Установка водоотливная

Чертеж водоотливка.dwg

Техническая характеристика
Назначение - понижение уровня грунтовых вод.
Габаритные размеры насоса
Технические требовния
Герметичность труб сболюдена. В пазы выточек поместили
прокладку из асбестового шнура
Установка водоотливная

СПецефикация К водоотливу.dwg

Установка водоотливная
Пояснительная записка
Шайба 6 ГОСТ 6402-70
Шайба 8 ГОСТ 6402-70
Шайба 10 ГОСТ 6402-70

Записка по стац машинам.docx

Разработка месторождений полезных ископаемых как правило со-
провождается поступлением в горные выработки подземных и поверхно-
стных вод а также инфильтрационных вод из рек и поверхностных водо-
емов. Наличие воды в разрабатываемых горных массивах и ее приток в
горные выработки затрудняют условия работы людей и машин а в ряде
случаев существенно сказываются на физических свойствах горных пород
приводя к снижению устойчивости горных массивов ухудшению качества
добываемого полезного ископаемого. Поэтому производство горных работ
открытым и подземным способами в большинстве случаев требует прове-
дения комплекса мероприятий по полному или частичному осушению раз-
рабатываемых горных массивов исключению или уменьшению водопри-
тока в горные выработки а также сбору и отводу поступающей в выработ-
Указанный комплекс мероприятий на строящемся или действующем
горном предприятии выполняется специальной системой осушения (дре-
нажной системой) включающей в себя сеть специальных дренажных вы-
работок и технических средств по сбору и отводу подземных и поверхно-
Необходимым составным элементом дренажной системы является
водоотливная установка – комплекс энергомеханического оборудования
служащий для откачки подземных и поверхностных вод из дренажных
горных выработок шахт и карьеров.
По характеру взаимодействия с откачиваемой жидкостью в составе
любой водоотливной установки выделяют два главных элемента: силовой
насосный или вакуум-насосный агрегат служащий для преобразования
механической энергии в энергию движущейся жидкости и трубопровод-
ную(внешнюю) сеть – систему каналов по которым жидкость перемеща-
ется от водосборных сооружений к водоотводным. Поступая в насос жид-
кость получает необходимый запас энергии который расходуется при ее
перемещении в каналах внешней сети.
В состав водоотливной установки обеспечивая необходимую надеж-
ность и эффективность работы основного оборудования входят также сле-
дующие элементы: пускорегулирующая и предохранительная арматура
(задвижки вентили переключатели потоков обратные и предохранитель-
ные клапаны воздуховыпускные устройства – вантузы компенсаторы
температурных изменений длины трубопроводов гасители и компенсато-
ры гидравлических ударов); контрольно-измерительная аппаратура (ма-
нометры вакуумметры расходомеры индикаторы движения жидкости
уровнемеры реле заливки насосов и пр.); системы ручного и автоматиче-
ского управления приводом насоса с комплектом электроизмерительной
По назначению водоотливные установки подразделяют на главные
(центральные) вспомогательные (участковые) и временные (проходче-
ские).К главным относятся установки предназначенные для перехвата и
откачки всего или большей части ожидаемого притока воды в горные вы-
работки. При большой протяженности шахтных и карьерных полей может
использоваться несколько главных водоотливных установок. Однако из-
вестны также примеры эффективного использования одной главной уста-
новки для откачки воды из дренажных систем группы близлежащих шахт.
Вспомогательные установки служат для местного водопонижения в от-
дельных забоях и для откачки воды с участков расположенных ниже водо-
сборника главной водоотливной установки. Временные установки исполь-
зуются в период проходки капитальных горных выработок строящегося
предприятия или в период чрезвычайных ситуаций по водопритоку.
По расположению основного оборудования относительно осушаемо-
го массива водоотливные установки подразделяют на зумпфовые основ-
ноеоборудование которых располагается вне осушаемого массива у водо-
сборника относительно большой емкости скважинные и иглофилътро-
вые. На скважинных установках силовое насосное оборудование располо-
жено непосредственно в осушаемом массиве в котором пройденаскважи-
на соответствующих размеров. На иглофильтровых установках основная
часть силового оборудования расположена вне осушаемого массива а в
скважину помещена только водозаборная его часть.
Водоотливные установки подразделяют также на стационарные
полустационарные и передвижные. К последним относят вспомогатель-
ные установки перемещаемые по мере продвижения забоев. Полустацио-
нарные установки изменяют свое местоположение периодически через от-
носительно большие интервалы времени по мере продвижения фронта
горных работ и по глубине разрабатываемого массива.
Обоснование схемы водоотлива
Основой эксплуатационных расчетов скважинных водоотливных установок являются гидрогеологические расчеты в результате которых определяется необходимый диаметр и глубина дренажных скважин расстояние между ними а также притока воды в отдельную скважину и в дренажную систему в целом.
Приток (дебит) воды в скважину зависит от гидравлического состояния подземных вод вида скважины и схемы осушения.
По гидравлическому состоянию подземные воды могут быть напорными и безопорными. При бурении скважины уровень безнапорных подземных вод устанавливается на отметке на которой встречается вода.
Статический уровень напорных вод устанавливается выше места вскрытия водоносного пласта. Первый от поверхности земли водоносный пласт может не иметь вышележащего водоупорного пласта. Воды такого водоносного горизонта являются безнапорными.
Исходные данные к проекту
Назначение – понижение уровня грунтовых вод
Расположение – линейное
Мощность гидравлического горизонта – 5 м.
Статический напор подземных вод – 33 м.
Коэффициент фильтрации породы – .
Требуемое понижение уровня грунтовых вод – 28 м.
Количество скважин – 9
Диаметр скважин – 044 м.
Определение дебита скважины
где- коэффициент фильтрации породы м3ч;
hп- мощность водоносного пласта м;
S- Величина понижения уровня грунтовых вод м;
’- половинарасстояние между скважинами в ряду м;
r – радиус скважины м;
R – радиус влияния скважины м;
Радиус влияния скважины определяется по формуле:
где Н – статический напор подземных вод м;
Половина расстояние между скважинами определяется по формуле:
Эксплуатационный расчет скважинных водоотливных установок производиться в той же последовательности что и расчет зумпфовых водоотливных установок.
Определяем диаметр трубопровода по формуле
где Qр – дебит скважины м3час
- скорость движения воды в трубопроводе мс
Скорость движения воды в трубопроводе определяется по формуле:
Тогда диметр трубопровода:
Расчётный напор насосной станции
где Hг - геодезическая высота подъема воды м;
- коэффициент линейных гидравлических сопротивлений системы трубопроводов;
L – длина трубопровода;
в - коэффициент местных гидравлических сопротивлений;
Коэффициент линейных гидравлических сопротивлений системы трубопроводов определяется по формуле
Сумма коэффициентов местных гидравлических сопротивлений для нагнетательного трубопровода (Дн) диаметр 187 мм:
Коэф. местных гидр.сопротивлений i
Колено с углом 135 о
Сальниковыйкомпенсатор
тогда расчетный напор будет равен:
Определяем толщину стенок труб
Минимально по условию прочности толщина стенки труб нагнетательного става
=1875*2.42*0.184412=0068мм
1*1020*9.81*2076*10-6 =0207 МПа; – расчётное давление в нагнетательном трубопроводе;
– плотность жидкости для воды – кгм3;
ДН – расчётное значение внутреннего диаметра м;
– допускаемое сопротивление разрыва материала стенки трубы (для стали Ст. 4 МПа).
Расчётная толщина стенки нагнетательного трубопровода
где - скорость коррозийного износа (если водородный показатель жидкости
t =10-15 лет – срок службы водоотливной установки
По расчётным значениям Dp и осуществляют выбор труб для нагнетательного става принятое стандартное значение Dpиспользуют в дальнейших расчётах.
Принимаем трубу для нагнетательного става:
Внутреннийдиаметр ДН мм
Толщинастенкитрубы мм
Внутренний диаметр всасывающего водопровода ДВ принимают на 25-75 мм больше ДН (расчётного значения) так чтобы скорость движения воды во всасывающем трубопроводе не превышала 1-15 мc. Принятое стандартное значение ДВ используют в последующем расчёте.
Выбираем насос ЭЦВ 4-10-25
Техническая характеристика насоса:
Расчёт гидравлической характеристики
Гидравлическую характеристику трубопроводной сети определяют по уравнению
где – произвольное значение расхода жидкости в сети м3час;
– обобщенный коэффициент гидравлического сопротивления трубопроводной сети определяется из выражения
Напорная характеристика представляет графическую зависимость ее сопротивления H от дебита Q в системе трубопровода. Для расчета напорной характеристики необходимо произвольно задать 6 значений дебита Qв интервале от 0 до (14 - 15)Qpи затем определить соответствующие значения Hc.
Таблица напорной характеристики внешней сети
Параметры ожидаемого рабочего режима
насосный трубопровод зумпфный водоотливный
Параметры ожидаемого рабочего режима водоотливной установки определяют по точке пересечения паспортных напорных характеристик выбранного насоса с гидравлической характеристикой трубопроводной сети
Q0 – ожидаемая подача отливной водоустановки Q0 = 112 м3час;
H0 – ожидаемый напор H0 = 25м;
– ожидаемый КПД 0 = 40;
- ожидаемый кавитационный запас на входе в насос м;
Осуществляют проверку параметров ожидаемого рабочего режима
- На обеспечение требуемой производительности:
условие выполняется;
где - максимальное значение КПД по паспортной характеристике выбранного насоса;
- На отсутствие кавитации:
Кавитационные характеристики выбранного насоса заданы графиком зависимости допустимого кавитационного запаса на входе в насос от его подачи условия отсутствия кавитации будут иметь вид:
где - атмосферное давление Па (760 мм.рт. ст. =101325Па)
- давление насыщенных водяных паров (при температуре 20 оСПа)кгм3
где мc – ожидаемая скорость движения жидкости во всасывающем трубопроводе.
Годовые энергетические затраты на водоотлив
где 105 нормативный коэффициент учитывающий дополнительный расход электрической энергии вспомогательного оборудования.
- КПД электродвигателя
- КПД электрической сети (095 – 096 при отсутствии данных)
и – ожидаемый напор и КПД водоотливной установки при откачивании нормальныхводопритоков
и - ожидаемый напор и КПД водоотливной установки при откачивании максимальныхводопритоков
и – количество дней в году с нормальными и максимальными водопритоками сутки. (при отсутствии данных по предприятию принимают для нашего климата:сут. сут.)
Удельные энергетические затраты на откачивание одного кубометра воды
Список использованной литературы
Гришко А.П. В.И. Шелоганов. Стационарные машины и установки.- М.: МГИ 2004.
Болотских Н.С. Оборудование водопонижения в угольной и горнорудной промышленности. – М.: Недра 1973.
Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлением.
П.В. Лобачев. Насосы и насосные станции. Стройиздат 1990.
В.Я. Карелин А.В. Минаев. Насосы и насосные станции.- М.: Стройиздат 1986.