Насосы выбираем по расчетным значениям подачи Qр и напора Hр.
В соответствии с Правилами безопасности необходимая
подача насосов определяется следующим образом:
где Т - регламентируемое отраслевыми Правилами безопасности нормативное время откачки суточного притока воды. Для горных
предприятий Т = 20.
Расчетный напор насосов численно равен сопротивлению внешней сети при расчетной подаче. При определении расчетного напора разницей диаметров нагнетательного и всасывающего трубопроводов пренебрегают. Поэтому
где Нг - геодезическая высота подъема воды, м;
λP - расчетный коэффициент линейных гидравлических сопротивлений;
L - полная длина трубопровода, включая всасывающий трубопровод, м;
Dp - расчетный диаметр нагнетательного трубопровода, м;
Vэ - экономически целесообразная скорость движения воды по трубопроводу, м/с;
g - ускорение силы тяжести, м/с2 (g=9,8 м/с2).
Геодезическая высота подъема воды
HГ = Hш + Hвс+ Hп , м,
где Hвс - высота всасывания, предварительно принимается равной 4-5 м;
|
|
Hп - высота переподъема воды на поверхности (Hп =1м).
HГ =15 + 4+ 1=20 м.
Полную длину трубопровода для шахтной установки можно определить по формуле:
L= Hш + Hп + lвс+ lнк+ lтх + l1, м,
где lвс = 8 – 12 м – длина всасывающего трубопровода (lвс= 8 м);
lнк = 20 –30 м – длина трубопровода в насосной камере (lнк= 20 м);
lтх = 15 – 20 м - длина трубопровода в трубном ходке (lтх = 15 м);
l1 = 75 м – длина трубопровода на поверхности до места сброса воды.
L = 15 + 1 + 8 + 20 + 15 + 5 = 64 м.
Расчетный диаметр нагнетательного трубопровода определяется по значению экономически целесообразной скорости движения воды
В соответствии с нормами технологического проектирования горнодобывающих предприятий скорость движения воды по нагнетательным трубопроводам не должна превышать 3 м/с. С достаточной для практических расчетов точностью она определяется по эмпирической формуле:
Коэффициент линейных гидравлических сопротивлений для трубопроводов водоотливных установок определяется по формуле:
Сумму коэффициентов местных гидравлических сопротивлений принимаем равной ∑ξр = 20.
Для выбора труб находим толщину стенок, которая с учетом коррозионного износа определяется по формуле
где 1,18 – коэффициент, учитывающий минусовой допуск толщины стенки;
δ0 – минимальная по условиям прочности толщина стенки трубы, мм;
δкв – скорость коррозионного износа внутренней поверхности трубы, мм/год, принята равной 0,1 мм/год;
t = 10 – 15 лет – срок службы трубопровода (t = 15 лет).
Минимальная по условиям прочности толщина стенки трубы определяется следующим образом:
|
|
δ0 =1875·Рр·Dр /σв, мм,
где Рр – расчетное давление воды в трубопроводе
Рр = 10-6·ρ·g·Нр, МПа;
где ρ - плотность воды, кг/м3;
σв – временное сопротивление разрыву для стали, из которой изготовлены трубы, МПа,(σв = 412 Мпа для марки стали Ст4сп).
Рр = 10-6 · 1020 · 9,8 · 23,2 = 0,23 МПа;
δ0 = 1875 · 0,23 · 0,054 / 412 = 0,056 мм;