книги / Рудничные вентиляторные и водоотливные установки

ство, скважину бурят над закрепленным бетоном водосборником (рис..87, б). Для отсоединения насоса следует снять крышку Т в трубе 2 и по стыку 3 отсоединить насос.

I — крышка; 2 — труба; 3 — стык

§ 3. Трубопроводы рудничных водоотливных установок

Для шахтных водоотливных трубопроводов должны быть следу­ ющие требования [26, 47]:

1)прочность детален и высококачественное уплотнение, обеспе-. чивающее надежность его работы и безопасность обслуживания;

2)антикоррозийная стойкость;

3)доступность для осмотра, ремонта и замены частей;

4)наличие резервной линии трубопровода и возможность быст^ рого переключения трубопроводов ;

5)минимально возможный вес;

6)наименьшие капитальные и эксплуатационные затраты. Внешняя сеть рудничных водоотливных установок состоит из

всасывающих трубопроводов, магистральных трубопроводов, соби­ рающих подаваемую насосами воду, и нагнетательных трубопроводов.

Рис. 88. Схема кольцевого магистрального и вса­ сывающих трубопроводов насосных агрегатов

Всасывающий трубопровод является одним из наиболее ответ­ ственных элементов установки. При недостаточной его герметич­ ности возможен срыв работы насоса. Он должен иметь минимально возможную длину и минимальное число стыков, а также непрерыв­ ный подъем к насосу, чтобы воздух, выделяющийся из воды, мог свободно перемещаться вместе с водой к насосу.

Всасывающий трубопровод (рис. 88) состоит из прямолинейного участка 2, переходного участка 2, колена 3 и приемного клапана с сеткой 4. При заполнении насоса водой с помощью бакового акку­ мулятора, а также при расположении насоса ниже уровня воды

вращения бокового смещения трубопровода устанавливают направ­ ляющие хомуты. В рудничных водоотливных установках в основном применяют стальные бесшовные горячекатаные трубы, отвечающие ГОСТ 8732-58.

При откачке кислотных вод и при давлении до 15 ати исполь­ зуют часто чугунные трубы. В практике шахтного водоотлива

Откачка кислотных вод, обладающих агрессивными свойствами, приводит к коррозии водоотливного оборудования и к быстрому выходу его из строя. Поэтому эксплуатация шахт с притоками кислотных вод требует использования специальных методов борьбы с их агрессивными свойствами. Наиболее обстоятельно эти вопросы рассмотрены в работах проф. А. В. Докукина [16] и проф. А. И. Ве­ селова [8]. Ниже приводятся основные мероприятия при откачке шахтных кислотных вод.

Нейтрализация воды. На шахтах, где притоки воды незначи­ тельны, а также в тех случаях, когда кислотность воды — явление временное, применяется нейтрализация ее с помощью извести (СаО), известкового молока (Са(ОН)2) или каустической соды. Известь доставляется с поверхности в вагончиках и равномерно забрасы­ вается в водоотливные канавки или в специальные деревянные желоба, известковое молоко может транспортироваться в шахту по трубам.

Нейтрализация кислотных вод путем рассыпания извести в ка­ навки — трудоемкая операция, приводящая к засорению водо­ отливных канавок. Поэтому чаще всего нейтрализация кислотных вод производится в деревянных желобах, размещаемых в районе околоствольного двора шахты. Желоб должен периодически очи­ щаться от осадков. Известковое молоко может подаваться во всасы­ вающий трубопровод насоса по специальной трубе с поверх­ ности.

Если в отдельных горных выработках периодически появляются притоки сильнокислотных вод, то они должны быть нейтрализованы до слияния их с основными потоками шахтных вод.

Защита деталей насоса и арматуры от коррозии. Как известно, коррозия металлов — это химическое и электрохимическое их разрушение под воздействием воды. При соприкосновении металла с кислотной водой возникает электрохимический процесс, сопро­ вождающийся обменом ионов металла на ионы раствора, что обусловлено наличием потенциала на границе металла с раствором.

ствить путем покрытия (футеровки) металлических деталей насоса, арматуры и труб. Для этого применяются кислотоупорные краски и лаки, бакелитовые покрытия, покрытие эмалью и резиной (гум­ мирование), металлизация, производимая с помощью специальных аппаратов.

Методом металлизации получают свинцовые, цинковые покрытия. Однако опыт эксплуатации водоотливных установок на шахтах с кислотной водой показал, что защитные покрытия недостаточно эффективны, особенно при наличии больших высот всасывания и протечек через зазоры в насосе [16].

Для защиты трубопроводов от разрушения их футеруют деревом, цементом, битумом и свинцом. При слабокислой воде и напорах до 200 м вод. cm. используют чугунные трубы, которые покрывают изнутри и снаружи битумом или защитной краской.

При откачке агрессивных вод и напорах свыше 250 м вод. cm. применяют стальные трубы, футерованные свинцом, деревом или цементом.

Антикоррозийная защита водоотливных установок может быть обеспечена также путем правильного выбора типа насоса, высоты всасывания, хорошего качества обработки внутренней поверхности деталей насоса, правильной организации сбора шахтной воды. При выполнении этих условий может быть значительно уменьшен абразивный износ деталей насоса, сопровождающийся обнажением металла и возникновением электрокоррозии. Нельзя допускать кавитационных режимов работы насоса, результатом чего является эрозионное разрушение материала, приводящее к усилению кор­ розии.

Применение кислотоупорных материалов. Вышеперечисленные мероприятия не всегда могут обеспечить надежную защиту оборудо­ вания водоотлива при откачке агрессивных вод. Поэтому для изго­ товления деталей насосов широко используют кислотоупорные сплавы. Наличие легирующих элементов в сплавах значительно увеличивает их стойкость в кислотных шахтных водах.

В рудничном водоотливе широкое распространение получили хромоникелевые стали; используются также хромистые чугуны и хромистые стали. Бронзы — сплавы меди с оловом (оловянистые бронзы), с алюминием (алюминиевые бронзы), с кремнием (кремни­ стые бронзы), отличающиеся хорошими литейными свойствами, применяются для отливки деталей кислотоупорных насосов. В каче­ стве заменителей кислотоупорных металлов и сплавов могут быть

Г л а в а VI

ПЕРЕХОДНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВОДООТЛИВНЫХ УСТАНОВОК

При пуске и останове насосов возникают переходные процессы, которые оказывают существенное влияние на условия эксплуатации водоотливных установок. Изучение переходных процессов имеет особенно важное значение в связи с переводом водоотливных уста­ новок на автоматическое управление.

При пуске и останове насосов меняются основные параметры их, что сопровождается явлением гидравлического удара. Опреде­ ление параметров переходных режимов работы водоотливной уста­

и внешней сети, которые должны быть известны для каждого момента времени.

§1. Основные закономерности неустановнвшегося движения

втрубопроводе

При неустановившемся движении жидкости возникает гидравли­ ческий удар — явление повышения (понижения) давления при резком уменьшении (увеличении) скорости движения жидкости.

При изучении неустановнвшегося движения жидкости рассматри­ вают жесткий и упругий трубопроводы. В первом случае пренебре­ гают деформациями трубопровода и сжимаемостью жидкости. Во вто­ ром случае задача рассматривается с учетом всех факторов и волно­ вого характера переходного процесса.

Приведенное нами ранее уравнение (94) является уравнением жесткого удара

*0_

d t

Изучение неустановнвшегося движения в упругом трубопроводе базируется на теории гидравлического удара, созданной проф. H. Е. Жуковским и получившей дальнейшее развитие в трудах ряда других ученых. Проф. H. Е. Жуковский рассматривал простой трубопровод (рис. 91, а) длиной Z, в конце которого установлена задвижка. Начальный участок трубопровода подключен к резер­ вуару, в котором поддерживается постоянный уровень НСТ. Перво­ начально задача рассматривается без учета потерь напора. Следова­ тельно, в любом сечении трубопровода избыточное давление равно

# ст. Проф. H. Е. Жуковский показал, что при мгновенном закрытии