Дипломная работа: Очистка шахтных вод шахты "Житомирская" ш/у "Комсомольское" ГХК "Октябрьуголь"

Суммарная площадь отверстий определяется по формуле:

åf0=Кп*Fст,

åf0=0,0025*6,7=0,017 м2.

Общее количество отверстий:

N0=åf0/f0*10-6,N0=0,017/113*10-3=150 шт.

Количество отверстий на одном ответвлении рассчитывается по формуле:

n0=N0/nбо, (4.15)

n0=150/12=12,5, принимаем 13 отверстий.

Шаг отверстий должен находиться в пределах от 0,15 до 0, 20, шаг отверстий рассчитывается по формуле:

е=b/ (n0+1), (4.16)

е=2,5/ (13+1) =0,178 м, что соответствует п.6.105 [1].

По п.6.109. [11] предусматриваем стояки воздушники с установкой на них запорной арматуры или автоматического устройства для выпуска воздуха в качестве устройства для удаления воды из распределительной системы.

Скорые фильтры оборудованы устройством для сбора и отвода воды - желоба.

Расстояние между осями желобов по п.6.111 [11] должно быть не более 2,2 м, поэтому принимаем расстояние между осями желобов равное 1,0 м.

Для отвода промывной воды принимаем количество желобов равное:

nж=а/Сж, (4.17)

nж=3/1,0=3 желоба.

Через один желоб расходуется воды:

qж=Qпр.1/nж, (4.18)

qж=0,094/3=0,031 м3/с.

По формуле (23) [11] рассчитываем ширину желоба:

Вж=2*, (4.19)

Вж=2*=0,33 м.

Высота желоба равна:

hж=0,6*Вж, (4.20)

hж=0,6*0,33=0,2 м.

Высота кромки желоба над поверхностью фильтрующей загрузки рассчитывается по формуле (25) [11]:

Нкр=Lф*Е/100 +0,3, (4.21)

Нкр=0,8*45/100 +0,3=0,66 м.

Ширина бокового канала равна 0,3 м.

Расстояние от дна желоба до дна сборного канала рассчитывается по формуле (24) [11]:

Нк=1,73*, (4.22), Нк=1,73*=0,4 м.

Скорость течения промывной воды в конце сборного канала определяется по формуле:

Vк=Qпр.1/ (Нк-0,2) *Вк, (4.23), Vк=0,094/ (0,4-0,2) *0,3=1,57 м/с.

Принятая система промывки фильтров - от насосов, поэтому при промывке происходят потери напора, рассчитаем потери напора при промывке фильтров от насосов.

Суммарная площадь отверстий на одно боковое ответвление рассчитывается по формуле:

åfo1=åf0/n0, (4.24), åf01=0,017/12=0,00142 м2.

Коэффициент перфорации бокового ответвления рассчитывается по формуле:

kбо=4*åf01/p*Dбо2, (4.25), kбо=4*0,00142/3,14*0,0752=0,32.

Коэффициент местного сопротивления бокового ответвления определяется по формуле:

xбо=2,2/kбо2+1,xбо=2.2/0,322+1=23.

Суммарная площадь сечений всех боковых ответвлений определяется по формуле:

åfбо=p*Dбо2*nбо/4, (4.26), åfбо=3,14*0,0752*12/4=0,05 м2.

Коэффициент перфорации коллектора:

kк=4*åfбо/p*Dк2. (4.27)

kк=4*0,05/3,14*0,32=0,7.

Коэффициент гидравлического сопротивления коллектора определяется по формуле:

xк=2,2/kк2+1, (4.28)

xк=2,2/0,72+1=5,5.

Потери напора в распределительных трубах определяется по формуле (22) [11]:

hр=xк*vк2/2g+xбо*vбо2/2g+vк2/2g, (4.29)

hр=5,5*1,22/2*9,81+23*22/2*9,81+1,22/2*9,81=5,25 м.

Потери напора в фильтрующем слое при промывке определяется по формуле:

Нф=1,5*Lф, (4.30), Нф=1,5*0,8=1,2 м.

Потери напора в гравийных поддерживающих слоях:

hп. с. =0,022*Ln*w, (4.31)

hп. с. =0,022*0,7*14=0,215 м, принимаем 0,22 м.

Сумма потерь напора в загрузке определяется по формуле:

Нз=Нф+hn, (4.32)

Нз=1,2+0,22=1,42 м.

Длину подводящего трубопровода принимаем равной l=50 м.

Скорость движения воды в подводящем трубопроводе принимаем по таблице Шевелева для пропуска Qпр.1 =0,094 м3/с, она равна 1,77 м/с.

По таблице Шевелева принимаем диаметр проводящего трубопровода для пропуска Qпр.1=0,094, диаметр равен 250 мм.

Гидравлический уклон подводящего трубопровода принимаем по таблице Шевелева для пропуска Qпр.1=0,094 м3/с, он равен i=19,3/1000=0,019.

Потери воды в трубопроводе, подающем промывную воду к общему коллектору распределительной системы определяется по формуле:

hп. т. =2*i*l, (4.33)

hп. т. =2*0,019*50=1,93.

Коэффициент 2 учитывает потери напора на местных сопротивлениях.

Полная величина потерь при промывке фильтра определяется по формуле:

Нпр=Нз+hр+hп. т., (4.34)

Нпр=1,42+5,25+1,93=8,6 м.

Следующим действием выбирается тип промывного насоса. Необходимый напор насоса определяется как Нн=Нпр+7=15,6 м.

Необходимая производительность насоса рассчитывается по формуле:

Qн=3600*Qпр.1, (4.35), Qн=3600*0,094=338,4 м3/ч.

Количество рабочих агрегатов принимаем равным Nраб=1 шт.

Количество резервных агрегатов принимаем также равным Nрез=1 шт.

Общее количество насосных агрегатов составляет:

N=Nраб+Nрез, (4.36)

N=1+1=2 шт.

Выбираем насос типа Д-500-36.

Реагентное хозяйство включает растворный бак коагулянта с механической мешалкой для приготовления концентрированного раствора (0,5 - 1% по активному продукту), расходные баки рабочего раствора коагулянта (0,1 - 0,5%), насос для перекачки раствора коагулянта из растворного бака в расходные баки, дозирующее устройство и расходный склад коагулянта. Число устройств и их размеры определяются расчетом, исходя из максимального притока шахтных вод, принятой дозы и концентрации раствора коагулянта. Количество расходных баков должно быть не менее двух, за исключением случаев, когда рабочий раствор коагулянта готовится непосредственно в растворном баке.

В качестве дозирующих устройств используются поплавковые дозаторы или насосы-дозаторы, количество их должно быть не менее двух, их которых один является резервным. Допускаемая точность дозировки ±5%. Ёмкость расходного склада рассчитывается из условия хранения 15-30 суточного расхода коагулянта в период максимальной его потребности.

Расчет реагентного хозяйства.

Принятый тип реагента -сернокислый алюминий (Al2 (SO4) 3).

Доза реагента принимается равной D=6 г/м3.

Содержание активного продукта в реагенте равна А=40%.

Концентрация раствора реагента равна С=0,1%, при этом должно соблюдаться условие, что концентрация раствора реагента должна быть в пределах от 0,1 до 0,25%.

Плотность раствора реагента такая же как и у воды, т.е. r=1000 кг/м3. Суточный расход технического продукта рассчитывается по формуле:

G=D*Q/10A, (4.37)

G=6*1002,84/10*40=15,04 кг.

Запас реагента допускается сроком на 30-90 суток, поэтому срок запаса реагента принимаем Т=90 сут.

Плотность технического продукта - р=1400 кг/м3.

Высота складирования принимается равной Н=0,5 м. При этом площадь склада рассчитывается по формуле:

F=G*T/р*Н, (4.48), F=15,04*90/1400*0,5=1,93 м2.

Реагент заготавливается на период от 12 до 36 часов, принимаем период времени, на которое заготавливается реагент t=24 часа.

Емкость растворно-расходных баков реагента определяется по формуле:

W=D*Q*t/10*С*r, (4.49), W=6*41,78*24/10*0,1*1000=6,0 м3.

Количество баков принимаем равным N=2 шт.

Емкость одного бака рассчитывается по формуле:

W1=W/N, (4.50)

W1=6,0/2=3 м3.

Баки бывают обычно кубической формы, его размеры:

a х b x h=1,5х1,5х1,3 м.

Для приготовления раствора реагента необходимо перемешивать воду с концентрированным раствором реагента, для перемешивания используется сжатый воздух, интенсивность подачи сжатого воздуха для раствора по п.6.23 [11] принимается в пределах от 8 до 10л/с. м2. Принимаем интенсивность подачи сжатого воздуха w=10 л/с. м2.

Расход сжатого воздуха для перемешивания раствора определяется по формуле:

W=60wаb, (4.51)

W=60*10*1,5*1,5=1350 л/мин.

Расход раствора реагентаопределяется по формуле:

q=100*D*Q/С*r, (4.52)

q=100*6*41,78/0,1*1000=250,68 л/час.

По данным, полученным выше, принимаем тип дозатора - НД-100/40.

Резервуар очищенной воды предназначен для очищенной от взвешенных веществ шахтной воды и для создания запасов воды на собственные нужды очистных сооружений и производственные нужды предприятий. Ёмкость его определяется из расчета запаса воды на одну промывку всех фильтров и 2-часового запаса воды на производственные нужды предприятия.

Представляет собой заглубленную железобетонную емкость, оснащенную системой подачи воды и переливным трубопроводом для сброса избыточного объема воды в водоемы.

Насосная станция оборудована следующими основными группами насосов:

для подачи осветленной шахтной воды из пруда-отстойника на скорые фильтры;

для промывки фильтров;

для подачи очищенной воды на нужды очистных сооружений;

для подачи очищенной воды потребителям;

для подачи загрязненной промывной воды фильтров в пруд-отстойник;

для подачи концентрированного раствора флокулянта из растворного бака в расходный.

Каждая группа должна иметь не менее 2 насосов, из которых один является резервным.

4.2.2 Потребители очищенной шахтной воды

В основном шахтную воду на производстве используют на технологические нужды, на нужды вспомогательного производства, на хозяйственно-бытовые и питьевые нужды.

Технологические нужды включают в себя следующие направления водопотребления: пылеподавление и противопожарная защита.

В расчетах норм потребления воды на пылеподавление учитывается ее расход: на орошение в процессе выемки угля, при проходке подготовительных выработок, при транспортировке горной массы на пунктах пересыпа и перегрузки, для нагнетания воды в пласт, на устройство водяных завес, а также на осуществление целого ряда вспомогательных производственных операций с использованием воды в незначительных количествах.

Водопотребление при пылеподавлении организовано по прямоточной системе. Значения нормативов, а также объемные показатели, определяющие расчетную величину водопотребления по каждому процессу, представлены в таблице 4.3

Таблица 4.3 - Нормативы и объемные показатели, определяющие величину водопотребления, на пылеподавление шахт

Потребляющие процессы	Ед. изм.	Нор-матив	Объемный показатель
1	2	3	4
1. Нагнетание воды в пласт 2. Орошение при выемке угля из очистных забоев (включает орошение при работе механизмами и ручной навалке угля) 3. Устройство водяных завес при выемке угля (проходке выработок) взрыванием: одинарных двойных 4. Устройство водяных завес при выемке угля (проходке выработок) взрыванием: одинарных двойных 5. Орошение при ведении подготовительных работ (включает орошение взорванной массы при погрузке и орошение при работе проходческих комбайнов) 6. Орошение при конвейерной транспортировке угля (перегрузка с конвейера на конвейер) 7. Орошение на погрузочных пунктах 8. Орошение при перегрузке угля и породы с конвейера в вагонетки или из вагонеток в скип 9. Пылеподавление на поверхностном комплексе на пунктах пересыпа	л/т л/т л/мин л/мин л/мин л/мин м3/м л/т л/т л/т л/т	25 30 30 60 30 60 0,6 10 10 15 8	V1 - объем добычи с нагнетанием воды в пласт, тыс. т. V2 - объем добычи угля из очистных забоев, тыс. т. V3 - годовой фонд времени работы завес, тыс. мин. V4 - годовой фонд времени работы завес, тыс. мин. V5 - объем проведения выработок, тыс. м. V6 - объем пересыпаемой с конвейера на конвейер массы угля, т. V7-объем угля, поступающего на транспортировку, т. V8-объем угля и породы, выдаваемой на поверхность, тыс. т. V9 - объем угля, орошаемого на поверхности в пунктах пересыпа.

Потребность в воде для неучтенных процессов (противопожарные водяные заслоны, водяная забойка и водораспылительные завесы при взрывании, промывка шпуров при бурении бурильными молотками, обмывка выработок перед взрыванием, ежедневная обмывка и орошение в подготовительных выработках, проверка трубопроводов и др.) принимается дополнительно в размере 15% от расчетной потребности на пылеподавление.

Согласно действующим санитарным нормам и правилам по содержанию угольной и сланцевой промышленности для целей орошения должна использоваться вода питьевого качества. В то же время, по согласованию с санитарными органами наряду с питьевой водой может быть использована очищенная и обеззараженная шахтная вода [15].

В расчетах норм потребности в воде на производство теплоэнергии в котельных учитывается ее расход на выпуск теплоэнергии, продувку котла, на водоподготовку и другие собственные нужды котельной.

Водоснабжение основного процесса (выработки теплоэнергии) организованно по оборотной системе с возвратом конденсата, вспомогательных процессов - по прямоточной системе. Расчет норм потребности в воде на нужды котельной производится при учете того, что на нужды котельной рекомендуется применять воду, очищенную до требований санитарных органов, на нужды гидрозолоудаления - техническую и шахтных водоотливов.

При расчетах следует учитывать, что используется оборотная вода в размере 1,32 м3/гкал и свежая вода на восполнение потерь в сети (при возврате конденсата в размере 80%) - 0,35 м3/гкал.

В расчете норм потребности в воде для прочих неучтенных потребителей учитывается ее расход на: геологоразведочные работы, тушение породных отвалов, на капитальное строительство, капитальный и текущий ремонт зданий и сооружений шахт, технологические нужды механических цехов, противопожарные мероприятия (пополнение противопожарных резервуаров, полив лесных складов в летнее время), на биологическую рекультивацию земель, мойку полов конторских и производственных помещений, собственные нужды водопровода и др.

Потребность в воде, при расчете норм для прочих потребителей, в соответствии с практикой проектирования водоснабжения, учитывается совместно с расходом воды на плановые потери и утечки в сетях водоснабжения и принимается в размере 15% от суммарного расхода по учтенным процессам водопотребления.

При расчете норм потребления воды для хозяйственно - бытовых нужд работающих на производстве учитывается ее расход на хозяйственно-питьевые нужды и на приготовление напитков, мытье фляг, душевых, обуви, стирку спецодежды (при наличии собственной прачечной), на полив территории и приготовление пищи в столовых и буфетах, размещенных на территории предприятия.

Водоснабжение процессов организовано по прямоточной системе. Значение нормативов для расчета норм и рекомендуемые объемные показатели, определяющие величину водопотребления по процессам представлены в таблице 4.4

Таблица 4.4 - Нормативы и объемные показатели, определяющие водопотребление на хозяйственно-бытовые нужды работающих на предприятии

Направление расходования	Ед. имз.	Нор-матив	Объемный показатель
1	2	3	4
1. Хозяйственно-питьевые нужды: трудящихся, работающих непосредственно в шахтах другие категории трудящихся 2. Приготовление пищи в столовых и буфетах 3. Поливка зеленых насаждений, газонов и цветников на территории предприятия	л/чел. - см. л/блюдо л/м2 на 1 поливку	15 25 12 5,0	V1,2-среднегодовое количество чел. - смен контингента, пользующегося соответствующими услугами. V3-количество блюд, приготовляемых за год. V4 - расчетная годовая площадь поливки.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13