8.1 管材

8.1.1 安装在井下的管道一般具有以下特点：
    (1)承受水压较大；
    (2)安装、拆卸较频繁；
    (3)井下条件复杂，受到意外碰撞的概率大；
    (4)需要一定的耐火性能。
    故长期以来煤矿井下一直使用钢管。最近十几年，矿用非金属管道及复合管道逐渐发展，已经广泛应用。根据材料的性质，塑料管道具有重量轻、耐腐蚀、装拆方便的优点。但刚度小、安装后的管道有较大挠度，外观不如钢管道。为了发挥各自的长处，建议在不经常装拆、防腐操作容易而美观要求高的井筒、大巷、井底车场等处所设洒水管道采用钢管道，而在需要随工作面推进频繁拆装的工作面巷道采用矿用非金属管材，调研结果表明，这样的选择对提高井下生产效率有很大的作用。采区管道的综合造价也会显著降低。
8.1.2 本条推荐的管壁计算公式系根据国内、外多种管道工程设计手册中的公式稍加简化所得。采用的附加值为壁厚制造公差与腐蚀裕度之和。其中壁厚制造公差取值0.5mm。腐蚀裕度取值根据管道敷设的环境一般有如下规定：
    (1)明露管道：1.0mm；
    (2)地沟内管道：2.0mm；
    (3)直埋管道：3.0mm。
    今根据井下的一般条件取腐蚀裕度值为2.0mm。
8.1.3 水压是输水管道受到的主要荷载，由这个荷载引起管壁的环向拉应力，这一点设计人员很熟悉。然而井下管道均为明装管道，没有周围复土的约束，且高差大、管道长度大。由此在很多情况下由水的动压力及管道自重形成对某些管段的轴向、侧向、弯曲、扭曲荷载非常突出。在管道自身强度、管件及支承件的设计中一定要考虑这些荷载。特别值得提醒设计者的是井筒内的管道受力，由于高差经常数百米、近千米，造成的荷载是超常的。为了使设计人员不忽略这个问题特提出本条。下面列举几种常见情况的计算方法，以供参考：
    (1)管端堵头或关闭的阀门承受的水力荷载按下式计算：

    式中：N——管道轴向水力荷载(N)；
          P——管内水压(MPa)；
          A——管道横断面面积(m²)。
    (2)弯管受到的指向离心方向的侧向荷载，沿弯管段分布，其合力的作用点在弯管段的中点，其值按下式计算：

    式中：Nc——侧向荷载(N)；
          γ——水的容重，取1000kg/m³；
          v——支管内水的计算流速(m/s)；
          α——弯管两端管道轴向偏转角度(夹角的补角)值。
    (3)管道三通处由支管水流引起的侧向荷载指向与支管相对于管的另一侧，其值按下式计算：

    (4)管道变径处的轴向水力荷载从大管指向小管，其值按下式计算：

    式中：A1——大管横断面面积(m²)；
          A2——小管横断面面积(m²)。
8.1.4 软管适应工作面不断移动的条件。但软管管材易损，常用软管规格小，水力损失大且操作时需要用人力拖拽，故不宜太长。距离不够时应直接延伸系统干、支供水管道。采煤机组自带软管一般长于100m，但由于自身动力拖曳，不在此限制内。