EPANET在煤矿井下消防、洒水设计中的应用.pdf

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1、煤矿现代化2013年第4期总第115期EPANET在煤矿井下消防、洒水设计中的应用马智明(天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013)摘要将EPANET模型应用于煤矿井下消防、洒水计算中，用EPANET模拟井下管网布置，依据采煤方法和井下装备等确定初始节点流量，依据初始节点水量确定初始管径，运行后可直观显示出井下管网各节点水压，确定减压装置，简化手工计算，最后达到优化设计的目的。关键词EPANET；煤矿井下消防；洒水；优化设计中图分类号：TD21文献标志码：B文章编号：1009—0797(2013)04—0036—02lEPANET'I~4'f"至井下，作为供水主干管。4运用E

2、PANET进行水力计算给水管网模拟软件EPANET是由美国环保局(U．SEnvironmentProtectionAgency，USEPA)开发研EPANET在管网的水力平差精确度和效率方面制的一款免费开源软件，主要用于有压给水管网的具有优越性，可以直观反映出供水管道各节点流量、水力计算和水质分析，在给排水行业有广泛应用[1l。流速及各管段的管径，可以直观显示出各节点供水EPANET在水力计算方面主要有以下特点：压力分布。笔者将EPANET应用于煤矿井下消防、洒(1)可选择多种公式计算水头损失，同时考虑局水的设计中，用EPANET进行水力计算，正常工况下部水头损失；管道流速一般为0．6～

3、1．5m／s，消防]二况下管道流速(2)模拟各种水池、水泵、阀门；一般为2．02．5m／s。井下管网布置简图见图1。(3)可模拟多种工况，完成平差和校核计算。2节点水压要求煤矿井下消防、洒水用水点多且分散，各用水点所需节点水压各不相同，根据《煤矿井下消防、洒水设计规范》(GB50383—2006)第3．2．1条、3．2．2条[2】和《煤炭工业矿井设计规范》(GB50215—2005)第13．6．9条[3]规定井下用水设施、设备的供水水压见表1。表1井下用水设施、设备供水水压给水栓及一般用水设备0-3一1．6凿岩机及湿式煤电钻0_2～l6水箱进水口0．02～1．6消火栓0．35～O．5自动

4、喷水灭火系统()-2～O．5图l井下管网布置简图水喷雾隔火装置0．25—0．5高倍数泡沫灭火装置O3～064．1原始数据准备综放工作面有BPw320／6-3型喷雾泵站、3工程简介及设计说明7BZ一3／80型注水泵、风流净化水幕等用水项；综掘工计算实例为山西省长治市某3．0Mt／a煤矿，立井作面有掘进机、凿岩机、煤电钻、混凝土配料搅拌机、单水平开拓，井田中部南北向沿煤层布置西回风、西风流净化水幕、喷雾除尘装置等用水项；辅运、胶运、东辅运、东回风五条大巷，采用走向(倾主井井底、井底煤仓等处有风流净化水幕、喷雾斜)长壁采煤方法，全部垮落法管理顶板，综合机械除尘装置等用水项。根据各用水项用水量确

5、定井下化放顶煤一次采全高回采_T艺。井下设有一个综放各节点用水量，详见表2。工作面、四个综掘工作面。其余节点仅以底板等高线确定绝对标高，无节位于地面的井下消防洒水贮水池池内底标高点用水量。925．970m。沿副立井敷设一条d219×9的无缝钢管根据表2中各节点水量，对各管段管径进行初·36·煤矿现代化2013年第4期总第115期选，见图1。节点水压满足规范要求。将以上数据录入EPANET模型中各管段、节点。将各节点消防水量录入，依次对各节点发生火其中各点消防水量仅作为校核水量，不作为初算数灾情况进行模拟，进行消防校核。据录入。分别设定各管段状态为关闭，对事故状态进行添加水池节点，并将水池

6、标高、液位等信息录模拟，进行事故校核。入；添加水池至副立井井底管段，并将管径、管长等4-3计算结果输出信息录入；添加减压阀，初选阀后压力。通过以上水力计算和多次校核，确定了各管段表2井下各用水节点水量、标高管径和主干管减压阀减压量，根据节点水压确定了各支管减压装置的形式和减压量。管网各管段管径可生成报表，利用Excel等软件可生成管网材料表，简化了设计过程，缩短了设计时间。4．4手工验算为了校核EPANET模型的可靠性与准确性，采用手工水力计算进行校核，计算结果与以上运算结果一致5结论虽然EPANET模型有着输入、输出接口差，时间运行模式不针对井下管网计算的缺点；但将EPANET模型应用

7、于煤矿井下消防、洒水的水力计算，可以通过简单的原始数据录入，直观显示出供水管线上各节点的供水压力，对减压装置的选择有较4．2水力计算和校核大帮助，也可以在满足规范要求的前提条件下，降低管网造价，达到优化设计的目的。EPANET模型计算结果与手T计算结果相吻合，大大简化了计算过程，优化了设计效果。参考文献：【l】曹相生．给水排水工程计算机软件应用[M】．北京：中国建筑工业出版社．2011．[2]GB50383—2006，煤矿井下消防、