Проектирование водоотливной установки шахты глубиной расположения околоствольного двора рабочего горизонта относительно поверхности земли 620 м, страница 2

z_k = Н_ор/Н_1к                                                                        (3.4)

где  Н_ор – ориентировочный напор в трубопроводе, м;

Н_ор = 654,67 м (см п 1.1.2)

Н_1к – напор создаваемый одним рабочим колесом, м;

Н_1к = 74 м (согласно показателю Q_pн см. график )

z_k = 654,67/74  = 8,84

    Согласно условию, округляем число рабочих колес до целого числа, принимаем z_k = 9.

 

рис. 3.1 Сводный график рабочих зон характеристик насосов

  Главные водоотливные установки шахт и установки в капитальных уклонах с притоком воды более 50 м³/ч должно оборудоваться не менее чем тремя насосными агрегатами: рабочим, резервным и находящимся в ремонте.

    Определяем число насосов в рабочей группе n_р.гр:

n_р.гр = Q_р.н/Q_1max                                                                (3.5)

n_р.гр = 1020/650 = 1,56

где Q_р.н – максимальный часовой приток воды в горные выработки, м³/ч

Q_р.н = 1020 м³/ч (согласно п. 3.2)

Q_1max – максимальная производительность одного насосного агрегата в пределах зоны его промышленного использования, м³/ч.

Q_1max = 650 м³/ч

   Принимаем n_р.гр =2

 Так как нормальный часовой приток в шахту   Q_H = 400 м³/ч, а одного насоса ЦНС 500 вполне достаточно чтоб откачать данное количество воды. То в целях экономии не принимаем резервный  насос, резервным насосом будет служить второй насос, который будет использоваться при максимальном притоке.    Определяем общее число насосов:

n_на=n_р.гр+1                                                            (3.6)

где  n_р.гр – число насосов в рабочей группе, ед;

n_р.гр = 2

1 – насос, находящийся в ремонте.

n_на= 2+1 = 3

    Насос  ЦНС 500 – 720при подаче: Q = 1020 м³/ч; Н = 654,67 м; Н_вс = 3 м и      КПД= 0,73. Чис­ло рабочих колес будет иметь 9, а число насосов будет 3. Так как у принятого насоса высота всасывания 3 м, то при глубине траншее более   3 м (главный насос не будет работать без кавитации) придется использовать погружной подпиточный насос. Для решения этого вопроса устанавливаем бустерный насос ЦТВ 16 – 630 – 40. Не требуется решать вопрос заливки насосов перед пуском, так как она проис­ходит автоматически при запуске дополнительных насосов, которые всегда находится в воде.

Рис. 3.2. Схема водоотливной установки

1,2,3 и 4 – датчики уровня воды в траншее (нижнего, верхнего, повышенного и аварийного);

 5 – насос ЦНС 500 – 720; 6 – байпас; 7 – бустерный насос ЦТВ 16 – 630 – 40.

                                         Рис. 3.3. Расчетная схема

3.4  Выбор типа насосной станции

    На выбор типа насосной станции влияют:допустимая высота всасывания насоса, число насосных агрегатов, величина притоков климатические условия, организация работы установки. Для обеспечения бескавитационной работы насоса ЦНС 500­ – 720 придется использовать (бустерный) насос   ЦТВ 16 – 630 – 40. в данном случае можно использовать насосную станцию с положительной высотой всасывания, которая обеспечит высокий уровень безо­пасности,  уменьшает затраты на строительство станции и выработки под водосборники.

Рис.3.5. Насосная камера по разрезу     А–А

1 – кран – балка;

2 – напорный трубопровод;

3 – насос ЦНС 500 – 720;

4 – коллектор;

5 – всасывающий трубопровод;

6 – электродвигатель АТД – 1600;

7 –  насос ЦТВ – 16 – 630 – 40;

8 – вагонетка

3.5  Проверка устойчивости режима работы выбранного насоса.

    Рабочая точка насосного агрегата должна находиться в зоне экономичности и устойчивости.

    Экономичность режима работы, оценим значением КПД насосной установки после расчета трубопровода.

    Устойчивость режима работы оценивается выполнением условия:

0,95z_kH₁₀H_г                                                                     (3.7)

где z_k – число рабочих колес, ед;

z_k = 9 (согласно расчетам п. 3.4)

H₁₀ – напор на одно колесо выбранного типоразмера насоса нулевой производительности по его рабочей характеристике, м;

H₁₀ = 84 м (согласно рабочей характеристики насоса)