Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.12. Обоснование объема водосборника и насосной камеры
Общие сведения о насосной камере и водосборнике
Шахтные водоотливные установки включают водосборник и насосную камеру, соединенную ходками с околоствольным двором и шахтным стволом.
Карьерные водоотливные установки при открытом способе дренажа размещаются на самой низкой отметке карьера для эффективного сбора и откачивания всех поступающих вод.
Шахтные водосборники предназначены для сбора воды, поступающей из горных выработок, а карьерные – для сбора естественного водопритока и атмосферных осадков.
Водосборник и насосная камера главной водоотливной установки, как правило, располагаются в околоствольных выработках рудного двора на свежей струе у клетьевого ствола.
Насосные камеры обычно примыкают к камере центральной подземной электроподстанции горизонта и независимо от ее расположения камера должна иметь два выхода. Один, наклонный, выходит в выработку околоствольного двора и снабжается герметическими и решетчатыми дверями. В шахтах с большим притоком в этом ходке сооружается водонепроницаемая перемычка с герметичной дверью. Второй, наклонный ходок, проходит к стволу под углом 20 – 300 и в месте сопряжения с ним он заканчивается горизонтальной площадкой на высоте 7 м от головки рельса рудного двора [2, 5].
Размеры обоих ходков должны быть рассчитаны на прокладку нагнетательных трубопроводов, электрокабелей и возможности выдачи через него в ствол оборудования из насосной станции, для чего в нем монтируется рельсовый путь и устанавливается лебедка, а для передвижения обслуживающего персонала – лестницы.
Размеры насосной камеры определяются габаритами насосных агрегатов, их количеством, размещением и применяемыми грузоподъемными средствами. Наибольшее распространение для шахтных водоотливных установок получили насосные камеры с продольным расположением насосных агрегатов, а карьерные – поперечное расположение, по причине ограниченности площади дна карьера и крупных габаритных размеров карьерных экскаваторов, буровых станков и транспортной техники. В соответствии с требованиями ПБ [1, 2, 5] насосные камеры шахтного и карьерного водоотливов оборудуются грузоподъемными механизмами (кран-балка, тельфер) для выполнения монтажно-демонтажных и ремонтных работ электромеханического оборудования водоотливных установок.
Определение основных размеров насосных камер
Длину насосной камеры L определим по уравнению:
L =nн·lф + (nн – 1) ·B + l1 + l2 + l3, (1.27)
где nн – число насосов в камере; lф – длина фундамента, м; В = 0,8 – 1,5 – расстояние между фундаментами, м; l1 = 2,0 – 8,5 – расстояние между стеной и фундаментом со стороны выхода трубопровода в ствол шахты, м; l2 = 7,5 – расстояние между стеной и фундаментом для ремонта насосных агрегатов, м; l3 = 8 – 10 – расстояние в камере для установки дренажных насосов, м.
Длина фундамента, м
lф = lн + lдв + 2lп, (1.28)
где lн – длина рамы насоса, м; lдв – длина двигателя, м; lп = 0,2 – длина припуска на одну сторону фундамента, м.
Ширина насосной камеры В, м
В = b1 + b2 + b3, (1.29)
где b1 – ширина фундамента насоса, м; b2 = b3 – 1,0 – 3,0 – расстояние между стенкой камеры и насосом, м.
Высота насосной камеры Н, м
Н = h1 + h2 + h3 + h4, (1.30)
где h1 = 0,2 – высота фундамента, м; h2 – высота насоса, м; h3 – расстояние от верхней точки насоса до зева крюка грузоподъемного механизма, м; h4 – расстояние от зева крюка грузоподъемного механизма до перекрытия камеры, м.
Обоснование объемов карьерного и шахтного водосборников
Для сбора воды перед поступлением к насосам устраивают водосборники емкостью не менее четырехчасового притока при подземном и поверхностном водоотливах. Следовательно, объем водосборника составит, м3
4·Qнорм = V в.сб. L ·В·Н, (1.31)
где – L – длина водосборника, м; В – ширина, м; Н – высота, м; Qнорм – нормальный водоприток в карьер или шахту, м3/ч.
Длина водосборника определяется по выражению, м
L = V в.сб. / S, (1.32)
где S – площадь поперечного сечения выработки водосборника, м3.
Сечение выработки под водосборник принимается равным типовому сечению однопутевого штрека, а при ёмкости водосборника более 1500 м3 – двухпутевого.
При подземном водоотливе на шахте устраиваются два водосборника.
Атмосферные воды, выпадающие непосредственно в карьер, поступают во временные водосборники (отстойники), обустраиваемые вслед за перемещением забоев очистных работ. В одной их половине происходит предварительное осветление воды от частиц породы, а в другой – сбор чистой воды и забор ее насосами.
В зависимости от протяженности карьера и его конфигурации в плане проходят один или несколько водосборников (отстойников) и в них вода направляется со всего карьера по специальным канавкам.
Зная объем водосборника V в.сб. и варьируя ширину, длину и глубину водосборника по месту устройства, определяют их количественные значения.