| конец |
юго-западный |
60 |
250 |
260 |
510 |
отработки |
центральный |
90 |
50 |
70 |
120 |
|
северо-восточный |
95 |
80 |
110 |
190 |
|
Таблица 1.5
|
|
Притоки к системе осушения за 2002 год
|
|
Месяц
|
Север, куб.м |
Юг, куб.м |
|
январь |
-
|
5280 |
|
февраль |
-
|
7625 |
|
март |
-
|
3425 |
|
1 |
2
|
3 |
|
апрель |
-
|
40250 |
|
май |
4400
|
79750 |
|
июнь |
13800
|
40375 |
|
июль |
4800
|
66000 |
|
август |
14800
|
55000 |
|
сентябрь |
22600
|
53500 |
|
октябрь |
3600
|
34250 |
|
ноябрь |
-
|
25625 |
|
декабрь |
-
|
8875 |
|
ИТОГО: |
64000
|
419955 |
|
ВСЕГО за год: |
483955
|
|
3.11.1. Расчет водоотливной установки
Фактический водоприток в карьере по данным работы водоотливной установки наблюдается в пределах 300-450 м3/час.
Максимальный водоприток 983 м3/час.
Высота нагнетания Ннаг. = 241 м.
Высота всасывания Нвс= 2,5 м
Водоотлив из карьера осуществляется круглосуточно с помощью насосов ЦНС-300. На нижнем горизонте с помощью экскаватора находится зумпф глубиной 2,5м, который оборудован полустационарными насосами. С нижнего горизонта вода подается в коллектор, расположенный на борту карьера, и, пройдя через очистные сооружения, направляется в водоотливный канал. По каналу вода поступает в ручей который впадает в Кахозеро.
Насосная станция должна обеспечить откачку воды не более чем за 20 часов, а также располагать резервными насосами.
Определяем обходимую производительность насосной станции при откачке суточного притока:
(1.56)
где Q норм - нормальный приток воды, м3/час
Техническая характеристика насоса
Производительность - Q=300м3/час
Напор на 1 секцию - 60 м
КПД - 0,71
Скорость вращения - 1450 об/мин.
Ваккуметрическая высота - 5 м
Необходимое количество насосов при откачке нормального притока выбираем из расчета имеющихся в наличии насосов ЦНС -300
nнорм= 540 / 300 = 1,8.
Принимаем в период нормального притока 2 насоса.
Определяем геодезическую высоту нагнетания:
Нг= Нн+ Нвс= 241+2,5 = 243,5 м. (1.57)
Необходимый манометрический напор:
Нм= Нг/h= 243,5 / 0,95 = 256,3 м; (1.58)
где:h= 0,95 - КПД трубопровода.
Фактическая длина трубопровода
Lф= 1789 м
Расчетная длина трубопровода:
Lр= Lфґ1,2 = 1789ґ1,2 = 2146 м. (1.59)
Выбор оптимального диаметра нагнетательного става производится по технико-экономическому анализу возможных вариантов по методу профессора С.С. Смородина.
Внутренний диаметр трубопровода рассчитывается на параллельную работу двух насосов.
По характеристикам двух параллельно работающих насосов ЦНС-300 определяем потери напора при любой заданной производительности насосов в пределах рабочей зоны.
Удельные потери напоров определяем для 3-х вариантов при производительности:
Qmin= 570 м3/часLН1= 29,5
Qнорм= 600 м3/часLН2= 40,5
Qmax= 630 м3/часLН3= 52,5
Значения коэффициентов удельных потерь:
Для I варианта приLН1= 29,5; Q = 570 м3/час
(1.60)
Для II варианта приLН2= 40,5; Q = 600 м3/ час
Для III варианта приLН3= 52,5; Q = 630 м3/ час
Так как мы знаем значения коэффициентов удельных потерь Кпдля разных диаметров труб, то по таблице находим диаметры для всех трех вариантов:
I вариант - L1= 350 мм
II вариант - L2= 325 мм
III вариант - L3= 300 мм
Исходя из расчетных диаметров трубопроводов по ГОСТу - 8732-78 выбираем ближайший диаметр (стандартный)
Таблица 1.6.
|
Толщина стенки (мм)
|
Внутренний диаметр (мм) |
|
I вариант |
10
|
357 |
|
II вариант |
9
|
333 |
|
III вариант |
8
|
309 |
Определяем время работы насосной станции при откачке нормального притока:
(1.61)
Максимального притока:
(1.62)
где: Q сут.н - суточный нормальный приток;
Q сут.max - суточный максимальный приток;
Q д - действительная производительность установки двумя
насосами на 1 став.
Для I варианта:
Для II варианта:
Для III варианта:
Принимаем III вариант работы, т.к. он обеспечивает меньшее время работы насосной установки. По III варианту принимаем внутренний диаметр нагнетательного трубопровода - 309 мм, а всасывающего трубопровода - 333 мм.
3.11.2. Расчет характеристики трубопроводов нагнетания и всасывания
Потери напора во всасывающем трубопроводе определяем в соответствии с количеством установленной аппаратуры.
LНвс= (l1+lвсґLвс/Lвс+xс+xз+xк.п.)ґV2вс/ 2q, м. (1.63)
В нагнетательном трубопроводе:
LНн= (l1+lнґLн/Lн+ nо.кґxо.к+ nкґxк+ nз.кґxз.к.+ nтґxт+ nзґxз)ґ
ґV2/ 2q, м. (1.64)
где:lвсиlн- коэффициент гидравлического сопротивления;
l1= 1 - коэффициент учитывающий загрязнение труб;
Vвс= 1,5 м/с; Vн= 2,5 м/с - скорость движения во всасывающем и нагнетательном трубопроводах;
Lвси Lн- геометрическая длина прямолинейных труб;
xс= 2;xк= 0,236;xо.к.= 1,7;xт= 1;xз= 0,07;xк.п= 0,7;xз.к= 0,29.
гидравлические коэффициенты напора соответственно в приемной сетке, колене, обратном клапане, тройнике, задвижке, конусном переходе, закругленном колене;
nок= 1; nк= 11; nзк= 1; nз= 1; nт= 2 - соответственно количество обратных клапанов, колен, закругленных колен, задвижек, тройников.
(1.65)
(1.66)
где: Кш- коэффициент шероховатости, для поверхности стальных труб Кш= 0,02;
Кш= 0,02 - коэффициент, зависящий от температуры воды, при 10°С.
LНвс= (1 + 0,048ґ6,5 / 0,333 + 2 + 0,7) 1,52/ 2ґ9,81 = 0,47 м;
LНн= (1 + 0,043ґ1789 / 0,309 + 1ґ1,7 + 11ґ0,236 + 0,29 + 2 + 0,07)ґ
ґ2,52/ 2ґ9,81 = 81,59 м.
Определяем манометрический напор:
Hм= Hг+LНвс +LНн= 243,5 + 0,47 + 81,59 = 325,56 м (1.67)
Постоянная нагнетательного трубопровода:
(1.68)
Преобразуя уравнение, получим:
Hм= Hг+ RтґQ2= 243,5 + 0,00023ґQ2(1.69)
Режим работы насосов определяем графически. Для этого строим на графике характеристику трубопровода и насоса, как было принято ранее насосы марки ЦНС-300 будут работать на один трубопровод нагнетания. Для получения суммарной характеристики параллельно включенных насосов, необходимо сложить абсциссы напорных характеристик этих насосов при одинаковых значениях напора. В данном случае просто удвоить, т.к. характеристики насосов одинаковые.
Таблица 1.7.
|
Hм, м
|
RтQ2, м |
Q , м3/час |
|
243,500
|
0 |
0 |
244,300 |
0,828 |
60 |
246,872 |
3,372 |
120 |
250,952 |
7,452 |
180 |
256,748 |
13,248 |
240 |
264,200 |
20,700 |
300 |
273,308 |
29,808 |
360 |
284,072 |
40,572 |
420 |
296,492 |
52,992 |
480 |
310,568 |
67,068 |
540 |
326,300 |
82,800 |
600 |
343,688 |
100,188 |
660 |
362,732 |
119,232 |
720 |
383,432 |
139,932 |
780 |
405,788 |
162,288 |
840 |
Точка пересечения суммарной напорной характеристики насосов с характеристикой внешней сети характеризует режим работы водоотливной установки.
3.11.3. Режим работы водоотливной установки
Для откачки фактического притока воды принят вариант параллельной работы двух насосов на один став. При принятом варианте режим работы насосов будет соответствовать производительности.
Qф= 650 м3/час при напоре Нм= 350 м
Определение необходимого количества насосов.
При нормальном притоке воды:
nн= 540 / 325 = 1,54
Принимаем 2 насоса.
При максимальном притоке воды:
nmax= (983ґ24 / 320) / 325 = 3,4
Принимаем 4 насоса.
Количество часов работы водоотливной установки, за которое будет откачен нормальный приток при работе двух насосов:
(1.70)
Количество часов работы водоотливной установки при максимальном притоке при работе четырех насосов на два става.
(1.71)
Выбор привода к насосу:
Мощность электродвигателя насоса определяем по формуле:
(1.72)
где: k = 1,15 - коэффициент запаса;
Qф- фактическая производительность насоса при параллельной работе;
Qф= 325 м3/час;
Нф- фактический напор;
Нф= 350 м;
j = 1050 кг/ м3- удельный вес воды;
x= 0,71 - фактический КПД насоса;
Мощность электродвигателя при работе двух насосов на один став
Мощность электродвигателя при работе одного насоса на внешнюю сеть:
По каталогу выбираем электродвигатель серии ВАО2-560LА- 4:
Номинальная мощность - 560 кВт;
Скорость вращения - 1475 об/мин;
Cosj- 0,9;
Напряжение - 6000 В
Для работы насосной станции принимаем 6 насосов типа ЦНС 300-360. При нормальном притоке два насоса в работе, при максимальном притоке четыре в работе, один в ремонте, один в резерве.
Среднегодовой расход электроэнергии на водоотлив:
(1.73)
где: к - коэффициент дополнительных расходов электроэнергии;
hн,hдв,hс- КПД насоса, двигателя, сети;
nнорм; max- число двигателей, работающих при откачке нормального и максимального притока;
tнорм ;max- время работы установки при откачке нормального и максимального притока;
тнорм; max- число рабочих суток в году на откачку нормального и максимального притока;
Расход электроэнергии, отнесенной на 1 м3воды.
(1.74)
3.12. Энергоснабжениекарьера
В связи с сокращением производительности карьера до 4.5млн.т руды в год с последующим затуханием и дополнительное горное оборудование не требуется, электроснабжение горных работ сохраняется по существующей схеме.
По мере углубления карьера предусматривается наращивание переносных воздушных спусков и кабельных линий 6 кВ к вновь сооружаемым на горизонтах –40, -55 и –70м ПРП-6 кВ. Подключение низковольтных насосов карьерного водоотлива осуществляется через передвижные комплексные трансформаторные подстанции типа ПСКТП-400/6 с помощью гибких кабелей типа КГ-0,66.
3.13. Безопасность жизнедеятельности
Горные работы на Оленегорском карьере ведутся в соответствии с «Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом», «Едиными правилами безопасности при ведении взрывных работ», а также действующим законодательством по охране труда и специально разработанными инструкциями на все виды работ, с которыми под роспись ознакомлен каждый работник комбината.
3.13.1. Вредные факторы
- Запыленность воздуха, вызываемая буровзрывными работами, экскавацией горной массы, движением технологического транспорта,
- Загазованность воздуха ядовитыми газами от работы двигателей внутреннего сгорания, продуктов сгорания взрывчатых веществ.
- Климатические условия.
3.13.2. Опасные факторы
- Высокое напряжение электрического тока, подводимого к машинам и механизмам,
- Наличие не взорвавшихся скваженных зарядов, остатков ВВ и ВМ,
- Большая насыщенность большегрузным транспортом,
- Работы на высоте,
- Наличие нависей и козырьков горной массы.
Перечень опасностей, характерных для отдельных цехов, может быть расширен и уточнен, так, для бурового участка наиболее характерными опасностями является: травмирование движущимся рабочим инструментом, размещение станка вблизи бровки уступа и недостаточно устойчивое положение станка при бурении и перемещении. Для ведения взрывных работ характерны следующие опасности: неожиданные взрывы из-за высокой чувствительности взрывчатых материалов к внешним воздействиям и детонациям, удары воздушной волны большой силы при взрывах, разлет осколков взрываемой породы.
Потенциальными вредностями производства являются шум, вибрация, выбросы пыли, газа, низкие температуры, влажность.
Источниками шума и вибрации на Оленегорском карьере являются электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, насосы, вентиляторы, компрессоры, буровые станки, экскаваторы, бульдозеры.
Образование и выделение пыли и газов в атмосферу сопровождает ведение следующих работ: бурение взрывных скважин, взрывные работы, экскавация и погрузка горной массы, транспортирование горной массы, сварочные работы.
При выполнении указанных выше работ в атмосферный воздух выбрасывается:
- при бурении скважин – пыль;
- при производстве взрывных работ – пыль, газ, окись углерода, окислы азота;
- при погрузке горной массы экскаваторами, транспортировании горной массы, работе бульдозеров – пыль.
- при ведении сварочных работ – газ.
3.13.2. Мероприятия по охране труда на карьере
3.13.2.1. Мероприятия по борьбе с газами.
Массовый взрыв на карьере является мощным источником выброса в атмосферу карьера большого количества ядовитых газов.
Для снижения газовыделений при массовых взрывах предусматриваются следующие мероприятия:
— применение ВВ с нулевым кислородным балансом или кислородным балансом, близким к нулю, что снижает выделение ядовитых газов в 2-3 раза;
— добавка в забоечный материал и в ВВ нейтрализаторов — неочищенной соли и извести;
— интенсификация проветривания пылегазовых облаков за счет приурочивания взрывных работ ко времени максимальной ветровой активности.
