AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA

IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Kierunek Górnictwo i Geologia

Technika podziemnej eksploatacji złóż

„Projekt instalacji podsadzki hydraulicznej”

Daniel Flasiński

Rok III, gr 1

GiG Jaworzno

Trasa rurociągu:

Oznaczenie wyrobiska	Nazwa wyrobiska	Rzędne wys. odcinka		Długość odcinka [m]	Średn rur. [mm]	Długość zredukowana [m]	Kąt nachylenia [°]	Ilość kolan [szt.]
									Pocz.	Kon.
1 - 2	Szyb	242,4	-331,6	574	185	200,9	- 90	0
2 - 3	Przecznica	-331,6	-331,6	764	185	270,13	0	3
3 - 4	Przekop p.	-331,6	-331,6	497,4	185	175	0	1
4 - 5	Chodnik w.	-331,6	-304,07	438,4	150	448,8	3,6	4
5 - 6	Pochylnia	-304,07	-227,04	789,4	150	789,4	5,6	0
6 - 7	Chodnik	-227,04	-241,7	233,5	150	238,7	- 3,6	2
7 - 8	Upadowa	-241,7	-279,7	389,4	150	389,4	- 5,6	0
8 - 9	Chodnik	-279,7	-279,7	184	150	191,8	0	3
9 - 10	Pochylnia	-279,7	-308,82	283,3	150	283,3	- 5,9	0
10 - 11	Chodnik n.	-308,82	-308,82	257,7	150	257,7	0	0
		H = 551,22 m		Σ = 4411,1		Σ= 3245,13		Σ = 13

Długość zredukowana:

l_i185 - długość i - itego odcinka o średnicy 185 mm

l_i150 - długość i - itego odcinka o średnicy 150 mm

n_k185 - ilość kolan o średnicy 185 mm

n_k150 - ilość kolan o średnicy 150 mm

D₀ - średnica zastępcza

D_i - średnica rzeczywista

Obliczenia dla piasku

Ustalenie parametru układu przestrzennego instalacji:

L₀ - ekwiwalentna długość instalacji

H - różnica wysokości między wlotem a wylotem

Określenie kinetycznego ciężaru właściwego mieszaniny podsadzkowej dla piasku:

Koncentracja objętościowa mieszaniny podsadzkowej:

γ_kp - średni ciężar objętościowy materiału podsadzkowego (26 kN/m3)

Objętość podsadzki w 1 m³ mieszaniny (współczynnik efektywności podsadzania):

Stosunek wody do objętości usypowej materiału podsadzkowego w mieszaninie:

Wyznaczenie jednostkowych rozporządzalnych strat energii przepływu mieszaniny w rurociągu:

H - różnica wysokości między wlotem a wylotem instalacji

γ_m - ciężar objętościowy mieszaniny

η - współczynnik sprawności hydrodynamicznej η = 0,85

L₀ - długość zredukowana

Określenie prędkości roboczej przepływu mieszaniny podsadzkowej piaskowej w rurociągu

D = 150mm:

Określenie prędkości roboczej w rurociągu D = 185 mm:

S₁₅₀ - powierzchnia przekroju poprzecznego rurociągu D = 150 mm (S₁₅₀ = 0,018 m²)

S₁₈₅ - powierzchnia przekroju poprzecznego rurociągu D = 185 mm (S₁₈₅ = 0,027 m²)

Określenie prędkości krytycznej przepływu mieszaniny podsadzkowej piaskowej w rurociągu:

d - maksymalna średnica ziaren materiału podsadzkowego dla piasku (d = 2 mm)

Określenie współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej w rurociągu D = 150 mm:

Określenie współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej w rurociągu D = 185 mm:

Wielkość współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej piaskowej musi spełniać nierówność:

Natężenie przepływu mieszaniny podsadzkowej:

S₁₅₀ - pole powierzchni przekroju rurociągu D = 150 mm

v_rb150 - prędkość robocza mieszaniny w rurociągu D = 150 mm

Wydajność instalacji podsadzkowej:

Q_m - natężenie przepływu mieszaniny podsadzkowej

ρ - współczynnik efektywności podsadzania

Określenie czasu podsadzania:

V - objętość podsadzanej pustki (V = 160m*2m*2,1m = 672 m³)

Obliczenia dla piasku i skały płonnej

Ustalenie parametru układu przestrzennego instalacji:

L₀ - ekwiwalentna długość instalacji

H - różnica wysokości pomiędzy wlotem a wylotem

Określenie kinetycznego ciężaru właściwego mieszaniny podsadzkowej dla piasku:

Koncentracja objętościowa mieszaniny podsadzkowej:

γ_kp - średni ciężar objętościowy materiału podsadzkowego (26 kN/m3)

Objętość podsadzki w 1 m³ mieszaniny (współczynnik efektywności podsadzania):

Stosunek wody do objętości usypowej materiału podsadzkowego w mieszaninie:

Wyznaczenie jednostkowych rozporządzalnych strat energii przepływu mieszaniny w rurociągu:

H - różnica wysokości między wlotem a wylotem instalacji

γ_m - ciężar objętościowy mieszaniny

η - współczynnik sprawności hydrodynamicznej η = 0,82

L₀ - długość zredukowana

Określenie prędkości roboczej przepływu mieszaniny podsadzkowej piaskowej w rurociągu

D = 150mm:

Określenie prędkości roboczej w rurociągu D = 185 mm:

S₁₅₀ - powierzchnia przekroju poprzecznego rurociągu D = 150 mm (S₁₅₀ = 0,018 m²)

S₁₈₅ - powierzchnia przekroju poprzecznego rurociągu D = 185 mm (S₁₈₅ = 0,027 m²)

Określenie prędkości krytycznej przepływu mieszaniny podsadzkowej piaskowej w rurociągu:

dla

dla

d - maksymalna średnica ziaren materiału podsadzkowego dla piasku (d = 50 mm)

Określenie współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej w rurociągu D = 150 mm:

Określenie współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej w rurociągu D = 185 mm:

Wielkość współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej piasek + skała płonna musi spełniać nierówność:

M₁₅₀ = 0,52; M₁₈₅ = 0,34 < 1,2 - nierówność
nie została spełniona.

Należy poszukać odpowiedniej wysokości minimalnej, przy której współczynniki pewności ruchów mieszaniny podsadzkowej spełnią powyższą nierówność.

Aby powyższa nierówność została spełniona różnica wysokości pomiędzy wlotem, a wylotem rurociągu powinna wynosić minimum 1170 m.

Ustalenie parametru układu przestrzennego instalacji:

L₀ - ekwiwalentna długość instalacji

H - różnica wysokości między wlotem a wylotem

Określenie kinetycznego ciężaru właściwego mieszaniny podsadzkowej dla piasku:

Koncentracja objętościowa mieszaniny podsadzkowej:

γ_kp - średni ciężar objętościowy materiału podsadzkowego (26 kN/m3)

Objętość podsadzki w 1 m³ mieszaniny (współczynnik efektywności podsadzania):

Stosunek wody do objętości usypowej materiału podsadzkowego w mieszaninie:

Wyznaczenie jednostkowych rozporządzalnych strat energii przepływu mieszaniny w rurociągu:

H - różnica wysokości między wlotem a wylotem instalacji

γ_m - ciężar objętościowy mieszaniny

η - współczynnik sprawności hydrodynamicznej η = 0,82

L₀ - długość zredukowana

Określenie prędkości roboczej przepływu mieszaniny podsadzkowej piaskowej w rurociągu

D = 150mm:

Określenie prędkości roboczej w rurociągu D = 185 mm:

S₁₅₀ - powierzchnia przekroju poprzecznego rurociągu D = 150 mm (S₁₅₀ = 0,018 m²)

S₁₈₅ - powierzchnia przekroju poprzecznego rurociągu D = 185 mm (S₁₈₅ = 0,027 m²)

Określenie prędkości krytycznej przepływu mieszaniny podsadzkowej piaskowej w rurociągu:

dla

dla

d - maksymalna średnica ziaren materiału podsadzkowego dla piasku (d = 50 mm)

Określenie współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej w rurociągu D = 150 mm:

Określenie współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej w rurociągu D = 185 mm:

Wielkość współczynnika pewności ruchu mieszaniny podsadzkowej piasek + kamień musi spełniać nierówność:

M₁₅₀ = 1,83; M₁₈₅ = 1,2 - nierówność
przy różnicy wysokości pomiędzy wlotem, a wylotem rurociągu wynoszącej 1170 m została spełniona.

Natężenie przepływu mieszaniny podsadzkowej:

S₁₅₀ - pole powierzchni przekroju rurociągu D = 150 mm

v_rb150 - prędkość robocza mieszaniny w rurociągu D = 150 mm

Wydajność instalacji podsadzkowej:

Q_m - natężenie przepływu mieszaniny podsadzkowej

ρ - współczynnik efektywności podsadzania

Określenie czasu podsadzania:

V - objętość podsadzanej pustki (V = 160m*2m*2,1m = 672 m³)

Wyznaczenie jednostkowych rozporządzalnych strat energii przepływu wody w rurociągu:

Prędkość przepływu wody w rurociągu o średnicy 150 mm:

Prędkość przepływu wody w rurociągu o średnicy 185 mm:

Określenie czasu płukania instalacji:

a_w - wsp. zwiększający czas płukania (a_w = 1,1 - 1,2)

L₁₈₅, ₁₅₀ - rzeczywista długość rurociągu

Określenie ilości wody potrzebnej do płukania instalacji:

Całkowita ilość wody potrzebna do płukania instalacji:

1

---