来越细，树状分倒 立或正立形状受供水方式制约，见图 4 7a、b。如全矿井从井底水仓集 中供水，则管网系统正好是个正立状树状网。地面水池集中供水为倒 立树状网。倒立树状网是矿井防尘常见的管网形状之，它适用于静压 供水的矿井。所谓环状网是将主干管路连成环状 （图 4 7c） 。由于环联管四通八达， 当部分管线损坏时，一侧断水影响范围较小，全矿井或整个采区防尘工 作不致中断。环状网适用于生产集中的水平煤层和作业地点所需水压基 本均等的矿井或井下相同水平设有

7、几个大小不等的静压水池同时为全矿 井供水的矿井。树状网和环状网相比，树状网结构简单、主干管线短、投资少，但 可靠性较环状网差。当某一条管路损坏时，在它以后的各分支管路都将 断水。环状网则可以克服这一弊病，但主干管路长度常需要成倍增长， 造价也就相应增加。在生产实践中究竟采用哪种形式，应以安全可靠、 经济合理为原则，结合各矿具体条件因地制宜地选择。二、用水点装置1 .灭火装置1）在井下的下列位置应设消火栓：（1）重点保护区域与井下交通枢纽的 15m以内：主、副井筒马头门两端；采区各上下山口；变电所等机电硐室入口; 爆炸材料库硐室、检修硐室、材料库硐室入口；掘进巷道迎头；回采工 作面进、回风巷口；

8、胶带输送机机头。（ 2）有火灾危险的巷道内：斜井井筒、 井底车场、 胶带输送机大巷每隔 50m ；采用可燃性材料支 护的巷道每隔 50m ；煤层大巷，采区上山、下山、工作面运输与回风顺 槽等水平或倾斜巷道每隔 l00m ；岩石大巷、石门每隔 300m 。2）在有火灾危险的巷道中，处于其他巷道已设消火栓保护半径之内 的区域， 可不设消火栓。 在一般巷道中， 消火栓的保护半径应按 50m 计； 在岩石大巷、石门中可按 150m 计。3）下列位置宜设相应的固定灭火装置：（ 1）胶带输送机机头处设自动喷水灭火系统；（ 2）马头门内侧 20m 处设水喷雾隔火装置；（ 3）井下变压器、空气压缩机等设备设泡

9、沫灭火系统；（ 4）其他经采矿工艺认定火灾危险较大的井下巷道或硐室。2给水栓1）下列部位应设置相应规格的给水栓：（ 1）设有供水管道的各条大巷、上下山与顺槽每隔 l00m 应设置一个规格为 DN25 的给水栓；（ 2）掘进巷道中岩巷每 l00m 、煤巷每 50m 设置一个规格为 DN25 的给水栓；（ 3 ）溜煤眼、翻车机、转载点等需要冲洗巷道的位置。2）湿式凿岩与湿式煤电钻的引水管或分水器的引水管，注水泵、喷 雾泵吸水桶的进水管，宜通过软管与供水系统的给水栓相接。给水栓的 规格必须与用水点的最大流量匹配。3喷雾装置1）在井下采掘工作面的采煤机、掘进机截割部、放顶煤工作面放煤 口、液压支架产尘

10、源、破碎机等处以与运输系统中、的煤仓、溜煤眼、 翻车机、装车机、胶带输送机、刮板输送机、转载机等的转载点上均应 设置喷雾防尘装置。采掘工作面的外喷雾应采用由高压喷嘴构成的高压 喷雾装置。2）在下列地点应设置风流净化水幕： 采煤工作面进回风顺槽靠近上下出口 30m 内；掘进工作面距迎头 50m 内； 装煤点下风方向 1525m 处；胶带输送机巷道、 刮板输送机顺 槽与巷道；采区回风巷与承担运煤的进风巷；回风大巷、承担运煤的进 风大巷与斜井。三、矿井防尘用水量的计算矿井防尘设计用水量 Qs 可按下式计算：Qs= K （刀 Qc+ 刀Qj+ 刀Qy+ 刀 Qf+ 刀 Qx + 刀Qq） m3/h（4

11、-1）式中 Q s 矿井防尘用水量， m3/h ；K富余系数，取 1.251.35 ;刀Qc各采煤工作面防尘用水量之总和， m3/h ;刀Qj各掘进工作面防尘用水量之总和， m3/h ;刀Qy主要运输巷的运输与转载系统防尘用水量之总和， m3/h ;刀Qf运输大巷风流净化水幕用水量之总和， m3/h ;刀Qx矿井消火栓总流量，取 27 m 3/h ;刀Qq 防治粉尘的其他用水量之总和， m3/h o1 采煤工作面防尘用水量 采煤工作面防尘用水量包括煤层注水、采空区灌水、采煤机内外喷雾、液压支架移架、回柱喷雾、湿式打眼、爆破落煤喷雾、冲洗煤壁、 出煤洒水、工作面顺槽输送机转载点喷雾、回风顺槽净化

12、水幕、冲洗顺 槽沉积煤尘与支架乳化液用水等用水量。由于水炮泥用水量不大，可不 计。1）煤层注水用水量 Qc1计算式如下：Qci = Qk + Qz m 3/h （4-2）式中 Qk每一处的湿式钻孔用水量，可取 Qk = 3m 3/h ;Qz 每一工作面的煤层注水流量；Qz=1.3AGq i m3/h （4-3）1.3 漏水与注水超流量的综合系数；A受注水湿润的煤产量与工作面总产量的比值；G工作面平均小时产量，t / h ;qi 吨煤注水量，qi= 0.020.035m 3/1。2）采空区灌水用水量Qc2Qc2 = n cQd m3 / h （4-4）式中 Qc2 每一工作面的灌水孔（管）数；Q

13、d单孔灌水流量，倾斜分层超前钻孔采空区灌水流量可取 lm 3/ h，回风顺槽采空区水管灌水可取 6m 3/h，水平分层采空区灌水可取 2m 3/ h。3）采煤机内外喷雾用水量 Qc3可按表4 2选用：表42 采煤机耗水量参考生产能力采煤机组国产采煤机进进口采煤机（Mt/a ）总功率（kW）耗水量（m 3/h）8 15000.06 X4000.06 X5206 10000.06 X3200.06 X375 5000.06 X2350.06 X230 1.2 m/s 时,m / m （4-27）当 v v 1.2 m/s 时i 0.000912 -0.867）03 , m/m （4-28）dj.

14、v式中 i 单位长度的水头损失（m/m ）在特殊条件下，井下管道的沿程水头损失也可采用曼宁公式或海森-威廉公式计算。计算管段的水头损失为h w = i L （4-29）式中 hw管段的水头损失，m ;L 管段长度，m。3.管路的沿程总阻力计算管网的阻力损失（或称水头损失）包括沿程摩擦阻力和局部阻力。在 洒水管网中主要是沿程摩擦阻力损失，局部阻力所占的比例很小，在设 计中，管道的局部水头损失计算应按具体情况分别采用下列两种计算方 法：1） 巷道与井筒内的长距离管道应按沿程水头损失的 10 %计算。2）水源、水处理站与加压泵站硐室内的管道应按管件逐个计算，然后累加。若管道局部阻力按摩擦阻力的 10

15、% 计算，那么，管道的总阻力损失H = 1.1 iw （4-30）式中， H 管道的总阻力损失， m ；工hw计算各段管道的摩擦阻力之和， m。软管的水头损失可按下式计算， m/m （4-31）第四节 水压控制措施和管路敷设井下的采煤机组、掘进机组、不同类型的洒水器、消火栓等都有各自 的流量和压力要求。因此，防尘设计中就必须考虑压力的控制问题。压力控制与供水水源的选择关系很大，因供水水源位置的不同，可能造成整个管网的加压或减压，也可能造成局部加压或减压。即使供水水源所提供的自然水头对大部分管网的压力要求能基本得到满足，但局部 网点需要加压或减压的情况也总是存在的。一、水压计算井下消防、洒水管道

16、系统中某一点的水压值应按下式计算：p = 10-6 丫 （ Z h ） g+P o（4-32）式中p管道系统中某计算点的计算水压值 （MPa）;丫一一水的容重（1000kg /m3）; Z位置水头差，为计算点至该点管道上游水压已知点 （如减压阀、水池计算水面或加压泵出口 ）之间的几何高差 （m）； h从上游已知点至计算点之间的管道水头损失 （m）;g 重力加速度， 9.81m s2 ；Po已知点的水压（MPa），可为系统加压水泵的出口压力或减压阀后的水压。二、管网的加压措施和水泵选型1 管网分支的加压因管网分支供水压力不足，井下局部网点不能满足洒水压力要求时， 可以采用压气水箱进行加压，压气水箱因受风压的限制，只能作局部加 压，比如掘进工作面湿式凿岩等防尘用水可采用这种方法。如果静压供水的水源低于用水地点标高时， 必须设置加压泵来提高