Экономическая эффективность производства ферритовых стронциевых порошков на ОАО Олкон

только на внутрикарьерных перевозках. Автомобильные перевозки в рабочей зоне карьера осуществляется по системе временных съездов с уклоном 8^о/_оо, шириной проезжей части 18м с устройством выравнивающего слоя из щебня толщиной 20см.

В настоящее время на Оленегорском карьере применяются различные виды транспорта:

по руде – комбинированный автомобильно-конвейерный транспорт (циклично-поточная технология);

по породе – автомобильный (во внутренний отвал), автомобильно-железнодорожный, железнодорожный.

3.5. Отвальное хозяйство

Разработка месторождений традиционным способом, когда отсутствует принцип комплексного использования горной массы, сопровождается образованием огромного количества отвалов.

Вскрышные и вмещающие породы, накапливающиеся в отвалах, в течение длительного времени не перерабатываются, разрушаются в результате естественных процессов до пылевидного состояния и в таком виде вздымаются в атмосферу, кроме того, некоторая часть пород вымывается. Таким образом, отвалы являются дополнительным антропогенным источником загрязнения воздушного и водного бассейнов. В не меньшей степени этому способствуют и отходы обогащения железных и полиметаллических руд, образуя огромные хвостохранилища.

Отвалообразование предусматривается осуществлять бульдозерами ДЗ-118 на тракторе ДЭТ-250. Общая площадь, занятая отвалами - 950 га. Рекультивация земель, отведенных под отвалы предусматривается после окончания разработки месторождения.

В соответствии с "Нормами технологического проектирования" установлен парк технологических бульдозеров, предназначенных для:

зачистки рабочих площадок, планировки подъездов к экскаваторам в карьере;

работы на перегрузочных складах породы;

работы на внутренних автомобильных отвалах.

3.6. Хвостовое хозяйство

Хвостохранилище обогатительной фабрики ОАО «ОЛКОН» в бассейне бывшего озера Хариусного на расстоянии 3км южнее ОФ пущено в эксплуатацию в 1955г. Площадка хвостохранилища расположена между низовой дамбой, перегораживающий ручей железный, и верховой плотиной, отсекающей водосборную площадь вокруг озера Узкого.

Ложе хвостохранилища заторфовано до глубины 0.5-1.0м. Подстилающими грунтами являются пески гравелистые и средней крупности, супеси и суглинки моренные мощностью 4.5-17.0м.

Среднегодовая норма осадков 566мм/год, в т.ч. в весенне-летний период 318мм и в осенне-зимний период 248мм. Среднемноголетняя величина испарения 337мм/год.

Хвостохранилище образовано пионерной дамбой длиной около 4км, высотой до 5м с отметкой гребня 170м, построенной в 1955году. В дальнейшем хвостохранилище наращивалось намывным способом крупнозернистой частью хвостов ОФ и в настоящее время отметка гребня намывной дамбы составляет 193м, высота дамбы 30м. Площадь хвостохранилища 1.98км².

Превышение гребня намывной дамбы над уровнем воды в хвостохранилище превышает 1.5м на всей длине. Минимальная ширина пляжа намывной дамбы 200м. Наибольшая крутизна низового откоса намывной дамбы составляет 1;3.7.

Вокруг водоприемного колодца отсыпана защитная дамба с подъездной автодорогой и площадкой обслуживания. Выноса мелких частиц фильтрационной водой не отмечено.

Пионерная дамба и верховые дамбы отсыпались из местного моренного грунта. Площадь хвостохранилища на отметке заполнения 193м составляет 11км². Подача хвостов обогатительной фабрики комбината на хвостохранилище осуществляется системой гидротранспорта, используется гидравлическая укладка хвостов. Система гидротранспорта хвостов состоит из двух пульпонасосных №1 и №2 с насосами 20Гр и пульпопроводами Ду1200мм. Основной объём хвостовой пульпы перекачивается по пульпопроводу диаметром 1200мм. В настоящее время первая система гидротранспорта не эксплуатируется. С целью уменьшения потерь воды на фильтрацию предусматривается укладка хвостов на южный борт хвостохранилища.

Часть дренажных стоков и аварийный перелив пульпонасосной поступает в аккумуляционный бассейн, отгороженный дамбой в акватории Колозера. Имеются системы оборотного водоснабжения из хвостохранилища на озере Хариусном и из аккумуляционного бассейна Колозера. Сюда же производиться сброс промстоков обогатительной фабрики (2435.5м³/час).

3.7. Механизация производственных процессов Оленегорского карьера ОАО «Олкон»

3.7.1. Расчет необходимого парка буровых станков

Определим линию наименьшего сопротивления по подошве

, (1.1)

где m – количество ВВ, размещающегося в 1м;

m=7,85d²l, (1.2)

где d – действительный размер скважин, дм (2,45); l – плотность заряжания ВВ в скважине, кг/дм³ (1,1).

m=7,852,451,1=52 кг/м

p – коэффициент перебура скважин (0,375); Z – коэффициент забойки скважин (0,6); к – относительное расстояние между скважинами, м (0,9); h – высота уступа, м (15); g – удельный расход ВВ, кг/м³ (0,9)

Абсолютное расстояние между скважинами:

a=kW=0,98=7,2м

Проверим линию сопротивления по подошве по условиям техники безопасности:

W  htg+b, (1.3)

где b – минимально допустимое расстояние от оси скважин до верхней бровки уступа, м (3);  - угол откоса уступа, град (70)

W=8  150364+3=8,5 – в расчете принимаем 8м

Величина перебура

L_п=pa=0,3757,2=2,7 м – в расчете принимаем 3м (1.4)

Глубина скважины

l_c=h+l_п=15+3=18 м (1.5)

Масса заряда в скважине

Q_з=qWah=0,987,215=778 кг (1.6)

Длина заряда

(1.7)

Длина забойки

l_заб=l_с-l_з=18-15=3м (1.8)

Выход горной массы с 1 п.м. скважины

, (1.9)

где a = c = 7,2м

Годовой объем бурения

,т.м/год, (1.10)

где Qв и Qр – соответственно производительность карьера по вскрыше и руде, м³; _п – коэффициент потерь скважин (1,1); Vв и Vр – выход горной массы с 1м скважин по породе и руде

т.м/год

Сменная производительность бурового станка:

, м/см, (1.11)

где к=3,75 – коэффициент пропорциональности; F_=30 – осевое усилие долота; n=81 – число оборотов бурового инструмента; =0,5 – коэффициент использования станка во времени; Т=8 час – продолжительность рабочей смены; f=16 – коэффициент крепости руды; f=12 – коэффициент крепости породы; d=24,4 – диаметр долота

По породе м/см

По руде м/см

Количество станков, необходимых для бурения горной массы

, шт., (1.12)

где к_н=1,1 – коэффициент неравномерности работ; n_см=3 – число смен в сутки; Т_р=210 – число рабочих дней в году; Р_см – сменная производительность бурового станка

По породе

По руде

С учетом коэффициента резерва 1,3 необходимо 4 буровых станка.

3.7.2. Погрузочные работы

Сменная производительность экскаватора

, (1.13)

где Е=10 – емкость ковша экскаватора, м³; Т=8 – продолжительность рабочей смены, час; к_н=0,73 – коэффициент наполнения ковша; к_р=1,5 – коэффициент разрыхления породы; Т_ц – время рабочего цикла экскаватора, сек.

Т_ц=Т_ч+Т_п+Т_р, сек, (1.14)

где Т_ч – время черпания, сек

(1.15)

=0,5 - средний размер куска взорванной массы, м

Т_п – время поворота, сек

(1.16)

Т_пасп=26 – паспортная продолжительность операции поворота, сек;  и _п – соответственно действительный и паспортный угол поворота экскаватора, град

Т_р=15 – время разгрузки, сек

Т_ц=12+26+15=53 сек

Годовая производительность экскаватора

Q_год=Q_смN_см, м³, (1.17)

где N_см=745 – число рабочих смен в году

Q_год= 1586,7745=1182т.м³

3.7.3. Выбор типа автосамосвала

Оптимальный весовой модуль:

(1.18)

где t_ц=0,5 – время цикла экскаватора при повороте стрелы на 90⁰, мин;

с=t_з(t_ц+t_дв+t_р+t_з), (1.19)

t_з=1- время замены груженного автосамосвала порожним у экскаватора, мин; t_дв – время движения автосамосвала с грузом и порожняком за один рейс, мин (14,1и 16 соответственно плечу откатки 1,5 км (вскрыше) и 2,2 км (руда); t_р=2 – время разгрузки автосамосвала на приемном пункте, мин

Для породной откатки:

Для рудной откатки:

Средневзвешенное значение весового модуля по годовому грузообороту:

(1.20)

где А_р и А_в=761 и 2900 – соответственно производительность карьера по руде и по вскрыше, м³/год; L_р и L_в=2,2 и 1,5 – соответственно средневзвешенное плечо откатки по руде и по вскрыше, км

Определим наиболее подходящую грузоподъемность автосамосвала:

q_а=q_е_в, (1.21)

q_е – масса породы в ковше экскаватора, т

q_е=Ек_э, (1.22)

к_э=0,6 – коэффициент экскавации для скальных пород; =2,7 – плотность породы в целике, т/м³

q_е=100,62,7=16,2 т

Тогда оптимальная грузоподъемность автосамосвала по техническим условиям составит:

Q_а=16,29=145,8 т

Выбираем ближайший в параметрическом ряду автосамосвал грузоподъемностью 120 т. Значение объемного модуля комплекса определяем как:

₀=_вк_н , (1.23)

к_н=0,73 – средний коэффициент наполнения ковша экскаватора в заданных условиях

₀=9,40,73=7

Вместимость кузова автосамосвала:

, (1.24)

к_нк – коэффициент наполнения кузова ковша с учетом ”шапки”.

3.7.4. Тяговый расчет

Сила тяги автосамосвала рассчитывается для движения его на руководящем уклоне по формуле:

(1.25)

где N_дв=956 – мощность дизельного двигателя, кВт; V=18 – скорость движения автосамосвала вверх по руководящему уклону, км/ч; _тр=0,85 – КПД трансмиссии; _к=0,8; _ом=0,95 – коэффициент, учитывающий величину отбора мощности от главной передачи для питания бортовых систем автосамосвала

Сила тяги не должна превышать силу тяги, определенную из условия сцепления колеса с дорогой:

F_к1000Р_сц,

Где Р_сц – сцепной вес автосамосвала, кН;  =0,75 – коэффициент сцепления ведущих колес с дорожным покрытием

Сцепной вес автосамосвала определяем по формуле:

Р_сц=(m_а+q_а)q, (1.26)

m_а=90 – собственная масса автосамосвала, т; q_а – расчетная масса груза в кузове, т; =0,65 – коэффициент, учитывающий часть веса автосамосвала с грузом, приходящуюся на ведущие колеса

q_а=q+q_т ,

q - грузоподъемность автосамосвала, т (120); q_т –масса тары, т (210)

Р_сц=0,65(90+330)9,81=2678,1 кН

F  10002678,10,75=2008575

3.7.5. Определение скорости движения автосамосвала

Для укрупненных расчетов принимаем по условию уклон всех автосъездов i_р=80%, тогда динамический фактор автомобиля:

для движения вверх по съезду с грузом

D₁ = w₀i_p = 400,8=32Н/кН; (1.27)

для движения с грузом по горизонтальной площадке

D₂ = w₀ = 40Н/кН

для движения без груза

D₃ = w₀ ,

где w₀ и w₀ – удельное сопротивление движению в грузовом и порожнем направлениях.

Среднетехническая скорость движения автосамосвала

(1.28)

Безопасная скорость движения на поворотах

, (1.29)

R=12 – радиус кривой, м; f_ск=0,3 – коэффициент бокового скольжения; i_в=0,06 – поперечный уклон виража

3.7.6. Определение тормозного пути автосамосвала

Тормозной путь автосамосвала определяется по формуле

(1.30)

где V=30 – скорость движения автосамосвала, км/ч; =0,075 – коэффициент инерции вращающихся масс

К величине тормозного пути добавляем путь, проходимый автосамосвалом за время реакции водителя и приведения тормозов в действие t_р.в.

S₀=0,278V₀t_р.в.= 0,278300,7=5,8м (1.31)

S_Тобщ=23,8+5,8=29,6м

3.7.7. Эксплуатационные расчеты

3.7.7.1. Определение расхода топлива

Расход топлива карьерными автосамосвалами является важнейшим экономическим показателем эксплуатации карьерного автотранспорта. Расход топлива автосамосвалами пропорционален выполненной им работе и определяется по эмпирической зависимости

, (1.32)

где _Т- плотность топлива, г/см³; к_т –коэффициент собственной массы автосамосвала; w₀ – удельное сопротивление качению, Н/кН; L – расстояние транспортирования, км; Н – высота подъема груза, м; q_а – грузоподъемность автосамосвала, т; к_q=0,85 – коэффициент использования грузоподъемности.

По вскрыше

По руде

Расход топлива на 100 км пробега

100. (1.33)

По вскрыше 

По руде

Расход топлива при работе автосамосвалов лучше определять в литрах на 100 км пробега

(1.34)

По вскрыше

По руде

С учетом дополнительных факторов, влияющих на расход топлива, его общий расход

q_{топл.общ}=q_топлk_мk_зk_н, (1.35)

где к_м=1,15 – коэффициент, учитывающий повышенный расход топлива; к_з=1,2 – коэффициент, учитывающий расход топлива в зимнее время; к_н=1,05 – коэффициент, учитывающий дополнительный расход топлива на внутригаражные службы.

По вскрыше

q_топл= 4501,151,21,05=652л/км

По руде

q_топл=4681,151,21,05=678л/км

3.7.7.2. Определение необходимого парка автосамосвалов

Время рейса автосамосвала

Т_р=t_погр+t_дв+t_разг+t_доп, (1.36)

Где t_погр – продолжительность экскаваторной погрузки автосамосвала, мин,

(1.37)

q_а=120 – грузоподъемность автосамосвала, т; q_е=27 – масса породы в ковше экскаватора, т; t_ц=0,8 – среднее расчетное время цикла экскаватора при угле поворота стрелы экскаватора 90⁰; Е=10 – вместимость ковша экскаватора, м³; к_э=0,7 – коэффициент экскавации; t_дв=12 – время движения автосамосвала в обоих направлениях между конечными пунктами, мин; t_разг=1 –время разгрузки автосамосвала на приемном пункте, мин; t_доп=2 – время ожидания на примыканиях и пересечениях карьерных автодорог.

Т_р=5+12+1+2=20мин

Рабочий парк автосамосвалов

(1.38)

где Q_см – сменный грузопоток карьера, т

(1.39)

А=8029 – годовая производительность карьера, т.т.; к_н=1,1 – коэффициент неравномерности грузопотока; Т_см=8 – продолжительность смены, ч; Q_а – производительность автосамосвала, т/смену,

(1.40)

к_и =0,85 – коэффициент использования смены; к_q=0,93 – коэффициент использования грузоподъемности автосамосвала..

Инвентарный парк автосамосвалов

(1.41)

где к_г=0,86 – коэффициент готовности; к_и.п=0,9 – коэффициент использования рабочего парка; к_р.с=1 – режим работы автосамосвала.

3.8. Расчет бульдозерного отвала

Производительность отвала

Q=Q_Вk_Р , м³, (1.42)

Где Q_в=2627 – объем вскрыши, т.м³; k_р=1,5 – коэффициент разрыхления

Q= 26271,5=3940,5 т.м³

Площадь отвала

, (1.43)

h=58 – высота отвала, м; k_о=0,8 – коэффициент, учитывающий откосы и неравномерность заполнения площадки.

Число одновременно разгружающихся автосамосвалов

(1.44)

где N_o – число автосамосвалов, разгружающихся в отвале в течение часа, шт.

(1.45)

Р_в = 95,9 – часовая производительность экскаватора по вскрыше, м³; к=1,5 – коэффициент неравномерности работы карьера

t_p – время разгрузки, мин

(1.46)

где t_раз= 40 – продолжительность разгрузки автосамосвала, сек; t_пер=10 – продолжительность переключения передачи, сек; R=15 радиус поворота автосамосвала при маневрировании, м; =2 – скорость движения автосамосвала при маневрировании, м/сек

4) Длина фронта разгрузки

L_v=N_ool_n, (1.47)

Где l_n=40 – ширина полосы по фронту, занимаемой одним автосамосвалом при маневрировании, м

L_v=140=40 м

5) Число разгрузочных участков, находящихся в одновременной работе

(1.48)

6) Число участков, находящихся в планировке

N_n=N_p=1 участок

Число резервных участков

N_pp=N_p(0,5-1)=1 участок

Общее число участков

N_общ=N_P+N_n+N_pp=3 участка (1.49)

Общая длина отвального фронта

L_o=(2,5-3)L_v=0,540=20 м

Число бульдозеров в работе

(1.50)

где Q_б –объем бульдозерных работ, м³

Q_б=Т_смР_вк_з (1.51)

Т_см=8 – продолжительность рабочей смены, час; Р_в – часовая производительность карьера по вскрыше, м³; к_з=0,7 – коэффициент заваленности

Q_б=895,90,7=537 м³

Р_б=1450 – сменная производительность бульдозера, м³

N_б=537/1450=0,5=1 бульдозер

3.9. Пропускная и провозная способность транспортной системы

Пропускная способность самого напряженного участка трассы, полосы въездной траншеи определяется по формуле

, (1.52)

где К=1,5 – коэффициент неравномерности движения; S_б – безопасный интервал между автосамосвалами, м.

S_б=S_т+L_а, (1.53)

S_т=29,6 – полный тормозной путь автосамосвала, м; L_а=11,25 – длина автосамосвала по технической характеристике, м.

S_б=29,6+11,25=40,9м

Но по нормативам Крайнего Севера расстояние между автосамосвалами не может быть меньше 50 метров.

Провозная способность транспортной системы определяется

(1.54)

где f=2 – коэффициент резерва пропускной способности.

Полученную расчетную величину провозной способности проверяем по условию

(1.55)

Q_сут=8659 – максимальный расчетный суточный грузопоток на данном участке трассы, т.

Коэффициент резерва пропускной способности

3.10. Ремонт горного оборудования

Техническое обслуживание и несложные текущие ремонты бурового оборудования и экскаваторов выполняются силами дежурных и ремонтных бригад карьера. Техническое обслуживание и текущий ремонт зарядных машин, спецмашин по доставке ВМ и другого оборудования, связанного с применением ВМ, осуществляются силами цеха по ведению взрывных работ, обслуживающего все карьеры комбината, входящих в состав Оленегорского ГОКа.

Участок горно-дорожных машин в составе ГОКа эксплуатирует, обслуживает и ремонтирует (за исключением капитальных ремонтов) дорожно-строительные машины, бульдозеры, трактора и спецмашины на их базе все карьеры комбината.

Кроме того, на ГОКе имеются централизованные службы и специализированные участки:

- водоотлива;

- ремонта бурового оборудования;

- ремонта горного оборудования;

- электроремонта горного оборудования, ремонтно-строительные.

Которые выполняют все виды ремонтов (за исключением капитального и среднего ремонта электрооборудования горных машин) в объемах, превышающих возможности соответствующих эксплуатационных участков карьеров.

Все обслуживание и текущие ремонты электрооборудования машин и механизмов ГОКа выполняются силами подразделений, эксплуатирующих это оборудование. Капитальные и средние ремонты электрооборудования выполняются электроремонтным участком электроцеха комбината, объединяющим всю службу его электроснабжения.

3.11. Водоотлив

Водоотлив на Оленегорском карьере в настоящее время осуществляется двумя насосными станциями.

Одна насосная станция, укомплектованная тремя насосными установками с насосами 8НДВ-60, откачивает поверхностные воды с висячего борта карьера. Приток к этой насосной станции составляет около 50 м³/ч, а с учетом паводковых и ливневых вод, он доходит до 825 м³/ч. Эти воды не имеют загрязнений и очистка их не производится.

Вторая насосная станция, укомплектованная шестью насосными установками с насосами ЦНС 300-480, установлена на дне карьера и служит для откачки карьерных вод на поверхность.

Проток к этой насосной станции составляет 600-700 м³/ч, а с учетом ливневых и паводковых вод он доходит до 1230 м³/ч. Эти карьерные воды насосной станцией по трем водопроводам, диаметром 273-325 мм откачиваются на поверхность и сбрасываются в самотечный коллектор.

По самотечному коллектору карьерная вода поступает в отстойник, откуда она после очистки сбрасывается в реку Ках.

На горизонте +35м в районе ЦПТ из наклонного ствола конвейера №4 по дренажному ходку производится сброс канализационных вод под откос уступа. Выход из ходка в настоящее время привален отвальными породами и вода поступает в пригрузку. Сброс канализационных вод на откос резко ухудшает инженерно-геологические условия, т.е. снижает устойчивость пород в откосе, При увлажнении происходит снижение сцепления по сланцеватости в гнейсах кварцитах и по контакту пригрузка-порода что приведет к обрушению.

Возможны два варианта отвода канализационных вод с помощью расширения наклонного ствола в зоне сопряжения ходка и квершлага для организации насосной станции и спуска воды не на откос, а перехвата её внутри наклонного ствола.

Качественный состав карьерных вод характеризуется наличием взвешенных веществ в количестве 43.8-66.5 мг/л, нефтепродуктов 2.3-6.25 мг/л, нитратов - до 128 мг/л и нитритов - до 10 мг/л.

Максимальная пропускная способность существующего коллектора карьерных вод, диаметром 600 мм, при уклоне 0,005 составляет 1577 м³/ч.

Существующий односекционный отстойник карьерных вод рассчитан на пропуск максимального расхода 14.4 тыс.м³/сут.

Для равномерного распределения карьерных вод по ширине отстойника, перед его рабочей частью устроена каменно-набросная призма.

Для задержания нефтепродуктов, в конце отстойника установлена, заглубенная под уровень, перегородка.

Осветленные карьерные воды при выходе из отстойника дополнительно очищаются фильтрами, заполненными стекловолокном.

Пропуск нормального расхода карьерных вод 900 м /ч осуществляется через одну секцию отстойника, пропуск максимального расхода 1500 м /ч - через две секции отстойника.

Карьерные воды после прохождения очистных сооружений сбрасываются в реку Ках и далее в озеро Колозеро.

В настоящее время на Оленегорском карьере находится в эксплуатации две насосные станции N 1, N 2 с насосами ЦНС 300-480. На северо-восточном участке находится станция N 1 с двумя насосами ЦНС 300-480; на юго-западном участке находится станция N 2 с тремя насосами ЦНС 300-480.

Насосные станции N 1, N 2 располагаются на дне карьера у водосборников, полезная емкость которых не менее трех часового нормального притока. Каждая насосная представляет собой утепленный вагон на салазках с прицепным устройством. Внутри вагона располагаются: насосный агрегат, трубопроводная арматура, электрооборудование и средства автоматизации, прибор электроотопления. Транспортирование насосных установок по карьерным дорогам производится с помощью трактора, а монтаж и обслуживание - с помощью самоходных грузоподъемных средств, для чего крыша вагона выполняется съемной.

Напорные магистральные трубопроводы прокладываются по горизонтальным уступам - на деревянных подкладках, по откосам - на металлических опорах, при пересечении дорог - в засыпке, с чехлом, и в траншеи - с чехлом. Трубопроводы укладываются с уклоном не менее 0,003 в сторону водосборника, что обеспечивает в зимнее время их освобождение от воды при остановке насоса. Количество труб предусмотрено с учетом их переукладки в рабочей зоне карьера.

По мере отработки карьера и в связи с понижением горных работ потребуется произвести замену существующих насосов на насосы с большим напором. Общее направление потока подземных вод с северо-запада на юго-восток с уклоном 0,009-0,013. Водообильность и фильтрационные свойства кристаллических пород в разрезе не равномерны и обусловлены характером и степенью трещиноватости пород, но отмечается общая закономерность уменьшения их с глубиной. Коэффициент фильтрации пород изменяется от 0,003 до 0,23 м/сут..

Карьерные воды средствами карьерного водоотлива сбрасываются в существующий коллектор диаметром 600мм. После прохождения очистных сооружений, сбрасываются в ручей, впадающий в Кахозеро. Данные об ожидаемой водопритоке в карьер приведены в таблице 1.4. и о притоках к системе осушения за 2002 год в таблице 1.5.

Таблица 1.4
Ожидаемый водоприток в карьере
Год работы	Участок карьера	Горизонт	Водопритоки, куб.м/ч
			за счет подземных вод	за счет атмосферных осадков	max
	юго-западный	110	150	240	390
2003	центральный	90	50	70	120
	северо-восточный	95	90	110	200
ИТОГО:			290	420	710
конец	юго-западный	60	250	260	510
отработки	центральный	90	50	70	120
	северо-восточный	95	80	110	190
ИТОГО:			380	440	820

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 Н_наг. = 241 м.

Высота всасывания Н_вс = 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

n _норм = 540 / 300 = 1,8.

Принимаем в период нормального притока 2 насоса.

Определяем геодезическую высоту нагнетания:

Н _г = Н _н + Н _вс = 241+2,5 = 243,5 м. (1.57)

Необходимый манометрический напор:

Н _м = Н _г /  = 243,5 / 0,95 = 256,3 м; (1.58)

где:  = 0,95 - КПД трубопровода.

Фактическая длина трубопровода

L _ф = 1789 м

Расчетная длина трубопровода:

L _р = L _ф  1,2 = 1789  1,2 = 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:

Q _min = 570 м3/час Н₁ = 29,5

Q _норм = 600 м3/час Н₂ = 40,5

Q _max = 630 м3/час Н₃ = 52,5

Значения коэффициентов удельных потерь:

Для I варианта при Н₁ = 29,5; Q = 570 м3/час

(1.60)

Для II варианта при Н₂ = 40,5; Q = 600 м3/ час

Для III варианта при Н₃ = 52,5; Q = 630 м3/ час

Так как мы знаем значения коэффициентов удельных потерь К_п для 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.

Н _вс = (₁ +  _вс  L _вс/L _вс + _с +  _з + _к.п.)  V²_вс / 2q, м. (1.63)

В нагнетательном трубопроводе:

Н _н = (₁ +  _н  L _н/L _н + n_о.к  _о.к + n_к   _к + n _{з.к } _з.к. + n_т  _т + n_з  _з) 

 V² / 2q, м. (1.64)

где:  _вс и _н - коэффициент гидравлического сопротивления;

₁ = 1 - коэффициент учитывающий загрязнение труб;

V_вс = 1,5 м/с; V_н = 2,5 м/с - скорость движения во всасывающем и нагнетательном трубопроводах;

L_вс и L_н - геометрическая длина прямолинейных труб;

_с = 2; _к = 0,236; _о.к. = 1,7; _т = 1; _з = 0,07; _к.п = 0,7; _з.к = 0,29.

гидравлические коэффициенты напора соответственно в приемной сетке, колене, обратном клапане, тройнике, задвижке, конусном переходе, закругленном колене;

n_ок = 1; n_к = 11; n_зк = 1; n_з = 1; n_т = 2 - соответственно количество обратных клапанов, колен, закругленных колен, задвижек, тройников.

(1.65)

(1.66)

где: К_ш - коэффициент шероховатости, для поверхности стальных труб К^ш = 0,02;

К_ш = 0,02 - коэффициент, зависящий от температуры воды, при 10С.

Н _вс = (1 + 0,048  6,5 / 0,333 + 2 + 0,7) 1,5 ² / 2


29-04-2015, 03:50