Пристрій для очищення шахтних вод

Реферат: Пристрій для очищення шахтних вод містить акумулююче водоймище, систему трубопроводів і апарати для очищення води. Акумулююче водоймище розташовано на верхньому горизонті шахти у відпрацьованій гірничій виробці, а апарати глибокої очистки води змонтовані у камері на нижньому горизонті шахти і з’єднані гідравлічно з акумулюючим водоймищем за допомогою трубопроводу, довжина якого відповідає заданому гідравлічному напору для апаратів глибокого очищення. При цьому, акумулююче водоймище обладнано піщаним фільтром, а з’єднувальні трубопроводи мають прилади для контролю гідравлічного тиску і якості очищеної води. UA 76676 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ШАХТНИХ ВОД UA 76676 U UA 76676 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пристрій для очищення шахтних вод належить до гірничої промисловості, а саме до очищення шахтних вод при видобуванні корисних копалин підземним способом і може бути використаний в глибоких залізорудних, поліметалевих і вугільних шахтах. Відомий пристрій для очищення шахтних вод за допомогою апаратів для освітлення і очищення їх від механічних і хімічних домішок [Монгайт И.А., Текиниди К.Д., Николадзе Г.И. Очистка шахтных вод. - М.: "Недра", 1978]. Недоліком відомого пристрою є те, що він не містить водоймищ для накопичування і освітлення води, до того ж апарати для очищення води від хімічних домішок шляхом електролізу і зворотного осмосу потребують використання електричної енергії у великій кількості, що збільшує собівартість очищеної води. Найбільш близьким за конструкцією і принципом дії є пристрій для очищення стічних вод, який містить накопичувальні резервуари, які обладнані електродами для активації і осадження механічних часток у воді [А.С. СРСР № 1696395 С02F 1/46, 1991, Бюл. № 45]. Недоліком цього пристрою є те, що він неефективний. За його допомогою відбувається освітлення води, він не передбачає очищення її від мінеральних домішок. До того ж, цей пристрій передбачає використання електричної енергії, яка надходить до електродів, що в умовах вугільних шахт є небезпечним. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності функціонування пристрою для очищення шахтної води за рахунок використання гідравлічного напору стовпа води в трубопроводі з метою утворення гідродинамічного тиску, необхідного при використанні глибокого розділення високомінералізованих шахтних вод, що застосовується в апаратах очистки води. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для очищення шахтних вод містить акумулююче водоймище, яке розташовано на верхньому горизонті шахти у відпрацьованій гірничій виробці, а апарати глибокої очистки змонтовані у камері на нижньому горизонті шахти і з'єднані гідравлічно з акумулюючим водоймищем за допомогою трубопроводу, довжина якого відповідає заданому гідравлічному напору для апаратів глибокої очистки, при цьому, акумулююче водоймище обладнано піщаним фільтром, а з'єднувальні трубопроводи мають прилади для контролю гідравлічного тиску і якості очищеної води. На кресленні представлено схему пристрою для очищення шахтної води, яка включає акумулююче водоймище 1, гірничу відпрацьовану виробку 2, піщаний фільтр 3, з'єднувальний трубопровід 4, апарати глибокої очистки 5, камеру для апаратів глибокої очистки 6, трубопровід для подачі очищеної води на поверхню шахти 7, трубопровід для подачі очищеної води на нижні горизонти 8, трубопровід для подачі концентрованого розсолу на поверхню шахти 9, ствол шахти 10, пристрій для контролю тиску води в трубопроводі 11, пристрій для контролю якості очищеної води 12. Пристрій функціонує наступним чином. Акумулююче водоймище 1 розташовано на верхньому горизонті шахти у відпрацьованій гірничій виробці 2. Шахтні води у водоймище 1 потрапляють в результаті дренажу зі скальних порід і налягаючого нейтрального шару наносів з температурою 8-10 °C. В охолодженій воді відбувається осадження твердих часток, яке потім триває у піщаному фільтрі 3. Після механічного очищення шахтні води надходять по трубопроводу 4 в апарати глибокої очистки, наприклад зворотного осмосу 5, які змонтовані в камері 6 на нижньому горизонті шахти. В апаратах 5 відбувається очищення шахтних вод від мінеральних домішок (солей) шляхом потискування їх крізь напівпроникливі мембрани. При цьому заданий гідравлічний напор для апаратів зворотного осмосу забезпечується гідравлічним тиском стовпа води в з'єднувальному трубопроводі 4. Довжина трубопроводу 4 відповідає заданому гідравлічному напору для потискування мінералізованої води крізь напівпроникливі мембрани апаратів зворотного осмосу 5. Після очищення шахтних вод від мінеральних домішок частина їх відкачується на поверхню шахти по трубопроводу 7, а решта надходить на нижні горизонти по трубопроводу 8, прокладеному по стволу шахти 10, для утилізації в технологічних процесах видобутку корисних копалин. На поверхні шахти очищена вода використовується для технічних і комунальних потреб усіх промислових підприємств. Концентрований розсіл, що залишається після очищення шахтних вод, відкачується на поверхню по трубопроводу 9 для переробки і отримання корисних мінеральних компонентів. Контроль тиску води і якість її очищення здійснюється за допомогою приладів 11 і 12, якими обладнані трубопроводи 4 і 7. 1 UA 76676 U 5 10 Використання запропонованого пристрою для очищення шахтних вод є ефективним і економічним, оскільки апарати глибокої очистки, наприклад зворотного осмосу, що застосовуються, мають високу надійність і продуктивність, про що свідчить багаторічна практика очищення природних вод. Але використання електроенергії при очищенні води від мінеральних домішок методом зворотного осмосу стримує його застосування в окремих галузях, особливо це стосується шахт, які відкачують на поверхню велику кількість високо мінералізованих вод. Запропонований пристрій не передбачає використання електричної енергії для очищення шахтної води. Протискування її крізь напівпроникливі мембрани здійснюється в умовах шахт шляхом використання гідравлічного напору стовпа води в трубопроводі, що з'єднує акумулююче водоймище з апаратами глибокої очистки, які розташовані на різних горизонтах шахти. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Пристрій для очищення шахтних вод, що містить акумулююче водоймище, систему трубопроводів і апарати для очищення води, який відрізняється тим, що акумулююче водоймище розташовано на верхньому горизонті шахти у відпрацьованій гірничій виробці, а апарати глибокої очистки води змонтовані у камері на нижньому горизонті шахти і з′єднані гідравлічно з акумулюючим водоймищем за допомогою трубопроводу, довжина якого відповідає заданому гідравлічному напору для апаратів глибокого очищення, при цьому акумулююче водоймище обладнано піщаним фільтром, а з′єднувальні трубопроводи мають прилади для контролю гідравлічного тиску і якості очищеної води. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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