Расчет механизации доставки и откатки рудной массы стационарной установки для рудника цветной (стр. 5 из 9)
Рис. 3.3. Гидравлическая кольцевая схема
3.7 Расчет характеристики внешней сети
Расчетным путем определим характеристику внешней сети водоотливной установки для наиболее удаленного участка сети.
Внутренний диаметр нагнетательного трубопровода
(3.8)где Vн - скорость движения воды в нагнетательном трубопроводе, м/с (Vн=2 м/с).
Внутренний диаметр всасывающего трубопровода
(3.9)где Vн - скорость движения воды во всасывающем трубопроводе, м/с (Vн=1,5 м/с).
Коэффициенты местных гидравлических сопротивлений в нагнетательном и всасывающем трубопроводе
(3.10)Постоянная трубопровода
(3.11)где lвс - длина всасывающего трубопровода, м (по рис 3.3);
lвс=l1+l2=3+3=6 м (3.12)
lн - длина нагнетательного трубопровода, м (по рис 3.3);
lн=lпов+Hш+lходка+b2+lкамеры+hкамеры=30+480+20+3+30+2=565 м (3.13)
, 
- эквивалентная длина арматуры всасывающего и нагнетательного трубопровода. 
(3.14) 
(3.15)где ξс, ξк.п., ξо.к., ξу.к., ξз.к., ξз, ξт - гидравлические коэффициенты потерь соответственно в приемной сетке, приемном клапане, обратном клапане, угловом колене, закругленном колене, задвижке, тройнике (ξс=2,51, ξк.п.=0,5, ξо.к.=1,7, ξу.к.=0,32 - при угле поворота 1350, ξз.к.,=1,265 - при повороте 900, ξз=0,07, ξт=1,5);
nо.к., nу.к., nз.к., nз., nт. - число обратных клапанов, угловых колен, закругленных колен, задвижек, тройников (nо.к.=1, nу.к.=2, nз.к.=3, nз.=2, nт.=2).
Расчет напорной характеристики внешней сети водоотливной установки производится по формуле
и ведется в табличной форме | Q,м3/ч | 0 | 95 | 190 | 285 | 380 | 475 | 570 | 665 |
| Rтр·Q2,м | 0 | 4,5 | 18 | 40,6 | 72,2 | 112,8 | 162,5 | 221,1 |
| Нс | 485 | 489,5 | 503, | 525,6 | 557,2 | 597,8 | 647 | 706,1 |
Графики характеристик напорной внешней сети и насоса представлены на рис.3.5. Работа насоса с шестью и семью рабочими колёсами не обеспечивает выдачу на поверхность нормального суточного водопритока, следовательно, принимаем насос с восемью рабочими колесами.
Пересечение кривых характеристики внешней сети и технической характеристики напора насоса на 4 рабочих колес (т.С), является действительным режимом работы насоса.
Ннд = 560 м; ηнд = 71 %; Qнд= 390 м3/ч.
Рис.3.4. Определение действительного режима работы насосной установки
3.8 Проверка действительного режима работы насосной водоотливной установки
Проверка режима работы на обеспечение необходимой подачи
Qнд > Qр; 390м3/ч > 347 м3/ч
Проверка режима работы на экономичность
ηнд > 0,9·ηmax; 71 % > 65%
Проверка режима работы на обеспечения напора
Ннд >Нг (Нш); 560 м > 485 м
Водоотливная установка проверяется на время для откачки нормального водопритока. Которое должно быть не менее 20 ч.
3.9 Расчет мощности на валу насоса электропривода
Мощность на валу насоса электродвигателя
Расчетная мощность Np электродвигателя рассчитывается
Nр.эл.дв.=(1,1÷1,15)·Nв=1,15·
=103,5 кВтНа водоотливных установках горных предприятий используется электропривод, работающий в длительном режиме с относительно постоянной нагрузкой. Применительно к такому режиму работы наиболее экономичны асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором, которые получили наибольшее распространение на водоотливных установках.
По мощности электродвигателя Nр.эл.дв = 103,5 кВт и синхронной частоте вращения 1500 мин-1 принимаем ближайший больший по мощности электродвигатель, 4А280-4, Nэл.дв.=110 кВт, КПД = 92,5 %.
3.10 Обоснование объема водосборника
Объем водосборника определяется по формуле согласно требованиям ЕПБ.
Qвод > 4·Qнорм, следовательно объем водосборника равен Qвод=4·300 = 1200м3.
Параметры водосборника (ширину, длину, высоту) подбираем таким образом, что бы его объем был равен 1200 м3.
Ширина а = 8м. Высота h = 6 м. Длина l = 25 м.
4. Эксплуатационный расчет вентиляторов главного проветривания
4.1 Описание схемы проветривания и выбор типа вентилятора
Схема проветривания рудника фланговая, по вспомогательному стволу, пройденный параллельно главному, свежий воздух подается, по второму вспомогательному - выдается.
Способ проветривания нагнетательный, так как применяется в шахтах опасных по взрыву газа и пыли. На таких рудниках главные вентиляторные установки могут состоять из одного агрегата с резервным электроприводом.
Выбор вентилятора главного проветривания производится по графику промышленного использования центробежных вентиляторов. Выбор центробежных вентиляторов обоснован тем, что они являются более производительными по сравнению с осевыми.
По расходу воздуха Qвозд=430 м3/с, максимальным и минимальным депрессиям, hmin = 235мм.вод.ст.=235/0,102=2304 Па, hmax=465мм.вод.ст.=455/0,102=4461 Па, по рис. 4.1.,
примем вентиляторВЦД-47,5У/495.
Рис.4.1.График промышленного использования центробежных вентиляторов.
4.2 Определение действительного режима работы вентилятора главного проветривания
Характеристика внешней сети для минимальной и максимальной депрессии определяются по общему уравнению
(4.1)где Нс - сопротивление внешней сети вентиляторной установки, Па; Q - расход воздуха, м3/с; Rc - коэффициент сопротивления внешней сети.
Коэффициент сопротивления сети при минимальной депрессии
(4.2)Коэффициент сопротивления сети при максимальной депрессии
(4.3)Расчеты характеристики внешней сети в начале и конце эксплуатации ведем в табличной форме
(4.4) | Q,м3/с | 0 | 107 | 322 | 430 | 645 | 752 | 860 |
 | 0 | 141,9 | 1285,6 | 2292,7 | 5158,7 | 7012,2 | 9171 |
 | 0 | 274,7 | 2488,4 | 4437,6 | 9984,6 | 13572,1 | 17750,4 |
По полученным табличным значениям на индивидуальной характеристике вентилятора строим кривые h1, h2 (Рис.4.2.).
Рис.4.2.Характеристика вентилятора ВЦД-47,5У и характеристика сети
Регулирование режимов работы вентилятора производится изменением угла установки лопастей направляющих аппаратов.
Угол установки лопастей направляющих аппаратов определяется по пересечению перпендикуляра, исходящий из расхода воздуха необходимый для проветривания шахты, и кривых характеристик углов установки лопаток направляющего аппарата на вентиляторе. Определяются статические давления при соответствующих углов.
Время, через которое необходимо заменить установку угла лопаток
года (4.5) 
лет (4.6) 
лет(4.7)