РОЗРАХУНОК ГОЛОВНІЙ Водовідливної установки шахти
Вихідні дані для розрахунку:
1. Нормальний добовий приплив води в шахту - Q н = 5600 м 3 /сут.
2. Максимальний добовий водопритік - Q max = 14800 м 3 /сут.
3. Глибина шахтного стовбура - Н ш = 480 м.
4. Довжина трубопроводу на поверхні - L 1 = 210 м.
1. РОЗРАХУНОК ВИХІДНИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ВИБОРУ ОБЛАДНАННЯ водовідливні установки
1.1. Розрахункова продуктивність насосної станції головної водовідливної установки шахти:
а) по нормальному водопритоків -
б) по максимальному водопритоків -
де Т н = 20 год/добу - нормативне число годин для відкачування добових водопритоків згідно з Правилами Безпеки (ПБ).
1.2. Економічно доцільна швидкість руху води по трубах нагнітального става
де Q р - розрахункова продуктивність водовідливної установки по нормаль-ному добовому водопритоків, м 3 /год
1.3. Розрахунковий діаметр нагнітального трубопроводу
1.4. Розрахунковий коефіцієнт лінійних гідравлічних опорів трубопроводів
де D р - розрахунковий діаметр трубопроводів, м.
1.5. Геодезична висота підйому води на поверхню
де Н НД = 4 Г· 5 м - орієнтовна висота всмоктування насосів; h п = 0,5 Г· 2 м - висота перепідйому води над поверхнею шахти.
1.6. Розрахункова протяжність трубопроводів
- 2 -
де L НД = 8 Г· 12 м - довжина всмоктувального трубопроводу; L тх = 15 Г· 20 м - довжина трубопроводу в трубному ходці; L нк = 20 Г· 30 м - довжина трубопроводу в насосній камері водовідливної установки.
1.7. Розрахунковий напір насосної станції водовідливу
г
де ОЈОѕ р = 25 Г· 35 - розрахункова сума коефіцієнтів місцевих гідравлічних опорів системи трубопроводів.
2. РОЗРАХУНОК І ВИБІР ТРУБОПРОВОДІВ
2.1. Розрахунковий тиск води в нагнітальному трубному ставе
де ПЃ = 1020 Г· 1030 кг/м 3 - щільність відкачуваної шахтної води.
2.2. Мінімальна по умовами міцності товщина стінки труб нагнітального става
де D р - розрахунковий діаметр труб, м; Пѓ в - Тимчасовий опір розриву матеріалу труб, МПа. У відповідності з даними табл. на стор 162 [Л-1] приймаємо для трубопроводів сталь марки Ст4сп з тимчасовим опором розриву Пѓ в = 412 МПа.
2.3. Розрахункова товщина стінок труб
де 1,18 - коефіцієнт, що враховує мінусовий допуск товщини стінок труб; Оґ кн - Швидкість корозійного зносу внутрішньої поверхні труб, мм/рік; t = 10 Г· 15 років - розрахунковий термін служби труб.
У відповідності з даними, наведеними на стор 162 [Л-1], для кислотних шахтних вод з водневим показником рН = 6 Г· 7 швидкість корозійного зносу складає Оґ кн = 0,20 мм/рік.
2.4. Вибір труб для нагнітального става виробляємо за розрахунковим внутрішньому діаметру D р = 212 мм і товщиною стінки Оґ р = 12,4 мм. Для нагнітального става приймаємо труби з внутрішнім діаметром D н = 217 мм і товщиною стінки Оґ = 14 мм (табл. 2.1-[Л-1]):
- 3 -
2.5. Для всмоктувальної трубопроводу ( D НД = D н + 25 мм) приймаємо труби з внутрішнім діаметром D НД = 231 мм і мінімальною товщиною стінки Оґ = 7 мм:
2.6. Кількість трубопроводів нагнітального става. Приймаємо z тр = 2 (робочий і резервний).
3. Вибір насосів та схеми їх з'єднання
3.1. Вибір насосів виробляємо за розрахунковим витраті Q р = 280 м 3 /год і натиску Н р = 521,7 м з орієнтацією на багатоступінчасті секційні насоси марки ЦНС. Відповідно з полями робочих режимів, представленими на рис. 2.9 [Л-1], приймаємо для водовідливу насос марки ЦНС 300-120 ... 600 з наступною технічною характеристикою: номінальна подача - Q н = 300 м 3 /год; номінальний напір - Н н = 120 Г· 600 м; максимальний ККД - 0,71; частота обертання - п = 1475 об/хв; кількість ступенів - i ст = 2 Г· 10.
3.2. Напірна характеристика ступені насоса марки ЦНС 300-120 ... 600 приведена в табл. 1. (З табл. 2.4 - [Л-1]).
Таблиця 1
Q , м 3 /год
0
75
150
225
300
375
Н 1 , м
67
68
67,5
66
60
48,5
О·,%
0
36
59
69
71
66
О” h д , м
-
-
-
3,2
4,0
5,8
3.3. Розрахункове число ступенів насоса -
де Н 1 = 59 м - напір ступені насоса при витраті, близькому до розрахункової продуктивності водовідливної установки. Приймаємо i ст = 9.
3.4. Кількість робочих насосів та схема їх з'єднання.
Приймаємо z р = 1, так як розрахункові натиск і витрата забезпечуються одним насосом.
3.5. Кількість насосів гарячого резерву призначається з наступних умов: насоси повинні бути однотипними; обсяг резерву - не менше 100%; сумарна подача насосів робітників і гарячого резерву повинна забезпечувати розрахункову продуктивність водовідливної установки по максимальному добовому водопротоку Q p m = 740 м 3 /ч. Приймаємо z гр = 2.
3.6. Кількість насосів холодного резерву вибирається з умови, що їх сумарна продуктивність повинна бути не менше 50% від сумарної продуктивності робочих насосів. Крім того, насоси повинні бути однотипними.
Приймаємо
z хр = 1.
- 4 -
3.7. Загальна кількість насосів на насосній станції водовідливу
z н = z р + z гр + z хр = 1 +2 +1 = 4.
4. Комутаційні ГІДРАВЛІЧНА СХЕМА насосної станції водовідливу
Насоси на водовідливної установці повинні бути з'єднані з трубопроводами таким чином, щоб будь-який з них міг підключатися до будь трубопроводу нагнітального става. При діаметрі труб нагнітального става D ≤ 300 мм зазвичай використовують типову комутаційну схему з кільцевим трубопроводом у стелі насосної камери і загальним при...
