Дипломный проект- Доработка запасов поля шахты им. А.Ф.Засядько - файл n1.doc

Дипломный проект- Доработка запасов поля шахты им. А.Ф.Засядько
скачать (557.2 kb.)
Доступные файлы (11):
n1.doc275kb.08.06.2000 20:03скачать
n2.doc561kb.18.01.2002 12:06скачать
n3.doc76kb.08.06.2000 20:25скачать
n4.doc195kb.18.01.2002 12:08скачать
n5.doc79kb.08.06.2000 20:21скачать
n6.doc389kb.08.06.2000 21:18скачать
n7.doc445kb.11.06.2000 15:50скачать
n8.doc280kb.18.01.2002 12:07скачать
n9.doc95kb.18.01.2002 12:08скачать
n10.doc601kb.08.06.2000 20:19скачать
n11.doc295kb.18.06.2000 13:53скачать

n1.doc

  1   2
3.12 Шахтный водоотлив.

На шахте применён ступенчатый водоотлив с расположением насосных установок на следующих горизонтах: 529м; 802м; 1087м. Главный водоотлив расположен на горизонте 529 метров, а промежуточные водоотливы на горизонтах 802м и 1078м.

Участковые водоотливы ёмкостью до 100-200мрасположены в самых низких местах конвейерных штреков, оборудованы насосами типа 1В20/10 и ЦНС. Вода из участковых водоотливов перекачивается в водосборники промежуточных водоотливов, ёмкость которых составляет 800-1000м. Из промежуточных водоотливов вода перекачивается непосредственно в водосборник главного водоотлива, объём которого составляет около 3000м. Как промежуточный, так и главный водоотлив оборудованы насосами типа ЦНС. Насосы главного водоотлива выдают воду на поверхность в отстойник, далее вода самотёком по балке попадает в пруд- отстойник на промплощадке бывшей шахты Феликса-Кона, а затем в реку Кальмиус.

Для участковых водоотливов используются трубы диаметром 6 дюймов, для промежуточных водоотливов диаметром 10 дюймов, диаметр труб на всасе главного водоотлива составляет 12 дюймов, а на выдаче 10 дюймов. Для отвода воды на поверхность имеется три трубопровода диаметром 10 дюймов, два из которых проложены по стволу №3 и один по стволу №3.

Расчёт подачи насосов.

Согласно рекомендациям ПТЭ и в соответствии с ПБ подача насосного агрегата или группы рабочих агрегатов, не считая резервных, должна обеспечивать откачку нормального суточного притока воды не более чем за 20 часов. Поэтому подача насосов должна быть не менее:

Q min = , м/ч (3.12.1)

где Q min – минимальная подача насоса, м/ч;

Q н – нормальный суточный приток, м/сут;

Q н = 560×24 =13440м/сут.

Q min = = 672м/ч.

Потребный напор насоса составит:

Н' = Н г + i (Z + экв), м; (3.12.2)

где Н г – геометрический напор, определяемый как расстояние по вертикали

от нижнего уровня воды в водосборнике до излива её из нагнета-

тельного трубопровода (разность отметок), м; Н г = 593,2м;

Z – длина нагнетательного трубопровода, м;

Z = + l1 + l2 + l3 , м; (3.12.3)

где - угол наклона ствола, град; (для вертикального ствола = 90º)

l1 – длина труб в насосной камере от приёмного устройства до трубного

ходка, м; l1 = 20-30м;

l2 – длина труб в наклонном ходке, м; l2 = 15-20м;

l3 - длина труб на поверхности от ствола до места слива, м; l = 15-20м;

i - оптимальный гидравлический уклон, i = 0,025-0,05;

- эквивалентная длина всех местных сопротивлений трубопровода,

которая определяется по формуле:

= 0,177, м; (3.12.4)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений трубопровода,

= 25- 30;

Z = + 30 + 20 +20 = 663,2 м.

При i = 0,025

= 0,177×30 = 346,17 м.

Н' min = 593,2 + 0,025(663,2 +346,17) = 618,43.

При i = 0,05

= 0,177×30 = 291,09 м.

Н' max = 593,2 + 0,05(663,2 + 291,09) = 640,91 м.

По графикам рабочих зон промышленного использования насосов шахтного водоотлива по значениям Q min и Н' выбираем насос типа ЦНС 300…600 и именно 3 насоса с подачей каждого Q min = 224 м/ч.

Определение числа рабочих колёс.

По индивидуальной характеристике насоса при номинальной подаче Qmin= 224 м/ч значение напора на одно колесо Н к = 64 при = 0,66.

Необходимое число ступеней (рабочих колёс) найдём из зависимости:

 Z  (3.12.5)

 Z 

9,66  9  10,01

Принимаем количество рабочих колёс Z =10.

Проверка устойчивости работы насоса:

Н г  0,95 Н ко  Z (3.12.6)

где Н ко – напор создаваемый одним рабочим колесом при закрытой задвиж –

ке, м;

593,2  0,95  66  10 = 627 м.

Условие выполняется, следовательно работа насоса будет устойчивой.

Определим мощность на валу двигателя.

N = , кВт; (3.12.7)

где P – плотность шахтной воды, кг/м;

g - ускорение свободного падения, м/с.

По индивидуальным характеристикам насоса определим Нр; Qр; р.

N = = 583,4 кВт.

Согласно рекомендациям для данного типа насоса (ЦНС 300…600) при данном количестве колёс (10) принимаем мощность двигателя N = 800 кВт, а именно ВАО2-560 с частотой вращения 1450мин и напряжением 6000В.

Для автоматизации водоотливной установки применяем аппаратуру типа ВАВ.

Определение размеров водосборника.

Согласно ПБ суммарная ёмкость горных выработок водосборника главного водоотлива должна рассчитываться на приём 4 часового нормального притока, следовательно:

W = 4 , м (3.12.8)

W = 4 = 2240 м.

На шахте ёмкость водосборника составляет около 3000м, что вполне удовлетворяет требованиям.

Расчёт оптимального диаметра трубопровода:

d' = , м; (3.12.9)

где d' – оптимальный внутренний диаметр тубы, м;

Qнн -номинальная подача насоса, м/ч;

- оптимальная скорость воды, м/с.

Среднечасовой приток воды по шахты:

Qпр = , м/ч; (3.12.10)

Qпр = = 571,5 м/ч.

Относительный приток воды:

= ; (3.12.11)

= = 0,63.

При = 063 и Н = 5932 = 2,45 м/с, тогда:

d' = = 0,129 м.

В связи с этим наибольшее давление, которое должен выдерживать водоотливный трубопровод:

Рр = 1,25PgH 10, МПа; (3.12.12)

Рр = 1,25 1000  9,81 593,2  10= 7,3 МПа.

Согласно ГОСТ 3845-75 минимально необходимая толщина стенки трубы определяется по уравнению:

= ,мм; (3.12.13)

где - минимальная толщина стенки, мм;

- временное сопротивление разрыву, МПа; (для марки стали Ст4сп = 420 МПа)

= = 2,8 мм.

С учётом коррозийного учёта толщина стенок стальных труб прокладываемых в вертикальных стволах, должна быть:

= , мм; (3.12.14)

где - расчётная толщина стенок, мм ;

= 0,25мм/год – скорость коррозии наружной поверхности материала

трубы;

- скорость коррозии внутренней поверхности трубы, мм/год;

=0,10мм/год;

t – срок службы трубопровода, лет; t = 10-15лет;

к- коэффициент, учитывающий минусовый допуск толщины стенки,%

(по ГОСТу к= 10-15%).

= = 9,47 мм  10 мм.

Расчётный наружный диаметр трубы :

dн = d + 2, мм ; (3.12.15)

dн = 129 + 210 = 149 мм.

Диаметр труб должен составлять согласно ГОСТу dн = 152 мм и = 10 мм.

На шахте приняты стальные бесшовные горячедеформированные трубы (ГОСТ 8732-78), наружным диаметром dн = 245 мм с толщиной стенки

= 15 мм, что вполне удовлетворяет условиям.

Определение рабочего режима насоса.

Уравнение напорной характеристики для принятого трубопровода:

Н = Нг + а Q; (3.12.16)

где а – гидравлическое сопротивление трубопровода

а = ; (3.12.17)

к- квадрат расходной характеристики трубы;

к= 576 d; (3.12.18)

к= 5760,215= 0,11;

а = = 0,0007.

Задаваясь значениями Q, находим Н и по их координатам строим характеристику трубопроводов.

Таблица 3.12.1. Расчётные значения Q, Н, Q.


Q


0


50


100


150


200


250


300





Q


0


25,00


100,00


225,00


400,00


625,00


900,00





Н


61,3


61,47


62


62,87


64,1




65,67


67,6






















По данным таблицы строим характеристику трубопровода и наносим её на рабочую характеристику насоса, рис. 3.12.1.

Получим Нр = 650 м, Qр =224 м/час, р = 0,68, Н= 5,8 м.

Проверка рабочего режима на экономичность по условию:

р  0,85 max

где max – максимальный КПД принятого насоса;

0,68  0,850,74 = 0,63.

Условие выполняется, рабочий режим удовлетворяет требованиям по экономичности работы.

Для обеспечения бескавитационной работы насоса необходимо выполнение условия:

Нвак  Н; (3.12.19)

где Н- допустимая вакуумметрическая высота всасывания, определяемая

по индивидуальной характеристике принятого насоса при Qр;

Нвс – расчётная вакуумметрическая высота всасывания, определяемая по

зависимости:

Нвак = Нвс +  Q; (3.12.20)

где Нвс – принятая геометрическая высота всасывания, м;

- длина всасывающего трубопровода наиболее удалённого от приём-

ного колодца насоса, м;

- эквивалентная длина местных сопротивлений всасывающего

трубопровода, ориентировочно принимаемая 20-30 от

Нвак = 2 +  224= 6,1 м;

6,1  5,8.

Условие не выполняется, следовательно диаметр труб на всасе необходимо увеличить. Принимаем диаметр труб на всасе dв = 269 мм и проводим проверочный расчёт при dв = 269 мм.

к= 576  0,269= 0,51.

Нвак = 2 +  224= 2,9 м.

2,9  5,8.

Условие выполняется, следовательно диаметр труб на всасе составит dн =229мм, что соответствует диаметру труб применяемых на шахте.

Определение количества насосов.

Согласно п.5.8.Норм технического проектирования угольных шахт общее количество насосных агрегатов главных водоотливных установок определяется в зависимости от количества одновременно работающих.

При одновременно работающих трёх насосных агрегатах в ремонте и резерве должно находиться четыре насосных агрегата. Тогда общее число насосов составит семь. Схема трубопроводов водоотливной установки представлена на рисунке 3.12.2.

Техника безопасности при эксплуатации водоотливных установок.

При эксплуатации водоотливных установок необходимо ежемесячно контролировать работу установок. При этом на контроль выносятся следующие показатели: время включения-выключения насосной установки с указанием номера насосного агрегата, показания манометра, вакуумметра, расходомера, амперметра. При невозможности устранения неисправности и невозможности дальнейшей работы насосного агрегата, необходимо перейти на работу резервного агрегата. Даты и результаты осмотра водоотливной установки заносятся в «Книгу осмотра и учёта работы водоотливной установки». Книга выдаётся для каждой водоотливной установки и находится в насосной камере.

Главные водоотливные установки должны быть оборудованы не менее чем 2 напорными трубопроводами, один из которых резервный. Напорные трубопроводы главных водоотливных установок после монтажа и каждые 10 лет эксплуатации должны подвергаться гидравлическому испытанию на давление 1,25 от расчётного.

Не реже 1 раза в год должна производится ревизия и наладка главной водоотливной установки специализированной организацией. Акт ревизии и наладки утверждается главным механиком.

Насосная камера должна быть закреплена негорючей крепью (бетоном) с обязательной установкой 4 огнетушителей порошковых с зарядом 8кг, ящика с песком V = 0,2м и 1 лопатой. Огнетушители располагаются у рабочего места дежурного персонала.




  1   2


3.12 Шахтный водоотлив
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации