Спосіб водопостачання гірничодобувного підприємства

1.Спосіб водопостачання гірничодобувного підприємства, за яким як вихідну воду використовують воду із свердловин поверхневих джерел водопостачання, яку піднімають на поверхню за допомогою підвищувальних насосів, як резервуар чистої води використовують накопичувальний бак водонапірної башти, до якого її закачують за допомогою мережних насосів, очищують воду за допомогою механічних освітлювальних фільтрів з системою їх очищення, обробляють воду на виході фільтрів на бактерицидній та хлорувальній установках, який відрізняється тим, що як вихідну воду додатково використовують воду з водоносних U 2 (19) 1 3 ничодобувного підприємства, лінійної протяжності підприємства в усіх трьох вимірах, раціонального вибору структури власної системи водопостачання та правильної її експлуатації. Відомий спосіб водопостачання [див. патент РФ №2234471, МПК7 C02F9/12], реалізований у станції водопідготовки, що містить водоприймач, підвищувальний насос, озонатор, префільтр, фільтр з активованим вугіллям, струменевий апарат з вікном із кварцового скла, ультрафіолетовий випромінювач, відбивний рефлектор, гвинтоподібну лопатку, вертикально-трубчату систему, концентратомір розчиненого озону у воді, задавальний пристрій, порівнювальний пристрій, відслідковувальний привід, вентиль, зворотний клапан, резервуар-накопичувач промивної води, промивний насос, кран з поплавковим приводом, електрифіковані засувки, датчики положення електрифікованих засувок, датчики тиску і блок керування, причому префільтр виконано у вигляді фільтруючої касети, що перекриває водоприймач, напірний патрубок підвищувального насоса з'єднаний з вхідним патрубком струминного апарата, озонатор через вентиль і зворотний клапан з'єднаний з усмоктувальним патрубком струминного апарата, гвинтоподібна лопатка встановлена на виході струминного апарата, ультрафіолетовий випромінювач і відбивний рефлектор розміщені зовні струминного апарата з можливістю просвічування через вікно з кварцового скла проточного каналу струминного апарата, вертикальнотрубчата система з'єднана з виходом струминного апарата і через електрифіковану засувку з входом фільтра з активованим вугіллям, вихід якого з'єднаний через електрифіковану засувку зі споживачем питної води і через кран з поплавковим приводом з резервуаром-накопичувачем промивної води, промивний насос з'єднаний з резервуаромнакопичувачем промивної води і через електрифіковані засувки із системою промивання префільтра і з виходом фільтра з активованим вугіллям, кран розміщений з можливістю спорожнювання вертикально-трубчатої системи, концентратомір розчиненого озону у воді встановлений на виході вертикально-трубчатої системи і з'єднаний з блоком керування і піднімальним входом порівнювального пристрою, додавальний вхід якого з'єднаний із задавальним пристроєм, вихід порівнювального пристрою з'єднаний із входом відстежувального приводу, вихід якого з'єднаний із запірно-регулюючим органом вентиля, а ультрафіолетовий випромінювач, електрифіковані засувки, датчики положення електрифікованих засувок і датчики тиску з'єднані з блоком керування. Крім позитивних сторін такого способу водопідготовки, який допускає його застосування на гірничодобувному підприємстві (до них можна віднести автоматизацію процесу очищення води, можливість використання поверхневих джерел водопостачання, які відзначаються мінливістю ступеню забрудненості), такий спосіб має ряд недоліків, що не забезпечують в повній мірі його експлуатаційне застосовування, а саме: - невизначеність можливості забезпечення необхідних об'ємів очищеної води у разі недостат 19779 4 ньої потужності відомих поверхневих джерел водопостачання; - високі капіталовкладення на геологорозвідувальні роботи з метою пошуку нових поверхневих джерел водопостачання в районі місцезнаходження підприємства; - концентрація уваги на функції очищення вихідної забрудненої води і відсутність комплексного підходу до вирішення проблеми водопостачання гірничодобувного підприємства в цілому. Найбільш близьким по суті до пропонованого способу водопостачання гірничодобувного підприємства є спосіб водопідготовки, реалізований у станції водопідготовки [див. патент РФ №2198715, МПК7 B01D36/00, B01D37/04, C02F1/78, C02F9/04], що містить поверхневе джерело водопостачання, підвищувальний насос, озонатор, фільтр і мережний насос, концентратомір залишкового розчиненого озону в оброблюваній воді, задавальний пристрій, порівнювальний пристрій, регулятор частоти подачі імпульсів високої напруги, промивний насос, гідромоніторну систему промивання фільтра, ежектор, сатуратор, напірний флоратор, дозатор реагенту, зворотний клапан, датчики тиску, електрифіковані засувки, датчики положення електрифікованих засувок і блок керування, які з'єднані відповідним чином між собою за допомогою трубопроводів. Такому способові водопідготовки властиві ті самі недоліки, що й у попереднього аналога. Метою корисної моделі є зниження об'єму постачання води від централізованого водопостачальника для власних потреб або повна відмова від його послуг, поліпшення якості використовуваної води. Зазначена задача вирішується тим, що в способі водопостачання гірничодобувного підприємства, за яким в якості вихідної води використовують воду із свердловин поверхневих джерел водопостачання, яку піднімають на поверхню за допомогою підвищувальних насосів, в якості резервуара чистої води використовують накопичувальний бак водонапірної башти, до якого її закачують за допомогою мережних насосів, процес очищення води до вимог, передбачених санітарними нормами, забезпечують за допомогою механічних освітлювальних фільтрів з системою їх очищення, введенням на вході фільтрів відповідним реагентним господарством коагулянту для прискорення процесу очищення, обробкою води на виході фільтрів бактерицидною та хлорувальною установками згідно з корисною моделлю в якості вихідної води додатково використовують воду з водоносних горизонтів, доступ до додаткових джерел водопостачання забезпечують за допомогою підземних гірничих виробок, які виконують відповідно до проекту будівництва гірничодобувного підприємства, в місцях проходу підземними гірничими виробками водоносних горизонтів, в разі достатньої потужності водяного потоку і належної якості води, облаштовують підземні водозабірні бювети, від яких забрану воду системою водогінних трубопроводів подають до підземного накопичувального резервуара, з якого зібрану воду за допомогою додаткового підвищувального насоса через діючі гірничі 5 виробки подають на поверхню для фільтрації, причому підземні водозабірні бювети, систему водогінних трубопроводів та підземний накопичувальний резервуар виконують ізольованими від системи рудникового водовідливу, крім того, в разі, коли водоносні горизонти розташовані вище рівня підземного накопичувального резервуара, забрану підземними водозабірними бюветами воду подають до нього системою водогінних трубопроводів самопливом за рахунок перепаду висот. До відмінних від прототипу ознак запропонованого способу водопостачання гірничодобувного підприємства відносяться: - використання в якості вихідної води додаткової води з водоносних горизонтів; - забезпечення доступу до додаткових джерел водопостачання за допомогою підземних гірничих виробок, які виконують відповідно до проекту будівництва гірничодобувного підприємства; - облаштування підземних водозабірних бюветів в місцях проходу підземними гірничими виробками водоносних горизонтів в разі достатньої потужності водяного потоку і належної якості води; - збір забраної води від підземних водозабірних бюветів системою водогінних трубопроводів у підземному накопичувальному резервуарі; - подача на поверхню для фільтрації через діючі гірничі виробки зібраної у підземному накопичувальному резервуарі води за допомогою додаткового підвищувального насоса; - виконання підземних водозабірних бюветів, системи водогінних трубопроводів та підземного накопичувального резервуара ізольованими від системи рудникового водовідливу; - подача до підземного накопичувального резервуара системою водогінних трубопроводів забраної підземними водозабірними бюветами води самопливом за рахунок перепаду висот у разі, коли водоносні горизонти розташовані вище рівня підземного накопичувального резервуара. На Фіг., що прикладається, подано варіант структурної схеми системи водопостачання, що використовує запропонований спосіб водопостачання гірничодобувного підприємства. Вихідна вода для системи водопостачання забезпечується набором k поверхневих джерел водопостачання 1 (тут і далі нижні індекси на Фіг. вказують на порядковий номер елементу будьякого набору), в якості яких можуть використовуватись відкриті водойми та свердловини-колодязі. За допомогою відповідного набору з k підвищувальних насосів 2 вода доставляється до власне системи водопостачання гірничодобувного підприємства, яка складається з першого та другого мережних насосів 3 та 4, резервуара чистої води 5, механічного освітлювального фільтра 6, проміжного відстійного резервуара 7, системи очищення фільтрів 8, що містить резервуар промивної води 9 та промивний насос 10, реагентного господарства 11, що містить набір m витратних баків реагенту 12 з насосами-дозаторами 13 та компресор 14, бактерицидної установки 15 та хлорувальної установки 16. Всі елементи зв'язані між собою трубопроводами відповідного перерізу, в необхідних місцях яких встановлені трубопровідні вентилі 17 19779 6 (зважаючи на їх велику кількість для забезпечення ясності структурної схеми нумерація біля кожного трубопровідного вентиля на Фіг. відсутня). В запропонованому способі водопостачання гірничодобувного підприємства використовуються виявлені в підземних гірничих виробках 18 додаткові підземні джерела водопостачання 19, число яких може бути n. Вода з набору підземних джерел водопостачання 19 забирається відповідними підземними водозабірними бюветами 20 і транспортується системою водогінних трубопроводів 21 до підземного накопичувального резервуара 22. На Фіг. показаний один випадок транспортування води самопливом (для водогінного трубопроводу 211) та за допомогою насосу водогінного трубопроводу 23 (для водогінного трубопроводу 21n). Зібрана в підземному накопичувальному резервуарі 22 вода за допомогою додаткового підвищувального насоса 24 через підземні гірничі виробки 18 подається на поверхню для фільтрації. Система водопостачання гірничодобувного підприємства функціонує в такий спосіб. Підвищувальні насоси 21... 2k забезпечують надходження до системи водопостачання можливого в даному регіоні об'єму вихідної води від поверхневих джерел водопостачання 11... 1k відповідно. Можливості поверхневих джерел водопостачання 11... 1k можуть бути обмежені як природоохоронними обмеженнями, так і, наприклад, потужностями свердловин-колодязів. Як правило, в областях розташування гірничодобувних підприємств цих об'ємів вихідної води завжди не вистачає для забезпечення всіх технологічних потреб підприємств. В залежності від якості вихідної води (кількості домішок, їх хімічного складу тощо) реагентне господарство 11 повинне забезпечити за допомогою витратних баків реагентів 121... 12m, насосів-дозаторів 131... 13m та компресора 14 кількісний та якісний склад реагентів, що добавляються до вихідної води для полегшення процесу її подальшої фільтрації. За допомогою першого мережного насоса 3 вода з домішками та реагентними добавками з проміжного відстійного резервуара 7, наявність якого у системі водопостачання обумовлюється потужностями різних джерел водопостачання у кожному конкретному випадку, надходить до механічного освітлювального фільтра 6 для фільтрації. Періодично механічний освітлювальний фільтр 6 очищається системою очищення фільтрів 8 за допомогою забраної з виходу механічного освітлювального фільтра 6 в період фільтрації до резервуара 9 промивної води. В період очистки механічного освітлювального фільтра 6 системою трубопроводів з трубопровідними вентилями 17, встановленими у відповідне положення, вода з резервуара промивної води 9 за допомогою промивного насоса 10 подається до механічного освітлювального фільтра 6 у зворотному напрямку, промиваючи фільтруючий матеріал і скидається до відстійника шахтної води (на Фіг. не показаний). Очищена у механічному освітлювальному фільтрі 6 вода додатково обробляється у бактерицидній установці 15 та хлорувальній установці 16 і за допомогою другого мережного насосу 4 направляється до резервуара чистої во 7 ди 5, в якості якого може бути, наприклад, бак водонапірної башти, звідки вода розподіляється між споживачами підприємства. Необхідно зазначити, що взаємне розташування бактерицидної установки 15 та хлорувальної установки 16 залежить від якості очищеної у механічному освітлювальному фільтрі 6 води і може бути не паралельного підключення, як на Фіг., а послідовного і т. ін. Підземні джерела водопостачання 191... 19n, які розташовані в підземних гірничих виробках 18 є тим резервом вихідної води для системи водопостачання гірничодобувного підприємства, що може компенсувати недостатню потужність поверхневих джерел водопостачання 11... 1k. Причому введення підземних джерел водопостачання 191... 19n в експлуатацію потребує мінімальних капіталовкладень, адже всі прохідницькі роботи під час створення підземних гірничих виробок 18 виконують відповідно до проекту будівництва гірничодобувного підприємства, а водоносні горизонти, особливо при проходженні шахтних стволів, при цьому зустрічаються не один раз. Звичайно, не завжди вода при цьому є придатною для використання її системою водопостачання, але у багатьох випадках кількість завислих речовин та відносний рівень хімічних сполук не перевищують гранично допустимих рівнів концентрації, що визначені діючими санітарними нормативними документами. Облаштувавши такі підземні джерела водопостачання 191... 19n підземними водозабірними бюветами 201... 20n, можна акумулювати достатній додатковий об'єм вихідної води для системи водопостачання гірничодобувного підприємства в підземному накопичувальному резервуарі 22, доставивши туди воду системою водогінних трубопроводів 211... 21n. Для захищення зібраної води від можливого забруднення підземні водозабірні бювети 201... 20n, систему водогінних трубопроводів 211... 21n та підземний накопичувальний резервуар 22 19779 8 виконують ізольованими від системи рудникового водовідливу. Можливість просторового розташування підземного накопичувального резервуара 22 (підземний горизонт, віддаленість від діючих гірничих виробок тощо) в структурі підземних гірничих виробок 18 для кожного конкретного гірничодобувного підприємства визначається різними чинниками (технологічними, економічними, природоохоронними тощо), але оптимальним є розміщення підземного накопичувального резервуара 22 на найнижчому горизонті підземних гірничих виробок 18, оскільки при цьому можливо забезпечити найбільш економне транспортування води, зібраної всіма підземними водозабірними бюветами 20, водогінними трубопроводами самопливом за рахунок перепаду висот. В іншому випадку, транспортування води від підземних джерел водопостачання 19, які в просторі підземних гірничих виробок 18 розташовані нижче підземного накопичувального резервуара 22 (на Фіг. показано одне таке підземне джерело водопостачання 19n зі своїм водогінним трубопроводом 21n), забезпечують за допомогою насоса 23 водогінного трубопроводу. Зібрана в підземному накопичувальному резервуарі 22 вода за допомогою додаткового підвищувального насоса 24 через діючі гірничі виробки подається на поверхню для фільтрації. Кожна складова частина розглянутої системи водопостачання, що використовує пропонований спосіб водопостачання гірничодобувного підприємства відома в техніці або може бути реалізована на основі відомих технологічних процесів. Запропонований спосіб водопостачання гірничодобувного підприємства забезпечує зниження об'єму постачання води від централізованого водопостачальника для власних потреб або навіть перехід на автономне водопостачання та поліпшення якості води, використовуваної для власних потреб. 9 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 19779 Підписне 10 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