Основными задачами осушительных мероприятии в период эксплуатации карьера являются:
1. Предварительное осушение водосодержащих пород в прнделах рабочего борта,а именно наиболее полное удаление воды из вскрышных пород, предотвращение висячивания подземных вод в откосе угольного уступа и осушение угольного пласта до влажности, не превышающей кондиции, в пределах ширины добычной заходки.
2. Организация карьерного водоотлива, исключающего скоплнние воды в выработанном пространстве, подмачивание внутренних отвалов в пределах призмы обрушения, подтопление выездных траншеи.
3. Основными элементами настоящей схемы применяемой на месторождении разреза “Восточно-Бейский”, являются горизонтальная дрена вдоль нерабочего борта и водоотведённые канавы у откоса угольного уступа. Сооружение опережающих траншеи обеспечивает стационарное положение водоотливных комплексов в течение 2-3 лет.
6.2.1. Водоотливные установки
По проекту принимаем исходные данные для расчета водоотливной установки.
Глубина карьера по северо-западному борту: Н=80м.
Высота уступа: hу=10м.
Нормальный приток: Qн= 150м3/час
Максимальный приток: Qmax= 271м3/час
Угол откоса уступа: а = 70°.
Качество воды рН=7.
Число дней откачки нормального притока: nнорм=315 дн.
Число дней откачки максимального притока: nmax=50 дн.
Находим необходимую подачу насоса:
(6.7)
Находим необходимый напор насоса:
(6.8)
где ή-КПД трубопровода;
НГ- геодезическая высота подъема.
НГ = Н+НВС = 80+3 = 83м, (6.9)
где НВС- высота всасывания, м.
По каталогу по
найденным значениям Q и Нп предварительно выбираем насос типа: ЦНС
300-180.
Рисунок. 6.1Карьерный водоотлив:
1 -водосборник; 2 -всасывающий трубопровод; 3 - насос; 4 - нагнетательный трубопровод.
Диаметр нагнетательного трубопровода
(6.10)
где Qном- производительность выбранного насоса, м3/час;
υнаг=1,5-3 - скорость нагнетания, м/с.
Принимаем по ГОСТу стандартный диаметр нагнетательного, стального трубного става со следующими характеристиками:
- dН/dВ=273/259 мм;
- толщина стенки 7 мм;
- максимальное рабочее давление Рmax=6,0 МПа.
Фактическая скорость в нагнетательном трубопроводе
, (6.11)
Диаметр всасывающего трубопровода
, (6.12)
где υВС=0,8-1,5 - скорость всасывания, м/с.
Принимаем по ГОСТу стандартный диаметр всасывающего, стального трубного става со следующими характеристиками:
- dН/dВ=351/335 мм;
- толщина стенки 8 мм;
- максимальное рабочее давление Рmax=5,0 МПа.
Фактическая скорость во всасывающем трубопроводе
, (6.13)
Потери напора в нагнетающей части трубопровода
, (6.14)
где λнагн- коэффициент линейных потерь напора в нагнетающей части трубопровода;
,
,
,
-
коэффициенты местных сопротивлений соответственно задвижки, колена, тройника,
обратного клапана;
nзадв,nкол,nтр- количество соответственно задвижек, колен, тройников, шт;
lнагн- длина карьерного нагнетательного трубопровода, м.
, (6.15)
Потери напора во всасывающем трубопроводе
, (6.16)
где λВС- коэффициент линейных потерь напора во всасывающей части трубопровода;
,,
- коэффициенты местных сопротивлений;
lВС- длина всасывающего трубопровода, м.
,
(6.17)
Длина карьерного нагнетательного трубопровода
, (6.18)
где zУ- количество уступов;
bУ- ширина площадки
уступа, м; 
lп- длина трубопровода от насосной станции до подошвы уступа, м;
lст- длина трубопровода в насосной станции, м;
lпов- длина трубопровода по поверхности до места слива, м.
Суммарные потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах
, (6.19)
Манометрический напор
,
(6.20)
Определяем коэффициент сопротивления внешней сети
, (6.21)
Определяем напорную характеристику трубопровода
, (6.22)
Для построения характеристики трубопровода по уравнению (6.21), давая значения Q с шагом 50, вычерчиваем график напорной характеристики Н=f(Q) рисунок 6.2., на этот же график наносим эксплутационные характеристики предварительно выбранного насоса. И по ним определяем рабочий режим насоса, то есть: Нраб, Qраб, ήраб.
Результаты расчета сведены в таблицу 6.3.
Таблица 6.3. Результаты расчета
|
Q, мЗ/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
Н,м |
83 |
84,5 |
88,8 |
96,1 |
106,3 |
119,3 |
135,3 |
156,5 |
Q МЗ/ч
Рисунок 6.2. Напорные и эксплутационные характеристики насоса
По графику находим рабочие данные это:
Нраб=123 м.
Qраб=259 м3/час
ήраб=0,66
Делаем проверку на:
а) На устойчивость: НГ ≤ 0,9Но , (6.23)
83 ≤ 0,9·135=121,5 → условие выполняется
б) На экономичность: ήраб ≥ 09·ήmax , (6.24)
0,66 ≥ 0,9·0,7=0,63 → условие выполняется
в) На отсутствие кавитации:
(6.25)
→ условие выполняется
Окончательно выбираем водоотливную установку, оборудованную тремя насосами типа: ЦНС-300-120
Выбор электродвигателя
, (6.26)
По каталогу выбираем электродвигатель, и окончательно принимаем асинхронный двигатель с коротко замкнутым ротором серии АО, обдуваемый.
Nдв.ном.=160 кВт;
ήдв.ном.=0,91;
nдв.ном.=1500 об/мин.
Фактическое время откачки нормального притока
, (6.27)
Фактическое время откачки максимального притока
, (6.28)
Объем водосборника
, (6.29)
6.2.2. Система автоматизации
Автоматизация водоотливной установки предусматривается аппаратурой УАВ. Она обеспечивает автоматизацию числа насосных агрегатов 16 включительно, как с низковольтными, так и с высоковольтными электродвигателями. Заливка насосов осуществляется погружным заливным насосом, входящим в комплект аппаратуры автоматизации.
Годовой расход электроэнергии водоотливной установки
, (6.30)
где р = 1020 кг/мЗ- плотность воды;
ήдв.= 0.91- кпд двигателя;
ήсети = 0.93- кпд сети;
ήраб =0,66- кпд насоса;
nнорм. и nmax/-число дней с нормальным и максимальным притоком.
Удельный расход электроэнергии на откачку 1мЗ воды
|
|
|
1,2 - рабочий и резервный трубопровод 3 - соединительный патрубок 4- обратный клапан 5 - запорная задвижка 6 - всасывающий трубопровод 7 - распределительная задвижка 8,9 - труба и задвижка для выпуска воды из ставов в водосборник |
, (6.31)
Рисунок 6.3. Типовая схема трубопроводов главного водоотлива.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
