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 Н ₀ – 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(2 H − S) S ]/(lg R −lg r);

– при напорном

Q = (2,73 KmS)/(lg R −lg r),

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,366 K (2 H − S _o) S ₀] / (lg R ₀ – lg r _o);

– при напорном

Q _сут = (2,73 KmS _о)/(lg R ₀−lg r ₀),

где S _o – понижение в центре "большого колодца", м; R ₀ – радиус влияния "большого колодца", м; r ₀ – 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

4К-18	60; 80; 100	25,7; 22,8; 18,9		44,8
6К-12	110; 162; 200	22,7; 20; 17,1
6К-18	58; 115; 168	15,8; 15,2; 12
8К-12	220; 288; 340	32; 29; 25,4
8К-18	220; 288; 360	20,7; 15,7; 12,7
4К-6	60; 90; 115; 185	98; 87; 81; 72,5	50,5
4НДС-60	180–126	84–94	55–75
5НДВ-60	260–150	28–33