7.2 Выбор и расчет сети напорных водоводов

Сети напорных трубопроводов в зависимости от применяемой технологической схемы выемки, типа наноса, выемочных машин и агрегатов, глубины ведения горных работ и т.д. подбираются для каждого конкретного случая, но в любом случае должны обеспечивать нормальное снабжение технологической водой всех очистных и подготовительных забоев, т.е. постоянство напора и расхода воды и др. параметров.

Расчёт сети напорных трубопроводов следует вести с учетом одновременной работы нескольких водоприёмников при наиболее высокой геодезической отметке расположения водоприёмников (комбайнов, гидромониторов) и наибольшем удалении их от насосной станции.

Исходными данными для расчёта сети трубопроводов служат: схема горных работ с указанием на ней местоположения забоев и насосной станции, тип водоприёмников и количество их в одновременной работе, и тип насосного агрегата. Кроме того, в расчётную схему следует включить отдельный самый протяжённый участок, примерные расходы через насадки водоприемников. Требуемые напоры, а так же геодезические отметки расположения гидромониторов и насосной станции.

Напор перед насадком гидромонитора рассчитывается по формуле:

(51)

где: - напор, создаваемый насосом, м,

- геодезическая разность высот между отметками установки насоса и водоприёмников, м; при превышении уровня насоса над уровнем водоприёмника берётся со знаком плюс, если водоприёмник находится выше насоса - со знаком минус;

- потери напора по длине трубопровода определяются по формуле:

, (52)

где: Ri - коэффициент удельных сопротивлений;

li - длина i-того участка трубопровода, м;

Q - расход воды на рассматриваемом участке водопровода, м³/ч.

Для учета местных сопротивлений суммарные потери по длине трубопроводов увеличивают на 10%. Диаметры труб и, следовательно, коэффициенты удельных сопротивлений выбирают таким образом, чтобы давление технологической воды у насадка каждого водоприёмника было не ниже заданного.

При использовании на шахте высоконапорной гидроотбойки на очистных работах и механогидравлических машин на подготовительных работах в очистные забои следует подавать только высоконапорную воду, а в подготовительные - воду низкого или среднего напора, так как подача высоконапорной воды с последующим редуцированием и понижением напора в шахте нецелесообразна.

Определим местное сопротивление трубопровода и рабочее давление подаваемое на гидромонитор:

м вод. ст.;

м вод. ст.;

м вод. ст.;

м вод. ст.;

м вод. ст.;

м вод. ст.;

м вод. ст.

Расчетная схема сети напорных водоводов приведена на рисунке 6.

Рис. 6. Расчетная схема сети напорных водоводов

7.3 Составление и расчет баланса воды по выемочному участку

Система водоснабжения является основой технологического комплекса каждой гидрошахты (гидроучастка). Она обеспечивает технологию добычных и транспортных работ, гидроподъем, транспортирование пульпы, но ОФ и представляет собой замкнутую систему, т.е. каждый раз повторно использует техническую воду. Поэтому поддержание постоянства баланса технической воды в гидротранспортной системе гидрошахт и участков имеет решающее значение.

Как во всякой замкнутой системе, количество подаваемой в шахту и возвращаемой с пульпой на О.Ф. технической воды должно быть сбалансировано, т.е. соблюдаться соответствие поступления ее потреблению.

Во время функционирования вся система водоподачи и пульпотранспорта заполнена водой.

При этом количество воды, циркулирующей в гидротранспортной системе, не является величиной постоянной. Часть воды теряется при отгрузке угля из-за различных утечек ее, сбросов и т.д. В то же время в систему идет непрерывное поступление воды за счет шахтного притока. Поэтому при составлении баланса технической воды в гидротранспортной системе нужно принимать во внимание добавку, т.к. даже при относительно небольшой водообильности шахтный приток не только компенсирует потери воды в системе, но и создает ее избыток, который необходимо выдавать через гидроподъем.

С учетом мощности шахты и ее водообильности часовой шахтный приток воды составит:

(53)

где: – общая суточная добыча по шахте с учетом подготовительных и нарезных работ, т/сут;

–коэффициент, характеризующий водообильность шахты( 0,15-0,35).

Общий вид уравнения баланса воды по шахте будет иметь вид:

(54)

Избыточное количество воды при переливе ее из пульпосборника в отдельный водосборник можно использовать в подземном замкнутом цикле для смыва отбитого угля при низком давлении, т.е. на проведении выработок механогидравлической выемке заходок.

Зная общее количество воды можно узнать количество пульпы ежечасно поступающей в пульпосборник, а затем по ее объему выбрать требуемый для ее выдачи из шахты тип углесоса.

(55)

где: – количество угля поступающего из очистных и подготовительных забоев, т/ч.

(56)

где: – суточная добыча включая выход угля из всех подготовительных и нарезных забоев по шахте или выемочному участку, т/сут;

–коэффициент, учитывающий неравномерность подачи воды и работы гидроподъема;

–время работы гидроподъема, ч.