Q_э = 60 · К_в м³/час; где

К_в - коэффициент использования по времени;

К_н - коэффициент наполнения ковша скрепера - 0,9;

Е - емкость ковша скрепера - 15 м3;

К_р - коэффициент разрыхления породы - 1,6;

Q_э =

Сменная производительность скрепера:

Q_см = Q_э · t_см = 74 · 8 = 592 м³/см, где

t_см=8 час продолжительность смены.

Определяем годовую производительность скрепера.

Q_{ГОД,СКР}=Q_СМ ·n·Т=5923210=372960 м^з/год.

Необходимая площадь под отвал скальной вскрыши:

S_СК= м²/год, где

V ск.вск - годовой объём вскрыши;

Кр-коэффициент разрыхления =1,6;

Но - высота уступа отвала=30 м.

Общий объём снимаемого чернозема за 1 год с площади

V_Ч =347000 0,730,7 =177317 м³.

Определяем количество скреперов

N_СКР.= скрепер.

Принимаем для отвала скальной вскрыши 1 скрепер модели Д-392.

Для планирования, террасирования откосов и укладки чернозема принимаем 1 бульдозер ДЭТ-250.

Необходимая площадь под отвал рыхлой вскрыши:

S_СК= м²/год, где

Н₀ - высота уступа отвала рыхлой вскрыши=15м.

Общий объём снимаемого чернозема за 1 год с площади

V_Ч =693000 0,730,7=354123м³.

Определяем количество скреперов

N_СКР.= скрепер.

Принимаем для отвала рыхлой вскрыши 1 скрепер модели Д-392. С учётом резерва, принимаем 3 скрепера Д-392. Для планирования, террасирования откосов и укладки чернозема принимаем бульдозер ДЭТ-250.

1.8 Водоотлив. Осушение карьера

Сложные гидрогеологические условия и большие притоки подземных вод обусловили в проекте комбинированную систему осушения, включающую:

1) внешний-дренажный контур;

2) внутренний дренажный контур;

3) подземный дренажный комплекс.

Внешний дренажный контур состоит из скважины с фильтровой колонной, пробуренных штреков из дренажной шахты снизу вверх в водоносные горизонты.

Внутренний дренажный контур сооружен в нижней части песчаной толщи в виде горизонтального прибортового дренажа на нерабочем борту.

Для осушения кварцитного карьера использована существующая дренажная система карьера по добыче богатых руд, состоящая из 165 сквозных фильтров: двух вертикальных шахтных стволов глубиной от 100 до 170 м; 50 тыс.м³ околоствольных выработок и водосборников; 33 км дренажных штреков; 3,5 прибортового дренажа с горизонтальными скважинами; 35 сбросов и более 300 восстающих скважин для осушения руды. Водоотливная установка расположёна ниже уровня воды в водосборнике.

1.8.1 Расчёт водоотливной установки

Исходные данные:

Q _max =7000м³/ч -максимальный приток воды;

Н =250 м - глубина ствола дренажной шахты;

Q_н = 6000 м³/ч - нормальный приток воды;

р = 1000 кг/м³ - плотность воды.

Производительность работы водоотливной установки при откачке нормального притока:

, где

20 - число часов откачки.

Нормального притока по ЕПБ:

м³/ч.

Производительность водоотливной установки при максимальном притоке:

м³/ч.

Определим ориентировочный напор:

, где

Нr- геодезическая высота нагнетания, м:

, где

Нств - глубина ствола шахты;

hсл = 5м- превышение труб на сливе относительно устья ствола шахты.

hпод =2м- высота подпора.

.

Длина нагнетательного трубопровода:

, где

I₁- длина трубопровода от последнего насоса до трубного восстающего/м;

I₂- длина трубного восстающего, м.

Н_ор =253+0,05432= 274м.

По подаче Q и напору Н предусматриваем установку типа 14м-12х4.

1.8.2 Расчет трубопровода

Внутренний диаметр нагнетательного трубопровода в этих условиях рассчитываем на работу двух насосов по формуле:



, где

n--число насосов;

Эн=2,2 м/с - скорость движения воды в нагнетательном трубопроводе;

Дн=0,0188.

Внутренний диаметр всасывающего трубопровода при работе одного насоса:

Дв=0,0188, где

в= 1,5 м/с- скорость движения воды во всасывающем трубопроводе.

Дв=0,0188.

Согласно ГОСТ 8732-78 принимаем всасывающий трубопровод стальной бесшовный с внутренним диаметром Ф=500 мм. Толщина стенок трубопровода равна:

=, где

t = 1 -- коэффициент условий работы материала труб при повышенных температурах;

R_Н =160 Мпа - нормальное сопротивление равное номинальному значению предела текучести при растяжении стали в изгибе труб,

а = 1ч2 мм-- увеличение толщины стенок с учетом коррозии.

р =0,11 ? Н₁ = 0,11?253 =2,8МПа, тогда:

=.

По ГОСТ 8732-78 принимаем стальные трубы с толщиной стенки 8мм.

Нагнетательный трубопровод принимаем с внешним диаметром 600 мм и толщиной стенки 8 мм. Потери напора в соответствии с количеством установленной арматуры во всасывающем трубопроводе:

Длина нагнетательного трубопровода:

Lн=1₁+1₂+Н_г+Н_с=100+65+283+5=423м, где

1₁- длина трубопровода от последнего насоса до трубного восстающего, м;

1₂ - длина трубного восстающего, м.

Потери напора в нагнетательном трубопроводе:



где Е_c, Е_к, Е_кг и т.д.- гидравлические коэффициенты потерь напора соответственно в приемной сетке и приемном клапане, полном переходе, обратном клапане, угловом колене, закругленном колене (б =90°), задвижке;

П_ок, П_ук, П_эк, П_э - количество обратных клапанов, угловых колен, закругленных колен, задвижек.

1.8.3 Расчётный манометрический напор насосов

Н_м= Н_г + ДН_эс + ДН_н = 253 +0,48+7,1 =260,58 м.

Постоянная нагнетательная трубопровода:

ч/м².

Характеристика трубопровода:

Н_м= Н_г+R_rQ²= 253+0,0000019?Q² м.

Для построения характеристики трубопровода вычислим параметры при различных подачах и полученные данные сведем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1

Параметры для построения характеристик трубопровода

	0	1/4Q	1/2Q	3/4Q	Q	5/4Q
, м3/ч	0	500	1000	1500	2000	2500
, m	0	0,48	1,9	4,28	7,6	11,67
, м	253	253,48	254,9	257,28	260,6	264,87

По данным таблицы строим на одном графике характеристики насоса и трубопровода. Пересечение этих характеристик и даст нам рабочий режим насоса (раб. ч).

Рис. 1.2 Характеристики насоса и трубопровода

1. Характеристика насоса. 2. Характеристика двух насосов, работающих на один трубопровод. 3. Характеристика трубопровода. 4. КПД насоса.

Параметры рабочей точки:

м, м³/ч, .

Проверяем принятый насос на устойчивость режима работы:

т.е., режим работы устойчивый.



1.8.4 Расчёт количества насосов

Техническая характеристика насоса типа 14м - 12х4:

Q = 1000 м³/ч - подача

N = 294 - напор

N = 1450 лин^--1 - частота вращения

N_вс = 2 м - высота всасывания

= 0,78 - КПД

Необходимое количество насосов при нормальном притоке.

(шт)

При максимальном притоке:

По нормам проектирования водоотливных установок, работающих в условиях обводненных рудных месторождений в насосной камере необходимо установить 11 насосов: 6 работающих, 4 в резерве и 1 в ремонте.

1.8.5 Выбор электродвигателя

Определяем мощность электродвигателя насоса:

кВт, где

- коэффициент резерва;

- удельная плотность воды, кг/м³;

- подача, м³/ч.

Выбираем электродвигатель АТД-1000, кВт, мин ^-1, , cos=0,89.

Среднегодовой расход электроэнергии на водоотлив:

, где

- коэффициент, учитывающий дополнительный расход электроэнергии;

- КПД сети; - число насосов при откачке нормального притока;

- число насосов работающих на откачке максимального притока;

- число рабочих суток в году при откачке нормального притока;

- число рабочих суток в году при откачке максимального притока.

ч - число работы часов в сутки,

ч

- число часов работы при максимальной откачке.

Относительный расход электроэнергии на один м³ воды:

кВт·ч.

Водосборник расположен по одну сторону дренажной выработки. Он служит для приёма воды из дренажных штреков и обеспечивает резервную ёмкость необходимую в случае каких-либо перебоев в работе насосной станции. Большая вместимость водосборника рассчитана на нормальный приток воды и составляет 12000 м³.

Для удобства чистки водосборник разделен на 2 части. Очистка водосборника производится с помощью насосов главного водоотлива при предварительной очистке от крупных фракций. Для взмучивания воды в водосборнике применяем насос гидравлический.

Для автоматизации водоотливной установки принимаем аппаратуру УАВ (унифицированная аппаратура водоотлива). Аппаратура позволяет управлять водоотливными установками до 16 насосных агрегатов.

УАВ обеспечивает: автоматическое включение насосных агрегатов в зависимости от уровня воды в водосборнике; автоматический или ручной режим любого насосного агрегата при сохранении автоматического режима остальных установок; возможность пуска и остановки насосных агрегатов с пульта диспетчера, независимо от уровня воды в водосборнике; при повышении и аварийном уровне воды в водосборнике, дополнительное включение (в зависимости от напора) одного или нескольких насосов; включение резервного агрегата при выходе из строя рабочего; работу насосов с управляемыми задвижками и без них.

УАВ обеспечивает защиту от перегрева подшипников, гидравлическую защиту, по расходу воды и давлению; защиту от исчезновения напряжения в цепях управления; обеспечивает сигнализацию: о работе насосов, о неисправности насосных агрегатов, об аварийном уровне воды в водосборнике.

1.9 Тип и количество проектируемого оборудования

Тип и количество проектируемого оборудования сведем в таблицу 1.2.

Таблица 1.2

Наименование и тип оборудования	Количество
	Вскрыша	Добыча	Перегрузка	Итого
	Скальная	Рыхлая
Буровые работы
Буровой станок СБШ-250МН	5		22		27
Выемочно-погрузочные работы
Экскаватор ЭКГ-8И	5	4	11	13	33
Отвалообразование
Экскаватор ЭКГ-8И	4	3			7
Всего ЭКГ-8И: 40
Железнодорожный транспорт
Тяговый агрегат ОПЭ-2М	13	8	23		44
Думпкар 2ВС-105	101	68	191		360
Автомобильный транспорт
Автосамосвал БелАЗ-75131	25		57		82
Рекультивация
Скрепер Д-392	1	2			3
Бульдозер ДЭТ-250	1	2			3
Водоотлив
Насос 14м - 12х4	9

Размещено на Allbest.ru