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第一章 概论
煤矿行业是我国的支柱产业煤炭行业高效高产的发展，煤炭安全问题成为制约煤炭生产的关键因素。井下涌水是危及矿井安全的重要因素。井下回水系统是煤矿生产中四大系统之一，担负着井下积水回水的重要任务。然而，目前我国普遍使用的井下回水系统依然是传统操作方式。本文分析这种回水系统的组成及工作原理，指出存在的问题，为井下自动回水系统的研究提供依据[2]。
1.1 井下回水系统概述
在煤矿井下开采的过程中，由于地层中含水的涌出、雨水和江河中的水的渗透、水沙充填和水利采煤矿井的井下供水，将要有大量的水昼夜不停地汇聚于井下。矿井涌水与采区的水文地质及当地的气象条件有关系。涌水量在不同的季节也呈现不同。在一些大水矿井，矿井涌水量达每秒
矿井水的成份很复杂。他对水泵和管路的腐蚀性，不仅与游离硫酸的存在有关系。而且也和硫酸镁、硫酸体=铁和硫酸铝的存在有一定关系。矿井水的物理性质和酸度，可用氢离子浓度PH值得大小来表示。由于酸性矿井水对金属具有腐蚀性，所以井下回水设备的钢铁零件，一旦遇到对酸性矿井水时，将会很快遭到破坏[5]。
1.2 研究动态和内容
井下回水是伴随着采矿工程产生的一项系统工程。随着控制理论和现代检测技术的发展，自动回水系统的哦研究在研究理论和实践上都取得了一定进步。
国外回水在软件设计方面提出了许多简单的算法。例如，前苏联国家工业院开发的软件包能根据复杂的水文和地质条件、以及矿井回水的参数，优化管理水泵房的运行，并有一定的计算机辅助设计功能[17]。
国内的科研工作者在理论研究设计方面也做出了大量的工作。结合水泵特性研究的多种控制方法在不同地区得到应用。大多工作集中在水泵闸阀的设计与控制系统的改进方面[6]。
尽管国内外研究者在井下自动回水系统研究中取得了很多成果，但仍存在待解决的问题。
1.可控闸阀问题。 自动回水系统研究的一项重要任务是可控闸阀的研究。目前，在相关领域的研究中，以电动闸阀为主。在手动闸阀机构的基础上增加电机驱动和减速装置，使闸阀能够自动控制[10]。但这样以来，机构更加庞大复杂。运输按转不便。而且，对井下环境而言，电动机闸阀存在的控制及防爆等问题。还有一些设计方案从液压、机械等方面考虑，设计传动和控制机构，取得一定成果，但难以解决复杂性、可靠性及矿井环境适应性等问题。
2.控制策略问题。矿井涌水是复杂的现象，受多种随机因素的影响，很难准确预测。所以，根据涌水量的大小建立回水系统数字模型。并选择合适控制策略很困难。因此，现有的回水系统多是采用简单的水位开关控制方法。使问题简化。在处理复杂的回水问题时，这种控制方法显然不能满足需求[11]。
本课题根据我国智能建筑发展需求，针对现有地下往地上回水系统自动化程度低，劳动强度大、安全可靠性等缺点，研制开发适用于智能建筑的回水系统中，主要研究内容包括：
1、从现有地铁回水系统现状出发，研究切实可行自动化回水方案，解决智能建筑回水系统现状存在的问题。
2、开发电气控制系统，选择可靠的控制器及附属电气元件，适合智能建筑环境，符合交通设备的安全标准；并能充分利用智能建筑条件，使控制简便可行。
3、研制开发可控闸阀，适应于智能建筑自动回水系统，提高回水效率和安全可靠性。
4、完善控制系统，根据各部分设备的运行，协调联系，使能很好地实现控制目的[20]。
小结
井下回水系统自动化程度地是我国企业普遍面临的问题。随着煤炭行业的发展，对回水系统自动化的要求越来越高，在此背景下，我们也将以此为出发点开始研究回水自动控制系统,并应用到智能建筑的回水系统,都是要从地下往地面上排放
。
第二章 机械回水设备的初始选择设计
2.1 引言
一、回水设备的任务和分类
涌入智能建筑的水统称为矿水。矿水主要来源于大气降水、地表水、含水层水、断层水和采空区水等[23]。
在地铁的建设和生产中，不断有各种来源的水涌入智能建筑。矿水集聚在巷道中，不但影响生产，而且还威胁着智能建筑工作人员的健康和安全。智能建筑回水设备的任务就是将这些矿水及时排到地面，为智能建筑生产创造良好的工作环境，保证入井人员的安全工作和机械、电气设备的良好运作[24]。
目前，我国地铁使用的水泵有离心泵、往复式泵及喷射泵等几种，其中最常用的是离心泵、往复式和射流泵多用于局部回水或回水泥浆[25]。
实现煤智能建筑下回水的基本任务，首先对其回水所需设备进行选型或设计，主要分为以下几步依次进行：构想回水系统、水泵的选型、防爆电机的选型计算、回水路径的设计、其他参数的验算。
2.2 初始数据
该智能建筑原始数据：
1.水仓容量大约为3000立方米；
2.实际扬程
3.正常涌水量Q =
4.智能建筑电压660/380V
5.智能建筑中性，密度为
2.3 选型计算