my work to massive / курсовой проект производительность бзк.rtf

соединяется с пневмосистемой оболочки. Посредине стойки установлен редуктор давления. Мягкие оболочки раскрепляются в горной выработке на несущих стойках 2 и 3, а противостоит давлению закладки сжатый воздух, заключенный в оболочках. При плотности закладочной смеси, ориентировочно, 2 т/ м³, и высоте заливки 5 м давление сжатого воздуха в мягких оболочках должно составлять 0,1 МПа. При увеличении высоты заливки закладочной смесью давление сжатого воздуха в оболочках будет постепенно увеличиваться. Для контроля давления сжатого воздуха в пневмосистеме предусмотрен манометр.

Предотвращение замерзания закладочной смеси в трубопроводе в зимнее время

Для предотвращения замерзания закладочной смеси предлагается: а). Греющий кабель Thermopads.

Саморегулирующийся греющий кабель Thermopads типа FPC-SR - это ленточный электрический нагреватель с параллельными проводниками. Саморегулирующий кабель для обогрева труб, позволяет в каждом индивидуальном случае эффективно и с минимальными расходами обеспечить поддержание и разогрев до необходимой температуры трубопроводов, продуктопроводов, нефтепроводов, емкостей или резервуаров. Благодаря уникальному свойству - саморегулированию, термокабель выделяет больше или меньше тепла в зависимости от температуры окружающей среды, тем самым экономит электроэнергию, не перегревается и не перегорает. Недостаток греющего кабеля Thermopads состоит в не большом расстоянии подогрева.

б). «Скин-система».

В Скин-системе применяются специальные нагревательные элементы, использующие явление Скин-эффекта (эффекта близости) в проводниках из ферромагнитных материалов на переменном токе промышленной частоты (50 Гц). Оптимальный способ подогрева трубопроводов длиной более от 2…6 км.

Меньшие капитальные затраты относительно других систем обогрева трубопроводов. Даже при длине 2…6 км стоимость Скин-систем остается вполне сравнимой с другими способами подогрева (резистивные или саморегулирующиеся нагревательные кабели).

Большой срок службы - не менее 25 лет. Это связано с тем, что скинпроводник большого сечения разгружен от функции тепловыделения и выполняет фактически функцию встроенной сопроводительной сети электропитания. Металлическая труба при правильной обработке и обустройстве заземления также весьма долговечна, поскольку находится под слоем теплоизоляции и защитной оболочкой трубопровода. Прочные тепловыделяющие элементы в виде стальных труб обеспечивают механическую прочность и защиту токонесущих проводников от

повреждений.
Электро-	и	взрывобезопасность.	Наружная	поверхность
тепловыделяющего		элемента (скин-трубки)	имеет нулевой	потенциал
		21

относительно земли, она заземлена, полностью экранирует и защищает находящийся внутри токонесущий скин-проводник. Соответствующее исполнение соединений и конструкции протяжных и соединительных коробок также обеспечивает безопасность.

Хороший тепловой контакт. Металлический тепловыделяющий элемент (скин-трубка) непосредственно приваривается к магистральному трубопроводу или прикрепляется к нему с помощью специальных элементов. Для улучшения теплопередачи между обогреваемой трубой и скин-трубкой используется специальная теплопроводящая паста.

Симметрирование токов. В системе питания применяется устройство питания одно-, двухфазных индукционно-резистивных нагрузок, обеспечивающее симметрию в первичной трехфазной сети. Применение данного устройства позволяет решить проблему так называемого "перекоса фаз" (неравномерного распределения токов по фазам). "Перекос фаз" является основным недостатком всех одно-, двухфазных скин-систем, смонтированных до настоящего времени.

Простота монтажа. Тепловыделяющие элементы не имеют наружной электрической изоляции, которую можно повредить при монтаже.

Проводник имеет двойную изоляцию из прочных термостойких материалов.

Добыча руды данной системой ведется с высокой себестоимостью, так как затраты на закладку выработанного пространства составляют до 45 % от общих затрат на ведение очистных работ, это связано с тем что, для приготовления закладочной смеси необходимо большое количество цемента. Поэтому существует несколько способов по уменьшению использования цемента без потери качества закладочной смеси.

а). Магнитная активация воды.

Компания ЗАО «МАКСМИР-М» предлагает аппарат УПОВС-2 для активации воды. В магнитном активаторе на обрабатываемую воду действует совокупное сочетание нескольких физических факторов: магнитного, электрического полей, а также, при необходимости, и ультразвукового поля. В аппарате используется не просто суммирование эффектов действия указанных полей, а дополнение и усиление действия одного фактора другим. Например, ультразвук значительно усиливает действие магнитного поля, удаляя из воды СО2, защищает электроды электроактиватора от пассивирующего действия растворенных в воде газов. Электрическое поле способно в широких, а главное в необходимых, пределах изменять физикохимические свойства воды, насыщая ее ионами металлов и тем самым ускоряя и усиливая процессы кристаллизации и активации ,с сохранением новых приобретенных водой свойств на несколько суток.

Поскольку в процессе твердения цемента, определяющими физикохимическими процессами являются растворение и кристаллизация в водной среде, а именно эти процессы могут значительно активироваться в воде, прошедшей обработку в аппаратах, то, естественно, в результате получаем интенсификацию самого процесса твердения и созревания бетонного камня.

22

Эффект от использования активатора.

Применение инновационной технологии затворения цемента омагниченной водой обеспечивает:

повышение прочности изделий до 30-45%;

сокращение расхода цемента на 10-15% и воды на 15-25%;

сокращение времени тепловой обработки изделий на 20-30%, что приводит к значительной экономии электроэнергии;

снижение (вплоть до полного отказа) расхода пластификаторов (дорогостоящие и токсичные добавки);

повышение морозостойкости бетонов и их устойчивости к действию химических реагентов;

возрастание морозостойкости;

уменьшение пористости;

значительное снижение газопроницаемости;

повышение пластичности;

улучшение удобоукладываемости;

уменьшение размеров цементных гранул, с образованием мелкозернистой структуры;

увеличение удельной поверхности твердой фазы.

Использование данного метода возможно практически на любой воде. Кроме того, существует возможность осуществлять экспресс контроль за степенью активации воды затворения.

б). Для уменьшения расхода цемента предлагаются использование различного вида химических добавок (пластификаторов).

При укладке бетонных смесей сегодня в большинстве случаев используют пластификаторы для бетона. Использование пластификаторов - необходимая мера, которая позволяет значительно улучшить реологические свойства бетонной смеси и физико-механические показатели самого бетона. Различные пластифицирующие добавки позволяют контролировать качество бетона на всех стадиях производства. Так же использование пластификаторов является достаточно действенным методом борьбы с расходом цемента. На 15-25% можно снизить расход цемента при использовании новейших добавок таких как:

Полипласт СП-1Л - представляет собой нафталинформальдегидный суперпластификатор с оптимизированным молекулярно-весовым распределением для бетонов и строительных растворов. Применение добавки ПОЛИПЛАСТ СП-1Л позволяет достичь следующих показателей:

Улучшить смачивание и равномерность диспергирования цемента; Улучшить удобоукладываемость бетонной смеси без снижения

прочности бетона в нормируемые сроки; За счет водопонижения повысить раннюю прочность,

водонепроницаемость и долговечность бетона или снизить расход цемента при неизменных характеристиках бетона;

23

Сократить трудозатраты и энергозатраты при укладке бетона и формовании изделий;

Снизить количество воды затворения; Суперпластификатор Полипласт СП-1Л не содержит хлоридов и может

применяться при изготовлении армированных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

Полипласт СП-2ВУ - суперпластификатор на основе полиметиленнафталинсульфоната натрия и водоудерживающего компонента.

Применение добавки ПОЛИПЛАСТ СП-2ВУ позволяет достичь следующих показателей:

Улучшить смачивание и равномерность диспергирования цемента;

Уменьшить расслаиваемость бетонной и растворной смеси;

Улучшить удобоукладываемость бетонной смеси без снижения прочности бетона в нормируемые сроки;

За счет водопонижения повысить раннюю прочность, водонепроницаемость и долговечность бетона или снизить расход цемента при неизменных характеристиках бетона;

Сократить трудозатраты и энергозатраты при укладке бетона и формовании изделий;

Снизить количество воды затворения.

Суперпластификатор Полипласт СП-2ВУ не содержит хлоридов и может применяться при изготовлении армированных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

«ПОЛИПЛАСТ ЛЮКС» - это нафталинформальдегидный суперпластификатор, модифицированный добавлением регуляторов структурообразования.

Суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ ЛЮКС» в низких дозировках используется при производстве сборного железобетона и обеспечивает:

увеличение подвижности бетонной смеси;

снижение водопотребности бетонной смеси до 15%;

повышение ранней прочности бетона;

сокращение трудозатрат на вибрирование;

сокращение энергозатрат на тепло-влажностную обработку;

увеличение сцепления бетона с закладной арматурой.

Суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ ЛЮКС» в высоких дозировках используется для производства товарного бетона и обеспечивает:

увеличение подвижности бетонной смеси;

увеличение сохраняемости подвижности бетонной смеси до 120

минут;

снижение водопотребности бетонной смеси до 25%;

повышение ранней прочности бетона за счет водопонижения;

сокращение трудозатрат на вибрирование.

24

Суперпластификатор «ПОЛИПЛАСТ ЛЮКС» не содержит хлоридов и может применяться при изготовлении стальных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.

в). Увеличение сухого зольного микронаполнителя.

Закупка золы Харанорской ГРЭС, позволит подавать составы твердеющих смесей с расходом 240 кг/ м³. С уменьшением расхода цемента на 30кг. Так же использование Харанорской золы избавит предприятие от дефицита сухого зольного микронаполнителя. Стоимость золы Харанорской ГРЭС с транспортировкой составляет 375 р/т.

Таблица 3.3. Базовые составы твердеющей закладки.

Объем	Нормативная	Расход материалов кг/ м³
закладки	прочность МПа.
		ПЦ М400	Зола	ПГС	вода
т. м³
150 т. м³	1,0	100	100	1590	320
150 т. м³	3,0	170	100	1530	320
150 т. м³	6,0	240	100	1470	320

Необходимый объем закладочной смеси определяется по формуле 3.1.

Q			Aг	Kнд	Kц		650000 1,25 1,01		609900
	г
				р			2,5
									м³/год	(3.1)

где Аг - годовая производительность рудника, т/год; Кнд - коэффициент неравномерности добычи; Ку - коэффициент усадки твердеющей закладки;р - плотность руды, т/ м³.

Производительность закладочного комплекса составит:

Q			Qг		609900		609900
	зк
			n	1			м³ /год

Часовая производительность закладочного комплекса определяется по формуле 3.2.

Qч			Qзк			609900
зк		nд nсм	Т см Т пз			255 2 7 1,1

где nд - число рабочих дней в году; nсм - число смен в сутки;

Тсм - продолжительность смены, ч.;

25

150

м³/час (3.2)

Тпз - продолжительность подготовительно - заключительных операций, ч.

Расчет доставки закладочного материала по трубопроводам.

Диаметр трубопровода находим по формуле 3.3.

	Qзкч
d 18.6		18.6		85,4		205,5
	U n			0,7
						мм	(3.3)

где Un - скорость движения пульпы в трубопроводе, м/сек.

При транспортировке твердеющей закладки оптимальные значения Un = 0,5...0,7 м/сек;

При меньших значениях возможна закупорка трубопровода, при больших - резкое увеличение сопротивления движению пульпы.

По результатам расчетов принимаем трубы из полиэтилена, d = 230 мм.

Максимальная протяженность горизонтального участка самотечного транспортирования определяется по формуле 3.4.

	1000 Р	пп		h hэкв
Lc K зп H			1
	Р
				,	(3.4)

где Кзп - коэффициент заполнения закладкой вертикального ствола трубопровода; Н - высота вертикального ствола, м;

ρпп - плотность пульпы, т/ м³.

Плотность пульпы определяется по формуле 3.5.

					Ц В ПГС З		133 300 1427 240	2,1
			пп
				1000		1000			т/ м³	(3.5)
	Р - удельное сопротивление 1м трубопровода, ГПа;
h - остаточный напор на выходе струи из трубопровода, м;
h	n l	n		l
экв	1 1		2	2 - суммарные потери напора в коленах и закруглениях, м.

где n1 n2 - число колен в трубопроводе с углом поворота, соответственно 90˚ и 45˚;

l1 , l2 - эквивалентная длина одного колена при угле поворота, соответственно 90˚ и 45˚.

26

	h	5 20 3 10 130					м.
	экв
		1000 2,1
Lc	0,75 963				1	2 130	2005,3
		100					м

Истинная длина горизонтального участка трубопровода находится в пределах 2000 м.

Произведём расчет необходимого расхода веществ в составе 1 м³ закладки с применение золы Харанорской ГРЭС, а также определим соотношение для закладочной смеси с прочностью = 3,0 МПа по формулам:

Снижение содержания цемента для уменьшения себестоимости закладки определяем по формуле 3.6.

Qц 2	Qц	(1 К )	(3.6)
		,

где Qц - расход цемента на 1 м³по базовому составу, кг; Qц2 - расход цемента на 1 м³ по составу с добавкой, кг;

К - уменьшение расхода цемента при введении золы (30%), д.ед.

Расход добавки на 1 м³ смеси определяется по формуле 3.7.

Qз	Qц	С	(3.7)
		,

где С - дозировка золы, (120) % от массы цемента, д.ед.

Расчет для смесей с добавкой золы находится по системе уравнений

3.8.

Qц 2		Q		Q		1,65 НГ Qц 2 bз Qз	bп	Qп		(3.8)
		з		п					1
ц		з		п		в

Qц2 , Qз , Qп и В - расход цемента, золы, ПГС и воды, кг/ м³; ρц , ρв , ρп и ρз - плотность цемента, воды, ПГС и золы, кг/ м³.

b3 - водоудерживающая способность заполнителя 0,35 т/т. b3 - водоудерживающая способность ПГС 0,14 т/т;

НГ - нормальная густота цементного теста, (для цемента М400 НГ=25 %), доли единицы.

Расчет для твердеющей смеси прочностью 3,0 Мпа

27

Расход цемента на 1 м³

Qц 2 200 (1 0,3) 140кг/ м³

Расход золы на 1 м³ смеси

		Qз 200 1,2 240				кг/ м³
	Qп	(1 0,0425 0,1 0,14) /(	1		0,000146)		1410
			2800
							кг/ м³

Следовательно соотношение Ц:З:П:В=1:1,2:9,5:1,8. Производим проверку по методу абсолютных объёмов:

3100140 2200240 14102800 1000310 1

Расчет нормативной прочности для н = 1,0 МПа и н = 6,0 МПа, производится аналогично по формулам, конечные результаты приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 Предлагаемые составы смесей с использованием золы Харанорской

ГРЭС

Объем закладки	Нормативная	Расход материалов кг/ м³
т. м³	прочность МПа.	ПЦ М400	Зола	ПГС	вода
150 т. м³	1,0	80	240	1455	310
150 т. м³	3,0	140	240	1410	310
150 т. м³	6,0	210	240	1345	310

б). Также для уменьшения количества цемента нами предлагается использование магнитного активатора воды аппаратом УПОВС-2 «МАКСМИР». С помощью этого активатора возможно сокращение использования цемента и воды на 5%. В аппарате УПОВС-2 на обрабатываемую воду действует совокупное сочетание нескольких физических факторов: магнитного, электрического полей, а также, при необходимости и ультразвукового поля. В данном аппарате используется не просто суммирование эффектов действия указанных полей, а дополнение и усиление действия одного фактора другим. Ультразвук значительно усиливает действие магнитного поля, удаляя из воды СО2, защищает электроды электроактиватора от пассивирующего действия растворенных в воде газов. Электрическое поле способно в широких, а главное в необходимых, пределах изменять физико-химические свойства воды, насыщая ее ионами металлов и тем самым ускоряя и усиливая процессы

28

кристаллизации и активации , с сохранением новых приобретенных водой свойств на несколько суток. Поскольку в процессе твердения цемента, определяющими физико-химическими процессами являются растворение и кристаллизация в водной среде, а именно эти процессы могут значительно активироваться в воде, прошедшей обработку в аппаратах, то, естественно, в результате получаем интенсификацию самого процесса твердения и созревания бетонного камня.

Произведем расчет для твердеющей смеси с применением активатора

воды:

Qц 2 Qц (1 К ) ,

где Qц - расход цемента на 1 м³ по базовому составу, кг; Qц2 - расход цемента на 1 м³ по составу с добавкой, кг;

К - уменьшение расхода цемента при активации воды (5%), д.ед.

Расход добавки на 1 м³ смеси:

Qз Qц С ,

где С - 1,7 %.

Расчет для смесей с активацией воды находится по системе уравнений:

Qц 2		Q	з		Q		1,65 НГ Qц 2 bз Qз	bп	Qп
					п					1
ц		з			п		в

Qц2 , Qз , Qп и В - расход цемента, золы, ПГС и воды, кг/ м³; ρц , ρв , ρп и ρз - плотность цемента, воды, ПГС и золы, кг/ м³.

b3 - водоудерживающая способность заполнителя 0,35 т/т. b3 - водоудерживающая способность ПГС 0,14 т/т;

НГ - нормальная густота цементного теста, (для цемента М400 НГ=25 %), доли единицы.

Расчет для твердеющей смеси прочностью 3,0 Мпа

Расход цемента на 1 м³

Qц 2 140 (1 0,05) 133кг/ м³

Расход золы на 1 м³ смеси

Qз 140 1,7 240кг/ м³

29

133			240			Qп			1,65 0,25 140 0,35 240 0,146 Qп			1
3100			2200			2650
											1000
Qп (1 0,043 0,1 0,14) /(										1	0,000146) 1427
										2800
											кг/ м³

Следовательно соотношение Ц:З:П:В=1:1,7:9,5:1,8.

Производим проверку по методу абсолютных объёмов

3100133 2200240 14272800 1000300 1

Для твердеющих смеси прочностью 1 и 6,0 МПа, расчет производится по аналогичной схеме.

Таблица 3.5 Предлагаемые составы смесей с использованием золы Харанорской

ГРЭС и активацией воды

Объем закладки	Нормативная	Расход материалов кг/ м³
т. м³	прочность МПа.	ПЦ М400	Зола	ПГС	вода
150 т. м³	1,0	73	240	1467	300
150 т. м³	3,0	133	240	1427	300
150 т. м³	6,0	203	240	1357	300

Таблица3.6 Сравнение предлагаемых составов смесей с базовыми

Нормативная		Расход материалов кг/ м³
прочность МПа.		ПЦ М400	ПЦ М400	ПЦ М400	ПЦ М400
1,0	Базовая	100	100	1590	320
	Зола Х-ГРЭС	80	240	1455	310
	Актив-я.	73	240	1467	300
	Базовая	170	100	1530	320
3,0	Зола Х-ГРЭ	140	240	1410	310
	Актив-я.	133	240	1427	300
	Базовая	240	100	1470	320
6,0	Зола Х-ГРЭС	210	240	1345	310
	Актив-я.	203	240	1357	300

30