Шахтна водовідливна установка

1. Шахтна водовідливна установка, що включає гілки водозбірника, кожна з яких оснащена попереднім відстійником і шламовідстійником, насоси водовідливу, приймальні колодязі, яка відрізняється тим, що гілка водозбірника оснащена шламоводозбірником, вихід з якого примикає збоку 3 них призначений для уловлювання найбільш крупних фракцій твердого, вугілля і породи, крупністю більш ніж 0,1...0,2мм. У зв'язку з цим попередній відстійник виконаний малогабаритним, довжиною 5... 10м [2], що обумовлено також необхідністю регулярного, практично безперервного, забору і видаленню осадку шламу в шламовідстійник. В шламовідстійнику має місто достатньо ефективне прояснення води, але в ньому видаляється тільки та частина твердого, яка уловлюється в попередньому відстійнику. При цьому значна частина твердого (крупністю 0,1...0,2мм і менше, що складає 60...70% від усієї його маси) у попередньому відстійнику не уловлюється і усе рівно надходить у вітку водозбірника, з її зашламуванням, зменшенням робочої ємності останнього і необхідністю тривалого вимикання з роботи на час очищення, гідроабразивним зношуванням насосів. У підсумку на низькому рівні залишається надійність, безпека і екологічність водовідливу в цілому. Крім того, наявність системи двох виробок, попереднього відстійника і шламовідстійника, призначених для уловлювання і наступного збору шламу, і гідротранспортних засобів ускладнює схему установки і підвищує капітальні витрати. В основу винаходу поставлено задачу - усунення відзначених недоліків, підвищення надійності, безпеки експлуатації і екологічності водовідливної установки, зниження капітальних витрат на водовідливі. Поставлена задача досягається тим, що у відомій шахтній водовідливній установці, що включає вітки водозбірника, кожна з яких постачена попереднім відстійником і шламовідстійником, насоси водовідливу, приймальні колодязі, вітка водозбірника постачена шламоводозбірною виробкою, вихід з якої примикає збоку до вітки водозбірника і оснащений при цьому переливною перемичкою з вертикальним рядом зливальних труб, гідравлічно сполучаючих при їхньому відкритому стані шламоводозбірник та вітку водозбірника між собою нижче верхньої відмітки переливної перемички, при цьому попередній відстійник і шламовідстійник суміщені в указаній шламоводозбірнику. Відповідно до додаткових варіантів: - шахтна водовідливна установка, яка відрізняється тим, що шламоводозбірник примикає до вітки водозбірника, що сполучається з нею, у проміжному перетині вітки або на її початковій або кінцевій ділянках; - шахтна водовідливна установка, яка відрізняється тим, що відмітка днища шламоводозбірникарозміщена вище відмітки днища вітки водозбірника так, що нижня зі зливальних труб розміщена цілком або частково між згаданими відмітками. Сутність запропонованого рішення пояснюється кресленням, де на Фіг.1 представлений вид установки в плані, на Фіг.2 даний переріз шламоводозбірника і вітки водозбірника. Шахтна водовідливна установка включає вітки 1 та 2 водозбірника, кожна з яких постачена шламоводозбірником, 3 та 4. Вихід з кожного шламоводозбірника, 3 та 4, примикає збоку до сполученої вітки водозбірника, 1 та 2 і оснащений при цьому переливною перемичкою 5 та 6. Кожна пе 81765 4 реливна перемичка, наприклад 5 , оснащена вертикальним рядом зливальних труб 7 (Фіг.2), постачених запірними елементами, наприклад, засувками 8. При цьому вітка водозбірника, 1 та 2, сполучена зі шламоводозбірником 3 та 4, нижче верхньої відмітки 11 переливної перемички 5 за допомогою зливальних труб 7 при їхньому відкритому стані. В пропонованому рішенні попередній відстійник і шламовідстійник суміщені в шламоводозбірнику 3 та 4. Крім того, можливі наступні варіанти водовідливної установки, коли: - шламоводозбірнтики, 3 та 4, примикає до вітки водозбірника, 1 та 2, що сполучається з нею у проміжному перетині вітки або на її початковій або кінцевій ділянках; - відмітка днища 9 шламоводозбірнокив 3 та 4, розміщена вище відмітки днища 10 вітки водозбірника 1 так, що нижня зі зливальних труб 7, розміщена цілком або частково між згаданими відмітками (для цього виконаний відповідний приямок П). В усіх варіантах водовідливної установки вона постачена насосною камерою 12, приймальними колодязями 13, насосами водовідливу і засувками (на кресленні не показані), що, при необхідності, гідроізолюють колодязі 13 і вітки 1 та 2 водозбірника між собою. Переливна перемичка 5 має переливну крайку 14. Приплив води у шламоводозбірник 3 надходить з виробки 15 по похилому ходку 16, а в шламоводозбірник 4 - по похилому ходку 17. Установка функціонує в такий спосіб. Після чергового осушення віток 1 та 2 ' водозбірника, вони знову наповнюються припливом води. При цьому останній надходить, наприклад, з виробки 15 починаючи від відмітки полу приствольного двору, по ходку 16 у шламоводозбірник 3. У перемичці 5 більший час роботи установки усі труби 7, або частина труб 7 знизу, перекриті засувками 8. Унаслідок цього весь приплив води протікає уздовж шламоводозбірника 3 з розрахунковими висотою Η і швидкостями потоку, що забезпечує потрібну інтенсифікацію осадження часток твердого, у тому числі з розміром 0,1...0,05мм (і менш), на днище 9. Прояснена вода переливається через переливну перемичку 5 (через крайку 14) і залишені відкритими верхні труби 7 і послідовно наповнює вітки 1 та 2 водозбірника, а від останньої, через зливальні труби 7 (при відкритих засувках 8) приплив води досягає ємності шламоводозбірника 4 з її заповненням як додаткової водозбірної ємності. При деякому наповненні віток 1 та 2 та шламоводозбірника 4 водою включається частина насосів, підключених до приймальних колодязів 13, завдяки чому вітки 1 та 2 знову осушуються. При цьому може частково осушуватися і шламоводозбірник 3, за умови залишення відкритими частини верхніх засувок 8. В процесі роботи установки після деякого, розрахункового, наповнення шламоводозбірника 3 шламом остання з роботи виключається. З цією метою приплив перепускають в шламоводозбірник 4 із залученням вітки 2. Вітка j водозбірника на деякий, короткий, час відключається від приймальних колодязів 13 за допомогою відповідних засувок, розташованих між колодязями (на кресленні не показані). Таким чином, на 5 деякий період часу вітки 1 і 2 між собою гідроізолюються. Протягом цього періоду за допомогою поступового відкривання засувок 8 зверху вниз (доступ обслуговуючого персоналу до них є простим - через саму вітку 1) забезпечується поступовий і повний злив відстояної води зі шламоводозбірника3 у вітку 1, завдяки чому накопичений шлам зневоднюється. Після цього всі засувки 8 знову закриваються, унаслідок чого шламоводозбірник 3 цілком гідроізолюється від вітки 1. Завдяки цьому остання може бути знову введена в роботу шляхом відновлення її сполучення з віткою 2 в області колодязів 13 (за допомогою відповідних засувок). (Природно, що злита зі шламоводозбірника3 вода видаляється насосами водовідливу на поверхню). Після перекриття засувок 8 приступають до очищення шламоводозбірника3 від шламу за допомогою відомих засобів, наприклад, за допомогою породонавантажуючих машин (із забезпеченням їх заїзду через похилий ходок 16). Після очищення шламоводозбірника3 засувки 8 знову цілком відкриваються (у момент осушеного стану вітки 1) і шламоводозбірник 3, починаючи з цього моменту, використовується як додаткова аварійна ємність водозбірника протягом усього наступного періоду (6-12 місяців) наповнення шламоводозбірника4 шламом. При цьому прояснений в шламоводозбірнику приплив води наповнює послідовно вітки 2 і 1 водозбірника, а від останньої через зливальні труби 7 (при відкритих засувках 8) приплив води досягає ємності шламоводозбірника3 з її заповненням в цей час як додаткової водозбірної (аварійної) ємності установки (при необхідності може бути використана практично вся ємність шламоводозбірника3). (При нормальному графіку роботи установки можна забезпечити, щоб очищення шламоводозбірнику, 3 або 4, здійснювалося протягом 3...4 тижнів при часі наповнення її шламом, що складає 6... 12 місяців). Після наповнення шламом шламоводозбірника4 описаний процес повторюється, тобто функціонування шламоводозбірників 3 та 4 періодично змінюється. При цьому треба ще раз підкреслити, що більшу частину часу експлуатації установки, що було відмічено вище, одна із шламоводозбірників, 3 або 4, за пропонованою схемою функціонує як водозбірна ємність і може виконувати роль додаткової аварійної ємності. Більш того, при правильно організованому, і ретельно реалізованому, графіці очищення шламоводозбірників 3 та 4, що передбачає повне відновлення їх ємностей перед сезонними (весняними й осінніми) періодами підвищення припливів, у якості водозбірних ємностей тимчасово можуть служити обидві шламоводозбірникі 3 та 4, для чого всі засувки 8 на установці повинні бути відкриті. Така можливість обумовлена тим, що при надходженні припливу води в одну з шламоводозбірників, наприклад 3, при повністю очищеному її стані, вона деякий розрахунковий час, 1-2 місяці, може функціонувати при повністю відкритих засувках 8 тому, що накопичення шламу буде проходити повільно від входу в шламоводозбірник 3 до виходу з неї. (Така можливість підтверджується досвідом експлуатації звичайних водозбірників). 81765 6 Як слідує з вищевикладеного, у порівнянні з прототипом 121 пропоноване рішення забезпечує суттєві відмінності у функціонуванні установки. Завдяки тому, що в останньому шламоводозбірникі 3 та 4 періодично виконують функції ефективного відстійника, шламонакопичувача та водозбірника, з'являється можливість забезпечення потрібної інтенсифікації процесу осадження твердого в ньому (у тому числі і легко дисперсного, менш крупності 0,05мм) і накопиченню в ньому (на відміну від шламовідстійника в 111) практично всієї маси твердого, що міститься в припливі води. Природно що така інтенсифікація досягається, перш за все, завдяки проектуванню шламоводозбірників 3 та 4 з потрібною ємністю, довжиною, поперечними розрізами і швидкостями потоку уздовж них. (При цьому швидкість потоку можна регулювати відкриттям або закриттям потрібної кількості засувок 8, що змінює висоту потоку Н). В свою чергу, сама така можливість проектування шламоводозбірників 3 та 4 обумовлена як раз тим, що в даному рішенні попередній відстійник та шламовідстійник - суміщені в шламоводозбірній виробки 3 та 4. Остання таким чином по ємності обґрунтовано може бути прийнята не менш, чим шламовідстійник, або водозбірник. Завдяки поліпшенню процесу осадження твердого істотно підвищується якість прояснення води, що у свою чергу ліквідує або, принаймні, різко сповільнює процес зашламовування безпосередньо віток водозбірника 1 та 2 і знижує інтенсивність гідроабразивного зносу насосів. У підсумку має місце значне підвищення надійності, безпеки і екологічності роботи водовідливної установки в цілому. Крім того, у пропонованому виконанні установки виключається необхідність в операціях і засобах гідротранспортування шламу (від попереднього відстійника до шламовідстійника), що, у порівнянні з 12/, рівноцінно деякому зниженню капітальних витрат. Одночасно забезпечується спрощення схеми установки і додаткове підвищення показників надійності і безпеки її роботи. Усе відзначене особливо важливо для установок з підвищеними припливами. Ємність і довжина шламоводозбірників 3 та 4 в даній схемі вибираються таким чином, що габарити їх наближаються до габаритів шламовідстійників або віток водозбірників. Точніше, якщо кожна вітка, 1 або 2, має ємність, що відповідає двогодинному припливові, то ємність Wотст однієї шламоводозбірнику, 3 або 4, Wотст 1,5...2 Qпp, де Qпp величина годинного припливу в м3. Іноді, при необхідності, ємність шламоводозбірників 3 або 4 може перевищувати ємність віток 1 або 2. Перевищення відмітки днища 9 стосовно відмітки днища 10 практично буде складати 0,3...0,5м. Діаметр Dтр нижньої труби 7, розташованої по висоті між днищами 9 і 10 повинний бути, як правило, не менш 350мм. Днища шламоводозбірників 3 та 4 варто виконувати з невеликим ухилом (і = 0,001...0,003) убік віток 1 і 2 водозбірника. Поперечні перерізи шламоводозбірників 3 та 4, з урахуванням можливості регулювання засувками 8 7 81765 повинні забезпечувати швидкість руху води не більш 0,05м/с. Варіанти водовідливної установки, коли шламоводозбірник З або 4, примикає до вітки, 1 або 2, водозбірника, що сполучається з нею, в проміжному перетині вітки, 1 або 2,або на її початковій або кінцевій ділянках дозволяють досить гнучко вирішувати питання компонування виробок установки в приствольному дворі шахти, при повному збереженні усіх раніше згаданих переваг. Варіант водовідливної установки, коли відмітка днища 9 шламоводозбірнику, 3 або 4, розміщена вище відмітки днища 10 вітки водозбірника, 1 або 2, так, що нижня зі зливальних труб 7 розміщена цілком або частково між згаданими відмітками дозволяє найбільш ефективно вести процес зливу відстояної води зі шламоводозбірнику, 3 або 4, у вітку водозбірника, 1 або 2. Комп’ютерна верстка В. Клюкін 8 Пропонована водовідливна установка може бути виконана за допомогою широко застосовуваних способів проведення горизонтальних виробок, що насамперед стосується проходки й устаткування шламоводозбірника3 та 4 і сполучень їх з вітками 1 та 2 водозбірника. Для очищення шламоводозбірників 3 та 4 пропонується використовувати розповсюджені типи породонавантажуючих машин, що виготовляються в Україні (наприклад, типу МІЖ, що виробляється Новогорлівським машинобудівним заводом). Джерела інформації: 1. Безуглов Н.Н., Безуглова Л.Н., Горчаков А.Я. Гидроэлеваторы на угольных шахтах. Μ.: Недра, 1986 г. (рис.3.3 на стр.62). 2.Безуглов Н.Н., Безуглова Л.Н., Горчаков А.Я. Гидроэлеваторы на угольных шахтах. М.: Недра, 1986г. (рис.6.2,в на стр.101). Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601