РАСЧЕТ ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ВЫБОРА
ОБОРУДОВАНИЯ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКИ
1.1. Расчетная производительность насосной станции главной водоотливной установки шахты:
а) по нормальному водопритоку ― 
б) по максимальному водопритоку ― 
где Т н = 20 ч/сут ― нормативное число часов для откачки суточных водопри-токов согласно Правилам Безопасности (ПБ).
1.2. Экономически целесообразная скорость движения воды по трубам на-гнетательного става
где Q р ― расчетная производительность водоотливной установки по нормаль-ному суточному водопритоку, м3/ч.
1.3. Расчетный диаметр нагнетательного трубопровода
1.4. Расчетный коэффициент линейных гидравлических сопротивлений тру-бопроводов
где D р ― расчетный диаметр трубопроводов, м.
1.5. Геодезическая высота подъема воды на поверхность
где Н вс = 4÷5 м ― ориентировочная высота всасывания насосов; h п = 0,5÷2 м ― высота переподъема воды над поверхностью шахты.
— 2 —
1.6. Расчетная протяженность трубопроводов:
где L вс = 8÷12 м ― длина всасывающего трубопровода; L тх = 15÷20 м ― длина трубопровода в трубном ходке; L нк = 20÷30 м ― длина трубопровода в насосной камере водоотливной установки.
1.7. Расчетный напор насосной станции водоотлива
Где,
∑ξр = 25÷35 ― расчетная сумма коэффициентов местных гидравлических сопротивлений системы трубопроводов.
РАСЧЕТ И ВЫБОР ТРУБОПРОВОДОВ
2.1. Расчетное давление воды в нагнетательном трубном ставе
где ρ = 1020÷1030 кг/м3 ― плотность откачиваемой шахтной воды.
2.2. Минимальная по условиям прочности толщина стенки труб нагне-тательного става
где D р ― расчетный диаметр труб, м; σв ― временное сопротивление разрыву материала труб, МПа. В соответствии с данными табл. на стр. 162 [Л-1] принимаем для трубопроводов сталь марки Ст4сп с временным сопротивлением разрыву σв = 412 МПа.
|
|
2.3. Расчетная толщина стенок труб
где 1,18 ― коэффициент, учитывающий минусовый допуск толщины стенок труб; δкн ― скорость коррозионного износа внутренней поверхности труб, мм/год; t = 10÷15 лет ― расчетный срок службы труб.
В соответствии с данными, приведенными на стр. 162 [Л-1], для кислотных шахтных вод с водородным показателем рН = 6÷7 скорость коррозионного износа составляет δкн = 0,20 мм/год.
2.4. Выбор труб для нагнетательного става производим по расчетным внут-реннему диаметру D р = 77 мм и толщине стенки δр = 7.66 мм. Для нагнетательного става принимаем трубы с внутренним диаметром D н = 86 мм и толщи-ной стенки δ = 8 мм (табл. 2.1―[Л-1]):
2.5. Для всасывающего трубопровода (D вс = D н + 25 мм) принимаем трубы с внутренним диаметром D вс = 111 мм и минимальной толщиной стенки δ = 5 мм:
— 3 —
2.6. Количество трубопроводов нагнетательного става. Принимаем z тр = 2 (рабочий и резервный).
ВЫБОР НАСОСОВ И СХЕМЫИХ СОЕДИНЕНИЯ
3.1. Выбор насосов производим по расчетным расходу Q р = 19 м3/ч и напору Н р = 309 м с ориентацией на многоступенчатые секционные насосы марки ЦНС. В соответствии с полями рабочих режимов, представленными на рис. 2.9 [Л-1], принимаем для водоотлива насос марки ЦНС 13-70…350 со следующей технической характеристикой: номинальная подача ― Q н = 70 м3/ч; номинальный напор ― Н н = 70…350 м; максимальный КПД ― 0,49; частота вращения ― п = 2959 об/мин; количество ступеней ― i ст = 2…10.
|
|
3.2. Напорная характеристика ступени насоса марки ЦНС 60-198…330 приведена в табл. 1. (из табл. 2.4 ― [Л-1]).
Таблица 1
| Q, м3/ч | ||||||
| Н 1, м | 37,5 | 31,2 | 27,6 | |||
| η, % | ||||||
| Δ h д, м | ― | ― | 2,8 | 3,0 | 3,05 | ― |
3.3. Расчетное число ступеней насоса — 
где Н 1 = 59 м ― напор ступени насоса при расходе, близком к расчетной произ-водительности водоотливной установки. Принимаем i ст = 11.
3.4. Количество рабочих насосов и схема их соединения.
Принимаем z р = 1, так как расчетные напор и расход обеспечиваются одним насосом.
3.5. Количество насосов горячего резерва назначается из следующих усло-вий: насосы должны быть однотипными; объем резерва – не менее 100%; суммар-ная подача насосов рабочих и горячего резерва должна обеспечивать расчетную производительность водоотливной установки по максимальному суточному водо-притоку Q p m = 43,5 м3/ч. Принимаем z гр = 2.
3.6. Количество насосов холодного резерва выбирается из условия, что их суммарная производительность должна быть не менее 50% от суммарной произ-водительности рабочих насосов. Кроме того, насосы должны быть однотипными.
Принимаем z хр = 1.
3.7. Общее количество насосов на насосной станции водоотлива
z н = z р + z гр + z хр = 1+2+1 = 4.
— 4 —