Введение к работе
Актуальность работы определяется тем. что проблемы экономического развития Украины тесно связаны с совершенствованием энергетической базы, которая, в свою очередь, сильно заг.исит от состояния угольной промышленности Донбасса.
Хотя, в силу ряда факторов объективного характера, в настоянеє время существенно осложнилось финансовое состояние отрасли в целом, альтернативы углю, как энергоносители, на Украине пока нет. Поэтому задачи, связанные с "выживанием" каждого отдельного предприятия и всего угольного бассейна, могут реваться только путем повышения рентабельности пахт и конкурентноспособности продукции за счет снижения ее себестоимости. Последнее возможно на основе применения новых перспективных технология, еысокол степени механизации и автоматизации процессов. К сожалению, тенденции изменения горно-геологических услов:й на шахтах Донбасса (как и любого другого длительно разрабатываемого месторождения) таковы, что их влияние на отмеченные задачи косит ярко выраженный негативный характер.
К примеру, средняя глубкнч шахт в Донбассе за последние 20 лет удвоилась и составляет в к;.стоящее время порядка 800 м. В связи с этим растут модности подъемных установок, вентиляторов, создаются или расширяются системы кондиционирования воздуха, что приводит к резкому повышешто себестоимости угля. С увеличением глубины наблюдается и увеличение обкешахтного водопритока, который на некоторых пахтах достигает 400 м3/час и более. В результате повышаются мощности иахтных водоотливных установок и возрастает их роль как важного элемента технологического комплекса вахты, обеспечивающего эффективное функционирование есєго предприятия.
На вахтах ПО "Донецкуголь" основными насосами главного водоотлива являются насосы ЦНС 300-120...600, параметры которых требуют применения ступенчатой схемы откачки и иногда параллельной работы Еасосных агрегатов. В этих условиях должна быть обеспечена повывенная надежность каждого элемента рассматриваемой гидросистемы.
Как показывает анализ результатов эксплуатации главных иахтных водоотливных установок, отказы в их работе в большинстве
случаев, в прямом или косвенном епдє, СЕлза»ы с гидравлическими ударам;: в напорных трубопроводах :ілі; нарушениями во ЕсасцваздеЯ лик;'.;!. При этом в одних случаях происходят разгєрк^тасация става или срыв подач;;, а в других - возникай? неисправности насоса, которые Екражаютсл в кзритацпошюм износе и разрушении рабочих колес, скесекп: разгрузочного диска, обриве крокгаЯна подшипника со стороны нагнетательного патрубка. Поэтому сзверценствовашю Есесыьащей линии и обеспечение надетого функіиокгрования установки б переходных рэжмах является важнейшей задачей, в решении проблем улучшения работы водоотливного комплексе.
ІРхь тбатм - изучение закономерностей дшакичэскпх ігроцос-гов б трубопроводах шахтных водоотливных установок и создание на ."той основе эффективных средств завіти гидросистем от гидразли-чэскнх. ударов, причем в гидросистему Еключазтся и всасквеицая
ЛИНИЯ.
"ідея работа состоит ь прик;кексі для закаты гидросистем ьодоотливпсд установки от гидрзьличьскпх ударов устройства, фзр-[«груд-его интерференционную водлу, гасяцуи колебания давдешя в напорко." трубопроводе, з комплексе- с использованием открытой ьоасквандэи линии.
Научнее положения . Екносимие на защиту.
-
Доказано, что гидросистема шахтного водоотлива козет бить зсгдиг.ена от гидравлического удара устройством, Форкяругсцкм китар-фср-зкпкоішую волну в напорном трубопроводе.
-
Пр.длоясэка цатодпка выбора параметров гадропневматичэско-го аккумулятора (П1А;, как устройства, форілірукдого интерференционную Еодну, что позволяет суцесгЕзныо снизить необходимей объем газовой полости.
3. Доказано, что при гидравлическом ударе в гидросистеме
еодоотл-'вноГ; установки, построенной по традиционной схемо, во
ЕсасивакдеЯ .юшии возникает импульс повиданного дэвлония.
4. Подтверждено, что применение бакового аккумулятора
исключает негативное влияние гидравлического удара на всасыващую
лпкпз еодоотлизноП установки .
5. Разработана методика, позволяющая выбрать !»;кнималыю не-
обховдакй обіем бакового аккумулятора для конкректных параметров всасывакщеп л;шш.
Обоснованность іі достоверность научных положении, виводов и рекомендаций подтверждается:
- результатами исследования с использованием современней
теории неустрнзвигсегося движения іядкости, законов гщромехшга-
ки, термодинамики и теоретической механики;
результатам! грвфо-анэлктпческих расчетов, втолнетпшх при общепринятых допущеннях;
результатами экспериментальных исследований, проводенними на прсмыплешюл установка с использоьаь*ием современного регистрирующего оборудопзгаїя к обработаншл-гл по стандартным методикам;
- итогами длительной експлуатація водоотливных установок,
оборудованных баковими аккумуляторами и разработанными средствами
защиты от гидравлических ударов.
Научное значение работа заключается в более глубоком познз-іпіі! особенностей дн-нсмнчзсккх npoueccoa в nsnopmix трубопроводах водоотлпзноя установки, их влияния на состояние потока підксстп во всзсывапаей линии, изучении ззксномэрностей процесса заполнения водой всаенважеп линии при луско пзссснсго агрегата, установлении особоїшостоЯ пуправлического удзрэ в водоотливной установке, позволяющие использовать для ее защити ::ктзрГероііц.:я волн. Установленные закономерности являются тоорекпзскон основой создєшія кмятешгонгих моделей гсоре-одтшз процессоз в гпдрзеистэ-!,:е водоотливной установки, которчэ слуяэт оскевз'гпем для предлэ-гэдшагх методта виборз паргметрез средств зг.^ити ст гсцтразлшмег.к ударов и бакових аккумуляторов.
Практическое значение рабо?:! состоит в следующем.
І. З разработке:
- ігсїтзцкошмх моделей динамических процэссоз, ПОЗВОЛЯЙСЯ
определять параметри переходных процессов з гидросистеме зодоот-
дивноЗ установки (снпсййнноЗ преддокешгжл средства:"! заливки
насоса и зесяти от підроудароз) и, па осново нх екзлиза, налги
основные харзкторисппси устройства формирующего гаторйэретщкокну»
волну н бакового аккумулятора:
- нового технического ренеігля гасителя гидравлических
удароз, вшолкеїшого в виде гидрогшевноаккумулятора малого обго-
кз, Сормирущего пытерференционнуй вошіу заданных параметров:
-
В использовании комплексного подхода к решению проблемы зоріти гадросистэкы водоотливной установки от гидроударов.
-
В упрощении алгоритме работы cxt:&t автоматизации водоотлива.
-
В спинений, примерно на I5S, объема работ по ремонту и сослужиаанив насосных установок пахткого водоотлива, снабкешых предлагаемыми средствами защиты.
-
В освоєная серійного выпуска бакових аккумуляторов. Параметры KOTOpUX рЕСЧКТЫЕЕВТСЛ по разработанной изтодкке.
Роалкзвцзл результатов работы. Практически результаты работа использованы на главной водоотливной установке иахты "Октябрьская", а всасывавдю лхшш с баковым аккумулятором предложенной конструкции эксплуатируюгся на 10 шахтах ПО "Дсдоцхуголь".
Программное обеспечение ЭВМ длл спродолошія параметров бакового аккумулятора и ГПА малого объема используется в объединен;:;! "Докецкуголь" и Оудат передано в институт "Доіггапроаахт" для
ПрЗКТИЧОСКОГО ПрККЭНбНЯй.
Икитацпощше модели для определения параметров гидравлического удара использованы в базо д&шох службы главного механика ПО "Допецкуголь" и Донецким государственным техническим университетом при подготовке студентов по специальности "Горные мыаины и ко:.яло1:сы".
Апсобацая работы. Основные положения диссертации докладывались на 1-й ВсоссьзноП конференции "Динамические процессы в горных каиинах и стационарных установках", г.Тбилиси, 19Э0 год, на техническом СоЕвте ПО "Донецкуголь" в 1991 г., на научно-техническом совете каш,! ку..Федорова М.М. в 1994 г., на совместном заседании кафедр "Рудничные гкдрошювмэтическиа установки и гидравлика" и "Рудничные подъемные установки" Донецкого государственного технического университета ь 199-і г.
Публикации. По тнмз диссертации опубликорано 7 научных работ, в тогл числе получено 2 азторских свидетельства.
Объем и структура работи. Диссертация состоит из введения, пята глав и заключения. Она содеркиг 145 страниц машинописного текста, вшшчаот 31 рисунок, 2 таблицы, список литературы из 68 наименований, І ггрішженив на 36 страницах.