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对矿井排水设备选型设计的几点看法 周德利1,王明忠2 1 1 大雁煤业公司 二矿,内蒙古 大雁021100; 21 牡丹江煤矿机械厂,黑龙江 牡丹江157000 中图分类号TD74 文献标识码A 文章编号1008 - 8725200106 - 0007 - 02 矿井井下排水是矿井主要用电负荷之一,其电耗占 总电耗的205左右。排水设备的合理选型,对排水 设备的正常、 经济运行,具有重要意义。有关排水设 备选型设计方法,在大中专教材及有关设计手册中 已有很多介绍,笔者对其中几个问题谈一下自己的 看法 1 管道阻力系数的确定 在不少大中专教材中,根据管路特性方程 H HgRQ2导出R Hb-Hg Q2e 式中Hb 所选水泵扬程,m; Hg 吸水井水面至排水管出口垂直高度,m; Qe 水泵额定流量,m3/ h。 可见,上述公式为理想状态,在很多情况下与 实际不符。 对初搞设计者易产生误解,正确的方法应 按以下公式计算。 排水管道的特性方程,即水泵扬程H的一般表 6为保证焊缝的质量,采用AE422E4303410、 312的船用焊条,此焊条符合船舶检验局认可。 7焊条在使用前应进行烘干。 8焊接坡口加工采用碳弧气刨、 刨出U型坡 口,深3 mm ,操作时要保证刨槽平直且深度均匀。 9在用碳弧气刨方法加工坡口或清焊根时, 刨槽内的氧化层、 淬硬层、 顶碳或铜迹必须彻底打磨 干净。 5 焊缝的检验 1外观检查。 用放大镜对焊缝进行检查,有无 裂纹,气孔与弧坑焊瘤、 夹渣,如有及时处理。 2焊缝的致密性试验煤油试验。 在焊缝的 一面涂抹白垩粉水溶液,待干燥后,再于焊缝的另一 面涂煤油,并立即观察,仔细注意有无出现煤油斑点 或带条,检查时间为30 min左右,在此时间内如无油 斑和带条出现,则可确定焊缝合格。 6 下水的施工方案 1船体下落。 用4个20 t螺旋千斤顶逐边逐层 拆除道木至靠水边保留2层木垫h 300 mm ,另一 边保留4层木垫h 600 mm ,加上原有基础的斜度, 其轨道斜度为7～8 。 2延伸轨边。 把岸边推成一个斜坡,根据现场 情况把2根U型钢截至需要的长度,使U型钢能稳 稳地扎在岸边水里 U 型钢下垫道木用角铁把2根 U型钢连成一体,并与原轨道平台外侧两U型钢 焊接成一体。 3下水。 ①测量岸边水位,深不得低于1 000 mm;②在 轨道上涂上黄油减小船底与轨道的摩擦力;③用钢 丝绳把船栓在岸边地锚上,作为留绳;④用装载机 给船一个推力,使船缓慢下水。 7 结语 1利用该矿现有的技术、 材料及设备等条件 制作此船比到船厂订制节约近40万元,节约了大量 的资金。 2浮船的取水量,可以满足全矿5 000多户的 生活用水及矿工厂区,锅炉、 福利楼等生产用水。 3由于浮船的使用,充分利用了煤矿塌陷形 成的水源,大大节约了地下水源,创造了良好的经济 效益与社会效益。 Manafacture of the water pump ship in the cave area of coal mine ZHANG Rong-hui Luling Coal Machinery Plant ,Huaibei Mining Group ,Huaibei 234113 ,China 收稿日期2001 - 03 - 12;修订日期2001 - 06 - 20 作者简介周德利1967 - ,男,1989年毕业于黑龙江矿业学院,现任大雁煤业公司二矿工程师。 达式为 第20卷第6期 2001年6月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol.20 ,No6 June ,2001 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. H HgRTQ2 Hg 117L 100 R T100Q2 m 式中Hg 吸水井面至排水管出口高度,m; 117 确定水泵扬程时,考虑排水管淤积而 增加的管路阻力损失系数扰 煤炭工 业设计规范 要求 ; L 计算管长,m; L lxlpΣld 其中 lx 吸水管线长,m; lp 排水管线长,m; Σld 局部管件等值长之和包括出口动 能损失的等值管长 ,m 可查表; RT100Q2 是料直管中水头损失, RT为管路 阻力系数, Q为通过的流量,可用图 解法求出。 根据上述特性方程,求出各种流量 Q的扬程 H后,即可绘出管路的特性曲线。 2 排水系统效率 在水泵性能校验中,现有的设计方法只校验水 泵的效率。 即水泵工况点在其工业利用区内,满足η ≥019ηm,式中η为工况点效率,ηm为最大效率,而 且工况点流量一般选择在额定流量的右侧。 笔者认为,只校验水泵的效率是不全面的,应校 验整个排水系统的效率。 排水系统包括电动机、 水泵、 排水管路三部分。 其总效率亦由电动机效率ηd、 水泵效率ηb和管路效 率ηg三部分组成。 1电机效率ηd电动机输出功率/电动机输 入功率。 ηd的大小取决于电动机结构和负荷的大 小。 在选定电动机以后就只决定于负载的大小。 水泵 电机一般选取负载率都大于80 。 为简化分析,假 定ηd不随负荷变化而变化。 2水泵效率ηb水泵有效功率/水泵输入功 率。 水泵输入功率可近似视为电机输出功率,水泵有 效功率是水泵在工况点流量和扬程的乘积。 水泵厂 的产品样本中,都提供了所生产的各型水泵在不同 工况点的效率数据和效率 流量曲线。 根据数据和 曲线,可得到效率曲线的一元二次方程。 ηba0 a1Q a2Q21 式中Q为流量。 3管道效率ηg排水有效功率/水泵有效功 率Hg/H,式中Hg为吸水井水面至排水管出口垂 直高度,H HgRQ2,式中R为管网阻力系数,表 示排水管道、 闸阀等对流过的液体阻力的大小,由管 道内径、 长度和闸阀等确定,管径越大, R越小,阻力 越小。 上式可表示为 ηgH1/ H1 RQ22 从式2可知,当Q 0时,ηg有最大值1。 当R 一定时,随着Q逐渐增大,ηg逐渐减小。 当Q一定 时,随着R逐渐增大,ηg亦逐渐减小。 所以,在ηg- Q坐标中,ηg曲线是一条最大值为1的单调减曲线, 管径越大,R越小曲线越平缓, R取不同值时,可得 不同的曲线如图1所示。 图1 4排水系统总效率ηzηdηbηg排水有效 功率/电动机输入功率。 上述分析中已假定ηd为常 数,故只分析 η ′ ηbηg3 将式1、2代入式3得 η ′ a0 a1Q a2Q2 H g / HgRQ24 对一个排水系统, Hg是定数,选定水泵后a0、 a1、a2均为定数。 确定管径后, R也是定数。 所以η ′ 只和Q有关,问题转化为当流量Q取何值时η ′ 取得 最大值。 取式40对Q求导数,令其为0,可得 Qm[ a2Hg-a0 R a 2Hg- a0 R 2 a21RHg]/a1R5 当Q Qm时,η ′ 有最大值,即ηz有最大值,整 个系统能取得最大效率,Qm称为理想流量。 对η ′ηbηg,可通过图1进行定性分析。 如图1 所示,ηb曲线是上凸的二次曲线,ηg曲线是一条最 大值为1的单调减曲线,η ′ 曲线亦为上凸的二次曲 线,随着流量的增大,η ′ 曲线比ηb曲线下降得也越 大。 显而易见,η ′ 曲线的最大值位于ηb曲线最大值 的左边。 排水系统总效率取得最大值时的流量理想 流量, Qm不是等于水泵额定流量Qe此时 ηb最 大 , 而是小于Qe,具体数值由式5确定。 8 煤 炭 技 术 第6期 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 煤矿电气 电磁振动给煤机自动稳幅控制的实现 李 琦1,左吉林2 11 七煤集团公司 桃山选煤厂,黑龙江 七台河154600;21 七煤集团公司 销售煤炭总公司,黑龙江 七台河154600 摘 要针对电振给煤机的自动控制的研究,提出一种自动稳幅控制电路,并对其进行原理分析达到了一定技术要 求。 关键词自动稳幅;半波整流;无级调节 中图分类号TD02819 文献标识码B 文章编号1008 - 8725200106 - 0009 - 02 0 前言 电磁振动给煤机是一种连续给料设备,较广泛 地应用于选煤生产流程中,以实现其自动控制,实现 生产流程自动化。 现以一种实用电路来研究电磁振 动给煤机的自动稳幅控制。 1 自动稳幅控制原理 自动稳幅控制装置由主回路、 控制回路、 电源电 路等部分组成见图 1 。 图1 111 主回路 主回路采用可控硅半波整流电路,以之作为动 力源控制部分。 电磁振动器的电磁线圈是经过可控 硅半波整流后供电,当线路接通电源后,在正半周有 电压加在电磁线圈上,固而在电磁线圈中有电流通 过,并在衔铁和铁芯之间产生脉动电磁力,互相吸 引、 在负半周电磁力消失,借助弹簧板储存的势能, 使衔铁相对铁芯朝反方向运动,这样给料机的料槽 沿激振方向往复运动。 控制可控硅触发脉冲即可调 节给煤机激振力即调节其振幅。 112 控制回路 控制回路由信号检测放大及处理、 控制信号放 大与调节、 集成化可控硅移相触发、 电源电路4个环 节构成。 信号检测是采用测力传感器为信号测量元 件,传感器的核心由弹性元件和电阻应变片构成,当 弹性元件受力变形时,应变片相应形变,电阻应变片 电阻随之变化,应变片组成电桥电路,将电阻应变片 电阻变化转化成电压变化,从而将激振力变化转化 为电压变化输出。BG1组成恒流源放大电路将此变 化放大。信号处理采用二阶有源滤波器对信号进行 从图1可看出,管径越大,R值越小,ηg曲线越 平缓,η ′ 曲线就越接近于ηb曲线,Qm就越接近于Qe, 极限为R 0时,ηg 1 , η ′ ηb,此时Qm Qe。 对于Qm Qe的结论,也可以从理论上证明,这 里从略。 在满足扬程要求时,管径越大,R值越小,Q越 大。 当Q Qe时,ηb 随Q的增加而减小,此时,增大管径, η ′ ηbηg不但 不增加,反而可能减小。 因此,要提高排水系统总效 率,应该合理选择管径,使水泵与管路相匹配,水泵 工况点接近于理想流量Qm运行,所以在选型设计时 应进行多种技术经济方案比较,以得到最佳选择。 Preparation Design of the mine drainage equipment ZHOU De-li1, WANGMing-zhong2 1 1Dayan Mining Comp.No.2 Coal Mine ,D 021100 ,China ;2.Mudanjiang Coal Mine Machinery Plant ,Mudanjiang 157000 ,China 收稿日期2001 - 02 - 25;修订日期2001 - 05 - 15 作者简介李琦1973 - ,女,黑龙江七台河人,从事技术工作。 第20卷第6期 2001年6月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol.20 ,No6 June ,2001 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.