ыбор типа и количества гидромониторов

бщие сведения об объекте разработки

Объектом гидромеханизированной разработки является карьер, длина одной стороны которого составляет 1050 м., а годовой объем вскрыши 1,4 .

Сезон гидромеханизированной разработки длится 163 суток в году. Высота разрабатываемого уступа составляет 16 м. Гидроотвал расположен на равнине, вдали от населенных пунктов и производственных объектов. Расстояние транспортирования составляет 960 м.

Длина одной стороны отвала равна 1000 м., а высота подъема пульпы 18 м. Основание отвала – суглинок. Время намыва отвала 10 лет. Водоисточник – река, расположена на расстоянии 2600 м. Длина забойного водовода равна 46 м.

Подъем воды производится на высоту 16 м. Дебит водоисточника составляет 900 . Породы, разрабатываемые гидромеханизированным способом, представлены суглинком, средней тяжести с пористостью грунта 0,35 и удельным весом 2,6 . Гранулометрический состав разрабатываемой породы представлен в таблице 1.1.

 

Таблица 1.1. Гранулометрический состав разрабатываемой породы

Фракции, мм	0,05-0,1	0,1-0,25	0,25-0,5	0,5-1	1-2	2-5	5-10	10-20
Содержание фракции, %

 

По данным гранулометрического состава пород строим график гранулометрического состава (рисунок 1.1.). Для чего по оси абсцисс откладываем диаметр частиц в логарифмическом масштабе, по оси ординат – суммарное содержание частиц с диаметром меньше данного (в %).

На основе этого графика определяем диаметр средней частицы, для чего ось ординат разбиваем на 10 равных интервалов. Из середины каждого интервала проводим линии, параллельные оси абсцисс, до пересечения с графиком. Точки пересечения сносим на ось абсцисс и определяем значение диаметра средней частицы в данном интервале. Значение диаметра средней частицы определяем из выражения:

 

,

 

где - диаметр средней частицы, мм.;

- диаметр средней частицы в данном интервале, мм.

 

Таблица 1.2.

интервал
, мм	0,09	0,25	1,1	1,85	3,8

 

.

Средний диаметр частиц разрабатываемой породы равен 6,31мм.

По таблице 12.3 [1] определяем, что по трудности гидромониторного размыва разрабатываемые породы относятся к VI категории.

гидромеханизация угольный месторождение водоснабжение

ыбор типа и количества гидромониторов

Удельный расход воды для размыва суглинок, средней тяжести и высоте уступа 16 м составит .

Необходимый напор на насадке .

 

 

Таблица 1.3

Группа грунтов по трудности разработки	Наименование грунтов	Высота забоя в м.
Более 15
Удельный расход воды в куб.м.	Напор м в ст.	Наименьший допустимый уклон подошвы забоя
	Суглинки средние и тяжелые

 

- Определение объема воды, необходимого для полного размыва вскрышных пород, на основе годовой производительности по вскрыше ( ):

 

,

 

где - годовой объем вскрыши, .

.

- Число рабочих гидромониторов ( ) определяется по формуле:

 

,

 

где - число рабочих часов в году, ч; - коэффициент использования гидромонитора во времени ( при применении напорного гидротранспорта и отвала с устройством дамб обвалования (безэстакадный намыв) – водопроизводительность гидромонитора, .

 

,

 

где - число рабочих дней в году, сут.; - число рабочих смен в сутки ( ); - продолжительность рабочей смены ( ), ч. Задаемся диаметром насадки гидромонитора 100 мм., необходимый напор равен 90 м.вод.ст. Тогда водопроизводительность гидромонитора с насадкой 100 мм и напором перед насадкой 90 м.вод.ст. составит

 

Таблица 1.4

Напор перед насадкой, атм.	Диаметр насадки, мм
	62,5		87,5
Водопроизводительность гидромонитора

 

.

Принимаем гидромонитор марки ГМН-250С (таблица 12.4 [1]).

- Определение расстояния от насадки до забоя ( ) (формула 12.14 [1]):

 

,

 

где - минимальное расстояние гидромонитора от забоя, м; - шаг передвижки гидромонитора ( ), м.

 

,

 

где - высота уступа, м; - коэффициент, приближения ( = 0,8-1,2 при ручном управлении; = 0,3-0,4 при дистанционном управлении).

,

.

Гидравлический расчет гидромонитора

- Определение скорости вылета струи из насадки ( , м/с):

 

,

 

где - коэффициент скорости ( = 0,95); g - ускорение свободного падения, м/с ².

.

- Диаметр насадки (d, м)

 

,

 

.

Принимаем стандартный диаметр насадки .

- Уточняем фактический расход воды

 

,

 

где - коэффициент расхода ( = 0,95); - площадь поперечного сечения насадки, м ².

 

,

 

,

.

- Потери напора в коленах и стволе гидромонитора ( , м.вод.ст.):

 

,

 

где k - коэффициент потерь напора, зависящий от конструкции гидромонитора (k=14,2).

- Потери напора в насадке ( , м.вод.ст.):

 

,

 

- Определение общих потерь напора в гидромониторе ( , м.вод.ст.):

 

,

 

- Длина начального участка струи ( , м):

 

,

 

где А,В – эмпирические коэффициенты, зависящие от типа гидромонитора и конструктивных особенностей насадки (для ГМН-250С: А = 76, В = ); – число Рейнольдса для начального сечения струи.

 

,

 

где - кинематический коэффициент вязкости ( при температуре воды t=20⁰ C), .

.

- Осевое динамическое давление ( , МПа):

 

,

 

 

где P₀ - давление перед насадкой, МПа; k – показатель степени (при , k = 0,5).

 

,

 

.

- Среднее динамическое давление струи на расстоянии 18 м от насадки ( ):

 

,

 

где - коэффициент ( ).

.

- Диаметр струи у забоя (D, м):

 

,

 

где – коэффициент, учитывающий расход насадки ( = 0,95).

.

- Площадь поперечного сечения струи в месте удара о забой (, ):

 

,

 

.

- Сила удара струи о наклонную преграду (R, кН):

 

,

 

.

- Определение необходимой часовой производительности гидромонитора по воде (необходимая часовая потребность карьера в воде – производительность насосной станции):

 

,

 

где - коэффициент запаса ( ).

.