РОЗРАХУНОК ГОЛОВНОЮ водовідливної установки шахти
Вихідні дані для розрахунку:
1. Нормальний добовий приплив води в шахту - Q н = 5600 м 3 / доб.
2. Максимальний добовий водоприток - Q max = 14800 м 3 / доб.
3. Глибина шахтного стовбура - Н ш = 480 м.
4. Довжина трубопроводу на поверхні - L 1 = 210 м.
1. РОЗРАХУНОК ВИХІДНИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ВИБОРУ обладнання водовідливного УСТАНОВКИ
1.1. Розрахункова продуктивність насосної станції головної водовідливної установки шахти:
а) за нормальним водопритоку -
б) по максимальному водопритоку -
де Т н = 20 год / добу - нормативне число годин для відкачування добових водопритоків згідно з Правилами Безпеки (ПБ).
1.2. Економічно доцільна швидкість руху води по трубах нагнітального става
де Q р - розрахункова продуктивність водовідливної установки з нормаль-ному добовому водопритоку, м 3 / ч.
1.3. Розрахунковий діаметр нагнітального трубопроводу
1.4. Розрахунковий коефіцієнт лінійних гідравлічних опорів трубопроводів
де D р - розрахунковий діаметр трубопроводів, м.
1.5. Геодезична висота підйому води на поверхню
де Н НД = 4 ÷ 5 м - орієнтовна висота всмоктування насосів; h п = 0,5 ÷ 2 м - висота перепідйому води над поверхнею шахти.
1.6. Розрахункова довжина трубопроводів
- 2 -
де L НД = 8 ÷ 12 м - довжина всмоктувальної трубопроводу; L тх = 15 ÷ 20 м - довжина трубопроводу в трубному ходку; L нк = 20 ÷ 30 м - довжина трубопроводу в насосній камері водовідливної установки.
1.7. Розрахунковий напір насосної станції водовідливу
г
де Σ ξ р = 25 ÷ 35 - розрахункова сума коефіцієнтів місцевих гідравлічних опорів системи трубопроводів.
2. РОЗРАХУНОК І ВИБІР ТРУБОПРОВОДІВ
2.1. Розрахунковий тиск води в нагнітальному трубному ставі
де ρ = 1020 ÷ 1030 кг / м 3 - щільність відкачуваної шахтної води.
2.2. Мінімальна за умовами міцності товщина стінки труб нагнітального става
де D р - розрахунковий діаметр труб, м; σ в - тимчасовий опір розриву матеріалу труб, МПа. Відповідно до даних табл. на стор 162 [Л-1] приймаємо для трубопроводів сталь марки Ст4сп з тимчасовим опором розриву σ в = 412 МПа.
2.3. Розрахункова товщина стінок труб
де 1,18 - коефіцієнт, що враховує мінусовий допуск товщини стінок труб; δ кн - швидкість корозійного зносу внутрішньої поверхні труб, мм / рік; t = 10 ÷ 15 років - розрахунковий термін служби труб.
Відповідно до даних, наведених на стор 162 [Л-1], для кислотних шахтних вод з водневим показником рН = 6 ÷ 7 швидкість корозійного зносу становить δ кн = 0,20 мм / рік.
2.4. Вибір труб для нагнітального става виробляємо за розрахунковим внутрішньому діаметру D р = 212 мм і товщиною стінки δ р = 12,4 мм. Для нагнітального става приймаємо труби з внутрішнім діаметром D н = 217 мм і товщиною стінки δ = 14 мм (табл. 2.1 - [Л-1]):
- 3 -
2.5. Для всмоктувального трубопроводу (D НД = D н + 25 мм) приймаємо труби з внутрішнім діаметром D НД = 231 мм і мінімальною товщиною стінки δ = 7 мм:
2.6. Кількість трубопроводів нагнітального става. Приймаються z тр = 2 (робочий і резервний).
3. Вибір насосів та схеми їх з'єднання
3.1. Вибір насосів виробляємо за розрахунковим витраті Q р = 280 м 3 / год і натиску Н р = 521,7 м з орієнтацією на багатоступінчасті секційні насоси марки ЦНС. Відповідно до полями робочих режимів, представленими на рис. 2.9 [Л-1], приймаємо для водовідливу насос марки ЦНС 300-120 ... 600 з наступною технічною характеристикою: номінальна подача - Q н = 300 м 3 / год; номінальний напір - Н н = 120 ÷ 600 м; максимальний ККД - 0 , 71; частота обертання - п = 1475 об / хв; кількість ступенів - i ст = 2 ÷ 10.
3.2. Напірна характеристика ступені насоса марки ЦНС 300-120 ... 600 наведена в табл. 1. (З табл. 2.4 - [Л-1]).
Таблиця 1
Q, м 3 / год | 0 | 75 | 150 | 225 | 300 | 375 |
Н 1, м | 67 | 68 | 67,5 | 66 | 60 |