矿井排水设计自动化.pdf

曰团团圆圆回回围固 苏联 国家镍 工业研究设计院工程师B M吉姆梅利施泰因 A - c ．库雷舍夫 技术科学副博士B m．奠辛 矿 井生产的安全性、经济性和稳定性主 要是 由矿 井排水系统的可靠性 和有效性决定 的 。这 本身就决定了要对矿井排水主要参数 计算和排水 设备 选择提 出高要求 ，尤其是在 编制强烈 充水矿 床深部水平的开采设计时更 是 如此 。 在复杂 的水文 地质和采矿技术条件下矿 井排水设计方 案的实旖投资较高 ，而且其作 用 十分重 要 ，因此必须在计算技术基础上通 过多方案优化精 心编 制排水设 计 。在国家镍 工业研究设 计院编 制了 L I I AX T J I F I B程序包 ， 该程序包 可用在 E C型 电子计 算机上 进 行各 种水文地 质条件下 开采地下矿时矿井排水主 要工程项 目的计 算机辅 助设计 。 该程序包可保证按 设计者 规定的排水设 备主要工作条件选 出水泵和 管路最优类型尺 寸以及计算 矿井排水 的所有主要参数 。考虑 不同数量工 作水泵和 排水管 道的情况下水泵 的计算工况 ，在矿 井排水系统 经济性 和可靠 性 按备用能 力 评价的基础上进行 优化 。 最 优性 标准是折算 的费用 最 小和 折算的水 泵站备用系数 最大 。 这 就可以保证 比传统 的设 计方 法降低 有时 是大 大降低基 建费 用和 经营费用 ，提高矿 井排水系统 的工作可 靠程度 ，以及提高 设计 者本身的工作效率 。 使 用 I I I A XT J I d B程序 包 完成 了矿 井 排 水所有主要工作项 目的计 算机 辅助设 计 。其 中包括计算排水管路 的通过 能力以及考虑 水 锤和 各段配置不 同壁厚管道 时 为了降低金 属消耗的管路强度 } 排水系统 的压力损失 ； 在并联水泵和 并联管路不 同组 台中水泵 的工 况 {非潜 没式泵房的允许 吸入 高度 ；各种排 6 8 水用巷道 的扩大工程量 }排水 系统的扩大技 术经济指标 ．以及从提供分析 的多种方 案 中 选择最优方 案 。此外 ，还可借助 于计 算机 辅 助设计确定工作水泵和安装水泵与管道 的数 量 、管道附件和辅助装置 的数量 、各种备 用 系数 、工作状态下的水泵效率及耗 电量 ，等 等 }编制说明书样本并 向有关设计科室打 印 委托动力设备设计与水泵站控制溟 i 量仪表和 自动装置设计的任务书 ，编制主要设备和 材 料表的任务书以及编制预算的任务书 在技 术设计 阶段 。 可 以采 用 ／ HAX T J ／ I ．4 B程 序 包 的 主要 采 矿技术和 水文 地质条 件的范 围是相 当大 的 ， 包括在矿井排水设计实践中遇到的绝大部分 情况 潜 投式 和非潜没式布置的水泵房 ，绝 对标高从海拔 一2 0 0 0 m- { - 3 0 0 0 mI 正常涌水 量达 3 0 0 0 m。 ／ h ； 最大涌水量达 5 0 0 0 m。 ／ h； 大 地测量 的扬水高度 矿 井深 度达 9 5 0 m，相 当于排水设备 的静水 压力达 1 0 MP a ；矿井水 的酸度 p H ≥5 弱酸性 、 中性和弱碱性水 I 竖 井轲斜井中管 路的布置。 运用 l I I AX T ．／ I H B程 序包 对 于 设 计过 程 中所要解决的问题限翩不大。允许水泵和管 路有两种连接方式。第一种方式是统一连接 按金属矿床 、 非金属矿床与砂矿床地下开采 统 一安全 规程的要求 ． 这时所有设置的水泵 同所有管路均用闸阀连接。第二种方式是分 组连接t每两台水泵与一条管路连接。电子 计 算机 程序 的一个通 道中允许 研究三种类型 尺寸 的管 路和 不超过 三种类 型尺 寸 的水 泵 ； 对统 一连 接方式设 置的水泵不超过 8台 ；而 对于分组连接方式设置的水泵不超过 1 2 台。 1 9 9 1 年第 9期 维普资讯 U I A X T H B程 序 包 可 以应 用 在 任 何设 计 阶段 技术经济计算 和技术经济论证阶段 、 技术设计阶段和施工图阶段。在施工图阶段 使用 程序 不向有 关科室提 出任务 书可 以 验算或者 修正 技术设计阶段选择最优水 泵类 型和管道直径的技术经济论证原始数据 根据设 计者的选 型 ，WA XT J T H B程序包 可以完成两 种情 况的计算 基本计算和补 充 计算 验算 。在基本 计算 中， 从设计者预 先规 定的几种中 选择水 泵的最优 类型尺寸 ， 井选 择相 应的管道 ，计算水 泵和管道 的所需 数量 。在起验 算作用的补充计算中 ，计算矿 井排水 系统参 数 ，这时除通常的 。 外部”原 始数据外 ， 还要给 出工作 水泵的类型及台致 ， 管道 的直径和 数量 作 为 WA X T H B程 序 基础 的 计 算方 法 井不严 格地 限黹 葺 于某 种 固定 类 型地 下矿 床 煤 矿、黑色 或有色金属矿 床的水文地质特 性 ， 因此 可以认为这种计算方法 是通用 的。 此 法 已通过鉴定并 已在国家镍 工业研究设计院 有效地应用于 地下矿排水设 计 。 此法符合 金属 矿床、非金属矿床和砂矿 床地下开采统一 安全规程以及有色 金属地下 矿 山工艺设计规 范 B H TH 3 7 8 6 的所有要 求。为了便于计算不同级数的各种类型水泵 和使用 不同的管道 ，工作区范围内的水泵压 力特性 曲线用 相对 的工况特性 曲线代替 按 水泵额 定扬 程与流量 。这就 可以 简化计算 ， 同时还提高 了在水泵 工作区范围内的计算精 确 度。对于 具有 符合技术条件的压力公差在 3 范 围以内的新水 泵 ， 还是对于最大的运行 磨损 引起额 定压 力降低 l 0 的水泵 ， 其工况 都可用此 法计算 。 为 了使 用 WAX T HB程 序包 ， 设计者将 原 始数据列 成方 便而简单的表格 ，然 后仅仅 记入直接 与所 设计的具体工程项 目有关 的信 息 企业 、矿山和设 计项 目名称 I正常和最 大涌水 量 I 大地测量 的扬水高 度 } 附加压力 ， 泵 房的绝对 标高 I地 面和水泵房水平 的管路 水 平段 长度 I管路沿井筒的敷设 角度 I水泵 田外盍■矿山 站运行 期限 ，水泵性 能表 上标有 不 同类型尺 寸 的最后几 种水 泵的 l 到 3个顺 序号 {提 出 3种可供分 析的管道直径方 案 ；标 出每 种给 定水泵方案 的水 泵房 潜没式或 非潜投式 的 标志 ，标 出水 泵和 管路连接方式 统 一连 接 或分组连接 的标 志 }管路强度 和压力 损失 的计算条件 ，水泵工况计算 或者包 括打 印说 明书样本在 内的全部计算 。 只有在与指定 的 。 省略” 程序 n p D r p wm 。 丌 0 y M ∞ n “ ” 有 出入 的情况下才 由设计者 给 出关于管子 内壁腐蚀速度 、管路吸 入段和 压入段的局部水力阻力系数 、扩大井筒和开 凿 硐室 的 每立方 米巷道 掘 进 费用 等 原 始信 息 。所有原始数据表格均 由不 熟悉计算技 术 的设计者填写 。 其它参考信息包括管子、水泵、管路附 件及辅助设备的技术持 性 t以及 矿井排水计 算所需的水泵配套设备和价格参数 ，不需 由 设计者填写 。这个信息预先从产品 目录 中收 集井保存在用一组磁盘储存的供 ⅢA x T Ⅱ HB 程序包使用的五个永久性数据组 内。 根据 MA X T H B程序包的工作结果 ，在 计算机的字母数字键盘打印装置或终端屏上 以表格和正文形式显示 出设计者全部所需 的 矿井排水系统各方案计算参数 譬如 ，按水 泵和管路不同组台方案给 出各段 排水管路 的 壁厚值 ；水泵工况 的详细分析结果 。在一般 情况下 。电子计算机一个通道可为 9 对水泵 和管路方案进行计算 。还能给 出排水用 的巷 道 的对 比工程量 、各对 比方 案的扩大 技术经 济指标 ，所选择方案的说明 书样本 、委托 各 有关科室设计 电气设备 自动化装 置、维修设 施 ，水泵硐 室和井筒管子 间的任务书 ，以及 编制材料表和预算 。 在 程序 实施 过程 中 ，根据 所得 出的 中间 结果在终端打 印装 置或 者显示屏 上 以各种文 本形 式向设计者报道 一切超出允许范 围的原 始数据以及中止计算的原因 。譬如 ，所给 定 的管路 直径 中有 一个不适 用 I 根据吸入条件 ， 不容许水泵 的低许可 流量 ；按相对 排水量超 6g 维普资讯 出水泵工作 区范 国 ；水 泵的 电机不适宜 ；备 用系数低，等等 。 [ [ I AX T I I HR程 序包在 E C型 电子计 算机 上 工作 ， 使用 6 ． 1或更大型 的 O CE CMV T操 作系统控 制 。需要有 达 2 8 O K的操 作存储 器 分支 。 全部程序 模块 均使用 nnt 1 语 言编 写。 目前 ，国家镍工业 研究设计 院在 为 C M 型 电 子计算机和个人 电子计算机 编制类似 的程序 包 ，以及露天矿排水计算用程序 包 。 I I I AX T J I I 4 B 程 序 包 由 两 个 主 程 序 B C ⅢO o r J Ⅱ IJ B程序 和 O I T HMA程序 与 1 4 个子程序组成 。 B o ,r l o o r ．r l r l B程 序用于 根 据设计 者提 供 原始数据组成 的不 同类 型尺 寸水 泵和管道 直 径计算矿井排水 的一系列方 案 。程序打 印出 计 算结 果并将 O H T H MA程 序工 作所 必需 的 信息存入磁盘组 。O I I T HMA程 序用于在打 印 装置上给 出推荐下 一步 设计用的方案 的计算 结果 以及委托各有关 设计科室的任务书 。 B O ] I O O F J I I ．I B程 序 具 有高 度发达 的模块 结构 ， 由一个控制模块和 2 2个被 调用 模块 所 组成 。O I I T HMA程序 同样是模块结构 ，由一 个控制模块和 7个被调 用模块组 成 。 I HA XT J I HB程 序包有 l 4 个 子程序 ， 完成 如 下 主 要 功 能 在 一 组 磁 盘 上 建 立 一 套 永 久 性参考信息数据 ；在终端打印装置或显示屏 上用表格形式给 出永久性数据 ；保证可 以用 三种方式 增补 、代替和取消 修正永久性 数据组；打印规定数量的表格以填入原始数 据 。 WA XT HB程 序 包 的编 制 完 全 符 合 设 计文件统一编制规程的要求 ，使用方便 、操 作简单 ，各程序均 自编文件 ；所设计的程序 功能结构可使所编程序计算方法各逻辑运算 部分均包括在各个功能程序模块 内。建议推 广程 序包及其用磁带存储的全部文件 。 译 自苏联 { F o p H u fl玳 y p H 邮 ， 19 91． N g1． 3 5～ 3 6 王 安则译 罗冰校 上接 第 5 6页 I崩 ⋯ 『， R S a n d a l a s imh d a K S ． 1 l L t f c c t～ f d d i l i c s i n md , n g c m “ Re p o r t n i Rc g iomd Rc s c a r }M l r a o r y N r M 『 {『 2 B h u b ． mc s a r l t 、 『f i l ‘ l I ⋯R J ． m 『 0 } t i e d L l 1 li d t l i l i c ⋯ ～ 1 l1 I ⋯in ul l E 1 n 『 L l‘ n _ h c s is 1 Mmc m _ l u g mc c, i n g ， I n d i ．i i1 _’ I 1L 1 『 -1 1 M 呲 1 h a n h a d [ n d k l 门l f I O l i d 1 J 5 7 r u l l l a n d r I r A⋯ i k ．t l1 、 Al [ i r h a h 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