
книги из ГПНТБ / Болотских Н.С. Оборудование водопонижения в угольной и горнорудной промышленности
.pdfНасосный агрегат установки ЛИУ-2 представляет собой само всасывающий насос вихревого типа.
ч \n"=ti/'i0o6/Mi/ii I
н' |
г |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
W |
I |
|
|
— |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
_ зо |
|
|
|
||
|
|
Ю |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
...... |
5 10 15 20 2S 30 |
35 W О'.мЗ/ч |
50/00 |
200 300 |
100 |
500 |
500 700 |
|
|
|
|
|
Вакуум, |
мм рт. ст. |
|
|
1 |
! |
|
Рис. 61. |
Характеристика |
насосов |
||
1 |
I |
|
|||||
1 |
1 |
|
ЛИУ-2 при откачке |
воздуха |
|||
|
|
|
"пали''!-1"
О 1 2 3 4 5 5 7 8 3 Вакуумнетрическая высота бсасыва-
ния, м
Рис. 60. Рабочие характеристики насоса ЛИУ-2:
а — нормальные; 6 — кавнтацнонные
Характеристики работы на сосов ЛИУ-2 при откачке воды показаны на рис. 60, а при от качке воздуха на рис. 61.
Габариты насосного агрега та ЛИУ-2: длина 1143 мм, ши рина 563 мм и высота 960 мм.
Агрегат укомплектован эле ктродвигателем МА-142-114.
Рекомендуемая область применения установок типа ЛИУ
Установки типа ЛИУ целесообразно применять для водопони жения в грунтах с коэффициентами фильтрации от 2—3 до 30— 40 м/сутки, при понижении уровня воды до 4—5 м. При необходи мости ведения водопонизительных работ в грунтах с коэффициен тами фильтрации более 40 м/сутки, особенно при большой мощно сти водоносного горизонта (более 5 м), целесообразность исполь зования установки типа ЛИУ обосновывается соответствующими экономическими расчетами в сравнении с вариантами водопониже ния скважинами большого диаметра и трубчатыми колодцами.
Эффективность применения установки ЛИУ в грунтах с коэффи циентами фильтрации ниже 2—3 м/сутки зависит от гидрогеологи ческих условий (мощности водоносного горизонта, условий питания грунтовых вод). Однако следует иметь в виду, что на практике при низких коэффициентах фильтрации и плохой водоотдаче грунтов водопонижение с помощью установок ЛИУ нецелесообразно и ма
лоэффективно. |
|
|
При производстве работ |
в обводненных грунтах на |
глубине до |
5 м применяется чаще всего одноярусное расположение |
иглофильт |
|
ров установки ЛИУ-6. При |
большой глубине применяется двухъ- |
6* |
83 |
или трехъярусное расположение иглофильтров. На рис. 62 пока зана схема двухъярусного водопонижения установками ЛИУ-6 при сооружении котлована.
А-А
Уровень грунтовых Вод
&'1'1'Г1'1|11'Г1'1'1Ч'1Ч'1'гЧ1 U K i ' i
| l | l | l P T |
Щ |
b t 6 й bb t o « ( 6 4 6 6 4 П Г 4 4 П ь5~А 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 З Г 4 Ь 1 4 |
T T T T T i |
|
I'Mri'l'I'I'I'I'I'I'I'I'I'IMMll'I'I'I'I'I'l |
0 |
i |
^|ф|ф|ф|Ф1Ф1Ф1Ф1Ф1ФГИ!
|
-L |
^ |
A , |
|
|
|
g POPi^PPOP 4 9 9 9 99 9 09 99 9 9 99 9 9 |
9 9 >\» 0 9 9 О 9 9 9 |
|
|
|||
1111Ы1111 [11111111 iTiiTT |
|
|
|
|
||
jc } S ^ t n |
S T V 9 SVV 9 9 P 9 9 9 j> f 9 9 9 9 9 9 |
? 9 P P 9 9 9 9 9 9 ? 99 9 9 ? 9 |
|
|||
Mihlililililihlil.|ili4 |
|
|
|
|
|
|
|
-70000- |
|
|
|||
Рис. 62. Схема двухъярусной |
|
иглофильтровой |
установки: |
|||
/ — всасывающие |
коллекторы; |
' — и г л о ф и л ь т р ы ; |
3 — насосные агрегаты; |
|||
4—водосборный |
трубопровод; |
5 — фильтровые |
звенья |
иглофильтров |
Наиболее часто встречающиеся схемы размещения легких игло фильтровых установок приведены на рис. 63.
При сооружении нешироких траншей в безнапорных либо на
порных |
условиях |
может быть применена линейная |
однорядная |
схема |
(рис. 63,а), |
согласно которой иглофильтры |
располагают |
с одной стороны траншеи. |
|
84
В случае сооружения более широких траншеи в безнапорных либо напорных условиях исполь зуют двухрядную, линейную схему (рис. 63, б), согласно которой иг лофильтры располагаются с двух сторон траншеи.
При сооружении котлованов как в напорных, так и безна порных условиях используется кольцевая (контурная) схема (рис. 63, в ) , согласно которой иг лофильтры располагаются по контуру котлована.
В подземных условиях при проведении выработок в сложных гидрогеологических условиях ус тановки ЛИУ-2 на некоторых угольных шахтах применяют при наличии больших напоров воды в подугольном водоносном гори зонте или при залегании в подош ве сопряжений обводненных пес ков.
Рис. 63. Схемы размещения легких иглофильтровы.ч установок
••Вбдоу'пдр:-.*
Ш7ШШШ/Ш7777Ш7777
2. Передвижная иглофильтровая установка
локального вакуумного водопонижения ПУВВ-1
На карьерах угольной и горнорудной промышленности приме няется передвижная иглофильтровая установка локального ваку умного водопонижения ПУВВ-1 (рис. 64,а), разработанная Харь ковским инженерно-строительным институтом совместно с Произ
водственным |
Управлением канализационного |
хозяйства г. Харь |
|
кова [11]. |
|
|
|
|
Техническая характеристика установки ПУВВ-1 |
|
|
Производительность: |
|
|
|
по воде. м3 /ч |
•. . До |
35 |
|
по воздуху, м3 /мин |
До |
0,5 |
|
Максимальное разрежение в коллекторе, мм рт. |
ст. . . |
700 |
|
Глубина погружения иглофильтров в грунт, м |
До |
8,5 |
|
Количество |
иглофильтров |
До 74 |
|
Длина звена коллектора, мм |
4500 |
|
|
Количество |
звеньев коллектора |
|
12 |
Диаметр коллектора, мм |
|
125 |
85

Центробежный |
насос |
|
|
|
тип |
|
|
|
4К-8 |
производительность, м:; 3 /ч |
90 |
|||
напор, м |
|
|
|
55 |
Электродвигатель: |
|
|
||
тип |
|
|
|
А02-71-2 |
мощность, |
квт |
|
22 |
|
скорость |
вращения, |
об/мим |
2940 |
|
Водоструйный |
насос: |
|
ВН-1 |
|
тип |
|
|
|
|
диаметр |
сменного |
насадка, мм |
29; 30; 31 |
|
Основные размеры приводной станции, мм: |
|
|||
длина |
|
|
|
3475 |
ширина |
|
|
|
1250 |
высота |
|
|
|
1625 |
Масса приводной станции, кг |
1280 |
Установка ПУВВ-1 (рис. 64, б) состоит из приводной станции, всасывающего шланга, коллектора, соединительных шлангов и иглофильтров.
Приводная станция состоит из одноосного прицепа, центробеж ного насоса 4К-8, водоструйного насоса типа ВН-1 с дефлектором, циркуляционного бака, задвижек и сбросного шланга.
Центробежный насос предназначен для подачи воды к насадку водоструйного насоса и к иглофильтрам в период их гидравличес кого погружения в грунт.
Водоструйный насос предназначен для создания вакуума в кол лекторе и иглофильтрах, а также для подачи подсосанной воды в бак. Насос снабжен сменными насадками для настройки на ра боту требуемого режима. С трубопроводами водоструйный насос соединен быстроразъемными замками. На конце водоструйного насоса за диффузором находится дефлектор, воспринимающий ди намическое давление потока воды.
Циркуляционный бак является промежуточной емкостью между водоструйным и центробежным насосами. Основным назначением его является обеспечение оборота питающей водоструйный насос рабочей воды, а также отвод подсосанной из обводненных грунтов воды в сбросную линию и воздуха в атмосферу.
Задвижка, расположенная на всасывающем трубопроводе цент робежного насоса, предназначена для его закрывания во время первоначального наполнения бака водой и гидравлического погру жения иглофильтров в грунт.
Всасывающий |
трубопровод |
центробежного насоса |
предназна |
||
чен для подвода |
воды от циркуляционного бака к центробежному |
||||
насосу. На |
этом |
трубопроводе |
смонтирован |
патрубок |
с вентилем. |
К патрубку |
подсоединяется дополнительный |
всасывающий шланг |
с приемным клапаном, используемый только при подаче воды из специального небольшого углубления в обводненном грунте в цир-
88
куляционный бак в период его заполнения, а также при гидравли ческом погружении иглофильтров в грунт.
Центробежный насос с водоструйным насосом соединяется ко леном. Между насосом и коленом предусмотрена задвижка, пред назначенная для отключения водоструйного насоса во время гид равлического погружения иглофильтров в грунт.
Подача напорной воды от центробежного насоса к иглофиль трам при гидравлическом погружении в обводненные и слабоустой чивые породы осуществляется по пожарному шлангу, который подсоединяется к специальному патрубку, расположенному на на
порном трубопроводе, идущем |
от |
центробежного |
насоса, и к и ад- |
фильтровой трубе. |
|
|
|
В комплект установки входит |
также 74 легких иглофильтра |
||
(в том числе два иглофильтра |
с пьезометрами), |
12 звеньев всасы |
вающего коллектора длиной по 4,5 м. Этот набор элементов всасы вающей системы установки отвечает лишь только некоторым усред ненным условиям. В зависимости от конкретных условий, имеющих место на объектах, где должна применяться установка, необходи мое для водопонижения количество иглофильтров и звеньев кол лектора устанавливается специальным проектом.
В состав каждого рядового иглофильтра входят: приемное |
звено |
(фильтр) и надфильтровая труба. Остовом приемного звена |
явля |
ется стальная труба диаметром 50 мм и длиной 974 мм. В |
этой |
трубе просверлено 210 отверстий диаметром 12 мм. Остов обернут по спирали проволокой из нержавеющей стали диаметром 3 мм. Сверху этой проволоки укреплена мелкая фильтровальная сетка галунного плетения № 52 по ГОСТ 3187—65.
На верхний конец остова навинчена фасонная муфта, которая служит для соединения приемного звена с надфильтровой трубой и для ограничения боковых перемещений верхнего конца внутрен ней трубы. Эта труба снизу ввинчена в седловину, которая зажата между остовом и наконечником.
Диаметр верхней трубы 32 мм. В нижней части трубы предус мотрено шесть отверстий для пропуска воды, а в верхней части — четыре отверстия для пропуска воздуха.
В наконечнике фильтра имеется деревянный в резиновой обо лочке шар. Вверху иглофильтра предусмотрен фланец для подсое динения рукава.
Полная длина иглофильтра в сборе 8,5 м. В зависимости от местных условий длина иглофильтра может быть меньше.
Два иглофильтра в установке предусмотрены с пьезометрами. Иглофильтр с пьезометрами (рис. 65) имеет приемное звено и надфильтровые трубы той же конструкции, что и у обыкновенных иглофильтров,. Иглофильтр снабжен двумя пьезометрами — внут ренним и наружным. С помощью внутреннего пьезометра измеря ется разрежение во внутренней полости фильтрового звена в сред нем по его высоте сечении, а с помощью наружного — разрежение
89
12
01
-ТТЛ
Л)
ГТГП
10
в непосредственной близости от наруж
ной поверхности |
приемного |
звена также |
|
в среднем по его |
высоте сечении. |
|
|
Внутренний |
пьезометр |
состоит |
из |
стальной трубки |
диаметром |
15 мм, |
про |
пущенной через сальник, и вакуумметра. Положение внутреннего пьезометра по высоте фиксируется хомутом.
Наружный пьезометр, так же как и внутренний, имеет стальную трубку диа метром 15 мм, нижний конец которой имеет специальный фильтр, представля ющий собой дырчатый остов с закреплен ной на нем фильтровальной сеткой. Вверху трубки укреплен вакуумметр. Трубка на ружного пьезометра с надфильтровой трубой соединена тремя хомутами.
Подключают иглофильтры с пьезомет рами к коллектору аналогично, как и обыкновенные и гл оф ил ьтры.
Описанная установка ПУВВ-1 рабо тает следующим образом. Из циркуляци онного бака рабочая вода подсасывается центробежным иасосом и под давлением подается к водоструйному насосу.
При истечении воды из насадка водо струйного насоса в его смесительной ка мере, а следовательно, и во всей всасы вающей системе создается высокий ва куум. Под действием этого вакуума грун товая вода и частично воздух подходят к приемным звеньям иглофильтров, сме шиваются и в виде водовоздушной смеси по надфильтровым трубам и шлангам поступают в коллектор. Из коллектора по шлангу эта смесь водоструйным насо сом всасывается и подается в циркуля ционный бак, из которого воздух через специальный патрубок уходит в атмо
сферу, а вода |
частично |
через водослив |
||
ной патрубок |
идет |
в |
сбросную |
линию, |
а частично по |
трубопроводу — на |
пита |
||
ние центробежного |
насоса. |
|
В первый период работы установки до момента окончания формирования деп-
Рис. 65. Иглофильтр |
с пьезометрами: |
|
||
/ — приемное звено; 2 — надфильтровые трубы; |
3 — трубка; |
4 |
— сальник; |
5 — вакуумметр; |
S и 11 — хомуты; 7 — п а т р у б о к ; 8 — муфта; |
9 — трубка; |
10 |
— фильтр; |
/2 — ф л а н е ц |
90
рессионной поверхности установка из обводненных пород подсасы
вает воду, а |
затем |
после достижения |
устойчивого вакуума вместе |
|
с водой подсасывает и некоторое количество |
воздуха. |
|||
Благодаря |
тому, |
что установка в |
период |
установившегося ре |
жима работы откачивает из грунта водовоздушную смесь, удается создать в фильтровом звене, находящемся на глубине 7 м, вакуум около 0,6 ат. Это происходит вследствие того, что водовоздушная смесь имеет малый удельный вес, а сама приводная станция раз вивает сравнительно высокий вакуум в водосборном коллекторе.
Установка ПУВВ-1 рекомендуется для локального вакуумного водопонижения при сооружении котлованов, траншей, зумпфов, водозаборных колодцев, подземных выработок, расположенных на
небольшой глубине в обводненных |
и слабоустойчивых |
породах, |
в том числе и в породах с малыми |
коэффициентами фильтрации |
|
(0,01 — 1 м/сутки) и плохой водоотдачей (мелкозернистых |
пылева- |
тых и глинистых песках, супесях, илах). Установки ПУВВ-1 успе шно применяются для водопонижеиня при небольшой_ мощности водоносного пласта, а также для снижения высоты остаточного слоя воды при расположении дна выработки вблизи от водоупора.
3. Передвижная иглофильтровая установка локального вакуумного водопонижения ПУВВ-2
Для локального вакуумного водопонижения в обводненных и слабоустойчивых породах, в том числе и в породах с плохой водо отдачей, Харьковским инженерно-строительным институтом сов местно с Производственным управлением канализационного хозяй ства г. Харькова создана мобильная установка типа ПУВВ-2 с ав тономным приводом от двигателя внутреннего сгорания (рис. 66).
Установка может применяться также для локального водопони жения в местах, удаленных от источников электроэнергии, и в ме стах, где подвод электроэнергии по каким-либо причинам за труднен.
Приводная станция установки ПУВВ-2 включает в себя следую щие основные узлы: двигатель внутреннего сгорания ЗМЗ-451, од ноступенчатый центробежный насос, водоструйный насос ВН-2 и циркуляционный бак, смонтированные на раме. Приводная стан
ция снабжена специальной ходовой частью для |
перемещения ее |
к месту производства работ. |
|
Система охлаждения двигателя — закрытая с |
принудительной |
циркуляцией. |
|
Система питания состоит из бензобака, трубопровода, фильтра, отстойника, бензинового насоса, карбюратора и воздушного филь тра. Зажигание осуществляется от аккумуляторной батареи с по мощью индукционной катушки и распределителя-прерывателя.
Для запуска двигателя имеется стартер СТ-21 с электромагнит ным реле. Для работы стартера необходима аккумуляторная бата рея типа 6-СТ-54 емкостью 54 а • ч.
91
