Проектирование водоотлива шахты для сбора воды со всего шахтного поля и выдачи ее на поверхность в водосборники очистных сооружений для очистки

               4.1 Водоотлив

       Водоотливная установка шахты служит для сбора воды со всего шахтного поля и выдачи ее на поверхность в водосборники очистных сооружений для очистки. Для удобства сбора воды комплекс водоотлива (водосборники, насосная камера, приемные колодцы) оборудуются на самой низкой отметке шахты.  Уклон водосборников принимается  таким, чтобы вода самотеком поступала в приемные колодцы насосов.  Для расчета водоотливной установки выбирается место заложения насосной камеры, длина водотрубного ходка, место заложения водоотливных скважин и их отметки. Определяется геометрическая высота всасывания и нагнетания, длины трубопроводов

       К водоотливу предусматривается прокладка монорельсовой дороги. Проветривание насосных камер осуществляется свежей струей воздуха. Предусматривается строительство зумпфового водоотлива вентиляционного шурфа.

       В избежание непредвиденного повышения водопритоков и порывов воды в горные выработки при отработке пластов на поле шахты «Южная» необходимо:

1) своевременно выполнять рекультивацию поверхности шахтного поля, препятствуя проникновению поверхностных вод в воронки обрушения;

2) при проходке к зонам тектонических нарушений соблюдать меры предосторожности (бурение опережающих скважин);

3) при наличии плывунов в четвертичных отложениях предусмотреть применение специальных методов проведения выработок;

4) по мере накопления фактического материала в процессе эксплуатации проводить корректировку прогноза водопритоков в горные выработки.

       Исходные данные:

Глубина залегания насосной камеры, м	+ 19,5
Отметка поверхности шахты (места слива воды), м	+ 197
Нормальный часовой приток в шахту, м3/ч	690
Максимальный часовой приток воды, м3/ч	1000
Водородный показатель шахтной воды	PH- нейтральный

           4.1.1 Обоснование схемы водоотлива

        При проектировании водоотлива предварительно принимаем одноступенчатую схему, так как глубина горизонта не превышает 300 м.

        Согласно ПБ,  суммарная производительность насосов должна обеспечивать откачку максимального суточного притока не более чем за 20 часов.

       Максимальный расчетный суточный приток воды:

                                             Q_max = 1,2  Q_{ч max} , м³/ч                                     (4.1)

Q_max = 1,2  1000 = 1200 м³/ч

Q_р = 24   , м³/ч

Q_р = 24   = 1440 м³/ч

            Ориентировочный напор насоса:

                                                H_он = 1,2  H_г , м                                             (4.3)

где  H_г - геометрическая высота подъема из шахты, м.

                                         H_г = H_ш + H_{вс. ор} +h_т, м                                    (4.4)

где  H_{вс. ор} - ориентировочная высота всасывания, H_{вс. ор} = 3 м;

       h_т - превышение трубопроводом устья клетьевого ствола, h_т = 1 м.

H_г = 176,4 + 3 +1 = 180,4 м

H_он = 1,2  180,4 = 216,5 м

            4.1.2 Расчет и выбор типоразмера насоса

       Для оборудования водоотливной установки принимаем  насосы типа ЦНС (насосы центробежные многоступенчатые секционные).

        Выбор типоразмера насоса производится по графикам рабочих зон, приведенных на рисунке 4.1.

        На графике рабочих зон наносим точку с координатами Q = 500 м³/ч и

Н = 216,5 м. Эта точка попадает в рабочую зону насосов ЦНС500-240 и ЦНС500-160.

     

       Рисунок 4.1- Области промышленного использования насосов серии ЦНС

        Согласно ПБ, при водопритоке более 50 м³/час водоотливная установка должна оборудоваться минимум тремя насосными агрегатами: рабочим, резервным и ремонтным.

       Окончательно к установке принимаем:

1) три рабочих насоса ЦНС500-240;

2) три резервных насоса ЦНС500-240;

3) один ЦНС500-240 в ремонте.

       Таким образом, общее число насосных агрегатов ГВУ принимаем равным 7 шт.

       Техническая характеристика насоса ЦНС500-240 [1]:

Подача, м3/час	500
Напор, м	240
КПД	0,71
Допустимый кавитационный запас, м	не более 5
Частота вращения двигателя, об/мин	1475
Мощность потребляемая насосом, кВт	614

        Насосы тип ЦНС предназначены для перекачивания воды с показателем

РН = 7 - 8,5, температурой от 1 до 45⁰С, с содержанием механических примесей не более 0,5% по массе, размером твердых частиц не более 0,2 мм.

Работа насосов будет устойчивой, т.к. Н_г < 0,95Н = 0,95 240 = 228 м.

       Время работы насосов в сутки при откачивании нормального притока:

                                                n_{ч. н} = 24   , ч                                            (4.5)