hр=5,5*1,22/2*9,81+23*22/2*9,81+1,22/2*9,81=5,25 м.
Потери напора в фильтрующем слое при промывке определяется по формуле:
Нф=1,5*Lф, (4.30), Нф=1,5*0,8=1,2 м.
Потери напора в гравийных поддерживающих слоях:
hп. с. =0,022*Ln*w, (4.31)
hп. с. =0,022*0,7*14=0,215 м, принимаем 0,22 м.
Сумма потерь напора в загрузке определяется по формуле:
Нз=Нф+hn, (4.32)
Нз=1,2+0,22=1,42 м.
Длину подводящего трубопровода принимаем равной l=50 м.
Скорость движения воды в подводящем трубопроводе принимаем по таблице Шевелева для пропуска Qпр.1 =0,094 м3/с, она равна 1,77 м/с.
По таблице Шевелева принимаем диаметр проводящего трубопровода для пропуска Qпр.1=0,094, диаметр равен 250 мм.
Гидравлический уклон подводящего трубопровода принимаем по таблице Шевелева для пропуска Qпр.1=0,094 м3/с, он равен i=19,3/1000=0,019.
Потери воды в трубопроводе, подающем промывную воду к общему коллектору распределительной системы определяется по формуле:
hп. т. =2*i*l, (4.33)
hп. т. =2*0,019*50=1,93.
Коэффициент 2 учитывает потери напора на местных сопротивлениях.
Полная величина потерь при промывке фильтра определяется по формуле:
Нпр=Нз+hр+hп. т., (4.34)
Нпр=1,42+5,25+1,93=8,6 м.
Следующим действием выбирается тип промывного насоса. Необходимый напор насоса определяется как Нн=Нпр+7=15,6 м.
Необходимая производительность насоса рассчитывается по формуле:
Qн=3600*Qпр.1, (4.35), Qн=3600*0,094=338,4 м3/ч.
Количество рабочих агрегатов принимаем равным Nраб=1 шт.
Количество резервных агрегатов принимаем также равным Nрез=1 шт.
Общее количество насосных агрегатов составляет:
N=Nраб+Nрез, (4.36)
N=1+1=2 шт.
Выбираем насос типа Д-500-36.
Реагентное хозяйство включает растворный бак коагулянта с механической мешалкой для приготовления концентрированного раствора (0,5 - 1% по активному продукту), расходные баки рабочего раствора коагулянта (0,1 - 0,5%), насос для перекачки раствора коагулянта из растворного бака в расходные баки, дозирующее устройство и расходный склад коагулянта. Число устройств и их размеры определяются расчетом, исходя из максимального притока шахтных вод, принятой дозы и концентрации раствора коагулянта. Количество расходных баков должно быть не менее двух, за исключением случаев, когда рабочий раствор коагулянта готовится непосредственно в растворном баке.
В качестве дозирующих устройств используются поплавковые дозаторы или насосы-дозаторы, количество их должно быть не менее двух, их которых один является резервным. Допускаемая точность дозировки ±5%. Ёмкость расходного склада рассчитывается из условия хранения 15-30 суточного расхода коагулянта в период максимальной его потребности.
Расчет реагентного хозяйства.
Принятый тип реагента -сернокислый алюминий (Al2 (SO4) 3).
Доза реагента принимается равной D=6 г/м3.
Содержание активного продукта в реагенте равна А=40%.
Концентрация раствора реагента равна С=0,1%, при этом должно соблюдаться условие, что концентрация раствора реагента должна быть в пределах от 0,1 до 0,25%.
Плотность раствора реагента такая же как и у воды, т.е. r=1000 кг/м3. Суточный расход технического продукта рассчитывается по формуле:
G=D*Q/10A, (4.37)
G=6*1002,84/10*40=15,04 кг.
Запас реагента допускается сроком на 30-90 суток, поэтому срок запаса реагента принимаем Т=90 сут.
Плотность технического продукта - р=1400 кг/м3.
Высота складирования принимается равной Н=0,5 м. При этом площадь склада рассчитывается по формуле:
F=G*T/р*Н, (4.48), F=15,04*90/1400*0,5=1,93 м2.
Реагент заготавливается на период от 12 до 36 часов, принимаем период времени, на которое заготавливается реагент t=24 часа.
Емкость растворно-расходных баков реагента определяется по формуле:
W=D*Q*t/10*С*r, (4.49), W=6*41,78*24/10*0,1*1000=6,0 м3.
Количество баков принимаем равным N=2 шт.
Емкость одного бака рассчитывается по формуле:
W1=W/N, (4.50)
W1=6,0/2=3 м3.
Баки бывают обычно кубической формы, его размеры:
a х b x h=1,5х1,5х1,3 м.
Для приготовления раствора реагента необходимо перемешивать воду с концентрированным раствором реагента, для перемешивания используется сжатый воздух, интенсивность подачи сжатого воздуха для раствора по п.6.23 [11] принимается в пределах от 8 до 10л/с. м2. Принимаем интенсивность подачи сжатого воздуха w=10 л/с. м2.
Расход сжатого воздуха для перемешивания раствора определяется по формуле:
W=60wаb, (4.51)
W=60*10*1,5*1,5=1350 л/мин.
Расход раствора реагентаопределяется по формуле:
q=100*D*Q/С*r, (4.52)
q=100*6*41,78/0,1*1000=250,68 л/час.
По данным, полученным выше, принимаем тип дозатора - НД-100/40.
Резервуар очищенной воды предназначен для очищенной от взвешенных веществ шахтной воды и для создания запасов воды на собственные нужды очистных сооружений и производственные нужды предприятий. Ёмкость его определяется из расчета запаса воды на одну промывку всех фильтров и 2-часового запаса воды на производственные нужды предприятия.
Представляет собой заглубленную железобетонную емкость, оснащенную системой подачи воды и переливным трубопроводом для сброса избыточного объема воды в водоемы.
Насосная станция оборудована следующими основными группами насосов:
для подачи осветленной шахтной воды из пруда-отстойника на скорые фильтры;
для промывки фильтров;
для подачи очищенной воды на нужды очистных сооружений;
для подачи очищенной воды потребителям;
для подачи загрязненной промывной воды фильтров в пруд-отстойник;
для подачи концентрированного раствора флокулянта из растворного бака в расходный.
Каждая группа должна иметь не менее 2 насосов, из которых один является резервным.
В основном шахтную воду на производстве используют на технологические нужды, на нужды вспомогательного производства, на хозяйственно-бытовые и питьевые нужды.
Технологические нужды включают в себя следующие направления водопотребления: пылеподавление и противопожарная защита.
В расчетах норм потребления воды на пылеподавление учитывается ее расход: на орошение в процессе выемки угля, при проходке подготовительных выработок, при транспортировке горной массы на пунктах пересыпа и перегрузки, для нагнетания воды в пласт, на устройство водяных завес, а также на осуществление целого ряда вспомогательных производственных операций с использованием воды в незначительных количествах.
Водопотребление при пылеподавлении организовано по прямоточной системе. Значения нормативов, а также объемные показатели, определяющие расчетную величину водопотребления по каждому процессу, представлены в таблице 4.3
Таблица 4.3 - Нормативы и объемные показатели, определяющие величину водопотребления, на пылеподавление шахт
| Потребляющие процессы | Ед. изм. | Нор-матив | Объемный показатель |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1. Нагнетание воды в пласт2. Орошение при выемке угля из очистных забоев (включает орошение при работе механизмами и ручной навалке угля)3. Устройство водяных завес при выемке угля (проходке выработок) взрыванием:одинарныхдвойных4. Устройство водяных завес при выемке угля (проходке выработок) взрыванием:одинарныхдвойных5. Орошение при ведении подготовительных работ (включает орошение взорванной массы при погрузке и орошение при работе проходческих комбайнов)6. Орошение при конвейерной транспортировке угля (перегрузка с конвейера на конвейер)7. Орошение на погрузочных пунктах8. Орошение при перегрузке угля и породы с конвейера в вагонетки или из вагонеток в скип9. Пылеподавление на поверхностном комплексе на пунктах пересыпа | л/тл/тл/минл/минл/минл/минм3/мл/тл/тл/тл/т | 2530306030600,61010158 | V1 - объем добычи с нагнетанием воды в пласт, тыс. т.V2 - объем добычи угля из очистных забоев, тыс. т.V3 - годовой фонд времени работы завес, тыс. мин.V4 - годовой фонд времени работы завес, тыс. мин.V5 - объем проведения выработок, тыс. м.V6 - объем пересыпаемой с конвейера на конвейер массы угля, т.V7-объем угля, поступающего на транспортировку, т.V8-объем угля и породы, выдаваемой на поверхность, тыс. т.V9 - объем угля, орошаемого на поверхности в пунктах пересыпа. |
Потребность в воде для неучтенных процессов (противопожарные водяные заслоны, водяная забойка и водораспылительные завесы при взрывании, промывка шпуров при бурении бурильными молотками, обмывка выработок перед взрыванием, ежедневная обмывка и орошение в подготовительных выработках, проверка трубопроводов и др.) принимается дополнительно в размере 15% от расчетной потребности на пылеподавление.
Согласно действующим санитарным нормам и правилам по содержанию угольной и сланцевой промышленности для целей орошения должна использоваться вода питьевого качества. В то же время, по согласованию с санитарными органами наряду с питьевой водой может быть использована очищенная и обеззараженная шахтная вода [15].
В расчетах норм потребности в воде на производство теплоэнергии в котельных учитывается ее расход на выпуск теплоэнергии, продувку котла, на водоподготовку и другие собственные нужды котельной.
Водоснабжение основного процесса (выработки теплоэнергии) организованно по оборотной системе с возвратом конденсата, вспомогательных процессов - по прямоточной системе. Расчет норм потребности в воде на нужды котельной производится при учете того, что на нужды котельной рекомендуется применять воду, очищенную до требований санитарных органов, на нужды гидрозолоудаления - техническую и шахтных водоотливов.