Файл: Лобанов, Д. П. Гидромеханизация геологоразведочных и горных работ учеб. пособие.pdf

эксплуатируются несколько лет без перекладки. Забойные трубо­ проводы служат для подвода воды к гидромониторам или гидро­ установкам.

В гидромеханизации применяют металлические (стальные) трубы диаметром до 600—800 мм (в шахтах до 250—300 мм) в основном цельнотянутые и бесшовные (см. табл. 11) с толщиной стенок от 3.5 до 14 мм. Применяют стальные спиральные и фанерные трубы (как более легкие). Тонкостенные стальные и облегченные трубы исполь­ зуются при низких давлениях и на забойных участках (толщина стали 3—5 мм).

Т а б л и ц а 11

Технические данные труб (ГОСТ 8732—58 н 4015—58)

Как уже отмечалось, в шахтах (рудниках) используются повы­ шенные давления. От высоконапорной насосной станции, располо­ женной на поверхности, вода по трубопроводу (по одному или по нескольким) подается в шахту, где от общей магистрали происходит распределение воды по участкам и забоям. Толщина труб обычно 12— 14 мм. Для расчета сети трубопроводов наобходимо иметь следующие исходные данные:

1)схему горных выработок с указанием расстояний, места поло­ жения насосной станции и геодезических отметок всех водоприем­ ников и насосной станции;

2)величину рабочего давления, необходимую для гидромони­ торов или гидроустановок;

3)график работы и потребляемый расход водоприемников;

4)выбор диаметров труб по расходам.

Общий расход насосных установок необходимо выбирать, исходя из числа одновременно работающих водоприемников с учетом коэф­ фициента непредвиденных расходов и потерь технической воды, равных примерно 10%. При этом величина необходимого напора

иа выходе из насосной станции (насоса) определяется суммированием

# ст= 2 # г+ 2 * + 2 * м+ # 4 -* г, М вод. ст., (VII.4)

где 2-f/r — геометрическая высота (нагнетания и всасывания) с уче­ том превышения отметки;] 2 * — суммарные путевые потери на­ пора; 2*м и *г — суммарные потери напора в местных сопро­

тивлениях и в гидромониторе (около 5—10% от 2 0; Н ~ напор на выходе из насадки гидромонитора.

Характеристика внешней сети такой станции определяется зави­ симостью Нст(Q) и представляется как соотношение

tfc = tfCT= 2 t f r + a3<?,

где «з = [1 + 2 1 + bL/D] .

Возможны две схемы водоснабжения: прямоточная и оборотная. При проектировании водоснабжения для комплексов гидромехани­ зации обычно применяется оборотная система технического водо­ снабжения с осветлением оборотной воды, содержащей до 10—20 г/л твердых частиц. При этом расходы воды на пополнение оборотного цикла необходимо определять с учетом притока шахтных вод. Баланс воды в системе должен быть строго постоянным, а трасса трубо­ проводов — кратчайшей.

Количество работающих водоприемников должно строго лими­ тироваться в зависимости от количества насосов, работающих на данную сеть. Напор перед приемниками определяется исходя из напора, создаваемого насосами, разности геодезических высот их и расположения врдоприемников с вычетом потерь напора в трубо­ проводной сети в соответствии с формулой (VII.4).

При работе трубопроводов на высоких напорах существенное значение имеет его состояние (качество монтажа, сварки соедини­ тельных частей и крепления). Большей частью течи в трубопрово­ дах возникают на месте сварных швов, а чаще .— па месте установки быстроразъемных соединений (выход из строя резиновой прокладки).

Расчет сети трубопроводов производится по следующей схеме:

2.Определяют линейные потери по формуле (1.25). Значение коэффициента % находят по формуле (1.26).

3.После расчета потерь напора по длине трубопровода, опре­ деляют местные потери, которые практически можно учесть коэф­

фициентом 1,05 для магистральных и карьерных трубопроводов

и1,1 — для забойных.

4.По формуле (VII.4) рассчитывают напор станции.

178

Зная действительную характеристику Q - - Н насоса, наносят

При проектировании шахтных высоконапорных водоводов на напор более 1000 м вод. ст. диаметр труб принимают не более 350 мм, что регламентируется условиями крепления трубопроводов по горным выработкам. В забойных трубопроводах шахт принимают скорости до 3—4 м/с.

При проектировании водоводов высокого давления следует производить проверку толщины труб диаметром D на прочность по условиям гидравлических ударов (при которых давление повышается

важнейшие детали ее.

С о е д и н е н и е т р у б применяется как сварное и фланцевое (на магистральных и участковых трубопроводах), так и быстро­ разъемное (на забойных участках). Из фланцевых соединений наибо­ лее целесообразны соединения с вращающимися фланцами (более удобны). Для достижения плотного соединения между фланцами ставят резиновые или другие уплотняющие прокладки. Два фланца соединяют болтами. Такие соединения трудоемки.

Для уменьшения затрат труда на сборку и демонтаж трубопро­ водов на шахтах и забойных участках широко применяются быстроразъемные соединения. Известны многочисленные конструкции таких соединений как для условий открытых, так и для подземных работ; распространенными являются соединения, приведенные на рис. 77.

Первое из указанных соединений (см. рис. 77, а) состоит из двух шарнирно скрепленных желобчатых полумуфт, которые охватывают два кольца клиновидного профиля. Кольца приварены к концам соединяемых труб. Полумуфты выполняются из стальной полосы. К ним привариваются оба полукольца из круглого стального пру­ тика. Полумуфты стягиваются болтами, причем между кольцами закладывается резиновая прокладка. Этот тип соединения отли­ чается простотой конструкции и изготовляется обычно на произ­ водстве.

Для забойных труб применяют простейшие соединения, состоя­ щие из двух-четырех пар крючьев, соединяемых натяжной скобой. Для натягивания скобы служит клин. Надлежащая плотность соединения обеспечивается резиновым уплотнением зажимаемых на стыке двух труб (стыкуемых в раструб).

Для условий безэстакадного способа укладки породы из гидро­ смеси удобно быстроразъемное соединение, которое состоит из натяжной петли и двух приваренных стальных колец, между кото­ рыми зажимается резиновое уплотнение.

Для трубопроводов, эксплуатируемых в подземных условиях, быстроразъемные соединения должны обладать достаточной проч­ ностью деталей и компактностью. Таким требованиям отвечают широко применяемые в промышленности быстроразъемные соедине­ ния (см. рис. 77, б), рассчитаниые на повышенные давления. Соеди­ нение труб осуществляется с помощью полумуфт и клина, обеспе­ чивающих плотное стыкование и затяжку резиновых прокладок.

180

Важной деталью в трубопроводах (особенно прокладываемых на поверхности) являются сальниковые компенсаторы для восприятия температурных деформаций, а также сальниковые шарниры для гибких соединений (например, всасов). Эти детали выполняются па конструктивной схеме рис. 78.

З а д в и ж к и служат для закрывания и открывания трубо­ проводов и отдельных их участков. По конструкции различают параллельные и секторные задвижки. Первые имеют параллельные диски, прилегающие к параллельным уплотнительным поверхностям корпуса задвижки. Вторые снабжены сектором, прилегающим к уплот­ нительным выступам корпуса и выдвигаемым посредством вращения рукоятки вокруг вертикальной оси сектора.

По А-Б По В-В

Рис. 78. Гибкое (сальниковое) соединение для всасывающих труб

По схеме рис. 79 задвижка состоит из двух дисков, между кото­ рыми расположен двухсторонний клин. При опускании дисков клин упирается в выступ и распирает диски, прижимая их к уплотни­ тельным поверхностям. Задвижка выполняется из чугуна до давле­ ний 20-Ю 6 Н /м 2. Наиболее распространенные диаметры условногопрохода: 200, 250, 300, 350 и 400 мм (весом соответственно от 130-

до 4,75 кН).

Обязательными элементами трубопроводов являются фасонные части: колена, отводы, переходники и тройники (выполняются из-

няемым на насосных станциях (помимо электрических устройств),, являются вакуум-насосы типа ВВН или РМК, работающие в соче­ тании с резервуаром для воды (рис. 80). Вакуум-насос подключается патрубком 1 к корпусу насоса. При пуске в ход вентиль 2 на этом

1 8 1