Рис. 2.24. График для определения ко эффициента ф
число иглофильтров в установке; <р — коэффициент потерь на пора во всасывающей системе установки, сут2/м. Зависит от расстояния между иглофильтрами 2о и длины наибольшей вет
ви всасывающего |
коллектора /в и может |
быть определен |
из |
|
графика рис. 2.24; |
2о — расстояние |
между |
иглофильтрами, |
м; |
Ф — коэффициент |
фильтрационного |
сопротивления, м-1. |
|
|
Для стандартных фильтровых звеньев диаметром 0,07 м и длиной водоприемной части 0,8 м числовые значения Ф в за висимости от расстояния между фильтрами принимаются рав ными:
|
2а, м |
0,75 |
1,5 |
2,25 |
3 |
|
|
|
|
|
Ф,- м—‘ |
1 |
|
0 ,8 |
0 ,7 |
0,65 |
|
|
|
т' — высота потока на линии иглофильтров |
(при напорном по |
||||||||
токе т'=т, при безнапорном |
т=Н —5 ), м; т.— мощность на |
||||||||
порного |
пласта, “М; пу— число |
иглофильтровых |
установок; |
R — |
|||||
радиус |
влияния установки |
'( м) |
определяют |
по |
формулам |
||||
(2.3) — (2.6); А — приведенный |
радиус |
водопонизительной |
уста |
||||||
новки, принимаемый для линейных установок |
Л = 0, |
для |
кон |
||||||
турных |
определяют по формулам |
(2.7) — (2.9). |
|
|
|
||||
Водоприток к одной установке |
|
|
|
|
|
|
|||
QB = Qlny, |
|
|
|
|
|
|
|
(2.13 |
|
где Q— приток воды ко всем иглофильтровым установкам, ра ботающим на объекте, м3/сут.
Q определяется по формуле притока воды в глубокий и уз кий канал
Q= ^ III
где LH— общая длина иглофильтровой линии, м; q — удельный приток (приток к 1 м длины линейной установки), м3/сут.
Величина q зависит от режима движения подземных вод и определяется по формулам:
при напорном движении подземных вод
q = 2km (H—2Л)//.Х;
при безнапорном движении подземных вод
q= k{H *-Z\)ILt,
где |
Zn— H— ( 5 + 1 ) — уровень |
воды |
в воображаемом канале; |
L\ |
и La — дальность влияния |
иглофильтровой установки при |
|
напорном и безнапорном движениях |
подземных вод. |
||
Li= l / |
km |
-, |
|
|
|
|
v k^mx+ ft2/m2 |
|
|
|
|
||
где k и m — соответственно коэффициент |
фильтрации' (м/сут) |
|||||
и мощность |
водоносного' |
пласта, |
м; |
kt и |
т.\— соответственно |
|
коэффициент .фильтрации |
(м/сут) |
и мощность пород, лежащих |
||||
выше водоносного |
горизонта, м; |
k2 и т2— соответственно ко |
||||
эффициент фильтрации и мощность |
пласта ниже водоносного |
|||||
горизонта. |
|
|
|
|
|
|
Значения ki и k2 могут приниматься для супесей в преде |
||||||
лах 0,5—0,1 м/сут, для суглинков |
0,1—0,01 м/сут, для глин |
|||||
0,01—0,001 м/сут. |
|
|
|
|
|
|
L2=V ш щ
Общий приток к кольцевым водопонизительным установкам определяют по формулам:
при напорном движении подземных вод
л(H — Z„ ) .
Ч ~ |
In { R / А) |
’ |
при безнапорном движении подземных вод
^jtfe (Н2— z\)
^ |
In (R/ A) |
’ |
где |
|
|
Za = H - S . |
|
|
Зная |
общий |
приток к водопонизительным установкам Q, |
общую длину иглофильтрового коллектора Рк и удельный при
ток q, |
по номограмме |
(рис. 2.25) находят длину коллектора |
од |
||
ного |
агрегата /к, а |
следовательно, число установок |
(насосов) |
||
в системе и приток |
к |
одной установке (к одному |
насосу) |
по |
|
формуле (2.13).
В дальнейшем последовательно задаются значениями шага иглофильтров (2о=0,75; 1,5 и 2,25 м), определяют число игло-
фильтров И„ И приток ВОДЫ К одному иглофильтру <7пр, который t не должен превосходить допускаемого, определенного из гра фика (рис. 2.26).
Для каждого значения /ги, которому соответствует приток к одному иглофильтру, не превосходящий предельно допускаемо-
Рис. |
2 .25. |
Н омограмм а |
для оп |
Рис. 2.26. Зави си м ость предельно допу |
|
ределения |
предельной |
длины |
стимого притока к одном у иглофильтру |
||
всасы ваю щ его |
коллектора* на |
от коэффициента фильтрации водонос |
|||
один |
насосный |
агрегат |
у с т а |
ного слоя К |
|
новки |
Л И У -б |
|
|
|
|
Рис. |
2.27. Граф ическое |
определение 5 С и 2 а : |
/ — по |
формуле (2.11) или |
(2.12); 2 —' по формуле |
(2. 10)
го, вычисляют значения 5 С по формуле (2.11) или (2.12) и строят график значения Sc.=f(nH). Аналогичное построение вы полняют и по формуле (2.10). Получают две кривые (рис. 2.27), в пересечении которых определяются требуемые значения Sc и 2о, а следовательно, и число иглофильтров.
После определения Sc рассчитывают полную глубину по гружения иглофильтров /„ из зависимости
+
где /ф — длина фильтрового звена с наконечником, равная стан дартному иглофильтру, -у- 1,-2 м.
Основные параметры вакуумной водопонизительной систе мы с установками УВВ-2 определяют по методике, принятой для расчета иглофильтровых водопонизительных систем с уче том более высокого вакуума во всасывающем коллекторе.
Высоту всасывания Лвс принимают равной 9—В,5 м при водопонижении в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 1 м/сут и . равной 8,5—8 м в грунтах с коэффициентом фильт рации 1—2 м/сут.
Расчеты линейных эжекторных иглофильтровых установок й систем водопонизительных скважин включают в себя опредёление дебита одной скважины Qc; сниженный уровень на расстоянии х от линии эжекторных, иглофильтров Нх при од
норядном расположении скважин |
(рис. 2.28, а) |
или снижен |
|
ный уровень в центре сооружения |
hK при двухрядной |
схеме |
|
расположения эжекторных иглофильтров (рис. 2.28,6). |
Исхо |
||
дя из вышеназванных параметров, |
подбирают |
оборудование |
|
для водопонижения. |
1 |
|
|
Расчет осуществляют ' в следующей последовательности. |
|||
Задают необходимое понижение |
уровня грунтовых |
вод в |
|
центре установки S с учетом осушения грунтов на 0,5—1 |
м ни- |
||
Рис. |
2.28, Расчетная схема при однорядном и при двухрядном располож е |
нии |
иглофильтров: |
/ — неподвижный уровень вод;' 2 —пониженный уровень воды; 3 — иглофильтр
же основания выработки, iîo данным k, S и Н определяют ра диус действия установки по одной из формул (2.3)— (2.6). Зна чения дебита одной скважины Qc и понижение уровня грунто вых вод на линии расположения скважин Лл (эжекторных иг лофильтров) определяют путем совместного решения системы уравнений:
при безнапорном движении подземных вод
Q0=2qo
h \ = hc2 -\— |
k |
0,73 lg ~ ~ |
[ ; |
|
||
|
|
|
JIUQ |
( |
|
|
|
при напорном движении подземных вод |
|
||||
Qc == 2q'a |
|
|
2а |
|
|
|
K = K + ^ J 3 \ t |
|
|
||||
|
|
|
|
ndc |
|
|
где |
q=k(H2—НЛ2)[Я', q'—2km(H—hn)!R\ 2о — расстояние меж |
|||||
ду |
скважинами, м; |
hc — проектное понижение уровня |
воды в |
|||
скважине, м; dc — диаметр водопонижающей скважины |
(фильт |
|||||
ра), м. |
|
|
|
|
|
|
|
При однорядном расположении скважин величину Нх опре |
|||||
деляют по формулам: |
|
|
||||
|
при безнапорном движении подземных вод |
|
||||
Hx= V ( x l R ) { W - h \ ) + h \ ;
при напорном движении подземных вод
Нх = {хШ ){Н -К)+Ьл.
При расположении эжекторных иглофильтров с двух сто рон тоннеля сниженный уровень в центре его определяют по формулам:
при безнапорном движении подземных вод
К = V H 2~(q/k)R\
при напорном движении подземных вод
Глубина погружения эжекторного иглофильтра
К—Hi—Ас+ 1.
Расчет эжекторных водоподъемников сводится к определе нию подачи рабочей воды qp (л/с), ее напора на входе в эжек-
тор ftp (м), а также подачи рабочего насоса QP (л/с) и разви ваемого им напора # р (,м).
Указанные величины
ftp= 3 (Яп + Я„) +0,2qpHп;
Qp = 7р^и> #р = йр+ Aft,
rb,e do — диаметр сопла эжектора, см; Ни — расстояние по вер тикали от сопла эжектора до точки излива, м; Я в — величина вакуума, принимаемая для грунтов с /е< 1 м/сут .равной 9—8 м и 8—7 м для грунтов с f t ^ l —2 м/сут; Ah — общие потери на
пора в |
напорных трубопроводах |
водопонизительной установ |
|
ки, м; п,| — число иглофильтров. |
ЭИ-2,5 со стандартной на |
||
Для |
эжекторных |
иглофильтров |
|
садкой |
с диаметром |
сопла d0 = 0,7 см величины qp и ftp можно |
|
определять по номограмме, показанной на рис. 2.29.
Расчет кольцевых водопоиизительных установок ери строи тельстве стволов шахт сводится к следующему.
Определяют радиус влияния контурной установки
RQ— R Jr r>
где г — радиус установки, м; R — радиус влияния скважины, который определяется по формулам:
для напорного горизонта
# = 2SCY Hk\
Рис. 2.29. Номограмма для опреде ления подави рабочей воды qv и ее напора lip на входе в эжектор:
i — эжектор; 2 — фильтровое звено
для безнапорного горизонта
Я = 2 ] / Ш й , или
£ = 10Scy T .
Кроме этих формул, 'значение R может быть найдено дз за висимостей (2.5) и (2.6).
Зная R и Ro, определяют дебит отдельных водопонижающих скважин Qc и суммарный дебит всей водопонизительной уста новки Q.'
При напорных водах, находящихся в однородном пласте, де бит одиночной водопонижающей скважины
kmS0 |
(2.14) |
Q'с = 2,73 |
|
Ig Я — Ig rc |
* |
где rc — радиус водопонижающей скважины, м.
Понижение уровня воды в скважинах Sc при полном пере сечении ими водоносного горизонта принимают' равным высо те столба воды в водоносном горизонте над нижним водоулором.
Вслучае, когда скважины не полностью пересекают водо носный горизонт, понижение уровня воды в них может быть принято равным половине вскрытой мощности пласта плюс гидростатический напор.
Вбезнапорных водах, приуроченных к однородному плас ту, дебит скважины
Q = |
1,36ÆSC (2tf — Se) |
(2.15) |
|
lg f l o - l g rc
В том случае, когда работает ряд водопонижающих сква жин, дебит каждой из взаимодействующих скважин Q' опреде ляют по формулам, приведенным ниже,
Для группы из трех скважин: для напорного горизонта
_____ 2яkmSc |
ш |
4 “ ln[RV (4®*г0)] ’
для безнапорного горизонта
Q , _ nk ( 2 Я — S c ) S0
4 1п[ЯУ(4<т*гс )]
Для группы из четырех скважин: для. напорного горизонта
Q , __ 2nkmSc _
In [ R \ / ( \ / 2 ^ r c)]
ПО