И расчет водоотливной установки

Выбор оборудования для водоотлива

Проходку вертикальных стволов шахт в устойчивых породах обычным способом рекомендуется осуществлять при притоках воды в забой не более 8 м³/ч. Если приток до 20 м³ /ч, то обычный способ можно использовать при условии доведения притока воды в стволы шахт до нормальной величины вышеперечисленными методами.

Количество воды, выдаваемой бадьями (вагонетками) на поверхность, можно рассчитать по формуле

Q_б = 3600 V_б ·K_з ·μ₀/К_н Т_ц,

где К_з – коэффициент заполнения бадьи (вагонетки), К_з= 0,9; К_н – коэффициент неравномерности работы подъема, К_н = 1,3–1,5; μ₀ – коэффициент заполнения водой пустот в загруженной породой бадье, μ₀ = 0,45–0,5.

При откачке воды в бадье, не загруженной породой, μ₀ = 1; Т_ц – продолжительность цикла подъема, с.

,

где Q – приток воды в забой ствола, м³/ч. Подставив в формулу Q_б К_з=0,9; μ₀=0,5; К_н=1,3, получим Q_б = 2100 V_б/Т_ц.

Граничными условиями применения приведенных формул является неравенство Q_н ≥ Р_э μ₀, где Р_э – эксплуатационная производительность погрузочной машины по разрыхленной породе, м³/ч; q_Н– подача забойного насоса, м³/ч. Производительность водоотлива бадьями изменяется от 5 до 30 м³/ч.

Оновными техническими параметрами, характеризующими работу насоса, являются: подача Q; напор Н; напор при нулевой подаче Н₀ – напор насоса при закрытой задвижке; вакуумметрическая высота всасывания Н_вак; допустимая вакуумметрическая высота Н_в.доп – высота, при которой обеспечивается работа насоса без изменения его основных технических параметров; мощность на валу N и КПД насоса.

Требуемая часовая производительность насоса (подача) для откачки нормального часового притока Q (м³/ч) определяется по формуле

Q_H = Q∙24/20.

Приток воды в вертикальные выработки определяется по формулам:

– при безнапорном движении вод

Q = [l,366(2H−S)S]/(lgR−lgr);

– при напорном

Q = (2,73KmS)/(lgR−lgr),

где К – коэффициент фильтрации, м³/ч; Н – высота столба воды от почвы водоносного слоя до уровня воды перед откачкой (первоначальный напор), м; S = (H−h) – достигнутое стационарное понижение уровня воды при откачке, м; h – высота столба воды от почвы водоносного слоя до уровня воды при откачке, м; R – радиус депрессионной воронки (влияния), м; r – радиус выработки, м; m – мощность напорного водоносного пласта, м.

Систему околоствольных выработок можно рассматривать как "большой колодец" и, исходя из этого, суммарный приток рассчитывать по формулам:

– при безнапорном движении подземных вод

q_сут= [l,366K(2H−S_o)S₀] / (lg R₀ – lg r_o);

– при напорном

Q_сут = (2,73KmS_о)/(lg R₀−lg r₀),

где S_o – понижение в центре "большого колодца", м; R₀ – радиус влияния "большого колодца", м; r₀ – радиус "большого колодца", к которому приведена площадь F, занятая околоствольными выработками, м, .

Определение ожидаемого притока воды по приведенным формулам возможно, когда произведены гидрогеологические наблюдения и определены входящие в формулу величины.

Ориентировочно напор насоса Н_н = 1,1 Н_в, где Н_в – глубина выработки по вертикали, м. По величинам Q и Н_н из каталога выбирают тип насоса.

Техническая характеристика некоторых типов насосов приведена в табл. 96.

Таблица 96

 

Тип насоса	Подача, м3 / ч	Напор, м	Мощность, кВт	Масса, кг
2К-6а	10; 20; 30	28,5; 25,2; 20	2,8	28,5
2К-9б	10; 15; 20	13; 12; 10,3	1,7	26,5
3К-9	30; 45; 54	34,8; 31; 27		40,6

 

Продолжение табл. 96