Министерство высшего и средне специального образования республики узбекистан

R₁= = =0.00004
(2.14)
Где: – коэффициент линейных гидравлических сопротивлений. Определяется по формуле:
= =0.029 (2.15)
Где: – внутренний диаметр выбранного стандартного нагнетательного трубопровода, м;
и – уточненные по гидравлической схеме водоотливной установки соответственно полная длина трубопровода (м) и сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Схема трубопровода главного водоотлива. 1,2 – рабочий и резервный трубопроводы; 3-всасывающие трубопроводы; 4-насос; 5-запорные задвижки; 6-обратный клапан; 7-распределительная задвижка; 8-трубопровод для выпуска воды из ставов в водосборник; 9-соединительный потрубок.

Для определения суммы коэффициентов местных гидравлических сопротивление - составляется гидравлическая схема (2.6-рис) водоотливной установки, включая насосную станцию и систему трубопроводов от водосборника до места сброса воды на поверхности, а также коммутационные схемы насосной станции. На схемах отображают расстановку пуско-регулирующей и предохранительной аппаратуры (задвижек, вентилей, обратных и приемных клапанов, компенсаторов гидравлических ударов и температурных изменений длины трубопроводов и пр).

В соответствии с гидравлическими схемами в виде таблицы (табл.2.4) составляется перечень трубной арматуры, включая колена, тройник, сужения и расширения потока и пр. Для каждого типа арматуры указывается ее количество и величина коэффициента местного потерь во всасывающем - и в нагнетательном - трубопроводах.
Общее значение коэффициентов местных гидравлических потерь определяется по формуле:
(2.16)

Таблица 2.4.

Коэффициенты местных гидравлических потерь

Диаметр трубопровода, мм	Коэффициенты местных сопротивлений
	Нормальных колен с углом поворота		Трубные установки
	90 ^0	135^0	Задвижка открытой	Обратного клапана	Приемный клапан со сеткой	Тройника	Диффу зора	Конфу зора	Сальникового компенсатора	Воздушного компенсатора
50	0.136	0.068	0.10	18	10
75	0.140	0.070	0.10	11	8,5
100	0.148	0.074	0.09	8	7,5
150	0.156	0.078	0.09	6,5	6,0
200	0.168	0.084	0.08	5,5	5,2	0,5-1	0,25	0,1	0,2	0,3-0,7
250	0.182	0.091	0.08	4,5	4,4
300	0.192	0.096	0.08	3,5	3,7
350	0.203	0.100	0.08	3,0	3,4
400	0.235	0.106	0.07	2,5	3,1
500	0.235	0.118	0.07	1,8	2,5

₁=n_сс_сс1+ n_90°_901+ n_ven_ven1+ n_tr_tr1 +n_as_as1+n_135°_135°= 8.24 (1.12)

N_cc- количество всасывающих сеток 1 шт
_cc1- коэффициент сопротивления всасывающей сетки 3.7
N_90°- Колено угловое 90° 4 шт.
_90°1- коэффициент сопротивления трубы под углом 90° 0,192
N_ven- количество винтов 1
_ven1- коэффициент сопротивления винта 0,08
N_as- Обратного клапана 1 шт.
_as1- Коэффициент сопротивления Обратного клапана 3,5
Для простой, состоящей из труб одного диаметра, внешней сети обобщенный коэффициент сопротивления определяется по формуле

табл.2.5

Q , m^3/час	0	0.25∙Qр	0.5∙Qр	0.75∙Qр	Qр	1.25∙Qр	1.5∙Qр
H, m.s.u	230	230	232	234	238	243	249

H₁= +R₁ =230+0.00004 230 m

H₁= +R₁ = 230.5 m
H₁= R₁ = 232 m
H₁= +R₁ = 234 m
H₁= +R₁ = 238 m
H₁= +R₁ = 243 m
H₁= +R₁ = 249 m

3. 
   Определение рабочего режима водоотливной установки
   

Производительность (подача) насоса – Q_н – это объем жидкости протекающий через него. В соответствии с уравнением неразрывности потока при работе насоса на внешнюю сеть она равна расходу жидкости в сети – Q_с.
Для транспортирования жидкости по сети напор необходимый для подъема жидкости создается насосным агрегатом. В соответствии с законом сохранения энергии в рабочем режиме напор насоса – Н_н равен сопротивлению внешней сети Н_с. Таким образом для рабочего режима установки характерно:
Q_н=Q_с и Н_н=Н_с (2.23)
Эти условия соблюдаются для корней системы уравнений:
- напорной характеристики насоса Н_н=f(Q_н)
- характеристики внешней сети Н_с=f(Q_с)
Напорные характеристики сети и насоса представляют собой квадратичные функции и совместное их аналитическое решение – процесс трудоемкий.
Проще и нагляднее решение задач выполняется графически. Для этого следует на общей координатной сетке в одинаковым масштабе построить графики Н_н=f(Q_н) и Н_с=f(Q_с). Координаты точки пересечения этих кривых и являются искомыми корнями.
Рабочий режим водоотливной установки при подключении одного рабочего насоса на внешнюю сеть (рис.2.8), согласно вышесказанному определяется точкой пересечения напорной характеристики насоса Н_с=f(Q) и характеристики внешней сети Н_с=f(Q_с). Координаты этой точки определяют действительные значения подачи Q_р (м³/ч) и напора (м).

Рис.2.8. График параметров рабочего режима установки

Для определения к.п.д. установки и допустимой высоты всасывания в рабочем режиме проводится вертикальная линия от точки «Р».
Ординаты этой точки пересечения ее с кривым и Н_в=f(Q) являются искомые коэффициент полезного действия - и допустимый высоты всасывания .

3. 
   Выбор привода насосов и определение энергоемкости водоотлива
   

Для привода насосов карьерных водоотливных установок и водоотливных установок шахт и рудников, не опасных по газу и пыли применяют электродвигатели общего назначения, выполненные в защищенном, закрытом и брызго, капле и влагозащищённым исполнении.
Основные технические данные таких электродвигателей приведены в приложении.
В шахтах, опасных по газу и пыли, применяют электродвигатели во взрывобезопасном исполнении марок ВАО, «Украина», АЗП (Приложение 6).
Выбор электродвигателя производится по необходимой (расчетной) мощности и частоте вращения рабочего колеса насоса, указанной вес паспорте.
Расчетная мощность электродвигателя определяется по формуле:
= кВт (2.20)
где: - плотность перекачиваемой воды, кг/м³.
- напор, производительность и к.п.д. установки в рабочем режиме.
Выбор электродвигателя насосов производится соблюдение условий: N≥N_p и n≈n_н.
где: N – номинальная мощность электродвигателя, кВт;
n и n_н - соответственно частота вращения элеткродвигателя и рабочего колеса насоса, мин^-1.
Расчетная мощность – N_E и исходя из скорости вращения рабочего колеса насоса A12-52-4 BAO141-4, n_кур=1470 кур/мин, - 0.94, N_yu=630 kVt Я выбрал тип электропривода. Тогда их запас хода:

Годовой расход электроэнергии на водоотлив определяется по формуле:

кВт.ч(2.30)
Где: - к.п.д. электродвигателя;
- к.п.д. электрической сети. Принимается (0,92÷0,96);
Т – количество дней в году с максимальным притоком (Q_м);
- число машино-часов работы водоотливной установки в сутки при откачке нормального притока воды, час;
час (2.31)
- число машино-часов работы водоотливной установки в сутки при откачке максимального притока воды, час;
час (2.32)
Угольный расход электроэнергии:
- на 1 м³ откачиваемой воды
=
- на одну тонну полезного ископаемого:
квт.ч/т (2.34)
квт.ч/т

3. 
   Определение геометрических размеров насосной камеры и водосборника
   

Размеры насосной камеры с отрицательной высотой всасывания определяются габаритами насосных агрегатов, монтажными проемами между ними, размерами трубных коллекторов и размещением вспомогательного оборудования. Размещение оборудования должно обеспечить удобство при эксплуатации, осмотрах и замене его при транспортировке на капитальный ремонт.
Длина насосной камеры:
,м (2.35)
Где: - транспортный зазор, определяемый рельсовой колеей и максимальным по ширине габаритами доставляемого оборудования, =1,5 м.
- основной размер по длине насосного агрегата,м;
- число насосных агрегатов;
- зазор между агрегатами, м. Для удобства монтажных работ должен быть не менее 0,8 м.
- диаметр всасывающего колодца, м.
Ширина насосной камеры определяется по формуле:
где: - транспортный зазор, определяется максимальными габаритами транспортируемого оборудования и рельсовой колеи, м;
- максимальный основной размер насосного агрегата по ширине, м;
- зазор между стенкой камеры и агрегатами, м. принимается не менее 0,7 м.
Высота насосной камеры находят из условий, что от пола до трубопроводов коллектора было не менее 2 м и обеспечивалось размещение подъемных устройств на монтажной балке.
(2.37)
Где: - глубина установки подъемной балки, м.

7. 
   Насосный агрегат монтируется на стальной раме, устанавливаемой на бетонный фундамент и закрепляемой анкерными болтами. Определение геометрических размеров насосной камеры и водосборника
   

Размеры насосной камеры с отрицательной высотой всасывания определяются габаритами насосных агрегатов, монтажными проемами между ними, размерами трубных коллекторов и размещением вспомогательного оборудования. Размещение оборудования должно обеспечить удобство при эксплуатации, осмотрах и замене его при транспортировке на капитальный ремонт.
Длина насосной камеры:
= m (1.24)

Ширина насосной камеры определяется по формуле:
=2+2.5+0.7=3.5 m (1.25)


a)




b)

Рисунок 2.8. Схемы насосно-трубного коллектора.

Где: = транспортный зазор, определяемый рельсовой колеей и максимальным по ширине габаритами доставляемого оборудования, =1,5 м.

основной размер по длине насосного агрегата, 3 m
- число насосных агрегатов 3
- зазор между агрегатами, м. Для удобства монтажных работ должен быть не менее 0,8 м.
D – диаметр всасывающего колодца, м.
- 2m транспортный зазор, определяется максимальными габаритами транспортируемого оборудования и рельсовой колеи, м;
- 1m максимальный основной размер насосного агрегата по ширине, м;
- 1m зазор между стенкой камеры и агрегатами, м. принимается не менее 0,7 м.
Высота насосной камеры находят из условий, что от пола до трубопроводов коллектора было не менее 2 м и обеспечивалось размещение подъемных устройств на монтажной балке.
; m (1.26)
Где: - глубина установки подъемной балки, м.

Список используемой литературы
1. Попов В.М. “Рудничние водоотливные установки” Москва, Недра, 1983.
2. Содиқов А., Боймирзаев Б. “Кон механикаси”. Тошкент, Турон-Иқбол, 2007.
3. Боярский В.А., Киров И.П. “Водоотлив и осушение на горных предприятиях.” Москва, Высшая школа, 1980.
4. Правила безопасности уголных и слансевых шахтах Москва, Недра, 1986.
5. Единые правила безопасности при разработке рудных и нерудных месторождений подземным способом. Ташкент, 1996.
6. Тихонов Н.В., Лимитовский А.М. “Горная механика” Москва, Недра, 1987.
7. Гришко А.П., Шелоганов В.И. “Водоотливные установки шахт и кареров” учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Москва, МГГУ, 1994.
8. Насосы Каталог А.О. Ясногорского машиностроителного завода. Москва, Россия.
9. Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А. “Горная механика” Москва, Недра, 1982.
10. Лобагев П.В. “Насосы и насосные стансии.” Москва, Стройиздат, 1990.
11. Гейер В.Г., Тимошенко Г.М., “Шахтные вентиляторные и водоотливные установки”. Москва, Недра, 1987.
12. Под обшей редаксией Братченко Б.Ф., Статсионарные установки шахт., Москва, Недра, 1979.