Подземная разработка полезных ископаемых

                 L1н  и  L2н.

Принимаем  длины  участков  в  камере  30м, в трубном  ходке  35м  и  превышение  трубного  ходка  над  уровнем  околоствольного  двора  7м,  определяем  длину  напорного  трубопровода:

 

L1н= Hr' +30+35- 7 = 550 + 30 +35-7 = 608 м

 

                 В его  арматуру  входят: одна  задвижка, один обратный  клапан, два  тройника  и  восемь  колен.

Длина  участка  напорного  трубопровода        Lг.н = 150м, его  арматура  состоит  из  одного  диффузора  и  двух  колен.

                  Оптимальный  диаметр  напорного  трубопровода  определяем  по  формуле:

 

aопт= К* 0,0131* Q опт.0,476,м,                     (4.47)

 

                  Где  К- коэффициент, зависящий  от  числа  напорных  трубопроводов  (при  двух  трубопроводах    К=1)

 

aопт= 1* 0,0131* 3000,476= 0,198м

 

                 Принимаем  трубы  с  наружным  диаметром  D= 219мм.

Требуемая  толщина  стенки  трубы:

 

d = (100* [K1*D* p+ (a1+ a2)T])/(100-Kc),мм,                         (4.48)

 

где К1- коэффициент, учитывающий  прочностные  свойства  материала  труб (для  стали  Ст.3*К1= 2,52),

                     a1 – скорость  коррозионного  износа  наружной   поверхности  труб, мм/год (при  ведении  взрывных работ  в  шахте (a1=0,25)),

                       a2- скорость  коррозионного  износа  внутренности  труб, мм/год (при  нейтральных  или  щелочных  водах a2= 0,1).

                        Т= 10 лет – срок  службы  трубопровода,

                        Кс- коэффициент, учитывающий  минусовый  допуск  толщины   стенки  (для  труб  обычной  точности  изготовления  при  толщине  стенки  до  15 мм  Кс= 15%),

                          Р- давление  у  напорного  патрубка  насоса, МПА:

 

P= 1,25 *1000*9,81*554 = 6,8 Мпа

 

d= (100*[2,52*0,219*6,8+(0,25+0,1)10])/(100-15)= 8,53 мм,

 

             Принимаем  толщу  стенки d = 9мм.

             Таким  образом, для  напорного  трубопровода  L1.н  принимаем  трубы  бестовные  горячедеформированные  с  внутренним  диаметром  201 мм.

              Для  обеспечения  большей  надежности   всасывания  диаметр  подводящего  трубопробода   принимаем  на  25 – 50мм  больше  напорного, а  трубы  для  него с наружным  диаметром  Dn= 273мм  и  внутренним  диаметром  dn= 259мм.Таким  же принимаем диаметры  труб  на  участке  напорного  трубопровода  1 гн, т.е.dгн.= dn = 259 мм.

Определяем  скорость  воды  в  подводящем  трубопроводе  и на  участке  напорного  трубопровода  по  формуле:

 

То же  на  участке  L1н  напорного  трупробода:

 

U1н=(4*Q)/(p*d1н2*3600)=(4*300)/(3,14*0,2012*3600)=2,63м/с        (4.50)

 

Определяем  коэффициент  гидравлического  трения  в  подводящем  трубопроводе и  на  участке 1ен  напорного  трубопробода:

 

ln= l2н = 0,021/dn0.3= 0.021/0.2590.3= 0.03149                 (4.51)

 

То  же  на  участке  l1н  напорного  трубопровода:

l1н= 0,021 / d1н0,3 = 0.021/0.2010.3= 0.03398

 

                    Принимаем  следующие  коэффициенты  местных  сопротивлений:  задвижка  – 0,26; клапан обратный  поворотный – 10; приёмная  сетка  с  клапаном – 4,5; колено  сварное  (под  углом  900)- 0,6; тройник  равнопроходный – 1,5; диффузор – 0,25.

                    Определяем     суммарные  коэффициенты  местных  сопротивлений  в  подводящем   трубопроводе  и на  участках  l1н  и  l2н  напорного    трубопровода:

 

Sxn= 4.5 + 3 *0.6 = 6.3;

 

Sx1н= 0,26 +10+2*1,5 + 8 * 0,6= 18,06;

 

Sx2н= 0,25 + 10+2*0.6 = 1,45;

 

                        Потери  напора в  подводящем  трубопроводе  и  на  участках  l1н  и  l2н  напорного  трубопровода:

 

hn=(ln*(ln/dn)+Sxn)*Un2/(2*g)=(0,031149*(13/0,259)+6,3)*1,582/ (2*9,81) » 1м;                                 (4.52)

 

h1н=(l1н*( l1н/d1н)+ Sx1н)*U1н2/(2*g) = (0,03398*(608/0,201)+18,06

*2,632/(2*9,81) » 42,6 м;

 

h2н=(l2н*(l2н/d2н)+Sx2н)*U2н2/(2*g)=(0,03149*(150/0,259+1,45)*1,582/

(2*9,81) » 2,5м;

 

Суммарные   потери  в трубопроводе:

 

åh=hn+ h1н + h2н = 1+42,6+2,5 = 46,1м                     (4.53)

 

Принимаем  åh = 46 м.

Напор  насоса:

 

H=Hr¢+ åh = 554 +46 =  600 м.                     (4.54)

 

          Сопротивление  трубопровода  определяется  по  формуле:

 

R = (H- Hr¢)/Q2                                  (4.55)

      Откуда

                          H=Hr¢+ R * Q2                                   (4.56)

 

R = (600-554) / 3002= 0.00051111

Следовательно, Н = 554+0.00051111*Q2

 

                 По  этому уравнению  в  координатных  осях  Q-Н  строим характеристику   трубопровода  по  точкам, рассчитанным для  следующих  значений Q:

 

	0	¼ Q	1/2Q	3/4Q	Q	1,25Q
Q,м3/ч	0	75	150	225	300	375
Н,м	554	557	566	580	600	623

                 Характеристика  трубопровода  и  рабочий  режим  насоса  показаны  на  рисунке.

По  точке  пересечения  характеристики  трубопровода  и  характеристики  насоса  ЦНС  300- 650   устанавливаем  рабочий  режим  насоса:

 

Q= 283 м3/ч; H=595 м

 

    ?       H, м

  

     Н0=662,5                                          ННлпрпр                                    

                                                               

              600

 

        Hr=554

 

 

 

                   400

 

 

                   200                                                

 

 

                              100           200           300                         Q,м3/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Рисунок 5.1. Рабочий  режим  насоса

 

3. Выбор  двигателя  и  расход  энергии.

               Расчётная  мощность  двигателя  определяется  по  формуле:

 

Np= (Q*r*q*H)/(3600*1000*h*hn), кВт,                 (4.57)

 

Где  r= 100 кг/м3 – плотность  воды;

hn= 1 – к.п.дп  передачи  от  вала  двигателя  к  валу  насоса.

 

Np= (283* 1000*9,81*595)/(3600*1000*0,7*1)= 656 кВт,

 

                       Принимаем   электродвигатель  «Украина»-12-4/2 (нормальная  мощность  N= 800 кВт; частота  вращения    nc = 3000  об/мин; к.п.д.=0,946)

                      Коэффициент  запаса  мощности  двигателя:

 

Кд = N/Np= 800/656 = 1,2                     (4.58)

 

Число  часов  работы  насоса  в  сутки  при  откачивании  нормального  притока:

 

nч.н= (24*Qн.n.)/4*Q = (24*950)/(4*283)= 20.14 ч.

 

            Годовой  расход  электроэнергии

 

             Wr= ((Q*r*g*H)/3600 *1000*h*hв*hс))

* (nч.н.* nд..н + nч.maх * nд.maх)*4,                                     (4.60)

 

где  hд-к.п.д.  двигателя;

        hc= 0,05 – к.п.д.   электросети;

       nд..н и nд.maх – число  дней  в  году  с  норальным  и  максимальным  притоком

 

Wr= (((283*100*9,81*595)/(3600*1000*0,7*0,946*0,95))*(15,9*320+

20,14*45))*4= 17488622 кВт*ч.

 

Установленная  мощность  двигателя:

 

Ny=N/(hд* сosjд,кВ*А)                   (4.61)

 

где  сosjд= 0,9

 

Ny= 800/(0,946*0,9)= 490 кВ*А

 

Годовой  приток  воды:

 

Ав = 24*(Qн.n*np.н+ Q maх. n *ng.max ),м3          (4.62)

 

Ав= 24*(750-320+950*45)= 6786000м3

 

Удельный  расход  электроэнергии  на  1м3  откачиваемой  воды:

 

Wуд= Wr/Aв,кВт*ч/м3           (4.63)

 

Wуд=  17488622/6786000= 2,58 кВт*ч/м3

 

Полезный  расход  электроэнергии  на  1м3  откачиваемой  воды:

 

Wn= (r*g*Hr¢)/ (3600*1000)= 1.5 кВт * ч/м3        (4.64)

 

Wn= (1000*9.81*554)/(3600*1000)= 1.5 кВт*ч/м3

 

                К.п.дп  водоотливной  установки:

 

hy= Wn/Wуд = 1,5/2,58 » 0,6                     (4.65)

 

 

4. Пневматическое  хозяство

 

                ? Сжатый  воздух  используется, в основном, при  очистных  работах, а  так  же  при  проведении  слесарных  и  инженерно – строительных  работ. Основными  потребителями  сжатого  воздуха  на  рудниках  являются  самоходные  и  стационарные  буровые  установки,  установки  для  заряжания  шпуров  и  скважин, установки  для  крепления  выработок.

Для  определения  необходимого  количество  сжатого  воздуха  для  обеспечения  нормальный  работы  рудника  составляем  перечень  потребителей  сжатого  воздуха.

Таблица  4.3

№ п/п	ПОТРЕБИТЕЛИ	Кол/во  штук	Расход  м3/мин	Давление  м3/мин
1	УБШ-532	7	25	0,5-0,7
2	СБУ-2М	3	24	0,4-0,5
3	НКР-100	2	7	0,5
4	УБС -ПМЗШ	4	10	0,5-0,7
5	СП-8	3	10	0,5-0,7

 

 

 

Расчёт  компрессорной  устаноки

 

Расход сжатого  воздуха  определяем  по  формуле:

 

V= a*b*j*S qi*ni,м3/мин;                   (4.66)

 

где  a= 1,1¸1,2 – коэффициент, учитывающий  утечки  воздуха  в  сутки;

b= 1,1- коэффициент, учитывающий износ  машины;

j = 0,7 ¸0,9 -  коэффициент  одновременности  работы  потребителей  сжатого  воздуха;

qi- расход  воздуха  одним  потребителем;

ni- число  потребителей  сжатого  воздуха:

 

V = 1,2*1,1*0,9*(7*25+3*24+2*7+4*10+3*10) = 393 м3/мин

 

Таким  образом, принимаем  турбокомпрессор  К-500-61-1  со  следующей  характеристикой:  подача – 525 м3/мин; давление  нагнетания – 0,8 МПа; частота  вращения – 7636 мин-1; мощность  электродвигателя – 3500кВт.

Принимаем  два  турбокомпрессора  типа  К -500-61-1, из  которых  один  в работе, один  в  резерве.

Определяем  диаметр  нагнетательного  трубопровода  по формуле:

 

d=20*

, мм,                         (4,67)

 

где  V1- количество  сжатого  воздуха, передаваемого  по  воздуховоду, м3/мин

 

d=20*

= 458,26 мм

 

Принимаем   d= 500 мм

 

Объём  воздухосборника: Vв=1,6* ,м3,

Где  Q – производительность  компрессорной  станции.

 

Vв= 1,6*

= 36,66 м3

 

 

 

 

9.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ

 

Современный этап  развития  народного  хозяйства  требует  от  каждого  специалиста  глубоких  экономических  знаний, овладение  которыми  должно  способствовать  формированию  современного  экономического  мышления,  предприимчивость, воспитанию  умения  организовать  работу  эффективно  и  качественно, использовать  достижения  научно- технического прогресса  для  повышения  производительности  труда, снижения  себестоимости.

 

 

9.1. Режим  работы  рудника  и  рабочих

 

Режим  работы  рудника  оказывает  на  величину  технико – экономических   показателей.

Годовой  режим  работы  непрерывный. При  непрерывном  годовом  режиме  работы  рудника   дней  составляет  Тр= 365 дней. Продолжительность  рабочей  смены  для  подземного рабочего  составляет  10  часов, для   рабочих  на  поверхности  8  часов.

Годовой  режим  работы  подземных  рабочих  определяется  в зависимости  от  режима   работы  рудника  и  продолжительности  очередного  отпуска   рабочих:

 

Tp¢= (Тр- tв- tотп)*К,                     (9.1)

 

Где  tв = 100 дней – число  выходных  дней;

        tотп= 33  дней – продолжительность  отпуска;