Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
5.6. Эксплуатационный расчет водоотливной установки
По данным УзПР, количество шахтной воды, откачиваемой на поверхность за месяц, меняется в широких пределах, например: в июле 2010 г. составило 199369 м3, в мае этого же года – 273000 м3. По проведенным исследованиям получено следующее: на величину количества шахтной воды, откачиваемой на поверхность за месяц, существенно влияет чрезмерная подача технической воды для ведения буровых работ, а также применение твердеющей закладки выработанного пространства при добыче медно-цинковых руд. Для ведения буровых, закладочных и других вспомогательных работ (ежесменная мойка парка горно-транспортных машин и других операций) производится подача 57600–11200 м3/мес, 80–160 м3/ч технической воды, что, в свою очередь, оказывает существенное влияние на водоприток подземного рудника.
С учетом вышесказанного и данных УзПР для расчета примем: нормальный водоприток 297 м3/ч в течение 300 дней в году; максимальный – 367 м3/ч в течение 65 дней в году.
На УзПР применяется двухступенчатая схема водоотлива (см. главу 1) с устройством насосных главного водоотлива на горизонтах 640 и 340 м, для расчета примем следующие водопритоки:
гор. 640 м: нормальный – 197 м3/ч; максимальный – 243 м3/ч;
гор. 340 м: нормальный – 297 м3/ч; максимальный – 367 м3/ч.
Расчет водоотливных установок выполнен по методике [96] и представлен в табличной форме (табл. 5.9).
Таблица 5.9
Расчет водоотливных установок
|
Наименование показателей, расчетные зависимости |
Водоотливная установка |
|
|
гор. 340 м |
гор. 640 м |
|
|
1. Расчетный водоприток, м3/ч: нормальный максимальный |
356 383 |
236,4 253,6 |
|
2. Расчетный напор насоса, м:
где
|
369,5 346 467 0,03235 0,219 2,63 |
335,5 306 367 0,03235 0,219 2,63 |
|
3. Тип насоса |
ЦНСК-300-420 |
ЦНСК-300-360 |
|
4. Индивидуальная характеристика |
Рис. 5.5 |
Рис. 5.5 |
|
5. Техническая характеристика |
Табл. 5.10 |
Табл.5.10 |
|
6. Количество насосов рабочих колес |
9 7 |
4 6 |
|
7. Количество напорных ставов |
3 |
3 |
|
8. Гидравлическая схема |
Рис. 5.6 |
Рис. 5.6 |
|
9. Расчет характеристики внешней сети насосной установки |
НС=Hг+RтQ2 (табл. 5.10) |
НС=Hг+RтQ2 (табл. 5.11) |
|
10. Диаметр патрубка насоса и трубопровода (ГОСТ 8732-78), м: всасывающего нагнетательного Толщина стенки трубы при гидравлическом ударе, мм |
200/325 200/219 8 |
200/325 200/219 8 |
|
11. Постоянная трубопровода Rт |
0,000283 |
0,000258 |
|
12. Рабочая точка насоса: Qнд > Qрасч Hнд > Hг ηнд > 0,9η |
340*2>356 377>346 0,69>0,621 |
(рис. 5.7.) 305>236,4 347>306 0,69>0,639 |
|
13. Тип и мощность электродвиг, кВт (табл. 5.11) |
А4-630, 630 |
А4-500, 500 |
|
14. Основные размеры насосной камеры, м: длина L, ширина B, высота H, |
50,0 7,1 6,0 |
27,0 7,1 6,0 |
|
15. Форма и объем водосборника представляет собой две изолированные однопутевые выработки: |
S1=15,7 м2; S2=17 м2 L1=120 м; L2=140 м V1 =1785 м3; V2 =2082 м3 |
S1=15,7 м2; S2=17 м2 L1=120 м; L2=140 м V1 =1785 м3; V2 =2082 м3 |
|
16. Схема и средства очистки водосборников от осевшего твердого (ила, шлама) |
Периодическая чистка ПДМ |
Периодическая чистка ПДМ |
|
17. Годовой расход электроэнергии на водоотлив, кВт·ч |
4789116,5 |
3008181,25 |
|
18. Удельный расход ЭЭ на водоотлив, кВт·ч /м3 |
1,767 |
1,674 |
– расчетная геодезическая высота подъёма воды, м;
– ориентировочная длина трубопровода водоотливной установки, м;
– коэффициент местных гидравлических сопротивлений;
– диаметр трубопровода нагнетательного става, м;
– сумма коэффициентов местных сопротивлений;
– скорость воды, м/сТаблица 5.10
Техническая характеристика насосов
|
Показатель |
Гор. 640 м ЦНСК 300-360 |
Гор. 340 м ЦНСК 300-420 |
|
Подача, м3/ч |
300 |
300 |
|
Напор, м |
360 |
420 |
|
КПД, % |
71 |
71 |
|
Допустимая высота всасывания, м |
5 |
5 |
|
Подача насоса, м3/ч |
220-380 |
220-380 |
|
Мощность, кВт |
500 |
630 |
|
Масса, кг |
3076 |
3865 |
Рис. 5.5. Индивидуальная характеристика насоса ЦНС(К) 300-120-600
Результаты расчета характеристик внешней сети гор. 340 и 640 м УзПР представлен в табл. 5.11.
Таблица 5.11
Результаты расчета внешней сети Гор. 340 м
|
Q |
0 |
75 |
150 |
225 |
300 |
375 |
450 |
|
Q2 |
0 |
5625 |
22500 |
50625 |
90000 |
140625 |
202500 |
|
RT · Q2 |
0 |
1,59 |
6,37 |
14,33 |
25,47 |
39,8 |
57,31 |
|
НС=Нг + RT Q2 |
346 |
347,59 |
352,37 |
360,33 |
371,47 |
385,8 |
403,31 |
Рис. 5.6. Гидравлическая схема водоотлива УзПР [128]
Характеристики внешней сети и режимы работы насоса ЦНСК 300-360 представлены на рис. 5.7.
Рис. 5.7. Характеристика внешней сети и режимы работы насоса ЦНСК 300-360
Гор. 640 м
|
Q |
0 |
75 |
150 |
225 |
300 |
375 |
450 |
|
Q2 |
0 |
5625 |
22500 |
50625 |
90000 |
140625 |
202500 |
|
RT· Q2 |
0 |
1,45 |
5,8 |
13 |
23,22 |
36,3 |
52,25 |
|
НС=Нг+ RT Q2 |
306 |
307,45 |
317,4 |
319 |
329,22 |
342,3 |
358,25 |
Технические характеристики принятых двигателей приведены в табл. 5.12.
Таблица 5.12
Техническая характеристика электродвигателей насосов
|
Показатель |
Горизонт, м |
|
|
640 |
340 |
|
|
Тип |
А4-500 |
А4-630 |
|
Мощность N, кВт |
500 |
630 |
|
Частота вращения nc, об/мин |
1500 |
1500 |
|
КПД |
95,7 |
95,7 |
|
сosφд |
0,89 |
0,89 |
|
Длина, мм |
1550 |
1550 |
|
Ширина, мм |
940 |
940 |
|
Высота, мм |
1300 |
1300 |