водоотливная установка что это
Водоотливные установки
Водоотливная установка состоит из насоса, электродвигателя, электроаппаратуры управления, всасывающего и нагнетательного трубопроводов.
Насосы, применяемые для рудничного водоотлива, по принципу действия делят на центробежные, поршневые и винтовые. Для оборудования водоотливных установок применяют центробежные насосы. Поршневые и винтовые насосы применяют при проходке выработок, кроме того, винтовые насосы могут применять для очистки водосборников и зумпфов.
Центробежная насосная установка (рис. 76) состоит из всасывающего трубопровода 3, насоса 2 и нагнетательного трубопровода 1. К концу трубопровода 3 прикреплен всасывающий клапан с предохранительной сеткой, который удерживает в насосе воду при его заливке перед пуском. На нагнетательном трубопроводе непосредственно за насосом установлены задвижка и обратный клапан. Задвижка служит для регулирования производительности насоса,
а обратный клапан защищает насос при его внезапной остановке от гидравлических ударов, образующихся при обратном движении воды, находящейся в нагнетательном трубопроводе.
Обычно при запуске насоса используют воду, оставшуюся в нагнетательном трубопроводе после предыдущей работы. Для перепуска этой воды из трубопровода в насос имеется обводная трубка с краном. В верхней части корпуса насоса имеется пробка для заливки насоса водой вручную. Для контроля за работой насоса на всасывающем трубопроводе устанавливают вакуумметр, а на нагнетательном — манометр.
Главные водоотливные установки оборудуют двумя нагнетательными трубопроводами — рабочим и резервным. Каждый из них рассчитан на выдачу нормального суточного притока воды не более чем за 20 ч.
Для трубопровода обычно применяют стальные трубы, а для неглубоких шахт и карьеров при рабочем давлении до 10 кгс/см 2 можно применять чугунные трубы.
Для неглубоких шахт трубопровод монтируют из труб с одинаковой толщиной стенок. Трубопроводы глубоких шахт рекомендуется делить на участки с различной толщиной труб, а в пределах одного участка устанавливать трубы с одинаковой толщиной стенок.
Трубопроводы в насосной камере прокладывают так, чтобы каждый из насосов с помощью задвижек можно было переключить на любой из трубопроводов (рис. 77). Первую и вторую схемы (рис. 77, а ж б) применяют при нормальной работе одного насоса, третью схему
(рис. 77, в) — при одновременной нормальной работе двух насосов. При первой схеме в насосной камере прокладывают два трубопровода, при второй — один, разветвляющийся у трубного ходка на два трубопровода, идущих по стволу. При третьей схеме в камере прокладывают три горизонтальных трубопровода, соединенных с каждой насосной установкой. С помощью задвижек 1, установленных на соединительных ветвях, регулируют порядок работы каждого насоса на любой трубопровод. Задвижки 2 служат для спуска воды при ремонте или чистке трубопровода.
Работа рудничных водоотливных установок автоматизирована.
ШАХТНЫЕ ВОДООТЛИВНЫЕ УСТАНОВКИ
Водоотливная установка — это комплекс технических средств для удаления воды из горных выработок и выдачи ее на поверхность. Для откачки подземных вод применяют водоотливные установки, которые в зависимости от назначения подразделяют на центральные, главные, участковые, вспомогательные, перекачные, проходческие и скважинные.
Центральная водоотливная установка предназначается для откачки воды из нескольких шахт; главная водоотливная установка — для выдачи непосредственно на поверхность притока воды всей шахты; участковые — для откачки воды из выработок какого-либо участка шахты или рудника в главный водосборник или на поверхность; вспомогательные, располагаемые на участках, уклонах, зумпфах, — для перекачки воды в водосборник главной и центральной водоотливной установки; перекачные, применяемые при волнистой почве пласта, — для откачки воды из участков в водосборник главной водоотливной установки.
Проходческими называют водоотливные установки, применяемые при проходке уклонов, наклонных и вертикальных стволов шахт. Они перемещаются по мере подвигания забоя или понижения уровня воды. При проходке уклонов перекачивают воду в водосборник главной водоотливной установки, а при проходке наклонных и вертикальных стволов выдают ее на поверхность.
Установки для понижения грунтовых вод называются скважинными.
Центральные, главные, вспомогательные и участковые водоотливные установки, как правило, размещаются в специальных камерах и являются стационарными.
Водоотливные установки (рис. 7.2) оборудуются в основном центробежными насосами. Установка состоит из насоса 1 с двигателем, всасывающего трубопровода 9 с приемной сеткой 11 и клапаном 10, нагнетательного трубопровода 5 с задвижкой 3 и обратным клапаном 4, трубки 6 с вентилем 7 для заливки водой насоса перед его пуском. Давление во всасывающем 9 и нагнетательном 5 трубопроводах измеряется вакуумметром 8 и манометром 2.
· По назначению — для чистой воды и специальные (углесосы, шламовые, грунтовые, песковые и др.).
· Специальные насосы отличаются от обычных наличием защитных устройств, обеспечивающих более долговечную работу агрегата при транспортировании агрессивной жидкости или гидросмеси.
· По числу ступеней — одно- и многоступенчатые. Одноступенчатые насосы используют для оборудования вспомогательного водоотлива, а также для заливки главных насосов перед их пуском, многоступенчатые насосы — в главном водоотливе.
· По характеру соединения рабочих колес — одно- и многопоточные.
· По конструкции корпуса — цельнокорпусные, секционные и спиральные (с горизонтальным разъемом корпуса).
· По расположению вала насоса — горизонтальные и вертикальные.
· По расположению опор и рабочих колес — консольные, с вынесенными и встроенными в корпус опорами.
· По размещению насоса относительно водоисточника — поверхностные, устанавливаемые у водосборников; подвесные (проходческие и зумпфовые) ; скважинные, используемые в системах дренажа шахтных полей, а также при добыче чистой воды для питья и технических нужд.
Главных насосных установках шахт и рудников широкое распространение получили горизонтальные центробежные секционные насосы (рис. 7.3) типа ЦНС (центробежный насос секционный), имеющие вертикальный разъем корпуса. Каждая секция имеет корпус 4 с направляющим аппаратом 5 и рабочее колесо 6 одностороннего всасывания. Рабочие колеса устанавливаются на одном валу i, а корпуса секций вместе с крышками всасывания 8 и нагнетания 3 соединены стяжными шпильками 7 и образуют единый герметичный корпус насоса. Места выхода вала 1 из корпуса насоса герметизируются сальниковыми уплотнениями 2.
При работе насоса жидкость последовательно проходит через все рабочие колеса, получая в каждой секции приращение напора. Жидкость из одной секции (ступени) в другую перетекает по каналам неподвижных лопаточных направляющих аппаратов.
В обозначениях типоразмеров насосов ЦНС цифры после букв: первая — подача (м3/ч) при максимальном значении к.п.д.; через дефис — напоры (м) — наименьший и наибольший. Если насос предназначен для откачки кислотньгх вод, то добавляется буква К, для грязевых насосов — буква Г.
В настоящее время для шахт и рудников промышленностью выпускаются следующие насосы:
Для привода насосных установок в основном применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором в нормальном исполнении единой серии А и АО на напряжение 380/660В.
Для водоотливных установок, работающих во взрывоопасных условиях, выпускаются электродвигатели серий МА, КО и ВАО на напряжение 380/660 В и продуваемые под избыточным давлением электродвигатели повышенной надежности серий А, АО, АП, АЗП; взрывонепроницаемые двигатели серии ВАО мощностью до 1600 кВт и серии «Украина» мощностью 630 кВт на напряжение 6000 В.
Насос в процессе работы должен обеспечивать необходимые подачу, экономичность и устойчивость режима работы.
Необходимая подача обеспечивается, если:
— где QД — подача насоса в действительном режиме работы, м3/ч; Qр — расчетная производительность водоотливной установки, определяемая по притоку воды в водосборник, м3/ч.
Экономичность режима работы обеспечивается эксплуатацией насоса в зоне высоких к.п.д., которая определяется из условия:
— где ηд — к.п.д. насоса в действительном режиме работы; ηmax— максимальный к.п.д. насоса.
Устойчивость режима работы означает отсутствие значительных его колебаний и автоматическое восстановление режима после устранения причин, вызвавших его изменение. Это требование обеспечивается наличием только одной точки пересечения характеристики внешней сети Нс с напорной характеристикой насоса H. Устойчивость режима может быть обеспечена при выполнении условия:
— где Н0 — напор насоса при нулевой подаче, м; Нг — геодезическая высота подъема жидкости.
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.006 сек.)
Общее устройство водоотливной установки
Назначение и разновидности шахтных водоотливных установок
Шахтные водоотливные установки предназначены для откачки воды из горных выработок шахты на поверхность.
По назначению они делятся на следующие основные разновидности: главные, вспомогательные и участковые.
Главная водоотливная установка предназначена для выдачи на поверхность притока воды одной шахты.
Вспомогательная водоотливная установка предназначена для откачки воды с нижнего горизонта шахты на верхний.
Участковая водоотливная установка служит для перекачки воды с отдельных участков шахты в водосборник главной водоотливной установки.
Водоотливная установка с центробежным насосом состоит из следующих основных элементов: насоса, двигателя, пускателя, подводящего и напорного трубопроводов.
Насос и электродвигатель устанавливаются на общей раме. Их валы соединяются пальцевой эластичной муфтой. На всасывающем трубопроводе установлен прибор вакуумметр, а на конце закреплено приёмное устройство (сетка с клапаном). На напорном трубопроводе установлена задвижка, обратный клапан, сливная труба и манометр.
Задвижка предназначена для нормального пуска и остановки водоотливной установки.
Заливная трубка – для заливки насоса водой.
Элементы конструкции центробежного секционного насоса:
1) корпус, состоящий из всасывающей и нагнетательной крышек с патрубками;
2) рабочие колёса с направляющими аппаратами (НА);
3) ротор (вал с рабочими колесами);
6) дистанционная втулка;
7) регулировочные кольца, стянутые на валу гайкой 16 ротора; 2, служащие опорами ротора; уплотнительные кольца 22 и 23; обводная трубка;
8) сальники из пеньковой набивки;
9) гидравлическое разгрузочное устройство (гидропята, трубка);
10) пальцевая муфта для соединения с электродвигателем.
Рабочие колеса крепятся на валу шпонкой их количество от 2 до 10. Рабочие колеса бывают односторонние и двухсторонние, т. е. с односторонним и двухсторонним подводом к ним жидкости.
Односторонние рабочие колеса применяют в односекционных, так и многосекционных насосах, а двухсторонние – в некоторых односекционных насосах.
Различают рабочие колеса насосов открытые и закрытые. В закрытых односторонних колёсах имеются ведущий и ведомый диски, между которыми расположены лопасти.
В закрытых двухсторонних колёсах ведомые диски связаны втулкой и отливаются заодно.
В открытых колёсах имеется ведущий диск с втулкой и лопастями.
К.п.д. насоса зависит от чистоты обработки поверхностей каналов колеса, числа и длины лопастей, закономерности изменения площади поперечного сечения межлопастного канала.
В шахтных насосах чаще применяют закрытые колеса, так как они допускают разбег вала, необходимый при наиболее распространенном способе уравновешивания осевой силы и при них меньше утечки через зазоры.
Открытые рабочие колеса применяются для транспортирования загрязненных жидкостей.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Водоотливная установка что это
Водоотлив по схеме откачки воды на поверхность разделяется на прямой, когда откачка воды из главного водосборника производится сразу на поверхность, и ступенчатый, когда из нижних горизонтов через стволы (реже скважины ) вода перекачивается в промежуточные водосборники вышележащих горизонтов и затем на поверхность (рис.1).
КПД насосов изменяется в пределах 68-78%. Кислотоупорные насосы применяются при pH воды менее 5 или при содержании в ней свыше 100 мг/л свободной серной кислоты и могут соединяться параллельно и последовательно с заливочным и бустерным насосами. Для участкового водоотлива в шахтах, кроме многоступенчатых центробежных насосов, используются также консольные центробежные, моноблочные и вспомогательные насосы (турбонасосы, электронасосные одновинтовые агрегаты, одноступенчатые центробежные горизонтальные насосы, центробежные горизонтальные консольные насосы). При откачке неосветлённых шахтных вод (с твёрдыми включениями крупностью до 20 мм ), очистке водосборников от шлама и на участковом водоотливе применяются шламовые насосы (вертикальные, суспензионные, магнетитошламовые и др.). Для подачи воды на поверхность в стволе шахты прокладываются минимум два става нагнетательных труб — один рабочий и один резервный; при двух одновременно работающих насосах прокладываются три става труб. Каждый став рассчитывается на выдачу нормального суточного притока не более чем за 20 часов; при повышенных притоках используются все ставы.
Тема «Водоотливные установки шахт и рудников Жезказгана»
Министерство образования и науки РК
Технологический колледж корпорации «Казахмыс»
ВОДООТЛИВ КАРЬЕРА И РУДНИКОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО «ЖЦМ»
Жалгасбаева Р.А. – преподаватель специальных дисциплин
Рассмотрено и одобрено
на заседании ПЦК ЭМД
Протокол №__ от _________г.
Велиев А.И. – главный механик СРП №3 КЛМЗ
© Технологический колледж корпорации «Казахмыс», 2015
Водоотлив в шахтах и карьерах предназначен для удаления из горных выработок воды, попавшей в них с земной поверхности и из подземных водоносных горизонтов.
Общий водоприток складывается из притока подземных и поверхностных вод, атмосферных осадков и технической воды, применяющейся в технологических процессах. Водопритоки в шахту или карьер оценивают абсолютной и относительной водообильностью.
Абсолютная водообильность горных выработок определяется величиной общего водопритока в единицу времени и составляет в зависимости от гидрогеологических условий залегания месторождения 100-300 м 3 /ч, иногда достигая 1000-2000 м 3 /ч и более. Наблюдаются сезонные изменения водопритока в горные выработки: максимальный отмечается в весенний и осенний периоды.
Относительная водообилъность характеризуется коэффициентом водообильности Кв, м 3 /т, под которым понимают отношение годового водопритока к массе добытого за тот же период времени полезного ископаемого:
Kв = Q/A,
где Q — водоприток, м 3 /год, А — добыча полезного ископаемого, т/год.
Коэффициент водообильности в зависимости от гидрогеологических условий, производственной мощности предприятия и применяющихся на предприятии технических средств составляет от 0,4 до 25 м 3 /т и более.
Кислые воды насыщены свободной серной кислотой, образующейся в результате окисления соединений серы, которая присутствует в земной коре. При содержании серной кислоты более 50 мг в 1 л рудничной воды ее агрессивность настолько велика, что для ее откачки необходимо применять кислотоупорные насосы и трубопроводы. На глубинах порядка нескольких сотен метров часто встречаются соленые воды и рассолы, по составу солей относящиеся к хлоридно-кальциево-натриевому типу.
Кислотные и соленые воды оказывают разрушающее действие на бетонную и металлическую крепь, металлические трубы, рельсы, насосы и другие металлические изделия, резко сокращая сроки их службы. Для повышения долговечности крепи и оборудования в условиях их контакта с агрессивными шахтными водами осуществляют нейтрализацию вод (например, негашеной известью), применяют антикоррозионные покрытия металлических изделий, используют изделия из материалов, устойчивых против коррозии.
В подземных водах могут содержаться растворенные полезные элементы, такие как медь, серебро и др. Извлечение их из шахтных вод — одна из задач комплексного использования минеральных ресурсов недр земли.
Подземные воды могут быть сильно загрязнены различными органическими веществами и даже организмами — микробами, бактериями. Поэтому употребление шахтных вод для питья опасно для жизни человека и категорически запрещено.
Снижение водопритока в горные выработки осуществляют путем удаления из них воды с применением различных схем водоотлива и ограждения горных выработок от проникновения поверхностных и подземных вод водонепроницаемыми перемычками, противофильтрационными завесами и дамбами.
Рисунок 1- Типовая схема шахтного водоотлива
При значительных водопритоках в случае одновременной работы всех горизонтов насосные станции устанавливают на всех рабочих горизонтах и откачку воды на земную поверхность ведут из водосборников каждого горизонта отдельной водоотливной системой, собирают в водосборники на каждом горизонте, перекачивают ступенчато в водосборники на вышележащих горизонтах и затем выдают на земную поверхность.
При небольших водопритоках возможен перепуск воды в водосборник на нижнем горизонте с последующей ее откачкой на земную поверхность.
В случае вскрытия залежи полезного ископаемого штольней и слепым стволом воду можно перепускать из водосборников вышележащих горизонтов самотеком, в водосборник штольневого горизонта, из которого она самотеком или с перекачкой будет выдаваться по штольне на земную поверхность.
Система водоотлива включает в себя сеть водоотводных канавок, участковые и главные водосборники, насосные станции, вспомогательные устройства (водотрубные ходки, перемычки и т. п.), устройства автоматизации и контроля.
Водоотводные канавки устраивают в горизонтальных и наклонных горных выработках для сбора и отвода воды к водосборникам. Вода всегда движется по направлению к шахтному стволу или устью штольни, т. е. к выходам на земную поверхность. Канавкам придают трапециевидную форму поперечного сечения, при необходимости в них устанавливают крепь, сверху канавки перекрывают деревянным настилом или бетонными плитами. При площади поперечного сечения канавок 0,035-0,04 м 2 они могут пропускать по горным выработкам до 75-125 м 3 /ч воды. Для стока воды почве выработок придают поперечный уклон — 0,002 и продольный — от 0,002 до 0,008. Для сохранения пропускной способности канавок их периодически очищают от различных засорений.
Водоотливная установка — это комплекс технических средств для удаления воды из горных выработок и выдачи ее на поверхность. Для откачки подземных вод применяют водоотливные установки, которые в зависимости от назначения подразделяют на центральные, главные, участковые, вспомогательные, перекачные, проходческие и скважинные.
Центральная водоотливная установка предназначается для откачки воды из нескольких шахт;
главная водоотливная установка — для выдачи непосредственно на поверхность притока воды всей шахты;
участковые — для откачки воды из выработок какого-либо участка шахты или рудника в главный водосборник или на поверхность;
вспомогательные, располагаемые на участках, уклонах, зумпфах, — для перекачки воды в водосборник главной и центральной водоотливной установки;
Проходческими называют водоотливные установки, применяемые при проходке уклонов, наклонных и вертикальных стволов шахт. Они перемещаются по мере подвигания забоя или понижения уровня воды. При проходке уклонов перекачивают воду в водосборник главной водоотливной установки, а при проходке наклонных и вертикальных стволов выдают ее на поверхность.
Центральные, главные, вспомогательные и участковые водоотливные установки, как правило, размещаются в специальных камерах и являются стационарными.
При проведении горных выработок применяют передвижные водоотливные установки.
Рисунок 2- Схема насосной установки
Водоотливные установки оборудуются в основном центробежными насосами. Установка состоит из насоса 1 с двигателем, всасывающего трубопровода 9 с приемной сеткой 11 и клапаном 10, нагнетательного трубопровода 5 с задвижкой 3 и обратным клапаном 4, трубки 6 с вентилем 7 для заливки водой насоса перед его пуском. Давление во всасывающем 9 и нагнетательном 5 трубопроводах измеряется вакуумметром 8 и манометром 2.
По назначению — для чистой воды и специальные (углесосы, шламовые, грунтовые, песковые и др.).
Специальные насосы отличаются от обычных наличием защитных устройств, обеспечивающих более долговечную работу агрегата при транспортировании агрессивной жидкости или гидросмеси.
По числу ступеней — одно- и многоступенчатые. Одноступенчатые насосы используют для оборудования вспомогательного водоотлива, а также для заливки главных насосов перед их пуском, многоступенчатые насосы — в главном водоотливе.
По характеру соединения рабочих колес — одно- и многопоточные.
По конструкции корпуса — цельнокорпусные, секционные и спиральные (с горизонтальным разъемом корпуса).
По расположению вала насоса — горизонтальные и вертикальные.
По расположению опор и рабочих колес — консольные, с вынесенными и встроенными в корпус опорами.
По размещению насоса относительно водоисточника — поверхностные, устанавливаемые у водосборников; подвесные (проходческие и зумпфовые); скважинные, используемые в системах дренажа шахтных полей, а также при добыче чистой воды для питья и технических нужд.
В главных насосных установках шахт и рудников широкое распространение получили горизонтальные центробежные секционные насосы типа ЦНС.