Подъем твердого может осуществлятся шламовым эрлифтом. Необходимый минимальный диаметр вертикальной части:
DВ=0.2*ÖQН =2,6 м.
Требуемые объемы водосборников(аварийный и регулеровочный) обеспечивается проведением в сторону приемных колодцев наклонных выраьоток 6, пройденных под углом не менее 5°.
Вода в наклонный водосборник 6 поступает снизу вверх уже частично осветленная.
Вследствие большого наклона почвы выработок 6 и свободного выхода твердое смывается в зумпф.
Свободный выход обеспечивается расположением почвы наклонной выработки на 0,5-1 м выше нижнего уровня воды. Такие водосборники являются самосмывающимися.
Расчет шахтной водоотливной установки.
Исходные данные:
-среднегодовой суточный нормальный и максимальный притоки воды
-максимальный приток воды Qmaks=3432 м3/сутки.
Ориентировочный напор насоса:
H1=Hг+i*(L+ålэкв);
Где Нг –геометрический напор,Нг»400 м.
- i- гидравлический уклон, i=0.03;
- L – длина нагнетательного трубопровода;
L=Hг/sinα+l1+l2+l3;
L=400+20+20+20=460м.
ålэкв=100∑ζм;
тогда Н1=400+0.05(460+250)=435,5м.
Qmin=Qmax/20=171.6м3
В соответствии с рабочей зоной выбираем насос ЦНС180-85…425 с числом колес 5 .
Напор одного колеса при закрытой задвижке Нко=
Проверка рабочего режима на устойчивость:
Н/Z·Нко<0,95;
Нг/5Нко=400/476=0,84 – что обеспечивает устойчивую работу насоса.
Окончательный выбор числа ступеней и рабочего режима насоса производиться при определении оптимальных параметров ,на значение которых существенное влияние оказывает трубопровод состоящий из трех частей:длинного нагнетательного –от коллектора в насосной камере до воды из трубопроводов; короткого трубопровода(коллектор внасосной камере и подводящего – всасывающего .
Предварительно внутренний диаметр трубопровода намечают по средней скорости соответствующей оптимальному режиму.
Эта скорость по данным ИГМ им. М.М. Федорова, при отношениях нормального часового притока к подаче насоса 0,6-0,7 и напорах 400-800м может приниматься 2,4 м/с. Тогда предварительно внутренний диаметр труб:
d =Ö4Qн/3600Пv
Qн – нормальная подача насоса
vср – средняя скорость близкая к оптимальной, v=2,4 м\с
d = 0,0121ÖQн = 0,0121Ö171,6 = 0,159 м.
Расчетное давление:
Pp = 1.25 rgĤ
p = 1020 плотность шахтной воды
Ĥ = 435,5 – необходимый напор насоса
Pp = 1.25* 1020 * 9.81 * 435.5 * 106 = 5.45 мПа.
Минимальная толщина стенки:
d0 = Pp/ 0.8dв
Временное сопративление разрывов:
dв = 350 мПа (Ст 2 сп)
d0 = 5,45/ 0,8*350 = 0,0194 м.
Расщетная толщина стенки:
d = 100p[d0 +(dкн + dкв )t] / 100-kq
где dкн = 0,25 мм/год
dкв = 0,1- скорости коррозии поверхности трубы наружной и внутренней
t = 10 лет- срок службы трубопровода
kg – коэффициент учитывающий минусовый допуск толщины стенки, %
kg = 15%
d = 100 [1.94+( 0.25+0.1)*15] / 100-15 = 8.45 мм
Наружный диаметр трубопровода :
dH = d + 2d = 159 + 2*8*45 = 175.9
По ГОСТу такой диаметр находится в пределах 175 … 200 мм.
Рассмотренный участок трубопровода прокладывают по наклонному трубному ходку, а затем по вспомогательному стволу, на свежей струе.
Вертикальный трубопровод монтируется на специальных балках, воспринимающих массу трубопровода через опорные стулья и колена. Для компенсации температурного удлинения, а также для равномерного распределения массы поопорам предусматриваются сальниковые компенсаторы. Возможный продольный изгиб предотвращают хомутами.