Водоотливная установка (стр. 3 из 3)

К средствам защиты от гидравлического удара, препятствующим развитию значительных скоростей, относятся: впуск воздуха в места образования разрывов сплошности потока в трубопроводе с последующим сжатием воздуха, для чего на трубопроводе устанавливают аэрационные клапаны (клапаны для впуска и защемления воздуха — КВЗВ), которые открываются при снижении давления в трубопроводе ниже атмосферного, обеспечивая впуск воздуха в трубопровод, и закрываются при повышении давления больше атмосферного. Сжатие вошедшего через клапан объема воздуха приводит к уменьшению скорости потока в обратном направлении и тем самым снижает давление в трубопроводе в процессе гидравлического удара. На практике применяли пружинные и грузовые аэрационные клапаны. Однако серийно их не выпускали. Поэтому было предложено использовать в качестве аэрационных обратные клапаны. Установка аэрационных клапанов на трубопроводах - простое и дешевое средство защиты от гидравлических ударов. Однако сжатие воздуха приводит к ощутимому снижению давления лишь при относительно небольших статических напорах (15… 20 м) в месте установки аэрационных клапанов. Поэтому при больших напорах используют другие средства защиты или сочетают впуск воздуха с другими средствами; впуск воды в места возможного образования разрывов сплошности потока для устранения этих разрывов (рис.3). Впуск воды в большинстве случаев осуществляют из специального резервуара, соединенного с напорным трубопроводом линией, оборудованной обратным клапаном. При нормальном режиме работы тарель обратного клапана закрыта давлением воды в трубопроводе, при уменьшении давления в трубопроводе ниже уровня воды в резервуаре обратный клапан открывается и вода поступает в трубопровод. Впуск воды может быть осуществлен и из водонапорных колонн, но из-за относительно высокой стоимости в мелиорации их практически не применяют; разделение трубопровода на несколько частей и установка на нем дополнительных обратных клапанов. В результате гидравлического удара вода начинает двигаться в обратном направлении, клапаны закрываются и разделяют трубопровод на несколько частей, в пределах каждой из которых статический напор относительно невелик. Это средство защиты может быть эффективно использовано при значительном геометрическом подъеме воды.

Рисунок 3 - Резервуар для впуска воды, совмещенный с анкерной опорой:

1 - резервуар;2 - обратный клапан; 3 - напорный трубопровод

Гидравлические удары в закрытых оросительных системах могут значительно отличаться от гидравлических ударов в трубопроводах, подающих воду в открытые емкости. Они возникают не только при аварийных отключениях насосных агрегатов, но и вследствие других причин. Работу насосных станций закрытых оросительных систем обычно предусматривают в автоматическом режиме, поэтому отключают и пускают насосные агрегаты при изменении режима полива при открытых задвижках на напорных линиях насосов. При отключении насосов направление движения воды в его напорной линии изменяется очень быстро, и к этому времени тарель обратного клапана остается еще открытой. Закрытие обратного клапана приводит к значительному, правда, непродолжительному повышению давления. Для определения повышения давления при гидравлических ударах и назначении соответствующих мер защиты требуются расчеты, учитывающие основные факторы, существенно влияющие на процесс гидравлического удара и позволяющие получать результаты с необходимой степенью точности. Однако они сложны и трудоемки, и выполнить их можно лишь с применением современных средств вычислительной техники.

3. ЭКОЛОГИЯ ПРИ ВОДООТЛИВЕ

Производственная деятельность человека вносит определенные изменения, в процессы, происходящие в естественной экологической системе, и вызывает тем самым нарушение равновесия между отдельными ее элементами.

Источниками гидродинамических нарушений являются технологические процессы, связанные со строительством и эксплуатацией промышленных предприятий.

Большинство гидрологических нарушений связано с предварительной подготовкой поверхности месторождения и его эксплуатации:

-перенос русел водотоков, протекающих по поверхности над площадью залегания полезных ископаемых;

-предварительное осушение поверхностных водоемов путем перекачивания воды из них в понижения рельефа вне горного отвода;

-осушение площади земельного отвода путем откачивания воды из водоносного горизонта;

Гидрогеологические нарушения связаны с процессом добычи и переработки полезных ископаемых;

-повышение и понижения уровня подземных вод при подработке водонасосных горизонтов;

-истощение водоносных горизонтов над площадью отработки месторождения и за ее пределами путем поступления подъемных вод в горных выработках с последующей откачкой в водоемы и водотоки;

-заводнение подземных горизонтов при закачке в них вод из поверхностных объектов.

Воды извлекаемые при добыче полезных ископаемых разделяются на шахтные, карьерные и дренажные. Дренажные воды образуются за счет попадания подземных и поверхностных в горные выработки, но в отличие от шахтных и карьерных они не подвержены загрязнению, т.е. в большинстве случаев относятся к нормативно-чистым. Дренажные воды образуются в тех горных выработках, где не ведутся горные работы, поэтому они не подвергаются загрязнению взвешенными частицами и нефтепродуктами. Наиболее вероятно бактериальное загрязнение дренажных вод.

По величине рН шахтные, карьерные и дренажные воды делятся на нейтральные (рН=6.5-8.5), кислые (рН<6.5) и щелочные (рН>8.5). По степени минерализации они подразделяются на пресные с содержанием сухого остатка до 1 г&bsol;л, слабосолоно-ватые - 1-3, солоноватые - 3-5, сильносоловатые - 5-10, соленые - 10-25, сильносоленые - 25-50 и рассолы более - 50 г&bsol;л. Чем выше минерализация шахтных, карьерных и дренажных водах колеблется от 5 до 30 мг*экв&bsol;л. Содержание взвешенных веществ в шахтных и карьерных водах колеблется в пределах от 10-30 до 500-600 мг&bsol;л и выше, но обычно не превышает 1000 мг&bsol;л, концентрация нефтепродуктов от следов до 0,2-0,8 мг&bsol;л и выше.

Бактериальная загрязненность может изменяться в пределах 0,001-4.

Комплексное использование минеральных ресурсов, добытых из недр, и охрана природной среды представляются важнейшими задачами в решении общей проблемы рационального природопользования на современном этапе.

Решение этих задач связано с разработкой принципиально новых и совершенствованием старых технологий извлечения полезных компонентов из недр, комплексной переработке добытого минерального сырья с применением замкнутых и малоотходных схем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте в соответствии с исходными данными произведен расчет насосной станции шахтного типа. Глубина шахты 250 метров, максимальный часовой приток 400 м³/час. Также в курсовом проекте произведен выбор типа насоса ЦНСК-500-160-800, марка двигателя ВАО630M4. Рассчитаны диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов. Диаметр всасывающего трубопровода – 299 мм, нагнетательного – 245 мм. Коэффициент полезного действия насосной установки 80%.

Освещены вопросы экологии при открытых горных работах, техники безопасности при эксплуатации насосной станции в карьере. В специальной части рассмотрен вопрос о защите водоотливного оборудования от гидравлических ударов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев В.В. Стационарные машины – М: Недра, 1989, с 304.

2. Картавый Н.Г. Стационарные установки – М: Недра, 1981,с 263.

3. Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А. Горная механика. – М: Недра, 1982, с 409.

4. Песвианидзе А.В. Расчёт шахтных подъёмных установок. – М: Недра, 1992, с 273.

5 Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А. Сборник примеров и задач по горной механике. – М.: Недра, 1989, с 160.

6. Попов В.Н. Водоотливные установки. Справочное пособие. – М.: Недра, 1990, с 302.

7. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом. – Алматы, 1994, с 120.

8. Картавый Н.Г., Топорков А.А. Шахтные стационарные установки. Справочное пособие. – М.: Недра, 1978, с 245.