SPIS TREŚCI

I. Założenia

Kopalnia usytuowana jest w południowo-zachodniej części Polski. Między: Piławą Dolną, Piławą Górną, Owiesnem, i Przedborową. Jest to teren nizinny, bardzo słabo zalesiony. Lasy występujące są to lasy sosnowe. Przez kopalnię przepływa jeden z dopływów Piławki. Wschodnia część kopalni leży na niewielkim wzgórzu (315,4 m.n.p.m).

II. Dane projektowe

• w_r = 630000 [t/rok]

• γ = 2,3 [g/cm³]

• m_śr = 7 [m]

• H₀ = 10 [m]

• Pr = 600 [mm]

• P_1% = 80 [mm/d]

• μ = 0,06

• k = 2,1 [m/d]

• ω = 0,1 - Pr [m/d]

• piaski gliniaste

• zwierciadło napięte

• A_c = 7556875 [m²]

• A_d = 5231875 [m²]

• A_m = 2325000 [m²]

• L_dol-A = 3287,5 [m]

• L_A-B = 1250 [m]

III. Cel projektu

Celem ćwiczenia jest zaprojektowanie odwodnienia kopalni odkrywkowej. Pierwszą czynnością jest wyznaczenie zlewni wód powierzchniowych, a następnie obliczenie dopływów powierzchniowych oraz dopływów podziemnych. Następną czynnością jest rurociągu tłocznego i ssawnego oraz dobór odpowiedniej pompy.

IV. Obliczenia

1. Roczne postępy wydobycia

wyrobisko podzielono na 9 pól co zostało pokazane na mapie nr 2.

pole 9 obliczono ze wzoru

Całkowity czas eksploatacji wynosi 8 lat i 2 tygodnie.

2. Obliczenia przepływów maksymalnych o prawdopodobieństwie wystąpienia raz na 100 lat.

1. obliczenie czasu dobiegu korytem cieku

L - długość rzeki

v_r - prędkość przepływu korytem rzeki, przyjęto 0,5 m/s.

2. czas spływu po stokach

B_z - szerokość zlewni

v_s - przyjęto 0,2cm/s

Znając T_s i T_r dla punktu A i B odczytano z tabeli IV: wartości B₁ w funkcji czasu dobiegu korytem T_r i czasu spływu po stokach T_s.

	A	B
Tr	109,5	151,25
Ts	132,6	69,4
B1	0,0315	0,0284

3. współczynnik spływu

został dobrany z tabeli III: współczynniki C wg. Bernarda

C₁ = 0,22

C₂ = 0,4

C₃ = 0,12

4. współczynnik λ

dobrano z tabeli V przy założeniu, że powierzchnia zlewni jest mniejsza od 10 km²

λ = 1

3. Obliczenia przepływów maksymalnych o prawdopodobieństwie wystąpienia raz na 10 lat.

P_10% = P_1% ⋅ 70%

P_10% = 56 mm/d

λ = 0,43

Qp1%A	Qp1%B	Qp10%A	Qp10%B
3,73	3,51	1,11	1,05

Q_pmax = 3,73m³/s

4. Obliczenie możliwości przepływu w kanałach otwartych.

m B

y x H b_śr 1:2

b

F - pole przekroju

v_max - prędkość maksymalna przepływu należy przyjąć 1m/s

H- napełnienie koryta 1m

m = H⋅ 2 =2[m]

z twierdzenia Talesa

m

x

y 0,5H

b = b_śr - 2⋅ x

b = 3,73 - 2⋅ 1 = 1,73[m]

B = b + 2m

B = 1,73 + 2⋅2 = 5,73[m]

z twierdzenia Pitagorasa

y² = H² + m²

5. Obliczenie obwodu zwilżonego

y

b

u = 2y + b

u = 2⋅ 2,24 + 1,73

u = 6,21 [m]

6. Promień hydrauliczny

7. Spadek hydrauliczny

8. Średnia prędkość przepływu wody w kanale

• wzór Chezy

• c jest to współczynnik prędkości Chezy- Ven Te Chowa

współczynnik w zależy jest od szorstkości koryta, założono że koryto jest średnio gładkie. Materiał obudowy ścianek i dna to mur z grubego kamienia dlatego w = 0,46.

9. Maksymalny przepływ

Q_mobl > Q_pmax

10,92 > 3,73

10. Maksymalny dopływ powierzchniowy do kopalni

t - czas spływu 32h

v - objętość pompowanej wody

A_m - powierzchnia małej zlewni 2325000m²

F_skarp = 30% ⋅ F_odk

F_dna = 70% ⋅ F_odk

Ψ_skarp =0,55

Ψ_dna = 0,4

Ψ_m = 0,3

Rok	Fodk [m^2]	Fdna [m^2]	Fskarp [m^2]
1	38715	27100,5	11614,5
2	76985	53889,5	23095,5
3	116045	81231,5	34813,5
4	158825	111177,5	47647,5
5	203675	142572,5	61102,5
6	238175	166722,5	71452,5
7	270935	189654,5	81280,5
8	294510	206157	88353
9	295210	206647	88563

rok	Fskarp [m^2]	Fdna [m^2]	Fodk [m^2]	Ψśr	v [m^3/d]	Qpow [m^3/d]
1	11614,5	27100,5	38715	0,302	655,56	20,48
2	23095,5	53889,5	76985	0,304	1313,38	41,04
3	34813,5	81231,5	116045	0,307	1994,35	62,32
4	47647,5	111177,5	158825	0,309	2750,72	85,96
5	61102,5	142572,5	203675	0,311	3554,95	111,09
6	71452,5	166722,5	238175	0,313	4181,04	130,65
7	81280,5	189654,5	270935	0,315	4781,31	149,41
8	88353	206157	294510	0,316	5216,63	163,01
9	88563	206647	295210	0,316	5229,60	163,42

11. Dopływ podziemny do kopalni

R_c

r R

R_zz

R_zd

h H

R_zw

H = 22m

h = 14,5m

s = H - h

s = 7,5m

k = 2,1mm/d

μ = 0,06

t = 2934d - czas eksploatacji

R = R_c - r

rok	Fodk [m^2]	s [m]	r [m]	R [m]	H [m]	Rc [m]	Qpodz [m^3/d]
1	38715	7,5	111,03	2143,56	22	795,2	480,48
2	76985	7,5	156,58	2098,01	22	1124,6	479,78
3	116045	7,5	192,24	2062,35	22	1377,3	480,38
4	158825	7,5	224,90	2029,69	22	1590,4	483,59
5	203675	7,5	254,68	1999,91	22	1778,1	486,77
6	238175	7,5	275,41	1979,18	22	1947,8	483,55
7	270935	7,5	293,74	1960,85	22	2103,9	480,45
8	294510	7,5	306,25	1948,34	22	2249,2	474,41
9	295210	7,5	306,62	1947,98	22	2254,5	474,13

12. Dopływy całkowite

Q_c = Q_podz + Q_pow

Rok	Qpodz [m^3/d]	Qpow [m^3/d]	Qc [m^3/d]
1	480,48	20,48	500,97
2	479,78	41,04	520,82
3	480,38	62,32	542,70
4	483,59	85,96	569,55
5	486,77	111,09	597,86
6	483,55	130,65	614,21
7	480,45	149,41	629,86
8	474,41	163,01	637,43
9	474,13	163,42	637,55

13. Projekt pompowni

13.1 Wysokość podnoszenia wody przez pompę

H = h₁ + h₂ + h₃

h₁ = H_o

h₁ = 10m

h₂ - wielkość oporów hydraulicznych

h₂ = 10%⋅ h₁

h₂ = 1m

h₃ - zużycie pompy

h₃ = 30% ⋅ (h₁ +h₂)

h₃ = 3,3m

13.2 Ilość pompowanej wody

Q_pomp = 1,2 ⋅ Q_{c max}

Q_pomp = 1,2 ⋅ 637,55

Q_pomp = 765,06 [m³/d]

13.3 Dobór pompy

q_obl = Q_pomp ⋅ 150%

q_obl = 765,06 ⋅ 150%

q_obl = 1147,59 [m³/d] = 47,81m³/h

Dobrano pompę o następujących parametrach

• sprawność 82%

• wydajność 150m³/h

• wysokość podnoszenia do 22m

Jest to pompa helikoidalna (HL) z Kieleckiej fabryki pomp „Bialogon”.

13.4 Ilość pomp

Dobrano jedną pompę

n_r = 50%⋅ n

n_r = 50%⋅ 1 = 0,5

Dobrano jedną pompę zapasową

n_c = n + n_r

n_c = 1 + 1

n_c = 2

Łączna ilość pomp 2

13.5 Obliczenie średnicy rurociągu jednej pompy

- dla rurociągu ssawnego:

v = 1,6m/s = 5760m/h

Dobrano rurę o średnicy 178 mm, o grubości ścianki 5,5mm

• dla rurociągu tłocznego:

v = 2,5 m/s = 9000m/h

Dobrano rurę o średnicy 140 mm, o grubości ścianki 4,5mm

13.6 Obliczenie rurociągów zbiorczych

Dobrano rurę o średnicy 219mm, o grubości ścianki 7mm.

Rury dobrano według PN-67/H-74209.

-POLITECHNIKA WROCŁAWSKA-

8

-ODWADNIANIE ZŁÓŻ I KOPALŃ-

---