Водосборник в шахте

     Пневматический  диафрагмовый насос «Байкал» применяется для откачки сильно загрязненной воды и очистки водосборников и зумпфов от пульпы. Насос оборудован эрлифтным устройством, предназначенным для увеличения высоты подъема воды, и глушителем шума выхлопа отработанного воздуха.

     Винтовые  насосы имеют рабочий орган в виде однозаходного стального винта, вращающегося в резиновой обойме, внутренняя полость которой выполнена по форме двухзаходной винтовой поверхности с шагом, в два раза большим шага винта. Во время работы винт вращается вокруг собственной оси, и одновременно его ось совершает планетарное движение.

     

     Винтовые  насосы хорошо работают на загрязненной воде, развивают высокий напор, их эксплуатация не требует квалифицированного обслуживания и систематического ухода.

     Основными техническими параметрами, характеризующими работу насоса, являются: подача Q; напор Н; напор при нулевой подаче Н₀ - напор насоса при закрытой задвижке, установленной у напорного патрубка насоса; вакуумметрическая высота всасывания Н_вак;допустимая вакуумметрическая высота всасывания Н_в.доп - высота, при которой обеспечивается работа насоса без изменения его основных технических параметров; мощность N на валу насоса и - КПД насоса, показывающий, какая часть мощности расходуется на перемещение жидкости.

     Характеристикой насоса называют графические зависимости  основных его параметров от подачи или, реже, напора. Кривая Н=f_i(Q), называется напорной характеристикой. Кривые Н=f₁(Q), Н=f₂(Q) и =f₃(Q) характеризуют энергетические качества насоса, а кривая Н_яоа._в =f₄(Q)- его всасывающую способность.

     Рабочая часть характеристики насоса - зона, в пределах которой рекомендуется длительная его эксплуатация. Эта зона определяется допустимой величиной снижения КПД (на 2-3% его максимального значения). По характеристике выделяют режимы: оптимальный — при наибольшем значении КПД и номинальный - режим, обеспечивающий заданные технические параметры насоса.

     Для определения режима работы насоса, кроме его характеристики, надо иметь характеристику трубопровода, представляющую собой зависимость между количеством протекающей по нему жидкости и напором.

     Характеристика  трубопровода строится по выражению:

                                  Н_м = Н_г + R_cQ², 

     

     где Нм - общий (манометрический) напор, м; Н_г - геодезическая высота нагнетания, м; R_СQ² = H_П - потери напора на преодоление сопротивлений при движении жидкости в трубопроводе (трение воды о стенки трубопровода, сопротивление в коленах, клапанах, в местах перехода с одного диаметра труб на другой и т. п.); Rс - коэффициент, зависящий от сопротивления движению жидкости в данном трубопроводе, с²/м⁵; Q - необходимая подача насоса, м³/с.

     Рабочая точка находится путем наложения  характеристики трубопровода на характеристику насоса. Если напорная характеристика насоса и характеристика трубопровода пересекаются в двух точках, то режим работы насоса будет неустойчивым, так как подача будет изменяться в широких пределах. Если эти кривые вообще не пересекаются, насос не подаст жидкость в трубопровод.

     Для приближенной оценки возможности использования  данного насоса в конкретных условиях надо исходить из того, что геодезическая высота Н_г должна быть на 5-10% меньше напора, создаваемого насосом при закрытой задвижке, а высота всасывания всех насосов обычно не превышает 5-7 м.

     Водоотливная  установка состоит из насоса (насосов), трубопроводов и контрольно-измерительной аппаратуры. Для трубопроводов применяют стальные бесшовные трубы диаметром 50-450 мм с фланцевым соединением и уплотнением с помощью прокладок из резины, свинца или красной меди.

     Нагнетательный  трубопровод оборудуется задвижкой, обратным клапаном и компенсатором, а всасывающий — сеткой и приемным клапаном. Назначение приемного клапана — удерживать воду, заливаемую в насос перед пуском. Сетка предназначена для предохранения насоса от попадания в него крупных частиц породы и других предметов. Обратный клапан открывается только при поступлении воды из насоса в трубопровод, при остановке насоса он закрывается под действием воды в трубопроводе.

     Задвижка  служит для регулирования работы насоса и устанавливается непосредственно  на нагнетательном патрубке насоса.

     Насос включается только после заполнения его водой. Для этой цели имеется  контрольный кран.

     

     Для контроля за работой насосной установки измеряют напор, подачу и потребляемую мощность.

     Расчет  водоотливной установки состоит  в следующем. Первоначально устанавливают величину нормального Qн и максимального Qм притока воды и разрабатывают схему водоотлива. На схеме должны быть приведены сведения о месте расположения водосборников и насосных камер.

     Определяют  необходимую подачу Q (м³/ч) насоса с учетом того, что насос должен откачать суточный приток воды не более чем за 20 ч:

     Q = Q_н•24/20 = 250•24/20=300 м³/с. 

     Ориентировочно  определяют напор насоса (м): 
      H=1,1•H_В = 1,1•3150=3465 м , 

     где H_в - глубина выработки (по вертикали), м.

     По  величинам Q и Н из каталога выбирают тип насоса и проверяют возможность двух насосов выбранной подачи обеспечить водоотлив за одни сутки при максимальном водопритоке.

     Уточняют  число часов работы водоотлива при  нормальном водопритоке:

     Т =24•Q_н/Q= 24•250/300=20 часов

      Определяют диаметр  трубопровода:

     d_н =                          

     где V_н= 1,5-2,5 - скорость воды в нагнетательном трубопроводе, м/с.

     С учетом d_н определяют истинную скорость воды (м³/с) в нагнетательном трубопроводе:

       

     Диаметр всасывающего трубопровода d_в выбирают из расчета, чтобы скорость воды в нем не превышала 1 м/с; он должен быть на 25-50 мм больше диаметра напорного трубопровода и не менее диаметра всасывающего патрубка насоса.

     

     После установления диаметра d_{в ъ} уточняют скорость воды (м/с) во всасывающем трубопроводе:

     

     Для построения характеристики трубопровода находится общее сопротивление трубопровода R_с. При этом в общем случае гидравлическую схему целесообразно разбить на три участка, которые могут отличаться по диаметру трубопровода и арматуре: всасывающий трубопровод и его арматура; трубопровод в насосной камере и его арматура; напорный трубопровод и его арматура. Таким образом,

     Rс = Rс₁ + Rс₂ + Rс₃. 

     Коэффициент, зависящий от сопротивления движению жидкости в трубопроводе на участках (с²/м⁵), можно определить по формуле:

     

     где ф_1-9 — сумма коэффициентов сопротивления; ф₁=1-коэффициент сопротивления скоростного напора; ф₂=0,03L/d - коэффициент, учитывающий сопротивление по длине трубопровода (L - длина трубопровода, м; d - диаметр трубопровода, м); ф₃ = 0,3n - коэффициент, учитывающий число  колен п на участке трубопровода; ф₄ = 5-7-коэффициент, учитывающий сопротивление в приемном клапане с сеткой; ф₅ = 4-6 — коэффициент, учитывающий сопротивление во всасывающем клапане; ф₆ = 1,5ф₅ - коэффициент, учитывающий сопротивление на открывание всасывающего клапана; ф₇ = ф₅ - коэффициент, учитывающий сопротивление обратного клапана; ф₈ = 0,3 - коэффициент, учитывающий сопротивление открытой задвижки; ф₉ = 1,5ф₇ - коэффициент, учитывающий сопротивление на открывание обратного клапана.

     Для нахождения рабочего режима насоса на его рабочую характеристику накладывают  характеристику трубопровода. С этой целью по найденной величине сопротивления  R_с трубопровода и нескольким значениям подачи    определяют соответствующие значения напора Н_м. Точка пересечения напорной характеристики насоса и характеристики трубопровода определяет параметры рабочего режима насоса - Q_раб, H_раб ^и _Раб. При правильно подобранном насосе Q_Раб должна лежать в пределах рабочей зоны насоса.

     Мощность  на валу насоса  (кВт)  рассчитывают по формуле

     

     где р - плотность воды, кг/м³; (Q_раб - подача насоса, м³/с.

     Мощность  электродвигателя (кВт)

     

     где k₃= 1,05 1,1 — коэффициент пускового запаса мощности; - КПД передачи от двигателя к насосу; при непосредственном соединении .

     

     

     10. Вспомогательные работы

      При проходке горной выработки к вспомогательным  работам относятся: настилка трапов, навеска вентиляционных труб, труб сжатого воздуха, силовых кабелей; доставка различного рода оборудования, инвентаря, материалов и т. д. Как правило, вспомогательные работы не всегда механизированы и поэтому их относят к числу наиболее трудоемких работ.

      Для обеспечения машин энергией и  сжатым воздухом, в выработке на высоте 2,0-2,2 м прокладывают трубы  и кабели так, чтобы они не были повреждены и подвержены влиянию  призабойного транспортного оборудования. Освещение выработки осуществляется светильниками мощностью 100 Вт, подвешенными через 4-6 м один от другого.  
 
 
 

11. Организация труда

 

   При проведении выработки к основным процессам относятся: бурение шпуров, погрузка горной массы и крепление  выработки; к вспомогательным – настилка путей, устройство разминовок, устройство водоотводной канавки, прокладка труб и кабелей. Заряжание и взрывание зарядов ВВ в шпурах, проветривание забоя и подготовительно-заключительные операции относят к технологическим перерывам.

   Все горнопроходческие процессы в совокупности составляют цикл.

   Проходческим  циклом называют совокупность основных проходческих процессов, необходимых  для подвигания выработки на заданную величину за определенный промежуток времени.

   Время выполнения одного цикла работ называют продолжительность цикла.

   Расчет  организации горных работ при  проведении водосборника.

Время бурения  шпуров.

      t_б=Т_бур N l_шп , мин        (35) 

где: Т_бур - чистое время бурения 1 метра шпура с учетом подготовительно-заключительных работ, мин.