4.1.6 Выбор коллектора и устройство насосной станции

4.1.6.1 Схема коллектора

Рис. 4.2 Схема кольцевого коллектора:

1-индивидуальный напорный трубопровод; 2 – тройник для подключения насоса; 3 – байпас для сброса воды из коллектора

4.1.7 Расчёт трубопроводов

4.1.7.1 Расчёт диаметра трубопровода

Условный внутренний диаметр напорного трубопровода:

d_у.тр = 18,8·( Q_р.н/V_эк)^1/2 =18,8·(510/1,9009) ^½ =308 мм, (4.7)

где V_эк – экономичная скорость движения воды, м/с (V_эк = 1,5÷2,5м/с).

Внутренний диаметр всасывающего трубопровода:

d_вс= d_у.тр+ (25÷50) = 308 + (25÷50) = 333÷358 мм (4.8)

4.1.7.2 Определение толщины стенки труб

Расчётное давление в трубопроводе:

Р_р = 1,25·g·ρ·Н_н·= 1,25·1020·9,81·160·= 2,00124 Мпа, (4.9)

где g – ускорение свободного падения, м/с² (g = 9,81 м/с²).

Н_н – напор, создаваемый насосом при откачке нормального притока воды, м.

Расчётная толщина стенки трубы:

=мм, (4.10)

где σ_вр– временное сопротивление материала трубы на разрыв, Мпа.

Для стали марки Ст 3 σ_вр = 350 Мпа.

Толщина стенок труб с учетом срока службы и коррозионного износа:

мм, (4.11)

где δ_к.н – скорость (интенсивность) коррозионного износа наружной стенки трубы, мм/год (δ_к.н = 0,15÷0,25 мм/год);

δ_к.в – скорость коррозионного износа внутренней стенки трубы, мм/год;

t – расчетный срок службы напорных трубопроводов в рудных и угольных шахтах, лет (t = 10÷20 лет);

Кg – допустимое уменьшение толщины стенки труб из-за минусового допуска, (Кg=10÷15%).

Наружный диаметр для напорного, и всасывающего трубопровода:

D_н.н = d_у.тр + 2·δ = 308 + 2·22 = 351 мм; (4.12)

D_н.вc= d_вс + 2·δ = 333 + 2·22 = 377 мм. (4.13)

Окончательный выбор труб производим по ГОСТ 8732-78:

Д_н.н = 351 мм ; S=22 мм ; мм;

Д_н.в. = 377 мм ; S=9 мм ; мм.

где S – толщина стенки трубы, мм;

- шаг изменения толщины стенки трубы, мм.

Внутренний диаметр трубопровода:

, мм; (4.14)

мм;

мм.

Фактическая скорость воды:

, м/с (4.15)

Для нагнетающего трубопровода

= 1,9 м/с, (4.16)

Для всасывающего трубопровода

=1,3 м/с. (4.17)

Таблица 4.3

Характеристики

Трубопр.	D	d	S	V	Q	P	Марка стали
И	351	307	22	1,9	510	2	Ст 3
В	377	359	9	1,3	510	0,1	Ст 3

Примечание: И – индивидуальный трубопровод, В – всасывающий трубопровод.

4.1.8 Расчётная схема трубопровода

Для получения характеристики внешней сети необходимо составить расчётную схему трубопровода с учётом принятой схемы трубного коллектора в насосной камере ГВУ, числа напорных трубопроводов и принятого режима откачивания притоков шахтных вод. Расчётная схема составляется для насоса, который имеет наибольшую длину всасывающего и нагнетательного трубопроводов в насосной камере (рис. 4.3).

Рис. 4.3 Расчётная схема трубопровода.

4.1.8.1 Определение длин всасывающего и нагнетательного трубопроводов

Длину всасывающего трубопровода L_в принимаем 8 м

Длина напорного трубопровода:

L_н = H_ш + 25 , м, (4.18)

L_н = 140+25 = 165м.

4.1.8.2 Местные сопротивления в трубопроводе

Таблица 4.4

Перечень местных сопротивлений

Тип сопротивления	n, ед	ξрi	∑ξрi
Всасывающий трубопровод
Сетка с клапаном Колено сварное 90 º	1 3	3,7 0,6	3,7 1,8
Итого: 5,5
Индивидуальный трубопровод
Задвижка с приводом Тройник равнопроходный Тройник неравнопроходный Расходомер Колено сварное 90º Обратный клапан Диффузор	5 6 1 1 9 2 1	0,3 1,5 1,0 0,5 0,6 10 0,1		1,5 9 1,0 0,5 5,4 20 0,1
Итого: 15,5