§ 9. Эксплуатация водоотливных установок
Водоотливная установка находится в ведении главного механика шахты.
Работа насосов должна быть организована так, чтобы все насосы эксплуатировались, чередуясь в определенном порядке. График суточной работы насосов строится с учетом возможности остановки насосов в часы вечернего максимума электрической нагрузки.
Установка с местным управлением обслуживается машинистами, прошедшими специальный курс обучения. В своей работе машинист руководствуется инструкцией, в которой указаны его обязанности (прием—сдача смены, пуск и остановка насосов, наблюдение за работой установки, чистка всасывающих сеток и т. д.). Во время работы установки машинист должен обращать внимание на следующее: количество воды, вытекающей из сливной трубки разгрузочного устройства, должно составлять 3 ... 6 % от нормальной подачи насоса, а ее подогрев по сравнению с откачиваемой водой не должен превышать 2 °С; при нормальной затяжке сальников из них должно вытекать до 0,5 л/мин воды; температура нагрева подшипников не должна превышать 80 Со; большие колебания стрелок вакуумметра и манометра могут быть вызваны подсосом воздуха через неплотности подводящего трубопровода и явлениями кавитации в результате превышения допустимой вакуумметрической высоты всасывания и засорения приемной сетки.
На главных водоотливных установках необходимо вести «Книгу осмотра и учета работы водоотливной установки».
В процессе эксплуатации водоотливной установки на внутренних стенках трубопровода откладываются твердые осадки, так как в воде содержатся примеси — кремнезем, глинозем, окислы железа.
Для очистки труб от осадков необходимо периодически спускать воду из става и промывать сверху струей нейтральной воды под давлением.
Очистка труб производится также с помощью пустотелых шаров-ежей или специальных снарядов, которые перемещаются в трубопроводе под действием движущейся воды и разрушают твердые осадки на стенках труб. Для чистки труб применяют шарошки, подвешенные на канате, которые с помощью лебедки несколько раз перемещаются по трубопроводу. При этом опорное колено трубопровода должно быть снято.
На шахте один раз в год во время нормального притока и один раз в год во время усиленного притока производят замеры количества воды и ее химический анализ.
Приток воды по шахте можно измерить, определив скорость воды в канавке. Для этого необходимо иметь прямую канавку постоянного поперечного сечения длиной 100 ... 150 м. По времени движения поплавка в канавке определенной длины находят скорость движения воды. По пяти—восьми замерам необходимо определить среднее значение скорости vср. Количество протекающей воды получают умножением vср на поперечное сечение Fв воды в канавке.
Приток, измеренный в тоннах и отнесенный к тонне добычи, называется коэффициентом водообильности шахты. В Донбассе он достигает 7, в других бассейнах — до 40. Гидрогеологию шахты характеризует также коэффициент удельной обводненности — среднечасовой приток, отнесенный к 1 км поддерживаемых выработок.
В шахтной воде могут быть растворены соли кальция и магния, которые оседают на поверхностях проточной части насоса, а также примеси соляной или серной кислоты, разрушающие чугунное и стальные детали установки.
Степень насыщения воды солями кальция - и магния измеряется в градусах жесткости. Под градусом жесткости понимают содержание 10 мг окиси кальция или 14 мг окиси магния в 1 л воды. Вода до 10° жесткости называется мягкой, а свыше — жесткой.
Химические свойства воды — степень насыщения ее кислотами и щелочами оценивается водородным показателем рН. Вода считается слабокислой при рН = 5 ... 7 и сильнокислой — при рН<5; при рН = 8 ... 10 вода слабощелочная и при рН >10 — сильнощелочная.
В связи с вредным действием жесткой и кислотной воды на элементы водоотливной установки необходимо: а) при жестких водах очищать детали насосов и трубопроводов (что практически весьма трудно), при кислых водах — изготовлять насосы из кислотоупорных материалов и футеровать трубопроводы (что удорожает стоимость установки); б) нейтрализовать воды.
Для очистки жесткой воды к ней перед поступлением в насос в известной пропорции, установленной анализом воды, добавляют известковое молоко. При этом осадок из воды выпадает в резервуар, где происходит смешивание воды и известкового молока. Вода, содержащая кислоту, может быть нейтрализована известью, известковым молоком или каустической содой. Широкого применения нейтрализация шахтных вод не получила из-за сложности ее выполнения.
Планово-предупредительный ремонт водоотливной установки заключается в проведении операций текущего и капитального ремонтов.
Объем работ при ремонтах устанавливается по результатам осмотров, которые производятся ежедневно обслуживающим персоналом и не реже одного раза в неделю — главным механиком. В «Книге осмотра и учета работы водоотливных установок» записываются обнаруженные дефекты и меры по их устранению.
Текущий ремонт включает: наружный осмотр, подтяжку ослабших креплений, устранение мелких дефектов; смену набивки всех сальников насосов и задвижек; промывку подшипников насосов; осмотр электрической и контрольно-измерительной аппаратуры с проверкой правильности показаний всех измерительных приборов; осмотр всех кранов (воздушных, спускных и т. д.) и их притирку, осмотр болтов и резиновых втулок соединительных муфт, разбор двигателя и очистку статора и ротора от пыли.
На основании текущих ремонтов составляется список дефектов, подлежащих устранению при капитальном ремонте.
При капитальном ремонте к перечисленному для текущего ремонта добавляется: очистка от осадков рабочих колес, направляющих аппаратов, корпуса и вала насоса, замена износившихся рабочих колес, уплотнительных колец, диска гидропяты, направляющих аппаратов, вала, подшипников и т, д., после сборки насоса — проверка правильности работы его в течение 2 ... 4 ч.
Чередование ремонтов и промежутки времени между текущими и капитальными ремонтами устанавливаются в соответствии с графиками планово-предупредительных ремонтов.
Текущий ремонт выполняется бригадой слесарей электромеханической службы шахты, а капитальный ремонт — рудоремонтными заводами.
При испытании водоотливной установки исследуют основные показатели: подачу насоса; высоту всасывания; напор; мощность насоса; КПД насоса и всей установки; частоту вращения вала насоса; температуру подшипников; характеристику центробежного насоса.
Подача насоса может быть измерена с помощью дифманометра и ссужающих устройств.
Мощность насоса определяется замером мощности Nзд на зажимах двигателя согласно формуле: Ν = Νз.д ηд ηп.
КПД насоса находится как отношение полезной мощности насоса к мощности насоса.
КПД насосной установки равен произведению КПД насоса, КПД двигателя и КПД трубопровода:
(1.31)
и представляет собой отношение полезной мощности, потребной для транспортирования воды на высоту Нг, к мощности, измеренной на зажимах двигателя насоса.