Розрахунок водовідливної установки

Курсовой проект - Геодезия и Геология

Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 карєрні 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 карєрного поля. Для видалення води з карєру обладнаються складні водовідливні установки, безперебійна робота яких забезпечує безпечне відпрацьовування родовищ і створює необхідні умови праці. Частка припливів шахтних вод у карєр має велике значення при проектуванні й експлуатації водовідливних установок. Вона визначає: тип насосних агрегатів, їхню продуктивність, режими роботи, розташування водовідливних установок по горизонтах карєру. Невідповідність між продуктивністю водовідливних установок і припливами вод, як правило, тягне за собою затоплення робочої зони карєру. 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 Hш - 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 (Нн, Qн).

На підставі раніше обчислених: номінальної подачі насоса Qн і орієнтовного напору Нм 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 предявляються 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:

 

Dвнутр=Dст-2? (1.8)

 

Dвнутр=245-27=231 мм

Товщина стінки усмоктувального трубопроводу:

Приймаємо товщину стінки усмоктувального трубопроводу - 7 мм.

Внутрішній діаметр усмоктувального трубопроводу:

Dвнутр = 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

 

1.5 Розрахунок характеристики мережі

 

Основне рівняння мережі водовідливної установки

 

(1.10)

 

де - постійна трубопроводу, год2/м5.

Постійну трубопроводу можна визначити по формулі

 

(1.11)

 

де (- коефіцієнт