Р Е З Ю М Е В статье' рассматриваются значение и влиянир исследований по обогащению на развитие сырье-вой базы. Доказывается, что в настоящее время еще на этапе предварительных геологических р а -бот должны проводиться исследования п о обогаг щению полезного ископаемого. Без проведения таг ких исследований невозможна правильная оценка полезного ископаемого. В о многих случаях освое-ние месторождения полезного ископаемого зависит ,от разработки рентабельного метода обогащения. В статье приведены примеры зависимости исполь-зования глинистого сырья от развития методов механического обогащения. В заключение выдви-гается несколько проблем, решение которых будет способствовать расширению сырьевой базы страны.
M E T O D Y
Р Д Д С У
HANNA BUJWIDZakład NauK Geologicznych [PAN
GRAFICZNA METODA WYZNACZANIA MAKSYMALNEJ WYDAJNOŚCI STUDNI,
POWIERZCHNI FILTRA, DOPUSZCZALNEJ PRĘDKOŚCI WLOTOWEJ NA FILTRZE
I ZASIĘGU LEJA DEPRESYJNEGO
W związku ze stałym rozwojem przemysłu orazrolnictwa rośnie nieustannie zapotrzebowanie na wodę konsumpcyjną i przemysłową. Możliwość wykorzysta-nia wód powierzchniowych jest ograniczona ze wzglę-du na wzrastające zanieczyszczenia ich ściekami prze-mysłowymi, jak również na ich deficyt, zwłaszcza w niektórych rejonach Polski. Deficyt wody w kraju stale wzrasta, szczególnie w rolnictwie. Dlatego też w latach 1966—1970 przewiduje się wykonanie ok. 6000 studni głębinowych i ok. 2000 wodociągów dla samych tylko obiektów wiejskich.
Tak szeroko zakrojone inwestycje wodne wymagają nie tylko rozbudowy baz techniczno-materiałowych, ale i usprawnienia metod wykonywania dokumentacji hydrogeologicznych. Przy każdym projekcie studni należy zwykle rozpatrzyć kilka wariantów i wybrać najbardziej ekonomiczny. Dobranie najlepszego
warian-tu wymaga wielu pracochłonnych obliczeń. Dążąc do skrócenia czasu przeznaczonego na wykonanie projektu powinno stosować się metody obliczeń, umożliwiające szybkie uzyskanie wyników. Środkiem zapewniającym zastosowanie takich metod są m.in. nomogramy. Po-niżej podano nomogramy dla trzech wzorów, stosunko-wo często używanych przy projektowaniu studni głębi-nowych, są to:
1) wzór na maksymalną wydajność studni, 2) wzór na dopuszczalną prędkość wlotową wody na filtrze, 3) wzór na zasięg promienia leja depresyjnego.
Maksymalną wzoru: gdzie: Qmax d l V<Jop
gdzie: к — współczynnik filtracji w m/dobę
R = 3000 • s • \/~k~ [3] gdzie: R — promień leja depresyjnego w m,
s — depresja w otworze badawczo-eksploata-cyjnym w m,
к — współczynnik filtracji w m/sek.
UKD 551.491.56(084.21) :628.1.032.6
Wielkości określone wzorami można wyznaczyć ana-litycznie przez podstawienie do wzorów odpowiednich danych, co wymaga nieco czasu, zwłaszcza jeżeli obliczenia te należy wykonać nieraz wielokrotnie, stosując metodę kolejnych przybliżeń. Aby uzyskać możliwie szybko wyniki przybliżone, mogące stanowić później podstawę do bardziej dokładnych obliczeń opracowano, korzystając z własnych doświadczeń dwa nomogramy.
NOMOGRAM I
Nomogram ten dotyczy wzoru [11 oraz Г2] i składa się z pięciu osi liczbowych. Na wspólnej osi „k i Vdon" z lewej strony podano wartości к w m/sek, a z prawej odpowiadające im wartości Vd o n w m/godz. Jako jed-nostki przyjęto w nomogramie dla współczynnika filtracji m/sek, a dla dopuszczalnej prędkości wlotowej m/godz, (a więc odmienne niż w podanych wyżej wzorach znanych z literatury). Oś „Q" przedstawia wartości wydajności w m3/godz., oś „d" wartości śred-nic filtra w calach z lewej strony i w metrach z pra-wej strony osi liczbopra-wej. Oś „F" wyznacza wartości powierzchni filtra (jт • d • l) w m2, oś „l" długości robocze filtra w m.
Za pomocą tego nomogramu wyznaczyć można: 1) maksymalną dopuszczalną wydajność studni
Qmav-Wartość ta powinna być większa lub równa wydaj-ności przyjętej w założeniach do budowy studni. W celu obliczenia minimalnej powierzchni filtra zakłada Się, ŻG Qmnx równa się wydajności podanej w założeniach. Daną wartość oznaczamy na osi „Q". 2) współczynnik wodoprzepuszczalności k. Wartość tego współczynnika ustalamy na podstawie materia-łów archiwalnych i ogólnej znajomości warunków hydrogeologicznych terenu. Daną wartość oznacza-my na osi „k".
3) dopuszczalną prędkość Vdop. Wartość VrIor, wyzna-czamy korzystając z osi „k, V,ln„", gdzie każdemu
punktowi na tej osi odpowiada dana wartość к w m/sek po lewej stronie osi i wartość Vdop w m/godz. po prawej stronie osi. Mając dane к
od-czytujemy odpowiadającą mu wartość Vd0p.
4) powierzchnię filtra л • d • l. Przez dane punkty na osi „Vd o J )" i „Qmax" prowadzimy prostą aż do prze-cięcia z osią „F". W punkcie przeprze-cięcia tej prostej z osią „ F " odczytujemy wartość powierzchni filtra w m2.
5) długość l i średnica filtra d. Przez otrzymany punkt na osi „F" określający powierzchnię filtra przepro-wadzamy dowolną prostą, która na przecięciu z osią „I" i „ d " wyznacza długość filtra w m i średnicę filtra w calach lub metrach.
wydajność studni obliczamy według
Qmax = л • d • l • Vdop [1]
— maksymalna dopuszczalna wydajność studni w m3/godz.
— średnica zewnętrzna filtra w m, — długość robocza filtra w m, — dopuszczalna prędkość wlotowa w o
-dy na filtrze w m/godz., wynosząca:
3
8 -6 : -10 4 -3 . 2 - N -4 1 6 10 1 -В : - 5 e
:
4 r 4 I/[m/godz] dop. -25. N. 15 S N S 4 S S 4 '— 3 - 2 1,5 W. OP 0,7 V op 05 przykład 1 przykład 2 BOO '-400 j.300 200 150 : 100 Ś. BOs
L 5K - 50 \ 40 30 t 20 ч r "»>. "4 1 10 s 6 5 4 3 2 1,5 1.0 Ofi 0,8 Of 0,4 OP 02 F=n-d-l[m2j .25 d" d[m] 20 -, OSO 1918 -17 16 -I 15 14 -13-'. N 12 11 - 10-•9 - 0,45 0,35 • OPO S 'S. • 025 20 - 10 0,0 - 8,0 7,0 S S. / ' -0,20/
/
/
/ - 015 0,10 l[m] 15 14 13 - 12 - 11 10 9 - 8 / 8,0 / / - 5,0' //4,0
3,5 Ł 30 - 2,5 : 2fl 1P 1,0 ojs op 0,7 h US 0J5 0,4 - 8 5 - 4,5 4,0 - 3,5 2,5 - 2 L 15 Rye. 1. Nomogram 1 (skala 1:2).Fig. 1. Nomogram 1 (scale 1:2).
k[m/sek] r 1-102 '- 8 - в 4 3 2 1-10" 8 R[m] 4 3 X - 2 1-10 В 4 3 - 2 ПО'5 8 6 4 3 b 2 H0L 8 В 4 3 2 1-10'' 20000 15000 10000 8000 6000 4000 3000 2000 1500 1000 800 600 400 300 200 150^ 100 80 SO 40 30 20 15 10 8 6 4 3 2 1,5 1,0 0,8 OB 04 0,3 • 02 0,15 0,10 przykład
Rye. 2. Nomogram 2 (skala 1:2). Fig. 2. Nomogram 2 (scale 1:2).
POSŁUGIWANIE SIĘ NOMOGRAMEM
P r z y k ł a d 1 (dla projektu studni).
Studnia ma być posadowiona w piaskach o współ-czynniku filtracji к = 3 • 10-! m/sek. Podana w założe-niach wydajność Q = 19 m3/godz. Należy zwymiarować filtr. Na osi „k, Vd o p" wartości к = 3 • 10-4 m/sek odpo-wiada wartość Vd 0p ^ 8 m/godz. Prowadząc prostą przez punkty Vd o p ^ 8 m/sek oraz Qmax = 19 m3/godz.
otrzymamy na przecięciu z osią „F" wartość л • d • l —• ^ 2,4 m2. Prosta przechodząca przez punkty 2,4 na osi „F" wyznacza na przecięciu z osią „d" i „l" w y -miary filtra, np. d = 8" (ok. 0,2 m), l ^ 3,8 m. P r z y k ł a d 2 (dla istniejącej studni).
Studnia posadowiona jest w utworach o współczyn-niku к = 8 • Ю-3 m/sek., określonym na podstawie prób-nego pompowania. Wymiary filtra wynoszą: d = 6" (ok. 0,152 m) 1 = 8 m. Należy wyznaczyć maksymalną wydajność studni. Przeprowadzając prostą przez punk-ty na osi „d" i „Z" otrzymamy na przecięciu z osią „F" wartość powierzchni filtra л • d • l >*=> 3,8 m. Łącząc odcinkiem prostej wyznaczone punkty ina osi „F" — 3,8 m i na osi „ k " — 8 • Ю-3 m/sek w miejscu przecięcia odcinka z osią Qmax trzymamy maksymalną wydajność Q m a x ^ 90 m'/godz.
NOMOGRAM II
Nomogram ten dotyczy wzoru [3] i składa się z trzech osi liczbowych. Na osi „K' podano wartość współczynnika wodoprzepuszczalności к w m/sek. Na
osi „s" odłożone są wartości depresji w m. Na osi „R" ~ długości promienia leja depresyjnego.
P r z y k ł a d
Mając daną wartość к = 3 • Ю-4 m/sek. i wartość s = 4 m prowadzimy prostą przez te dwa punkty leżące na osiach „ k " i „s". Na przecięciu tej prostej z osią „R" otrzymamy zasięg promienia leja depresyj-nego R 210 m.
WNIOSEK KOŃCOWY
Opracowane dla własnych potrzeb w działalności praktycznej nomogramy pozwoliły na około 10-krotne skrócenie czasu obliczeń przy projektowaniu studni, a więc zasługują na zastosowanie ich w działalności przedsiębiorstw hydrogeologicznych.
S U M M A R Y
To shorten the time of projecting a well we should use the methods that allow to obtain results quickly. Nomograms belong to the methods which permit to adopt the short technique desired.
In the text are given two nomograms for three formulae relatively frequently used in projecting wells. These are:
1. Formula for maximum capacity of well, 2. Formula for admissible inlet velocity of water on filter,
3. Formula for extent of the radius of cone of depression.
Nomograms, elaborated tor own purposes In prac-ti1ce, shortened almost tenfold the time needed for computations in projecting a well.
PE310ME
,ll;JIH COKpa~eIUm BpeMeHM Ha COCTaBJIeHHe npoeKTa KOJIO~L\a CJIe~YeT npMMeHHTb TaKMe MeTO~bI paC'IeTOB, KOTopbIe n03BOJISIIOT 6bICTPO nOJIY'IaTb pe3YJIbTaTbI. O~H~ H3 TaKMX cnoco6oB ~CnOJIb30BaHMSI COKpa-~eHHbIX MeTIO~OB SI.BJISIeTCSI npMMeHeHMe HOMorpaMM.
13
paOOrenpe~CTaB.rrem,I ,ztBe HOMorI>tlMMbl AJUlTPe'lt
cPCJlPMYJI, OTHOCMTeJIbHO 'IaCTO npJ1lMeHHeMbIX B npo-eKTMpoBaHMM KOJIO~eB:1. ~opMYJIa paC'IeTa MaK!C~aJIbHOrO ~e6MTa
KO-Jio~a,
2. cpopMYJIa paC'IeTa ~onYC'I'MMotl: BXOAHOH CKO-pOCTH BIO,lIbI Ha cPMJIbTPe,
3. <popMYJIa paC'IeTa BeJIM'IIDIbI pa~Myca ~enpec CMOHHOH BOpOHKM.
HOMorpaMMbI, pa3pa6oTaHHbIe aB'I'opoM AJIH npo-BIO~MMbIX MM npaK!TM'leCKMX pa6OT, n03BOJISI.IOT no'I'I'M
B 10 pa3 co~aTMTb BpeMSI paC'IeTO npM
