Расчет исходных параметров для выбора оборудования

 

Насосы выбираем по расчетным значениям подачи Q_р и напора H_р.

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 Н_г - геодезическая высота подъема воды, м;

λ_P - расчетный коэффициент линейных гидравлических сопротивлений;

L - полная длина трубопровода, включая всасывающий трубопровод, м;

D_p - расчетный диаметр нагнетательного трубопровода, м;

V_э - экономически целесообразная скорость движения воды по трубопроводу, м/с;

g - ускорение силы тяжести, м/с² (g=9,8 м/с²).

Геодезическая высота подъема воды

H_Г = H_ш + H_вс+ H_п , м,

где H_вс - высота всасывания, предварительно принимается равной 4-5 м;

H_п - высота переподъема воды на поверхности (H_п =1м).

H_Г =15 + 4+ 1=20 м.

Полную длину трубопровода для шахтной установки можно определить по формуле:

L= H_ш + H_п + l_вс+ l_нк+ l_тх + l₁, м,

где l_вс = 8 – 12 м – длина всасывающего трубопровода (l_вс= 8 м);

l_нк = 20 –30 м – длина трубопровода в насосной камере (l_нк= 20 м);

l_тх = 15 – 20 м - длина трубопровода в трубном ходке (l_тх = 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 ∑ξ_р = 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;

δ_кв – 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·Р_р·D_р /σ_в, мм,

где Р_р – расчетное давление воды в трубопроводе

Р_р = 10^-6·ρ·g·Н_р, МПа;

где ρ - плотность воды, кг/м³;

σ_в – временное сопротивление разрыву для стали, из которой изготовлены трубы, МПа,(σ_в = 412 Мпа для марки стали Ст4сп).

Р_р = 10^-6 · 1020 · 9,8 · 23,2 = 0,23 МПа;

δ₀ = 1875 · 0,23 · 0,054 / 412 = 0,056 мм;