Спосіб очищення шахтних вод

Реферат: Спосіб очищення шахтних вод включає акумуляцію їх у водоймищі і очищення від механічних і мінеральних домішок. Шахтні води акумулюють і попередньо очищують методом осадження і фільтрації. UA 74929 U (54) СПОСІБ ОЧИЩЕННЯ ШАХТНИХ ВОД UA 74929 U UA 74929 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничої промисловості, а саме до очищення шахтних вод, які надходять у вироблений простір в результаті дренажу з гірських порід, і може бути використаним в глибоких залізорудних, вугільних і поліметалевих шахтах. Відомий спосіб очищення шахтних вод з використанням різних апаратів і реагентів [Монгайт И.А., Текиниди К.Д., Николадзе Г.И. Очистка шахтных вод. - М.: Недра, 1978]. Недоліком відомого способу є те, що він неефективний, потребує використання хімічних реагентів і застосування спеціальних апаратів для очищення шахтних вод, робота яких пов'язана з обслуговуванням та енергетичними витратами. Найбільш близьким до вирішення існуючої проблеми є спосіб очищення природних вод, який передбачає їх механічне фільтрування, обробку води хімічними реагентами та зворотноосмотичне опріснення [А.С. № 1682323 С02F 1/44, 5/02, 1991, Бюл. № 37]. Недоліком цього способу є те, що він недосконалий, потребує використання хімічних реагентів, роботи механічних фільтрів і насосних установок для утворення гідравлічного напору, що ускладнює технологічний процес очищення води і призводить до великих енергетичних витрат. Ці недоліки стримують використання відомих способів очищення шахтних вод, які у великих об'ємах відкачуються з глибоких шахт. Через високу концентрацію механічних і мінеральних домішок шахтні води практично не використовуються, потрапляють у місцеві водоймища, що значно погіршує екологічний стан на територіях видобутку корисних копалин. Задачею корисної моделі, що пропонується, є вдосконалення способу очищення шахтних вод за рахунок осадження, фільтрації і зворотно-осмотичного відділення механічних і мінеральних домішок з використанням гідравлічного тиску стовпа води в трубопроводі, що надходить з верхніх горизонтів шахти. Технічний результат від використання корисної моделі полягає в тому, що зникає необхідність утворювати гідравлічний тиск насосними установками для здійснення зворотного осмосу, що дозволяє уникнути перевитрат енергетичних ресурсів. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що, згідно з корисною моделлю, спосіб очищення шахтних вод, який передбачає акумуляцію їх у водоймищі і очищення від механічних і мінеральних домішок шахтні води, акумулюють і попередньо очищують від механічних домішок методом осадження і фільтрації в основному водоймищі, розташованому на верхньому горизонті шахти у відпрацьованій гірничий виробці і подають по трубопроводу, прокладеному по шахтному стволу, на нижчий горизонт і очищують від мінеральних домішок (солей) методом зворотного осмосу, при цьому використовують гідравлічний тиск стовпа води в трубопроводі, що надходить з верхнього основного водоймища. Спосіб пояснюється на кресленні, де наведено: основне акумулююче водоймище 1, піщаний фільтр 2, трубопровід для подачі води на нижній горизонт 3, апарати для зворотно-осмотичного очищення води 4, допоміжні водоймища 5, трубопровід для подачі в основне водоймище 6, трубопровід для подачі очищеної води 7, трубопровід для відкачування фільтрату (розсолу) 8, поклад корисної копалини 9, зона обвалення 10, головний ствол шахти 11, резервне водоймище 12. Спосіб реалізується наступним чином. Шахтні води акумулюють в основному водоймищі 1, розташованому на верхньому горизонті шахти у відпрацьованій гірничий виробці, яке з'єднують з допоміжними водоймищами 5, розташованими на нижніх горизонтах, за допомогою трубопроводу 6. По мірі накопичення шахтної води в допоміжних водоймищах 5, яка надходить в результаті дренажу з покладу корисної копалини 9 та із зони обвалення 10, шахтну воду перекачують по трубопроводу 6 насосними установками в основне водоймище 1. Розташування основного водоймища 1 на верхньому горизонті під нейтральним шаром наносів забезпечує охолодження в ньому води до 8-12 °C, що сприяє інтенсивному осадженню з води механічних домішок. Після цього шахтні води фільтрують у піщаному фільтрі 2, в якому остаточно відбувається очищення шахтної води від механічних домішок. Попередньо очищені від механічних домішок шахтні води подають по трубопроводу 3, прокладеному по шахтному стволу 11 на нижчий горизонт і очищують їх від мінеральних домішок (солей) методом зворотного осмосу на апаратах рулонного типу 4. При цьому використовують гідравлічний тиск стовпа води в трубопроводі 3, що надходить з верхнього основного водоймища 1. Очищену від механічних і мінеральних домішок шахтну воду подають за рахунок гравітаційних сил по трубопроводу 7 для утилізації на нижні робочі горизонти шахти, наприклад для охолодження рудникового повітря, зрошення технологічних процесів видобутку корисних копалин, а також при гідрознепиленні у відкаточних виробках і в приствольних комплексах шахт. 1 UA 74929 U 5 10 15 Решту очищеної води насосними установками відкачують на поверхню шахти в резервний басейн 12 і використовують для комунальних потреб, а також для зрошення технологічних процесів переробки мінеральної сировини. Концентрований фільтрат (розсіл) за допомогою насосних установок по трубопроводу 8 відкачують на поверхню шахти для технологічної переробки і отримання корисних компонентів, що містяться в шахтній воді. Запропонований спосіб очищення шахтних вод відрізняється незначною затратою складного обладнання - апарати зворотного осмосу, у тому числі напівпроникливі мембрани, виготовляються вітчизняною промисловістю і ефективно застосовуються для очищення промислових і комунальних вод. При застосуванні цього способу очищення шахтних вод не потребується використання джерел електроенергії оскільки зворотний осмос відбувається за рахунок дії гідравлічного напору водяного стовпа в трубопроводі. Очищення шахтних вод від механічних домішок в основному водоймищі, розташованому на верхньому відпрацьованому горизонті шахти, відбувається досить ефективно, чому сприяє фактор природного охолодження води під нейтральним шаром наносів, подібно охолодженню та очищенню води в колодязях. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб очищення шахтних вод, що включає акумуляцію їх у водоймищі і очищення від механічних і мінеральних домішок, який відрізняється тим, що шахтні води акумулюють і попередньо очищують методом осадження і фільтрації в основному водоймищі, розташованому на верхньому горизонті шахти у відпрацьованій гірничий виробці, і подають по трубопроводу, прокладеному по шахтному стволу, на нижчий горизонт і очищують від мінеральних домішок (солей) методом зворотного осмосу, при цьому використовують гідравлічний тиск стовпа води в трубопроводі, що надходить з верхнього основного водоймища. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2