ЗМІСТ
Введення
1. Розрахунок водовідливної установки
1.1 Визначення нормального і максимального припливів
1.2 Необхідний орієнтовний напір насоса
1.3 Вибір типу насоса і їхньої кількості
1.4 Розрахунок потрібного діаметра трубопроводу і його вибір
1.5 Розрахунок характеристики мережі
1.6 Визначення сумарних втрат напору в трубопровід
1.7 Встановлення дійсного напору насоса
1.8 Визначення потужності електродвигуна і вибір його типу
1.9 Розрахунок витрати електричної енергії і встановлення ККД водовідливної установки
2. Спеціальна частина
3. Екологія при водовідливі
Висновок
Список літератури
ВСТУП
Розробка корисних копалин підземним і відкритими способами характеризується значними притоками підземних вод. Тому необхідно виробляти комплекс складних робіт щодо попередження їх надходження в кар'єрні виробки. Частка витрат на осушувальні заходи в загальному комплексі гірських робіт досягає 10-15% капіталовкладень. При осушенні родовищ осушувальні роботи мають мету завчасно знизити припливи і напори вод, а також здійснити їх плавний переклад за кордону кар'єрного поля. Для видалення води з кар'єру обладнуються складні водовідливні установки, безперебійна робота яких забезпечує безпечну відпрацювання родовищ і створює необхідні умови праці. Частка приток шахтних вод в кар'єр має велике значення при проектуванні і експлуатації водовідливних установок. Вона визначає: тип насосних агрегатів, їх продуктивність, режими роботи, розташування водовідливних установок по обріям кар'єра. Невідповідність між продуктивністю водовідливних установок і припливами вод, як правило, тягне за содою затоплення робочої зони кар'єра. Причини подібних явищ у неправильному виборі обладнання водовідливної установки без урахування очікуваних приток вод.
1. Розрахунок водовідливної установки
1.1 Визначення нормального й максимального припливів
Номінальна подача насоса при максимальному числі годин його роботи в добу:
(1.1)
де - нормальний годинний приплив, м 3 /год;
- максимальне число годин роботи насоса в добу, відповідно до
правилами безпеки, 20ч.
Для шахт геодезична висота
(1.2)
де Hк- глибина шахти, м;
- висота всмоктування насоса, м. При позитивній висоті усмоктування ставиться знак "+", при негативній висоті - "-",
- перевищення зливу води на поверхні щодо устя ствола, 1,5 Вё 2 м;
1.2 Необхідний орієнтовний напір насоса
(1.3)
де - геодезична висота шахти, м.
1.3 Вибір типу насоса і їх кількості
Орієнтовно проводиться вибір типу насоса, для чого будується ескізний графік характеристики насосів, близьких до параметрів насосної установки (Н н, Q н ).
На підставі раніше обчислених: номінальної подачі насоса Q н і орієнтовного напору Н м - по каталогу насосів або таблиці вибираємо найбільш підходящий тип і марку насосів.
Виписується з каталогу тип насоса і його марка із зазначенням подачі і напору на одне колесо.
ЦНС 500-160-800
Оптимальна подача - 500 м/год;
Напір одного робочого колеса - 81,3 м.
Обраний насос перевіряється на наявність робочого режиму в зоні
промислового використання і на стійкість.
(1.4)
де - напір насосу при закритій засувці, м;
- число коліс насоса. Для спіральних насосів їхнє число міняти не можна. Для насосів серії ЦНС їх кількість повинна бути в межах від 2 до 10.
Кількість робочих коліс:
(1.5)
Де Н кол - напір одного робочого колеса при нульовій подачі
Округляємо кількість робочих коліс до найближчого цілого значення - 4.
1.4 Розрахунок потрібного діаметра трубопроводу і його вибір
Трубопровід є одним з найважливіших елементів водовідливної установки. До трубопроводу пред'являються наступні вимоги:
- надійність, довговічність і безпеку обслуговування;
- доступність для огляду і ремонту;
- наявність резервних ставів і можливість швидкого перемикання на резервний трубопровід в автоматичному режимі;
- стійкість до агресивним впливам рудникової води;
- мінімальні капітальні та експлуатаційні витрати;
- мінімальні гідравлічні опору.
Оптимальний діаметр напірного трубопроводу
(1.6)
де - номінальна подача насоса при максимальному числі годин його роботи в добу, м 3 /год;
- коефіцієнт, враховує кількість напірних трубопроводів, т.к кількість трубопроводів 2, отже = 1.
За отриманого значення вибирається стандартний діаметр трубопроводу. Діаметр всмоктувального трубопроводу приймається на 25 Вё 50 мм більше напірного.
Приймаємо діаметр напірного трубопроводу - 245мм, всмоктуючого - 299 мм.
Товщина стінки напірного трубопроводу (мм)
(1.7)
де - стандартний зовнішній діаметр нагнітального трубопроводу, м;
- тиск - 6 МПа у напірного патрубка; 3 МПа у подводящего.
- термін служби трубопроводу, 10 років.
Приймаються товщину стінки напірного трубопроводу - 7 мм.
Внутрішній діаметр напірного трубопроводу:
D внутр = D ст -2Оґ (1.8)
D внутр = 245-2 В· 7 = 231 мм
Товщина стінки всмоктувальної трубопроводу:
Приймаються товщину стінки всмоктувальної трубопроводу - 7 мм.
Внутрішній діаметр всмоктувальної трубопроводу:
D внутр = 299 - 2 в€™ 7 = 285 мм
Вибрані стандартні діаметри трубопроводу перевіряються по швидкості руху води:
(1.9)
де - стандартний внутрішній діаметр трубопроводу, м.
Швидкість руху води в нагнітальному трубопроводі повинна бути в межах 1,5 Вё 2,5 м/с, у всмоктуючому - 0,5 Вё 1,7 м/с.
м/с
м/с
1.5 Розрахунок характеристики мережі
Основне рівняння мережі водовідливної установки
(1.10)
де - постійна трубопроводу, ч 2 /м 5 .
Постійну трубопроводу можна визначити за формулою
(1.11)
де l- коефіцієнт гідравлічного тертя в трубопроводі - 0,03;
- довжина трубопроводу, м;
- сумарний коефіцієнт місцевих опорів;
- стандартний внутрішній діаметр трубопроводу, м.
Для нагнітального трубопроводу:
Для всмоктувальної трубопроводу:
Довжина трубопроводу при відкритому водовідливі:
(1.12)
де l 1 - Довжина трубопроводу по насосній камері - 20 м;
l 2 - Довжина труб у трубному ходці - 20 м;
l 3 - Довжина труб на поверхні від устя ствола до місця зливу - 60 м
1.6 Визначення сумарних втрат напору в трубопроводі
Таблиця 1-Визначення коефіцієнта місцевого опору для нагнітального трубопроводу
№
Найменування місцевого опору
Величина
Кількість
Сума
1.
Коліно 135 В°
0,195
3
0,585
2.
Засувка відкрита
0,27
1
0,27
3.
Коліно 90 В°
0,64
3
1,92
4.
