Расчёт водоотливной установки шахты, страница 5

Т.к. tн < 20 ч требования ПБ выполняются.

1.6.2 Продолжительность работы установки при   Qч.max

Продолжительность работы насосного агрегата при откачивании максимального притока  tmax (ч) определим аналогично:

                                                                      (1.26)

где Qд — действительная производительность рабочего насоса при откачивании максимального притока в соответствии со схемой включения и точкой режима работы, м3/ч.

1.6.3 Продолжительность работы установки при одновременном включении рабочего и резервного насоса.

Продолжительность откачивания максимального суточного притока при включении одновременно рабочего и резервного насосов, что допускается правилами безопасности, определим по формуле:

                                                                 (1.27)

где  Qд.раб, Qд.рез -  действительная производительность рабочего и резервного насосов, м3 /ч.

Время работы насоса (или группы насосов) при откачивании нормального и максимального часового притоков в соответствии с ПБ не должно превышать 20 ч.

1.6.4   КПД  трубопровода.

Для оценки эффективности вложения средств на строительство трубопроводного става (вертикальный ствол) следует использовать коэффициент полезного действия трубопровода  ηтр (ед.):

                                                                 (1.28)

где   Нд - действительный напор, с которым работает насос при откачивании соответствующего притока, м.

Для вертикальных трубопроводов рекомендуется иметь КПД в пределах:

0,92 <ηтр< 0,96                                                         (1.29)

Большие значения достигаются увеличением диаметра трубопровода, что необходимо при высоких тарифах на электрическую энергию. Меньшие значения достигаются уменьшением диаметра трубопровода, что целесообразно при высокой стоимости труб и низких тарифах на электрическую энергию.

1.6.5. КПД насосной установки

Режим работы насосной установки считается экономичным, если на стадии проектирования выполняются оба условия:

                                            (1.30)

где  ηy - коэффициент полезного действия насосной установки, ед.;

        ηmах - максимальный КПД насоса, как правило, достигается при номинальной производительности, ед.

                                                       (1.31)

где ηс - КПД линии электропередачи от трансформатора до двигатели насоса, следует принимать в пределах 0,95-0,99 (большее значение принимать при непосредственном примыкании ЦПП к насосной стаи ции, что характерно для главных водоотливных установок).

Условие (1.30) выполняется.

1.6.6 Расход электроэнергии

Средний годовой расход электрической энергии водоотливной установкой  WГ (кВт-ч) определять по формуле:

              (1.32)

где  Qp и Нр - производительность и напор в рабочем режиме для одного насосного агрегата, м3 /ч и м;

        Тмах - продолжительность паводковых периодов за 1 год,   сут;

         tн и tмаx - продолжительность откачивания нормального и максимального суточного притока воды в горные выработки, ч;

         nраб и nmax - число рабочих насосов при откачке нормального и максимального притока воды в горные выработки, ед.

Удельный расход электроэнергии на 1 м3 воды Wуд (кВт·ч/м3)

                                      (1.33)

Удельный расход электроэнергии на тонну добычи Еуд (кВт·ч/т)

                                                              (1.34)

где Агод - годовая добыча горного предприятия (участка, блока), т/год.

1.6.7 Объем водосборника

Назначение водосборника - осветление шахтной воды и накопление её во время остановки водоотливной установки не менее  4 часов подряд в течение суток.

В шахтах число водосборников (главной установки) должно быть не менее двух: один в работе, а другой в очистке или в ремонте. В паводковый период оба водосборника должны быть очищены от шлама и находиться в рабочем состоянии. Ёмкость каждого водосборника Vв, (м3) определим из условия:

                                                            (1.35)

Емкость водосборника может быть значительно больше величины 4Qmax. Это зависит от схемы околоствольного двора, величины максимального притока, потребности регулирования в течение суток потребления электрической энергии на предприятии (участке, блоке) из-за ограничений мощностью трансформатора или использования льготного рифа на энергию. В последнем случае емкость водосборника определяется из расчета продолжительности вынужденного простоя установки в течение суток. В любом случае строительство водосборника большей емкости, чем требуют ПБ, должно быть обосновано экономическими счетами.

Аварийный уровень воды в водосборнике должен быть ниже отметки почвы околоствольного двора не менее чем на 0,5-1 м. Верхний уровень воды должен быть ниже аварийного не менее чем на 0,5-1 м. Значения меньше 1 м. должны быть обоснованы расчетами и утверждены горной инспекцией. В любом случае объем воды, равный установленной емкости водосборника, должен полностью размещаться в выработках водосборника между отметками нижнего и верхнего уровня.

Под водосборники на шахтах строят горизонтальные выработки арочного и прямоугольного сечения с шириной в свету 2,5-3 м. Высота выработки не должна быть менее 2,5 м. Необходимый объем водосборника обеспечивается его протяженностью нередко в сотни метров. Всегда следует стремиться к сокращению длины шахтных водосборников.На стадии проектирования следует закладывать водосборник с учетом его механизированной очистки и складирования ила. Предпочтительней гидросмывная очистка с последующим транспортирование ила шламовыми насосами и заполнением отработанных выработок.