02.02.2021

Наружный водопровод на поверхности шахт


Водоснабжение для хозяйственно-питьевых и противопожарных целей на поверхности шахт осуществляется от объединенного водопровода. Отдельный противопожарный водопровод устраивают только в том случае, когда объединение его с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом экономически нецелесообразно.

Подача воды для производственных целей при достаточной мощности источника питьевого водоснабжения производится по питьевому водопроводу.

Водоснабжение обогатительной фабрики, компрессорной или котельной большой мощности производится от отдельного водопровода с самостоятельным источником водоснабжения. При этом учитывается возможность использования шахтных вод. Для пожаротушения и борьбы с запыленностью воздуха в горных выработках и в местах перегрузки угля воду подают, как правило, от питьевого водопровода.

Питьевой водопровод устраивают общим для шахты и поселка. Для водоснабжения отдельных шахт и поселков целесообразно сооружать групповой или районный водопровод.

Нормы качества воды


Вода, предназначенная для хозяйственно-питьевых целей, должна удовлетворять следующим требованиям:
Наружный водопровод на поверхности шахт

Техническая вода, расходуемая для обогащения углей, должна быть нейтральной и содержать во взвешенном состоянии веществ не более 1500 мГ/л.

Вода для питания котлов и паровозов не должна содержать коллоидных веществ, углекислоты (СО2) и свободного кислорода (О2). Окисляемость воды должна быть не свыше 5 мГ/л; цветность — не более 50°; общая жесткость — не более 1,5—4 мГ/экв в зависимости от системы котла; содержание веществ во взвешенном состоянии после умягчения и фильтрации — не более 1—2 мГ/л.

Вода для охлаждения компрессоров и конденсаторов должна быть термостабильной, т. е. при многократном нагреве до 40—60° и охлаждении до температуры 20—30° из нее не должен выпадать в осадок карбид кальция (CaHCO3), который вызывает коррозию трубопроводов.

Нормы потребления воды


На поверхности шахты и в горных выработках воду расходуют для хозяйственно-питьевых, производственных и противопожарных целей.

Нормы расхода воды и коэффициенты неравномерности ее потребления для жилых и общественных зданий принимают по НиТУ 126—55 «Нормы и технические условия проектирования наружного водопровода промышленных предприятий и поселков при них и по НиТУ 124—55 «Нормы и технические условия проектарования внутреннего водопровода производственных и вспомогательных зданий промышленных предприятий».

Водоснабжение для противопожарных целей на поверхности шахт осуществляется в соответствии с «Противопожарными нормами строительного проектирования шахт, карьеров и обогатительных фабрик угольной промышленности».

Водопроводная сеть


Подача воды от водоисточника к шахте для хозяйственно-питьевых и противопожарных целей производится по двум линиям водоводов.

Диаметр водоводов и число переключений между ними принимают из условия обеспечения при аварии
на одном водоводе, подачи не менее 70% количества воды, требующейся для пожаротушения и хозяйственных целей.

Подача воды к запасным резервуарам по одному водоводу допускается для шахт с расходом воды на наружное пожаротушение не более 25 л/сек и при наличии резервуара для хранения неприкосновенного трехчасового запаса воды на пожаротушение и не менее чем трехчасового запаса для хозяйственно-питьевых целей. При расходе на наружное пожаротушение 25 л/сек и более в резервуарах должен храниться неприкосновенный шестичасовой запас воды для противопожарных целей и, кроме того, не менее чем шестичасовой запас для хозяйственно-питьевых целей. Величина аварийного запаса воды должна соответствовать времени, необходимому на ликвидацию аварии водовода.

Пропускная способность подводящих водоводов должна обеспечить, кроме нормального расхода, также подачу воды на восстановление противопожарного запаса в течение 36 час. для шахт с расходом воды на наружное пожаротушение 25 л/сек и менее и в течение 24 час. для шахт с расходом воды на наружное пожаротушение более 25 л/сек.

Наружную хозяйственно-питьевую и противопожарную разводящую сеть водопровода устраивают, как правило, кольцевой из труб диаметром не менее 100 мм. К объектам, не требующим бесперебойной подачи воды, укладывают тупиковые водоводы длиной не более 200 м.

Пожарные гидранты на водопроводной сети располагают вдоль дорог и проездов на расстоянии один от другого не более 100 м, не ближе 5 м от стен здания и не далее 2 м от края проезжей части дорог.

Принципиальная схема трассировки сети водопровода промышленной площадки шахты показана на рис. 77.

Тип труб для водоводов и разводящих сетей принимают в зависимости от внутреннего давления, внешних нагрузок, грунтовых условий, санитарных требований и условий эксплуатации.

Для безнапорных трубопроводов целесообразно применять керамиковые, бетонные и железобетонные трубы.

Для напорных сетей и водоводов с рабочим давлением до 5 ати применяют асбестоцементные трубы типа ВДН-5, ВДН-8 и ВДН-10 с соединительными асбестоцементными или чугунными муфтами.

Стыки труб уплотняют резиновыми кольцами.

При давлении более 5 ати применяют чугунные трубы диаметром от 50 до 1000 мм с раструбными соединениями и фланцевые трубы до 200 мм.

Стыки чугунных труб при раструбном соединении заделывают просмоленной пеньковой прядью или резиной с последующей зачеканкой раструбной щели асбестоцементом или расширяющимся цементом. Состав асбестоцемента: 70% цемента марки не ниже 400 и 30% асбестового волокна (по весу) с добавкой 10—12% воды от веса сухой асбестоцементной смеси.

Для повышения антикоррозийности стыкового соединения асбестоцемент приготовляют на пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе; при необходимости сокращения срока выдержки стыка — на глиноземистом цементе. Асбестовое волокно должно быть не ниже IV сорта.

Стальные трубы применяют в случаях, когда рабочее давление в водопроводной сети превышает 10 ати, а также в районах, находящихся над подземными выработками, под ж.-д. путями, при устройстве коммуникаций в резервуарах и насосных станциях. Стальные трубопроводы покрывают антикоррозийной изоляцией, состав которой принимают в зависимости от корродирующей способности грунтов и транспортируемой воды.

На водоводах и разводящих сетях в местах установки арматуры (задвижек, гидрантов, выпусков и т. д.) и на пересечениях водопроводных линий устраивают узлы, монтируемые из стандартных чугунных или сварных стальных фасонных частей.

Для открывания и закрывания проходного отверстия трубопроводов при давлении воды до 10 ати применяют чугунные задвижки; при большем давлении — стальные. Для автоматического и дистанционного управления насосными станциями и резервуарами служат задвижки с электроприводами.

Гидранты для тушения пожаров, устанавливаемые на наружной сети водопровода, устраивают наземные или подземные. Наибольшее распространение имеют подземные пожарные гидранты диаметром 125 мм. Наземные гидранты применяют в районах с теплым климатом.

На водоводах, проходящих над горными выработками в оползнях, тоннелях, а также в случае недостаточной толщины земляной насыпи для восприятия угловых или линейных смещений применяют компенсаторы с односторонним или двусторонним сальниковым уплотнением зазора между стенками телескопически соединенных труб. Сальниковое уплотнение состоит и пеньки, пропитанной в минеральном масле, или из резинового кольца, зажатого грундбуксой. Длина компенсаторов 0,8—1 м, компенсирующая способность 0,2-0,3 м.

Водопроводные узлы располагают в колодцах: сборных железобетонных, кирпичных или из бутового камня, перекрываемых чугунными или железобетонными люками.

Железобетонные колодцы устраивают круглые, кирпичные — круглые, квадратные или прямоугольные.

Размеры колодцев определяют из условия размещения в них арматуры и фасонных частей, учитывая необходимость создания удобств для производства монтажных и ремонтных работ. Внутренняя высота колодца должна быть не менее 1,8 м. Раструбные соединения на водопроводных узлах должны быть обращены раструбом внутрь колодца. При установке фасонной части или трубы раструбом, обращенным к стенке колодца, расстояние между раструбом и стенкой, а также между полом колодца и нижней образующей трубы принимают не менее 300 мм.

На водоводах из труб с раструбными или муфтовыми соединениями в тупиках, в тройниках и в углах поворота трубопровода устраивают упоры, которые воспринимают усилия, возникающие под действием внутреннего гидростатического давления.

Величина сдвигающих усилий в тупиках

где F — площадь поперечного сечения трубопровода, м2;

р — гидростатическое давление в трубопроводе, m. Величина усилий от гидростатического напора в местах поворота

где а — угол поворота трубопровода, град.

Размеры упоров определяются статическим расчетом в зависимости от вида грунта и глубины укладки трубопровода.

Водоводы укладывают в грунт на глубину, при которой исключается замерзание воды в трубах при минимальной температуре наружного воздуха и нагревание при максимальной температуре, а также повреждение труб динамическими нагрузками при движении транспорта.

При отсутствии данных о промерзаемости грунтов, глубине снежного покрова и величине солнечной радиации глубину заложения для металлических труб принимают: для северных и восточных районов России 2,6—3 м; северо-западных 2,4—2,9 м; центральных 2,2—2,7 м; западных и юго-западных 2,0—2,2 м; южных 1,3—1,7 м.

Тупиковые водоводы и вводы в здания укладывают на 0,2—0,3 м ниже глубины промерзания грунта.

На пересечениях магистральных автодорог и железных дорог МПС с сетью водопровода водоводы укладывают в тоннелях или стальных футлярах (кожухах). Совместно с питьевым водопроводом в тоннелях можно укладывать только теплопроводы и паропроводы.

Тоннели сооружают проходными высотой не менее 1,8 м или полупроходными высотой 1,2—1,3 м. Расстояние между стенкой тоннеля и трубами должно быть не менее 0,3 ж; проход между трубами — не менее 1 м.

Сечение тоннеля чаще всего принимают прямоугольное с плоским перекрытием, съемным на всем протяжении или на отдельных участках. В тоннели устраивают один или два входа, перекрываемых чугунными или железобетонными люками. Трубопровод в тоннеле укладывают на скользящих опорах для восприятия температурных деформаций.

Расчет водопроводной сети


Водопроводную сеть рассчитывают на пропуск через нее: максимального количества воды для хозяйственнопитьевых целей и одновременно воды на пожаротушение из внутренних пожарных кранов;

воды для хозяйственно-питьевых целей (за исключением расхода на поливку проездов и зеленых насаждений и с учетом 15% воды, расходуемой на души) и воды на пожаротушение из наружных гидрантов в самой невыгодной точке. При определении расчетного расхода воды на сети принимают, что вода расходуется сосредоточенно в отдельных точках, соответствующих местам ввода в крупные блоки и цехи или равномерно по длине участка. В первом случае расчетный расход Qр на участке определяется как сумма транзитного Qт и сосредоточенного Qс расходов, т. е.

во втором случае

где Qп — расход воды на протяжении данного участка л/сек, определяется по формуле

где qуд — удельный расход воды, приходящийся на 1 м длины трубопровода, л/сек;

l — длина участка, м.

Удельный расход воды определяется по формуле

где N — количество потребителей;

П — норма водопотребления, л;

K1 и K2 — часовой и суточный коэффициенты неравномерности потребления воды;

T — период потребления воды (сутки, смена, час );

L — длина расчетных магистралей, м.

Диаметр водовода определяют по так называемой экономической скорости движения воды, при которой капитальные затраты на устройство сети и затраты на обеспечение соответствующей высоты водоподъема являются наименьшими. Практикой установлено, что значения экономических скоростей движения воды по трубам диаметром до 300 мм находятся в пределах 0,6—0,9 м/сек для Европейской части России. Для других районов величина экономической скорости может изменяться в зависимости от стоимости электроэнергии и труб, условий прокладки трубопровода и т. д. При пропуске по сети воды для пожаротушения скорость ее движения принимают до 2 м/сек.

Потери напора в водопроводной сети определяются по формуле

где А — удельное сопротивление трубопровода при расходе воды в м3/сек (табл. 23);

q — расход воды, м3/сек;

l — длина трубопровода, м.

Расчет тупиковой сети или водовода сводится к подбору диаметра, определению потерь напора на отдельных участках, суммированию этих потерь с геодезической высотой подачи и с величиной необходимого свободного напора в наиболее невыгодно расположенной точке водопотребления.

Расчет кольцевых сетей сводится к отысканию такого распределения расходов по линиям колец, при котором сумма расходов, приходящих к узлам, будет равна сумме расходов, уходящих от узла. При этом сумма потерь напора по контуру каждого кольца в направлении движения по часовой стрелке должна быть равна сумме потерь напора в направлении движения против часовой стрелки. Разность потерь напора в каждом кольце (невязка) допускается не более (5,3—0,5 м, а общая невязка по контуру не более 1,5—2 м.

Водопроводные сооружения


Водонапорные башни предназначены для регулирования неравномерности водопотребления и создания напора в сети водопровода.

Регулирующую емкость бака водонапорной башни определяют путем построения таблицы, в которой указывают расход в сети за каждый час, приток в башню, расход из башни и остаток в баке к концу каждого часа. Кроме регулирующей емкости, в баке хранится 10-минутный неприкосновенный противопожарный запас воды, рассчитанный на тушение пожара внутренними пожарными кранами.

Высота водонапорной башни (до дна бака) определяется по формуле

где Hс — свободный напор, который должен быть обеспечен в точке, расположенной наиболее неблагоприятно по отношению к водонапорной башне, м;

h — потери напора в сети на участке от водонапорной башни до наиболее неблагоприятно расположенной точки при питании сети из водонапорной башни, м;

L1 — отметка земли у водонапорной башни, м;

L2 — отметка земли у неблагоприятно расположенной точки.

Резервуары служат для хранения хозяйственного и противопожарного запаса воды. На шахтах применяют типовые круглые железобетонные резервуары конструкции Южгипрошахта или Гипроспецнефти.

Насосные станции размещают в отдельных зданиях или в подвале административно-бытового комбината (при строительстве шахт по типовым проектам).

В насосной станции устанавливают:

- два хозяйственных насоса (рабочий и резервный), подающих воду в водонапорную башню и в сеть. Эти же насосы служат для периодического отбора воды из резервуара с целью освежения воды в нем;

- два противопожарных насоса (рабочий и резервный), подающих воду в сеть при пожаре. Каждый пожарный насос должен обеспечивать подачу расчетного количества воды в часы наибольшего водопотребления.

При расходе воды на наружное пожаротушение менее 15 л/сек устанавливают один насос.

Полная манометрическая высота нагнетания при подаче воды в водонапорную башню определяется по формуле

где Hб — высота водонапорной башни до верха бака, м;

h1 — потери напора в сети на участке от насосной станции до водонапорной башни, м;

h2 — потери напора в фасонных частях трубопровода, принимаемые в размере 3—5% от потерь по длине трубопровода, м;

h3 — потери напора в насосной станции, для приближенных расчетов принимают 1,5—2 м;

L1 — отметка земли у водонапорной башни, м;

L2 — минимальный уровень воды в резервуаре или источнике, м.

При подаче воды для пожаротушения из наружных гидрантов

где Hс — свободный напор у гидранта, м, определяется по формуле

где Т — высота здания до конька крыши, м.

Энергоснабжение пожарных насосов осуществляется от двух независимых источников электроэнергии или от двух отдельных фидеров.

В насосных станциях, оборудованных двумя и более насосами, должно быть не менее двух всасывающих линий, каждая из которых рассчитывается на пропуск расчетного расхода воды. Наиболее целесообразно устройство отдельной всасывающей линии к каждому насосу.

Трубопроводы укладывают на поверхности пола или в каналах, перекрываемых съемными плитами из рифленой стали.

На всасывающем трубопроводе у каждого насоса устанавливают задвижку облегченного типа, а на напорном трубопроводе обратный клапан, задвижку и при необходимости водомер. На часто открываемых и закрываемых трубопроводах диаметром более 300 мм применяют задвижки с электрическим или гидравлическим приводом.

Расстояние между фундаментами насосных агрегатов принимают с учетом размещения трубопроводов и обеспечения между агрегатами проходов шириной: при низковольтных электродвигателях 1 м; при высоковольтных электродвигателях 1,2 м; ширина прохода между фундаментами агрегатов и распределительным щитом должна быть не менее 1,5 м.

Низковольтные насосные агрегаты при диаметре нагнетательного патрубка до 200 мм можно устанавливать вплотную к стенам здания, а также располагать их спаренно на одном фундаменте (при условии обеспечения удобства обслуживания).

При установке горизонтальных центробежных насосов с неразъемным в горизонтальной плоскости корпусом расстояние от насоса или электродвигателя до стены, или соседнего агрегата принимается не менее 1 м. Высота машинного зала, нe оборудованного подъемным краном, должна быть не менее 3 м. При наличии подъемного крана расстояние между низом перемещаемого агрегата и верхом установленного должно быть не менее 0,5 м.





Яндекс.Метрика