К вопросу формирования исходных данных по обоснованию притоков воды в горных выработках шахт и рудников Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

дизельном топливе или электрическое отопление. а в ближайшем будущем, когда цены на энергоносители сравняются с европейскими, они станут бесспорными лидерами.

Выводы

Использование теплового насоса в качестве источника получения высокопотенциального тепла позволит значительно повысить энергоэффективность за счет снижения энергопотребления, повысит безопасность получения нмеокппотенциялкного тепла, я также

снизит загрязнение окружающей среды в процессе эксплуатации.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. АндрющенкоА. //. Сравнительная эффективность применения тепловых насосов для пентрати-зованного теплоснабжения //11ромышлейная энергетика. 1997. №6. С. 2-4.

2. Везиришвипи О 111., МеяадзеН. В Энергосберегающие теплонасосныс системы тепло- и хла-доснабжения.М.: МЭИ. 1994. 160 с.

3.МиняевЮ. Н. Энергосбережение при произ-годстпе к распределении сжатого иоядуха на про-мь шлейных предприятиях. Екатеринбург, 2002.

УДК 622.532

К ВОПРОСУ ФОРМИРОВАНИЯ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ПО ОБОСНОВАНИЮ ПРИТОКОВ воды в ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ ШАХТ И РУДНИКОВ

А. В. Угольников, Д. С. Стожков

При проектировании комплексов главного шахтного водоотлива учитывается множество различных факторов, но основным яатястся приток волы. Приток води оказывает существенное влияние на надежность и эффективность функционирования шахтного водоотлив!, поэтому одним из основных вопросов яатястся формирование по нему исходных данных.

Ключевые сюва: шахтные притоки, водоотливные установки, объем водосборника, объем воды в водосборнике, время заполнения и время полного освобождения рабочего объема водосборника.

In designing of principal mine dcwatcring systems maiy various factors are taken into consideration, but the main of them is water inflow. Water inflow has a significant impact on reliability and efficiency of mine dcwatcring. so one of the main issues is formation of initial data on it.

Key words: mine inflows, dewatering installations, volume of water header collector, volume of water in collector, the time of filling and complete emptying of working volume of water reservoir.

При всем многообразии факторов и переменных, характеризующих функционирование комплексов шахтного главного водоотлива. основополагающим является приток воды (2 (1) на водоотливном горизонте шахты или рудника. Изменения притока воды (иногда весьма значительные) оказывают решающее влияние на надежность и эффективность функционирования всего комплекса шахтного водоотлива.

Формирование величины QПf>(l) является случайным процессом, зависящим от множества факторов, трудно поддающимся учету. Рассмотрим методы формирования этой величины. Известно, что среднегодовой приток зачастую определяется по выражению

0пр=СА1д, (1)

где А1 - годовая производительность шахты, тыс. т; <7 - коэффициент водообильности мес-

торождения, м'/т; С - коэффициент пропорциональности.

Если рассматривать зависимости притоков воды в функции времени, то, например, для угольных месторождений величина дебита одного «большого колодца» (метод, предложенный С. В. Троянским [2. 3))

.... 2 пКН'

, (2)

где К - коэффициент фильтрации рассматриваемых водоносных слоев; И - мощность водоносного пласта; Б - параметр, определяемый по выражению

Б = -£.

"А')'

(3)

где р - радиус «большого колодца»; ау - коэффициент уровнепроводности пласта; / -время, необходимое для осушения рассматриваемого водоносного пласта; £- символ интегральной показательной функции.

В работе [4] на основе статистических данных среднемесячного водопритока в течение года для некоторых угольных шахт установлены зависимости в функции времени /.

Так, например, для ш. «Денисовская» (11е-рюнгриуголь) получена зависимость

(?„(') = -4,3/' + 79,1/1 - 338,5/ + 446,5, (4)

где / - порядковый номер месяца в году начиная с января;

дзя ш. «Восточная» (Приморскуголь)

<?„(') = -°-03'4 + Ы'1" ,2'2/1 + 45-9' +135-5'

(5)

дзя ш. «Северная» (Ургауголь)

= -0.5/' + 9,0/: - 38.0/ +190.4. (6)

В выполненном нами исследовании зависимости по медноколчеданному месторождению рудника «Узсльгинский» (ОАО «Учалинский 1'ОК») установлено:

Й»(0 = ]{) -1-603/2 + 20,531/ + 253,643.

(7)

Г рафически данная зависимость представлена на рисунке.

Кроме этого, шахтные притоки претерпевают различные изменения в основном колебательного характера относительно среднегодовой линии тренда. По данным работы |1], эти колебания для условий срсднеобводнен-ных месторождений могут составлять от 10 до 40 м'/ч в течение месяца, обусловливая нестационарность случайного процесса формирования £>.,(/) в течение года и месяца. Однако если работу водоотлива £>_,(/) рассматривать в рамках определенных циклов, то вполне допустимо простейшее прогнозирование постоянства притока внутри каждого цикла [ I). Поэтому для обоснования технических решений в области шахтного водоотлива и параметров водоотливных установок необходимо, прежде всего, установление средне-

Завмснмость по Узельгимскому руднику: / - жеиеричешаii.hu, 2 - аппроксимированная

часового нормального и максимального притоков цикла. Естественно, что при этом важным моментом является обоснование принятия самого цикла, в рамках которого было бы допустимо прогнозирование притока постоянной величины.

Современные схемы компьютерного управления насосными агрегатами (ПА) в режимах реального времени требуют определения достаточно точного времени заполнения рабочей емкости водосборника после отключения агрегата и ее освобождения после включения агрегатов (одного или нескольких на параллельную работу).

Если объем воды в водосборнике в течение времени в первом случае будет в общем виде изменяться по зависимости

^ = (8)

где /,,/,— время соответственно отключения НА и полного заполнения водой рабочей емкости водосборника, то во втором случае

= ^-}[&♦-(9)

где - время включения 11А (или группы 11А) в работу; /, - время отключения агрегатов при полном освобождении рабочей части водосборника; ()* - фактическая подача насосных агрегатов.

Решение уравнений (8) и (9) нг. основе конкретных сформированных исходных данных может обеспечить получение доста-

точно точных данных по времени заполнения А/, = Л -1] и времени полного освобождения рабочего объема водосборника А/, = /,-что является основой для формирования наиболее эффективных суточных графиков нагрузки водоотливных станций, особенно в условиях обеспечения ими внепикового элекгропотреб-ления. Является это также основой решения вопроса о необходимом увеличении рабочего, а следовательно, и строительного объема водосборника с целью обеспечения его достаточности для заполнения в часы максимумов нагрузки электросистемы (ЭС).

Последнее особенно важно для перевода водоотливных установок в режим регуляторов нагрузки ЭС потому, что только когда установки обладают избыточными гидравлическими мощностями по сравнению со значениями, нормируемыми Правилами безопасности, может быть достигнут максимальный эффект в плане экономии затрат за электропотребление.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Автоматизация производственных процессов угольных шахт! Н. Г. 11оиович. Г. И. Данильчук и др. Киев: Высшая школа, 1978. 335 с.

2. Методы расчета общего притока воды в шахты угольных месторождений / В. Д. Бабушкин, С. П. Прохоров и др. М.: Недра, 1964. 123 с.

3. Троянский С. В. Методы определения общего притока рудничных вод // Научные труды МГИ: сб. № 18. М„ 1957. С. 69-74.

4. ФеофановГ. Л. Особенности подготовки очистного фронта в сложных гидрогеологических условиях // Уголь. 2010. № 12. С. 54-57.