4. Стационарные установки

4.1 Расчёт водоотливной установки

4.1.1 Исходные данные

Таблица 4.1

Исходные данные для выполнения расчёта [1]

Наименование	Обозначение	Размерность	Величина
Глубина расположения околоствольного двора рабочего горизонта относительно поверхности земли	Hш	м	140
Нормальный часовой приток воды из горных выработок к водоотливной установке	Qч.н.	м3/ч	300
Максимальный часовой приток воды	Qч.max	м3/ч	425
Количество дней максимального притока	n	сут.	42
Водородный показатель шахтной воды	РН		7
Плотность шахтой воды	ρ	кг/м3	1020
Расчетный срок службы водоотливной установки	Т	лет	15

4.1.2 Схема водоотлива

Для расчета водоотливной установки, в связи с относительно небольшой высотой подъема жидкости, принимаем одноступенчатую схему, т.е. шахтные воды с рабочего горизонта откачиваются непосредственно на дневную поверхность (без промежуточных станций). [7]

4.1.3 Определение производительности насоса

Q_р.н = 1,2·Q_{ч. max} =1,2·425 = 510 м³/ч (4.1)

4.1.4 Ориентировочный напор насоса.

Для шахт вскрытых наклонными стволами применима следующая формула:

Н_ор = 1,1·Н_г = 1,1·144 = 158,4 м, (4.2)

где Н_г – геометрическая высота подъёма из шахты, м.

Геометрическая высота подъема определяется по формуле:

Н_г = Н_ш+ Н_вс.ор+ h_n = 140 + 3 + 1 = 144 м, (4.3)

где Н_вс.ор – ориентировочная высота подъёма всасывания, м (Н_вс.ор = 3 м);

h_n – превышение трубопроводом устья клетьевого ствола, м (h_n = 1м).

4.1.5 Выбор типоразмера насоса

Выбор насоса осуществляется исходя из необходимых напора (H_ор) и подачи (Q_р.н) по рис. 4.1.

Рис. 4.1 Области промышленного использования секционных насосов серии ЦНС

Для данной насосной установки подходит насос ЦНС 500 - 160..800.

Определение числа рабочих колёс (ступеней):

Z_к = H_op/Н_1к = 158,4/80=1,98 (4.4)

принимаем количество колес Z_к = 1.

где Н_1к – напор, создаваемый одним рабочим колесом при Q_р.н, м.

Расчет числа насосов в рабочей группе

n_р.г = Q_р.н / Q_1max =510/650=0,785 (4.5)

В рабочей группе 1 насос

Число насосов в резерной группе принимать равным числу насосов в рабочей группе и добавлять один насос, находящийся в ремонте. Общее число насосов агрегатов ГВУ будет равно 3.

4.1.5.1 Проверка устойчивости режима работы выбранного насоса

0,95· Z_k · Н_1k ≥ Н_г , (4.6)

где Н_1k – напор на одно колесо выбранного типоразмера насоса при нулевой производительности по его рабочей характеристике, м.

0,95·2·80 ≥ 144 м;

152 ≥ 144 м ;

условие выполняется.

Таблица 4.2

Технические характеристики насоса

№ п/п	Наименование	Размерность	Величина
1	Тип насоса: ЦНС 500-160
2	Производительность	м3/ч	500
3	Напор	м	160
4	КПД		0,73
5	Частота вращения	об/мин	1475
6	Допустимая высота всасывания	м	4,5
7	Масса насоса	кг	2432
8	Габаритные размеры насоса	мм	2765×954×1094
9	Допустимая температура воды		до + 60 °С