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

                                                                 СОДЕРЖАНИЕ

1  Исходные данные.

2  Задачи расчёта..

3  Выбор насоса и типа насосной станции..

3.1..... Обоснование схемы водоотлива. .................................

3.2..... Ориентировочный напор насоса.

3.3..... Выбор типоразмера насоса.

3.4..... Выбор типа насосной станции.

3.5..... Проверка устойчивости режима работы выбранного насоса.

4  Расчет трубопровода.

4.1..... Описание водоотливной установки.

4.2..... Определение диаметра трубопровода.

4.3..... Определение толщины стенки трубопровода.

4.4..... Выбор стандартного диаметра труб во всасывающий и нагнетательный трубопровод.

4.5..... Определение скорости движения воды во всасывающем  и нагнетательном трубопроводе.

4.6..... Расчет и построение характеристик внешней сети.

4.7..... Определение потерь напора в трубопроводе.

4.8..... Уравнение характеристики  трубопровода.

5  Параметры рабочего режима насоса..

5.1..... Параметры рабочих режимов насосной установки.

5.2..... КПД внешней сети определяется по формуле.

5.3..... Определение потребляемой мощности и выбор двигателя.

6  Организация работ главной водоотливной   установки и ее экономические показатели..

6.1..... Продолжительность работы установки при откачке номинального                   и максимального притока.

6.3..... Средний годовой и удельный расход электроэнергии.

6.4..... Расход энергии в паводковый период.

6.6..... Коэффициент полезного действия установки.

7  Дополнительное оборудование и сооружения  установки..

7.1..... Объём водосборника и очистка шахтных вод.

7.2.  Силовой кабель питания двигателя насоса.

7.3..... Выбор вспомогательного оборудования и средств автоматизации установки.

8  СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ..

1  Исходные данные

Н_ш = 620 м – глубина (расстояние по вертикали) расположения околоствольного двора ра­бочего горизонта относительно поверхности земли;

Q_H = 400 м³/ч – номинальный часовой приток воды в горные выработки рабочего горизон­та (шахты);

Q_max = 850 м³/ч – максимальный часовой приток воды;

Т = 25 лет – срок службы водоотливной установки;

рН = 6 ед – водородный показатель воды;

2  Задачи расчёта

    Проектирование водоотливной установки шахты сводится к последовательному решению следующих задач:

-  выбор насоса;

-  выбор типа насосной установки (типа насосной станции);

-  расчёт трубопровода;

-  определение параметров рабочего режима установки;

-  выбор привода насоса;

-  выбор вспомогательного оборудования установки;

-  выбор аппаратуры автоматизации установки;

-  расчёт технико-экономических показателей работы установки.

3  Выбор насоса и типа насосной станции

3.1  Обоснование схемы водоотлива

Выбираем схему установки с положительной высотой всасывания и водозаборной траншеей. Траншейный тип камеры позволит нам на стадии строительства уменьшить объем горных работ на 1000 м³. Так же принимаем напольное расположение коллектора. Это позволит нам уменьшить объем проходческих работ еще примерно на 1000 м³

Определение производительности насосного агрегата главной водоотливной установки.

    Производительность одного насоса или рабочей группы насосов определяется расчетом из условий, что суточный максимальный приток следует откачать не более чем за 20 часов.

    Расчетную производительность насосного агрегата  Q_рн (м³/ч) определяют по формуле:

Q_рн = 1,2 Q_ч.max                                                                  (3.1)

Q_рн = 1,2· 850= 1020 м³/ч

где Q_ч.max – максимальный часовой приток воды в шахту, м³/ч.

3.2  Ориентировочный напор насоса.

    Ориентировочный напор насоса Н_ор (м) следует определять – для  шахт, вскрытых вертикальными стволами.                                                          

Н_ор = 1,1 · Н_г                                                                      (3.2)

где Н_г - геометрическая высота подъема воды из шахты, м.

     Значение Н_г определяется как расстояние, измеренное по вертикали от нижнего уровня воды в водосборнике до уровня слива ее в самоточный коллектор или отводящую канаву на поверхности

Н_г = Н_ш+ Н_вс.ор+ h_п,                                                           (3.3)

где  h_п – превышение трубопровода над уровнем дневной поверхности шахты, [1] м;

h_п = 0,5 м

Н_вс.ор – ориентировочная высота всасывания, м;

Н_вс.ор = 3 м

Н_г =620 + 3 + 0,5 = 623,5 м.

Н_ор = 1,05 · 623,5 = 654,67м

Откачку максимального притока планируем вести двумя насосными агрегатами.

3.3  Выбор типоразмера насоса.

        Для водоотливных установок шахт, как правило, применяют насосы типа ЦНС. 

    Предварительный выбор осуществляется по сводным графикам рабочих зон характеристик насосов. Для определения типа насоса на сводные графики наносим точ­ки с координатами (Q_pн; H_оp).

Точка с координатами Q_pн = 1020 m³/ч, Н_ор = 654,67 м  не попадает в рабочую зону насосов. Примем два насоса ЦНС 500.Для окончательного определения типоразмера насоса необходимо определить число рабочих колес (ступеней) – z_k – (ед.) по формуле