Розрахунок водовідливної установки

Курсова робота:

Розрахунок водовідливної установки

ВСТУП

Розробка корисних копалин підземним і відкритим способами характеризується значними припливами підземних вод. Тому необхідно робити комплекс складних робіт з попередження їхнього надходження в кар'єрні виробітки. Частка витрат на осушувальні заходи в загальному комплексі гірських робіт досягає 10-15% капіталовкладень. При осушенні родовищ осушувальні роботи мають за мету завчасно знизити припливи й напори вод, а так само здійснити їхній плавний перехід за межі кар'єрного поля. Для видалення води з кар'єру обладнаються складні водовідливні установки, безперебійна робота яких забезпечує безпечне відпрацьовування родовищ і створює необхідні умови праці. Частка припливів шахтних вод у кар'єр має велике значення при проектуванні й експлуатації водовідливних установок. Вона визначає: тип насосних агрегатів, їхню продуктивність, режими роботи, розташування водовідливних установок по горизонтах кар'єру. Невідповідність між продуктивністю водовідливних установок і припливами вод, як правило, тягне за собою затоплення робочої зони кар'єру. Причини подібних явищ у неправильному виборі встаткування водовідливної установки без обліку очікуваних припливів вод.

1. РОЗРАХУНОК ВОДОВІДЛИВНОЇ УСТАНОВКИ

 

1.1 Визначення нормального й максимального припливів

Номінальна подача насоса при максимальному числі годин його роботи в добу:

(1.1)

де - нормальний годинний приплив, м³/год;

- максимальне число годин роботи насоса в добу, відповідно до

правилами безпеки, 20ч.

Для шахт геодезична висота

 (1.2)

де H_ш - глибина шахти, м;

- висота усмоктування насоса, м. При позитивній висоті усмоктування ставиться знак “+”, при негативній висоті - “-“ ,

 - перевищення зливу води на поверхні щодо устя стовбура, 1,5(2 м;

 

1.2 Необхідний орієнтовний напір насоса

 (1.3)

де - геодезична висота шахти, м.

1.3 Вибір типу насоса і їхньої кількості

Орієнтовно виробляється вибір типу насоса, для чого будується ескізний графік характеристики насосів, близьких до параметрів насосної установки (Н_н, Q_н).

На підставі раніше обчислених: номінальної подачі насоса Q_н і орієнтовного напору Н_м – по каталозі насосів вибираємо найбільш підходящий тип і марку насосів.

Виписується з каталогу тип насоса і його марка із вказівкою подачі й напору на одне колесо.

ЦНС 500-160-800

Оптимальна подача – 500 м/ч;

Напір одного робочого колеса - 81,3 м.

Обраний насос перевіряється на наявність робочого режиму в зоні

промислового використання й на стійкість.

 (1.4)

де  - напір насоса при закритій засувці, м;

- число коліс насоса. Для спіральних насосів їхнє число міняти не можна. Для насосів серії ЦНС їхня кількість повинне бути в межах від 2 до 10.

Кількість робочих коліс:

 (1.5)

Де Н – напір одного робочого колеса при нульовій подачі

Округляємо кількість робочих коліс до найближчого цілого значення - 4.

1.4 Розрахунок потрібного діаметра трубопроводу і його вибір

Трубопровід є одним з найважливіших елементів водовідливної установки. До трубопроводу пред'являються наступні вимоги:

- доступність для огляду й ремонту;

- наявність резервних ставків і можливість швидкого перемикання на резервний трубопровід в автоматичному режимі;

- стійкість до агресивних впливів рудничної води;

- мінімальні капітальні й експлуатаційні витрати;

- мінімальні гідравлічні опори.

Оптимальний діаметр напірного трубопроводу

 (1.6)

де - номінальна подача насоса при максимальному числі годин його роботи в добу, м³/год;

- коефіцієнт, що враховує кількість напірних трубопроводів, кількість трубопроводів 2,отже =1.

За отриманим значенням вибирається стандартний діаметр трубопроводу. Діаметр усмоктувального трубопроводу приймається на 25(50 мм більше напірного.

Приймаємо діаметр напірного трубопроводу – 245 мм, що всмоктує - 299 мм.

Товщина стінки напірного трубопроводу  (мм)

 (1.7)

де - стандартний зовнішній діаметр нагнітального трубопроводу, м;

- тиск - 6 Мпа в напірного патрубка; 3 Мпа в що підводить.

- термін служби трубопроводу, 10 років.

 

Приймаємо товщину стінки напірного трубопроводу - 7 мм.

Внутрішній діаметр напірного трубопроводу:

D_внутр=D_ст-2δ (1.8)

D_внутр=245-2·7=231 мм

Товщина стінки усмоктувального трубопроводу:

 

Приймаємо товщину стінки усмоктувального трубопроводу - 7 мм.

Внутрішній діаметр усмоктувального трубопроводу:

D_внутр = 299 – 2∙ 7 = 285 мм

Обрані стандартні діаметри трубопроводу перевіряються по швидкості руху води:

 (1.9)

де - стандартний внутрішній діаметр трубопроводу, м.

Швидкість руху води в нагнітальному трубопроводі повинна бути в межі 1,5(2,5 м/с, в усмоктувальному - 0,5 1,7 м/с.

 м/з

 м/з