14.4. Краткие сведения о проходческих насосах.
Расчет проходческого водоотлива
В качестве забойных насосов при проведении вертикальных и наклонных
выработок применяются центробежные, поршневые, диафрагмовые и винтовые
насосы (табл. 14.1).
Турбинные двигатели насосов Н-1М и «Малютка» отличаются компактностью,
небольшой массой, приходящейся на единицу мощности, и большой частотой
вращения вала, что обеспечивает возможность его непосредственного
соединения с валом насосной части.
ТАБЛИЦА 14.1
Погружные пневматические насосы НПП-1М и ПН-OQ
оснащаются ротационными двигателями с частотой вращения ротора
соответственно 3000 и 4500 мин-1.
Консольные центробежные насосы 2К-6, ЗК-6 и др. предназначены для
перекачивания технически чистой неагрессивной воды.
Насос НПЗ-2 является конструкцией, представляющей два спаренных
поршневых насоса двойного действия с приводом от двух пневматических
двигателей. Насос и двигатель смонтированы на раме. Насос предназначен
для откачивания загрязненных шахтных вод.
Пневматический диафрагмовый насос «Байкал» применяется для откачки
сильно загрязненной воды и очистки водосборников и зумпфов от пульпы.
Насос оборудован эрлифтным устройством, предназначенным для увеличения
высоты подъема воды, и глушителем шума выхлопа отработанного воздуха.
Винтовые насосы имеют рабочий орган в виде однозаходного стального
винта, вращающегося в резиновой обойме, внутренняя полость которой
выполнена по форме двухзаходной винтовой поверхности с шагом, в два раза
большим шага винта. Во время работы винт вращается вокруг собственной
оси, и одновременно его ось совершает планетарное движение.
Винтовые насосы хорошо работают на загрязненной воде, развивают высокий
напор, их эксплуатация не требует квалифицированного обслуживания и
систематического ухода.
Ниже приведены технические данные некоторых центробежных горизонтальных
и подвесных проходческих насосов.
Примечание. Для
горизонтальных многосекционных насосов приведены показатели,
соответствующие минимальному числу насосных секций
Основными техническими параметрами,
характеризующими работу насоса, являются: подача Q; напор Н; напор при
нулевой подаче Н0 — напор насоса при закрытой задвижке, установленной у
напорного патрубка насоса; вакуумметрическая высота всасывания Hвак;
допустимая вакуумметрическая высота всасывания Hв.доп — высота, при
которой обеспечивается работа насоса без изменения его основных
технических параметров; мощность N на валу насоса и n — КПД насоса,
пока-зывающий, какая часть мощности расходуется на перемещение жидкости.
Рабочая точка находится путем наложения
характеристики трубопровода на характеристику насоса (рис. 14.7, точка
М). Если напорная характеристика насоса и характеристика трубопровода
пересекаются в двух точках, то режим работы насоса будет неустойчивым,
так как подача будет изменяться в широких пределах. Если эти кривые
вообще не пересекаются, насос не подаст жидкость в трубопровод.
Для приближенной оценки возможности использования данного насоса в
конкретных условиях надо исходить из того, что геодезическая высота Нг
должна быть на 5—10% меньше напора, создаваемого насосом при закрытой
задвижке, а высота всасывания всех насосов обычно не превышает 5—7 м.
Водоотливная установка состоит из насоса (насосов), трубопроводов и
контрольно-измерительной аппаратуры. Для трубопроводов применяют
стальные бесшовные трубы диаметром 50—450 мм с фланцевым соединением и
уплотнением с помощью прокладок из резины, свинца или красной меди.
Нагнетательный трубопровод оборудуется задвижкой, обратным клапаном и
компенсатором, а всасывающий — сеткой и приемным клапаном. Назначение
приемного клапана — удерживать воду, заливаемую в насос перед пуском.
Сетка предназначена для предохранения насоса от попадания в него крупных
частиц породы и других предметов. Обратный клапан открывается только при
поступлении воды из насоса в трубопровод, при остановке насоса он
закрывается под действием воды в трубопроводе.
Задвижка служит для регулирования работы насоса и устанавливается
непосредственно на нагнетательном патрубке насоса.
Насос включается только после заполнения его водой. Для этой цели
имеется контрольный кран.
Для контроля за работой насосной установки измеряют напор, подачу и
потребляемую мощность.
Расчет водоотливной установки состоит в следующем. Первоначально
устанавливают величину нормального QH и максимального Qм притока воды и
разрабатывают схему водоотлива. На схеме должны быть приведены сведения
о месте расположения водосборников и насосных камер.
Определяют необходимую подачу Q (м3/ч) насоса с учетом того, что насос
должен откачать суточный приток воды не более чем за 20 ч:
Q=*Qh* 24/20. (14.4)
Ориентировочно определяют напор насоса (м):
Н=1,1Нв, (14.5)
где Нв — глубина выработки (по вертикали), м.
По величинам Q и Н из каталога выбирают тип насоса и проверяют
возможность двух насосов выбранной подачи обеспечить водоотлив за одни
сутки при максимальном водопритоке.