Материал: Устройство, эксплуатация и ремонт шахтного оборудования.

Кроме названных видов насосных установок, в шахтах применя­ ют также специальные насосные установки для нагнетания воды з угольные пласты и для систем пылеподавления.

В настоящее время на шахтах широко применяется автоматиче. ское управление водоотливными установками.

§2. Насосы для главного

иучасткового водоотливов

Основными техническими параметрами насосов являются: подача (производительность)— объем воды, подаваемой насо­

сом в напорный трубопровод за единицу времени; напор (высота нагнетания) — расстояние по вертикали от оси

насоса до места слива воды из нагнетательного трубопровода; высота всасывания — высота подъема жидкости от ее уровня в

водоприемном колодце (водосборнике) до оси насоса;

коэффициент полезного действия — отношение полезной мощно­ сти к затраченной.

В угольной промышленности для главного и участкового водо­ отливов применяются преимущественно центробежные насосы, ус­ ловно разделяемые по:

конструкции корпуса — цельнокорпусные, секционные, спираль­ ные (с горизонтальным разъемом корпуса) ;

числу рабочих колес — одноступенчатые и многоступенчатые; расположению рабочего вала — горизонтальные и вертикальные. Применяемые в шахтах насосы в зависимости от напора разде­

ляют также на: низконапорные — до 0,5 МПа (50 м вод. ст.), сред­ него напора— 1—2 МПа (100—200 м вод. ст.) и высоконапор­ ные— 3—10 МПа (300—1000 м вод. ст.).

Одноступенчатые низконапорные цельнокорпусные центробеж­ ные насосы с горизонтальным валом предназначены в основном для участкового и вспомогательного водоотливов, а с вертикаль­ ным валом —для проходческого.

Многоступенчатые горизонтальные секционные центробежные насосы напором более 2 МПА (200 м вод. ст.) применяют для глав­ ного водоотлива. Там, где требуется высокая производительность (450 м3/ч и более), применяют горизонтальные спиральные на­ сосы.

Для главного и участкового водоотливов широко используются центробежные насосы ЦНС, К-60М и ЦНМ1-60-100.

По ГОСТ 10407—70 обозначения типоразмеров насосов рас­ шифровываются следующим образом: буквы — наименование насо­ са (ЦНС — центробежный насос секционный); цифры после букв — номинальная подача насоса (м3/ч); цифры после дефиса — напор в расчетном режиме при минимальном и максимальном числах сту­ пеней (секций). Буква «К» после букв ЦНС говорит о том, что на­ сос предназначен для перекачивания агрессивных вод (кислото­ упорный), а буква «Г» (насос ЦНСГ), что насос рассчитан на пере­ качивание загрязненной воды (грязевый).

Рис. 2.2. Рабочие колеса центробежных насосов:

о — закрытого типа (/, 2 — задний н передний диски; 3 — лопасти; 4 — втулка); б — откры­ того типа (У — задний диск; 2 — втулка; 3 — лопасти)

Центробежные насосы допускают последовательное и парал­ лельное включение.

Основными конструктивными узлами центробежного секционно­ го горизонтального насоса являются: рабочие колеса, вал, корпус, разгрузочное устройство, сальники (уплотнения) и подшипники.

Схема устройства трехколесного центробежного насоса приве­ дена на рис. 2.1. Насос состоит из вала 1 с рабочими колесами 2, 3 и 4, установленного в шариковых или роликовых подшипниках 5,6\ направляющих аппаратов 7, 8; всасывающего 9 и нагнетательно­ го 10 патрубков; уплотнений 11 и 12, размещенных на валу; разгру­

зочного устройства 13 в виде диска, закрепленного гайкой 14 На валу насоса и предназначенного для компенсации осевого давле­ ния, которое воздействует на вал с рабочими колесами вследствие разницы давлений на переднюю и заднюю стенки рабочих колее; муфты /5-для соединения с валом электродвигателя; корпуса 16 с трубкой 17 для отвода части воды из кольцевой полости 18; по­

ми из чугуна для неагрессивной воды, из хромоникелевой или хро. мистой стали, цементированного хромом чугуна, кислотоупорной ■бронзы и текстолита — для агрессивной (кислотной) воды.

Центробежные насосы ЦНС 60-50—250 и ЦНС 38-50—250 для участкового водоотлива, которые могут откачивать шахтную ней­ тральную загрязненную воду температурой не выше 40 °С с содер­ жанием твердых частиц не более 0,5% по массе при размерах не •более 0,2 мм, используются при притоках воды на участках от 20 до 50 м3/ч.

Конструкцию эти насосы имеют одинаковую, но с различным числом ступеней — от 2 до 10.

Насос ЦНС 60-50—250 (рис. 2.3) состоит из направляющих ап­ паратов 1, корпусов 2 направляющих аппаратов, крышек всасыва­ ния 3 и нагнетания 4, переднего 5 и заднего 6 кронштейнов. Корпу­ са направляющих аппаратов стянуты шпильками, в стыках уста­ новлены кольцевые резиновые уплотнения 7.

На валу 8 закреплены рубашка вала 9, втулка 10, рабочие ко­ леса 11 и детали разгрузочного устройства, включающего дистан­ ционную втулку 12, диск гидропяты 13 и регулировочные кольца 14, поддерживающие разбег вала в допустимых пределах. Для укреп­ ления этих деталей на валу служат гайка 15 и упорное кольцо 16, прижатое к заплечику вала 8. Опорами вала 8 являются два ро­ ликоподшипника 17 (№ 3612), камеры которых уплотнены сальни­ ками 18. Муфта 19 служит для соединения вала насоса с валом электродвигателя. В состав разгрузочного устройства входят так­ же втулка 20 и кольца разгрузки 21.

Пополнение подшипников смазкой производится через отверстия в кронштейнах, закрываемые пробками 22.

Большое распространение на шахтах для участкового водоотли­ ва получили консольные центробежные насосы К-60М (К-60). Их применяют также для откачивания воды из зумпфов стволов в во­ досборники. Подача насоса 60 м3/ч при напоре 0,2 МПа (20 м вод. ст.), мощность электродвигателя 7,5 кВт. Насос может откачивать загрязненную воду с содержанием взвешенных частиц размером до 1 мм (в количестве не более 0,3%) и твердых частиц до 5 мм.

Насос К-60М (рис 2.4) имеет рабочее колесо 1, консольно за­ крепленное на валу 2, спиральный корпус 3 с всасывающим и на­ гнетательным патрубками,два шариковых подшипника 4 (№308), закрепленных в стойке 5, и эластичную соединительную муфту 6.

Рис. 2.3. Участковый центробежный насос ЦНС 60-50—250

7,5 кВт на напряжение 380 или

660 В.

§ 3. Вспомогательные шахтные насосы

В шахтах для участкового водоотлива при проходке уклонов, горизонтальных выработок и вертикальных стволов, для откачки воды из зумпфов, очистки водосборников от шламов, заливки глав­ ных насосов и других целей используются вспомогательные насосы различных типов: центробежные, спиральные, секционные, консоль­ ные, турбонасосы, насосы объемного действия (поршневые и вин­ товые) с приводом от электро- и пневмодвигателей. Наибольшее применение как вспомогательные получили забойные турбонасосы Н-1М, электронасосные одновинтовые агрегаты 1В6/5-5/5, 1В20/5- 16/5, 1В20/10-16/10, одноступенчатые центробежные насосы типа Д, горизонтальные консольные насосы типа К, шламовые насосы 5В-9 и ВШН-150-1, насосы для перекачивания гидросмесей 6Ш8 и 6Ш8-2, суспензионные насосы ЮС-8 и 8С-8.

Забойный турбонасос Н-1М (рис. 2.5), работающий от турбин­ ного пневматического двигателя, используется для откачки воды в водосборник при проходке вертикальных стволов, уклонов и го­ ризонтальных выработок. Турбонасос заключен в корпус 1 с крышкой 2. Крышка отлита заодно с ручкой, в которой выполнен выхлопной канал 3 для удаления отработавшего воздуха. В корпу­ се имеется предохранительный клапан 4 с пусковой рукояткой 5, яри нажатии на которую пружина 6 предохранительного клапана отходит от седла 7, и сжатый воздух, подведенный к штуцеру 8, поступает сначала к соплам 9 пневмотурбины, а затем к лопаткам венца 10 ротора, снабженного рабочим колесом 11.

Нижняя часть корпуса турбонасоса выполнена в виде спираль­ ного отвода с напорным патрубком 12, к которому присоединены водонапорный шланг и шланг 13 для подвода воды в полость рези­ новой диафрагмы 14 предохранительного клапана. Давление воды на диафрагму удерживает клапан в открытом состоянии после пре­ кращения нажатия на рукоятку 5.

Рис. 2.5. Турбонасос H-IM

Венец ротора закреплен на стальном стакане 15. Опорами рото­ ра являются шариковые подшипники № 205 и № 60206, посаженные на оси 16.

Уплотнения рабочего колеса — щелевые, образованы растру­ бом 17, втулкой 18 и поясками рабочего колеса. Со стороны всасы­ вания рабочее колесо закрыто сеткой 19.

Подача «acoca Н-1М составляет 25 м3/ч; напор — 0,4 МПа <40 м) ; расход сжатого воздуха 6 нм3/мин; масса 30 кг.

Электронасосные одновинтовые агрегаты 1В6/5-5/5, 1В20/5-16/5

и1В20/10-16/10 предназначены для откачки чистой и загрязненной жидкости с содержанием механических примесей до 5% (по массе)

ипри кинематической вязкости до 0,1 м2/с. Подача насосов от 5 до 16 м3/ч, напор от 0,5 до 1 МПа (от 50 до 100 м вод. ст.), мощность

электродвигателя от 1,5 до 7 кВт.

Конструктивно электронасосный одновинтовой агрегат (рис. 2.6) состоит из стального винта 1, резиновой обоймы 2, всасывающего 3 и опорного 6 корпусов, стянутых шпильками 4. В цилиндрической части винта имеются расточки под головку карданного вала и от­ верстия под пробки для крепления пальца 5, связывающего при­ водной вал 7 с винтом. В сальниковой коробке вала имеется саль­ никовая набивка 8. Крутящий момент от электродвигателя к винту передается посредством втулочно-пальцевой муфты 9, пальца 10 и карданного вала И.

Уплотнительные кольца 12, 13 предохраняют карданный вал от проникновения воды.

Опорами приводного вала служат радиально-упорные подшип­ ники № 46310 или № 46308 и радиальные подшипники № 409 или

Рис. 2.6. Электронасосный одновинтовой агрегат

№ 302. Для смазки подшипников применяют масло индустриальное 50 или АСП-10, которое заливают в ванну 14 через отверстие, за­ крытое пробкой 17.

Для регулирования подачи насоса служит перепускное устрой­ ство, которое состоит из труб 15 и проходного крана 16, соединяю­ щих всасывающий и опорный корпусы.

Одноступенчатые горизонтальные центробежные насосы типа Д

55 м вод. ст.); шламовые насосы 6Ш8 и 6Ш8-2 соответственно 150, 250 м3/ч и 0,33 и 0,54 МПа (33 и 54 м вод. ст.) ; суспензионные на­ сосы соответственно от 360 до 610 м3/ч и от 0,36 до 0,59 МПа (от 36 до 59,5 м вод. ст.).

§ 4. Углесосы

Углесосы — аппараты, предназначенные для подачи воды в тру­ бопроводы при гидроподъеме угля на гидрошахтах. С помощью углесосов можно транспортировать угольную гидросмесь (пульпу) при отношении массы угля крупностью до 100 мм к массе воды не более чем 1:5. На гидрошахтах, где осуществляется гидроподъ­ ем добытого угля, вода из подземных выработок поступает в при­ емный пульповодосборник, размещаемый в околоствольном дворе. Кроме приемного пульповодосборника, куда поступает и транспор­ тируемый уголь, на гидрошахтах сооружают аварийные пульповодосборники вместимостью, рассчитанной на восьмичасовой нормаль­ ный приток шахтных вод и максимальное количество воды и пуль­ пы, которые могут содержаться во всех пульпопроводах шахты.

Углесос 10У4 (рис. 2.7), представляющий собой горизонтальный одноступенчатый центробежный насос консольного типа, с осевым подводом пульпы, состоит из спирального корпуса 1; станины 2, внутри которой смонтирован приводной вал 3, установленный на радиально-сферическом 4 и радиально-упорном 5 подшипниках, и рабочего колеса 6, закрепленного на валу 3. Подшипники разме­ щены в масляной ванне, которая защищена от попадания в нее перекачиваемой гидросмеси лабиринтным уплотнением 7 и резино­ вой манжетой 8. Для уменьшения износа всасывающего патрубка 9 перед рабочим колесом установлен направитель утечек 10. На всасывающей стороне углесоса смонтированы диск 11 и крышка 12, в корпусе сальника 13 имеется сальниковая набивка 14. Разгру­ зочный трубопровод 15 служит для снижения осевого усилия, пере­ даваемого на радиально-упорный подшипник 5. Вал приводного электродвигателя присоединен к валу углесоса посредством вту­ лочно-пальцевой муфты 16.

Углесос 10У4 служит для транспортирования угольной гидро­ смеси с соотношением твердого к воде по массе 1:6 или менее. Крупность твердых материалов для этого углесоса должна быть