- •3.6.2. Расчет параметров буровзрывных работ
- •Расчет производительности бурового станка
- •Расчет производительности экскаватора на вскрышные работы
- •Расчет производительности экскаватора на добыче угля
- •Меры безопасности при работе на горном оборудовании
- •Автомобильные дороги
- •Организация движения автотранспорта
- •Расчет парка подвижного состава автотранспорта и пропускной способности дорог
- •4. Карьерный водоотлив
- •Расчет водоотливной установки
- •5. Вспомогательные работы
- •Техническое обслуживание и ремонт
- •Наладка электрооборудования
- •Смазочное хозяйство
Расчет водоотливной установки
Исходные данные:
нормальный приток Qн. п=100 м3/час;
максимальный приток Qм. п=150 м3/час;
высота борта карьера по вертикали Нр=80 м;
Выбор насоса. Требуемая расчетная подача насоса определяется по формуле (4.1)
(4.1)
Qp=120 м3/час.
Геометрический напор определяется по формуле (4.2)
, (4.2)
где Нвс=3 – ориентировочная геометрическая высота всасывания, м;
Нпр=1,0 – превышение точки слива воды на поверхности над уровнем борта, м;
Нг=84 м.
Ориентировочный напор насоса определяется по формуле (4.3)
, (4.3)
Нор=92,4 м.
Предусматривается установка трех насосов ЦНС 180-100, имеющих в оптимальном режиме подачу Qопт=180 м3/час и напор Нопт=100 м, при напоре на одно рабочее колесо Нк=42 м. Напор одного рабочего колеса при нулевой подаче Нк. 0=50 м.
Необходимое число последовательно соединенных колес насоса определяем по формуле (4.4)
(4.4)
Zк=2, 2. Принимаем Zк=3.
Напор насоса при нулевой подаче определяется по формуле (4.5)
, (4.5)
Н0=150 м.
Проверка по условию устойчивой работы
,
м .
Расчет трубопровода. Предусматривается оборудование водоотливной установки двумя напорными трубопроводами (см. рис. 4.1.). Длина подводящего трубопровода lп=5 м, в его арматуру входит 1 приемная сетка и 1 колено. Длина напорного трубопровода lн=150 м; его арматура: 1 задвижка, 1 обратный клапан и 3 колена.
Рисунок 4.1 – Схема подводящего и напорного трубопроводов
Оптимальный диаметр напорного трубопровода определяется по формуле (4.6)
, (4.6)
где k=1 – коэффициент, зависящий от числа напорных трубопроводов;
dопт=0,155 м.
Принимаем трубы с наружным диаметром 159 мм. При определении требуемой толщины стенки принимаем срок службы трубопровода 10 лет, материал труб – сталь 20.
Толщина стенки определяется по формуле (4.7)
, (4.7)
где k1=2,27;
р=1,2 – давление у напорного патрубка, МПа, определяется по формуле (4.8)
; (4.8)
1 и 2 – скорость коррозионного износа наружной и внутренней поверхностей труб, соответственно 0,25 и 0,1 мм/год;
=4,584 мм.
Принимаем толщину стенки 5 мм.
Таким образом, окончательно принимаем для напорного трубопровода трубы бесшовные горячедеформированные (ГОСТ 8732-78) с внутренним диаметром dн=149 мм и толщиной стенки 5 мм; для подводящего трубопровода принимаем трубы с наружным диаметром 194 мм и внутренним диаметром dп=184 мм.
Скорость воды в подводящем трубопроводе определяется по формуле (4.9)
, (4.9)
п=1,88 м/с.
Тоже в напорном трубопроводе
н=2,47 м/с.
Коэффициент гидравлического трения в подводящем и напорном трубопроводе определяется по формуле (4.10)
, (4.10)
п=0,035;
,
н=0,037.
Учитывая, значения коэффициентов местных сопротивлений, суммарные потери напора определяются по формуле (4.11)
, (4.11)
где =0,6 – суммарный коэффициент местных сопротивлений;
hп=0,64 м;
,
=12,06;
hн=15,2 м.
Суммарные потери в трубопроводе определяются по формуле (4.12)
h=hп+hн , (4.12)
h=16 м.
Напор насоса определяется по формуле (4.13)
, (4.13)
Н=100 м.
Характеристика трубопровода строится в соответствии с формулой (4.14)
Н=Нг+RQ2, (4.14)
откуда по формуле (4.15)
, (4.15)
R=0, 00049.
Следовательно,
Н=84+0,00049Q2.
Результаты расчетов по этому выражению приведены в таблице 4.3.
Рабочий режим насоса. Q=210 м3/час; Н=108 м; =0,7; Нвдоп=6,5 м.
КПД трубопровода определяется по формуле (4.16)
, (4.16)
т=0,77.
Таблица 4.3 – Результаты расчета трубопровода
|
0 |
1/4Q |
1/2Q |
3/4Q |
Q |
5/4Q |
Q, м3/час |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
225 |
Н, м |
84 |
85 |
88 |
94 |
100 |
109 |
Проверка ваккууметрической высоты всасывания. Геометрическая высота всасывания ориентировочно принята 4 м.
Действительная ваккууметрическая высота всасывания (4.17)
, (4.17)
Нв=4,64 м.
Так как по характеристике насоса в рабочем режиме Нвдоп=6,5 м, то соблюдается условие НвНвдоп.
КПД водоотливной установки определяется по формуле (4.18)
, (4.18)
=0,64.
Вместимость водосборника определяется по формуле (4.19)
Vв=4Qн. п , (4.19)
Vв= 400 м3.