《煤礦井下排水泵站及排水管路設(shè)計規(guī)范+GBT+50451-2017+》詳細解讀

《煤礦井下排水泵站及排水管路設(shè)計規(guī)范GB/T50451-2017》詳細解讀目錄1總則2術(shù)語和符號3泵站型式的選擇4排水設(shè)備及管路選擇5排水設(shè)備及管路布置與安裝6供配電、控制和照明附錄A吸入式離心泵站的布置目錄附錄B吸入式離心泵站設(shè)備安裝附錄C鋼管路縱向穩(wěn)定性計算附錄D排水管路支承梁的荷載本規(guī)范用詞說明引用標準名錄編制說明011總則01021.1設(shè)計目的和意義規(guī)范煤礦井下排水泵站及排水管路的設(shè)計，提高排水系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性。確保煤礦井下排水系統(tǒng)的安全、高效運行，保障礦井正常生產(chǎn)和人員生命安全。包括煤礦井下排水泵站、排水管路以及相關(guān)附屬設(shè)施的設(shè)計。確定排水泵站的位置、規(guī)模、設(shè)備選型；設(shè)計排水管路的走向、管徑、材質(zhì)等；制定排水系統(tǒng)的運行和維護方案。設(shè)計范圍設(shè)計內(nèi)容1.2設(shè)計范圍和內(nèi)容排水系統(tǒng)必須滿足安全生產(chǎn)的要求，確保在任何情況下都能及時、有效地排出礦井涌水。安全原則在滿足安全、高效的前提下，盡量降低排水系統(tǒng)的建設(shè)和運行成本。經(jīng)濟原則排水系統(tǒng)應(yīng)具有較高的可靠性，關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)有備用和檢修設(shè)施，以確保連續(xù)、穩(wěn)定運行?？煽吭瓌t排水系統(tǒng)應(yīng)符合環(huán)保要求，對排出的水進行處理，達到排放標準。環(huán)保原則1.3設(shè)計原則和要求1.4設(shè)計依據(jù)和標準依據(jù)國家相關(guān)法律法規(guī)、行業(yè)標準和規(guī)范進行設(shè)計。參考國內(nèi)外先進的煤礦井下排水技術(shù)和經(jīng)驗，結(jié)合礦井實際情況進行創(chuàng)新設(shè)計。022術(shù)語和符號煤礦井下排水泵站排水管路排水能力自動控制系統(tǒng)2.1術(shù)語01020304指在煤礦井下用于排除積水的泵站，是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要設(shè)施之一。指連接排水泵站和排水口的管道系統(tǒng)，負責(zé)將積水從井下排至地面或指定地點。指排水泵站在單位時間內(nèi)能夠排除的積水量，是評估排水泵站性能的重要指標之一。指對排水泵站進行自動化控制和監(jiān)測的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控和自動化管理。排水管路內(nèi)徑，表示排水管路的規(guī)格尺寸。2.2符號D排水量，表示排水泵站或排水管路在單位時間內(nèi)排除的積水量。Q排水高度，表示積水被排至指定地點所需的高度差。H排水泵站功率，表示排水泵站所需的電機功率或總功率。N排水管路壓力損失，表示排水過程中管路系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力損失。P排水流速，表示積水在排水管路中的流動速度。v033泵站型式的選擇地面泵站位于地面之上，通常用于將水從礦井中抽出并排放至地面水系或處理系統(tǒng)。井下泵站位于礦井內(nèi)部，通常用于將地下水或涌水抽出，以保持礦井干燥和安全。地面泵站與井下泵站泵站設(shè)備及配套設(shè)施固定安裝在特定位置，適用于長期、穩(wěn)定的排水需求。固定式泵站泵站設(shè)備及配套設(shè)施可移動，可根據(jù)需要靈活調(diào)整位置，適用于臨時或緊急排水需求。移動式泵站固定式泵站與移動式泵站自動化泵站與手動控制泵站自動化泵站配備自動控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)遠程監(jiān)控、自動調(diào)節(jié)和故障報警等功能，提高排水效率和安全性。手動控制泵站需要人工現(xiàn)場操作和控制，適用于規(guī)模較小或自動化程度要求不高的排水系統(tǒng)。礦井涌水量根據(jù)礦井地質(zhì)條件、水文情況等因素預(yù)測礦井涌水量，以確定泵站排水能力。排水高度與距離考慮排水高度、排水管路長度及阻力等因素，選擇適當(dāng)?shù)谋谜緭P程和流量。設(shè)備性能與可靠性選擇性能穩(wěn)定、可靠性高的泵站設(shè)備，以確保排水系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。排水能力考慮因素044排水設(shè)備及管路選擇123根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件、排水量、揚程等參數(shù)選擇適合的水泵類型，如離心泵、潛水泵等。水泵類型根據(jù)礦井正常涌水量、最大涌水量以及水泵的排水能力等因素，合理確定水泵臺數(shù)，確保排水系統(tǒng)安全可靠。水泵臺數(shù)根據(jù)水泵的功率、電壓等參數(shù)，選擇適合的電機類型，如異步電動機、同步電動機等。電機選擇4.1主排水設(shè)備選擇根據(jù)采區(qū)涌水量、排水距離等因素，選擇適合的排水設(shè)備，確保采區(qū)排水順暢。針對井底水窩的特殊環(huán)境，選擇適合的排水設(shè)備和排水方式，如潛水泵、移動式排水設(shè)備等。4.2采區(qū)排水和井底水窩排水設(shè)備選擇井底水窩排水設(shè)備采區(qū)排水設(shè)備抗災(zāi)排水泵根據(jù)礦井可能發(fā)生的災(zāi)害情況，選擇具有抗災(zāi)能力的排水泵，確保在災(zāi)害發(fā)生時能夠及時排水。移動式排水設(shè)備為應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害，應(yīng)配備一定數(shù)量的移動式排水設(shè)備，以便在需要時能夠快速投入使用。4.3抗災(zāi)排水設(shè)備選擇包括真空設(shè)備、起重設(shè)備、電控設(shè)備等，應(yīng)根據(jù)排水系統(tǒng)的需要合理選擇。為確保排水系統(tǒng)的安全運行，應(yīng)配備齊全的水位、流量、壓力等監(jiān)測儀表，并定期進行校驗和維護。輔助設(shè)備監(jiān)測儀表4.4輔助設(shè)備和監(jiān)測儀表選擇管路選擇根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件、排水量、揚程等因素，選擇適合的管路材質(zhì)和管徑，確保排水暢通。閥門及管件選擇根據(jù)管路的需要，選擇適合的閥門和管件，如閘閥、止回閥、彎頭、三通等，確保管路的連接和密封性能良好。同時，應(yīng)考慮閥門和管件的耐壓、耐腐蝕等性能要求。4.5管路、閥門及管件選擇055排水設(shè)備及管路布置與安裝5.1排水設(shè)備布置與安裝根據(jù)礦井涌水量、揚程等參數(shù)，合理選擇水泵類型、數(shù)量及配套設(shè)施。遵循安全、高效、便于維護的原則，確定水泵、電機等設(shè)備的布置位置。確保設(shè)備安裝平穩(wěn)、牢固，各連接部件密封良好，防止漏水、漏氣等現(xiàn)象。設(shè)備安裝完成后進行調(diào)試，檢查各項性能指標是否符合設(shè)計要求，并進行試運行。設(shè)備選擇與配置設(shè)備布置原則安裝要求調(diào)試與試運行管路選擇與配置管路布置原則安裝要求調(diào)試與試壓5.2排水管路布置與安裝根據(jù)礦井排水系統(tǒng)需求，選擇合適的管材、管徑及連接方式。確保管路安裝平直、穩(wěn)固，支吊架設(shè)置合理，防止管路振動和位移。遵循短、直、少拐彎的原則，減少管路阻力和能量損失。管路安裝完成后進行調(diào)試，檢查各連接部位是否嚴密，并進行試壓試驗，確保管路承壓能力符合要求。根據(jù)管路規(guī)格、重量及安裝位置，選擇合適的支承梁類型和規(guī)格。支承梁選擇與配置支承梁布置原則安裝要求調(diào)試與驗收遵循安全、穩(wěn)定、便于安裝和維護的原則，確定支承梁的位置和數(shù)量。確保支承梁安裝平整、牢固，與管路接觸部位墊實，防止管路受力不均而產(chǎn)生變形或損壞。支承梁安裝完成后進行調(diào)試，檢查其穩(wěn)定性和承重能力是否符合設(shè)計要求，并進行驗收。5.3排水管路支承梁066供配電、控制和照明供配電系統(tǒng)井下主排水泵站應(yīng)采用雙回路電源供電，確保供電的連續(xù)性和可靠性。同時，泵站內(nèi)部應(yīng)設(shè)置完善的配電裝置，包括高壓開關(guān)柜、變壓器、低壓配電屏等，以滿足泵站各種設(shè)備的電力需求?？刂葡到y(tǒng)主排水泵站的控制系統(tǒng)應(yīng)具備自動化和遠程控制功能，能夠?qū)崟r監(jiān)測水泵的運行狀態(tài)，并根據(jù)水位、流量等參數(shù)自動調(diào)節(jié)水泵的啟停和運行速度。此外，控制系統(tǒng)還應(yīng)具備故障診斷和報警功能，以便及時發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備故障。照明系統(tǒng)井下主排水泵站的照明系統(tǒng)應(yīng)滿足安全、節(jié)能、環(huán)保等要求。照明燈具應(yīng)選用防爆、防潮、防塵等性能優(yōu)良的產(chǎn)品，并合理布置，確保泵站內(nèi)部各區(qū)域的照度均勻、充足。6.1井下主排水泵站抗災(zāi)排水設(shè)施在礦井可能發(fā)生水災(zāi)的區(qū)域，應(yīng)設(shè)置抗災(zāi)排水設(shè)施，包括抗災(zāi)排水泵、排水管路、配電設(shè)備等。這些設(shè)施應(yīng)具備快速啟動、大流量排水的能力，以應(yīng)對突發(fā)的水災(zāi)事故。供電和控制系統(tǒng)抗災(zāi)排水系統(tǒng)的供電和控制部分應(yīng)獨立于井下主排水系統(tǒng)，以確保在水災(zāi)發(fā)生時能夠正常供電和控制排水設(shè)施的運行。同時，控制系統(tǒng)還應(yīng)具備手動和自動兩種控制方式，以適應(yīng)不同的救災(zāi)需求。照明和通信系統(tǒng)抗災(zāi)排水區(qū)域的照明和通信系統(tǒng)也應(yīng)獨立設(shè)置，以確保在水災(zāi)發(fā)生時能夠正常照明和通訊。照明系統(tǒng)應(yīng)采用防爆、防水、應(yīng)急照明燈具，通信系統(tǒng)則應(yīng)選用防水、防塵、抗干擾性能強的通訊設(shè)備。6.2抗災(zāi)排水系統(tǒng)07附錄A吸入式離心泵站的布置安全性泵站應(yīng)選擇在地質(zhì)條件穩(wěn)定、無嚴重水患和瓦斯威脅的地點，確保泵站運行安全。便于排水泵站應(yīng)盡可能靠近排水地點，以縮短排水管路，降低排水阻力。便于維護泵站應(yīng)設(shè)置在便于人員進出和維護的地點，方便日常檢查和維修工作。泵站位置選擇03防水與排水泵房應(yīng)采取有效的防水和排水措施，防止水患影響泵站運行。01尺寸與布局泵房尺寸應(yīng)滿足設(shè)備安裝、檢修和人員操作的需要，同時要合理布局，確保設(shè)備之間的安全距離。02通風(fēng)與照明泵房應(yīng)有良好的通風(fēng)和照明條件，確保設(shè)備正常運行和人員安全。泵房設(shè)計根據(jù)礦井涌水量、揚程等參數(shù)，選擇合適的水泵型號和數(shù)量，確保排水能力滿足要求。水泵選型水泵安裝應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范，確保設(shè)備穩(wěn)定、可靠運行。同時，要便于檢修和更換設(shè)備。安裝要求水泵選型與安裝根據(jù)水泵流量、揚程等參數(shù)，設(shè)計合適的管路直徑和長度，降低排水阻力。同時，要考慮管路的耐磨、耐腐蝕等性能。管路設(shè)計管路敷設(shè)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范，確保管路安全、可靠。同時，要便于日常檢查和維修工作。對于長距離管路，應(yīng)采取有效的支撐和固定措施。敷設(shè)要求管路設(shè)計與敷設(shè)08附錄B吸入式離心泵站設(shè)備安裝檢查設(shè)備清單核對設(shè)備型號、規(guī)格及數(shù)量，確保與設(shè)計要求相符。檢查設(shè)備質(zhì)量檢查設(shè)備外觀、密封性及完好性，確保設(shè)備無損壞。準備安裝工具準備必要的安裝工具，如吊車、叉車、扳手等。設(shè)備安裝前準備01020304基礎(chǔ)施工按照設(shè)計要求進行基礎(chǔ)施工，確?；A(chǔ)平整、穩(wěn)固。設(shè)備就位使用吊車或叉車將設(shè)備吊裝至預(yù)定位置，調(diào)整設(shè)備水平度和垂直度。管道連接按照設(shè)計要求連接進、出水管路，確保管路密封可靠。電氣設(shè)備安裝安裝電氣設(shè)備及控制系統(tǒng)，接線正確、牢固。設(shè)備安裝步驟設(shè)備調(diào)試與試運行設(shè)備調(diào)試對設(shè)備進行全面檢查，調(diào)整設(shè)備參數(shù)，確保設(shè)備正常運行。試運行啟動設(shè)備進行試運行，觀察設(shè)備運行情況及各項參數(shù)，及時處理異常情況。遵守安全操作規(guī)程安裝過程中應(yīng)嚴格遵守安全操作規(guī)程，防止事故發(fā)生。注意設(shè)備保護在搬運、吊裝過程中應(yīng)注意保護設(shè)備，防止設(shè)備損壞。電氣安全電氣設(shè)備安裝應(yīng)符合電氣安全規(guī)范，防止觸電事故發(fā)生。安全注意事項09附錄C鋼管路縱向穩(wěn)定性計算縱向穩(wěn)定性計算是為了確保排水管路在運行過程中不發(fā)生失穩(wěn)破壞，保障排水系統(tǒng)的安全可靠。計算時需要考慮管路的自重、水重、水流沖擊力以及管路支撐條件等因素。計算原理確定管路的幾何尺寸和物理參數(shù)，包括管徑、壁厚、長度、密度等。根據(jù)受力情況和支撐條件，建立管路的力學(xué)模型。分析管路的受力情況，包括自重、水重、水流沖擊力等。采用適當(dāng)?shù)挠嬎惴椒ㄟM行求解，如靜力平衡法、有限元法等。計算步驟在進行縱向穩(wěn)定性計算時，應(yīng)充分考慮各種不利因素，確保計算結(jié)果偏于安全。對于復(fù)雜管路系統(tǒng)，應(yīng)采用專業(yè)的計算軟件進行輔助計算。在計算過程中，應(yīng)注意單位統(tǒng)一和數(shù)值精度問題，避免計算錯誤。注意事項《煤礦井下排水泵站及排水管路設(shè)計規(guī)范》中對縱向穩(wěn)定性計算提出了具體要求。其他相關(guān)規(guī)范和標準，如《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》、《流體輸送管路設(shè)計規(guī)范》等，也可提供參考。相關(guān)規(guī)范與標準10附錄D排水管路支承梁的荷載包括排水管路、支承梁及其附件的自重。永久荷載可變荷載偶然荷載包括水錘壓力、水流脈動壓力、溫度變化引起的荷載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震作用等。包括管路破裂、堵塞等突發(fā)事件引起的荷載。030201荷載種類永久荷載與可變荷載的組合，用于支承梁的設(shè)計和校核。考慮偶然荷載與永久荷載、可變荷載的組合，用于支承梁的安全性評估。基本組合特殊組合荷載組合根據(jù)排水管路、支承梁及其附件的材料、尺寸和重量等參數(shù)進行計算。永久荷載計算根據(jù)水錘壓力、水流脈動壓力等的變化規(guī)律和取值范圍進行計算，同時考慮其他可變因素如溫度、風(fēng)、雪等的影響?？勺兒奢d計算根據(jù)管路破裂、堵塞等突發(fā)事件的發(fā)生概率和可能產(chǎn)生的后果進行計算。偶然荷載計算荷載計算方法03對于特殊地形、地質(zhì)條件和極端氣候條件，應(yīng)對荷載進行適當(dāng)調(diào)整。01荷載取值應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準和規(guī)范的要求，確保安全可靠。02荷載組合應(yīng)考慮最不利情況，確保支承梁在各種工況下均能滿足設(shè)計要求。注意事項11本規(guī)范用詞說明統(tǒng)一行業(yè)術(shù)語通過使用統(tǒng)一的行業(yè)術(shù)語，有助于不同領(lǐng)域和部門之間的溝通和交流，提高工作效率。便于理解和執(zhí)行規(guī)范的用詞和術(shù)語有助于讀者更好地理解和執(zhí)行相關(guān)規(guī)范和標準。保證規(guī)范的專業(yè)性和準確性規(guī)范用詞有助于確保文本的專業(yè)性和準確性，避免使用模糊、不準確或易產(chǎn)生歧義的詞匯。規(guī)范用詞的重要性嚴謹性本規(guī)范用詞嚴謹，力求準確表達相關(guān)概念和要求，避免產(chǎn)生歧義。專業(yè)性規(guī)范中涉及的術(shù)語和用詞均具有較強的專業(yè)性，符合煤礦井下排水泵站及排水管路設(shè)計領(lǐng)域的特點。統(tǒng)一性本規(guī)范在用詞上力求統(tǒng)一，對于同一概念或要求采用相同的表述方式，確保文本的一致性和連貫性。本規(guī)范用詞的特點12引用標準名錄010204國家及行業(yè)標準《煤礦安全規(guī)程》中關(guān)于井下排水系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定《煤炭工業(yè)設(shè)計規(guī)范》中涉及排水泵站及管路設(shè)計的部分《泵站設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于排水泵站設(shè)計的具體要求《給排水管道工程設(shè)計及施工規(guī)范》中適用于煤礦井下的相關(guān)條款03123《防爆電氣設(shè)備標準》中適用于井下排水泵站電氣設(shè)備的部分《煤礦用排水泵安全技術(shù)要求》中對排水泵性能、安全等方面的規(guī)定《煤礦井下環(huán)境保護與節(jié)能設(shè)計規(guī)范》中涉及排水系統(tǒng)的環(huán)保與節(jié)能要求其他