Участковая рудничная водоотливная установка
DISTRICT MINE DRAINAGE STATION

Изобретение относится к области осушения месторождений, а конкретно к области рудничного водоотлива.
Подземная разработка рудных месторождений подземным способом обычно сопровождается обильным поступлением шахтной воды в горные выработки рудника. Откачку шахтной воды, поступающей в горные выработки рудника на близлежащие горизонты, обеспечивают участковые рудничные (шахтные) водоотливные установки.
Практика показывает, что секционным насосам, входящим в структуру участковых рудничных водоотливных установок, свойственны частые поломки их деталей и узлов, в частности, узла гидропяты.
Одной из основных причин поломок узла гидропяты является интенсивный гидроабразивный износ его элементов, обусловленный их тесным контактом с механическими примесями, содержащимися в откачиваемой секционными насосами шахтной воде. Таким образом, видно, что снижение количества механических примесей в шахтной воде положительно скажется на надежности узла гидропяты секционных насосов, а соответственно, и на эффективности эксплуатации участковой рудничной водоотливной установки.
Исходя из вышеизложенного видно, что модернизация участковых рудничных водоотливных установок, направленная на эффективную борьбу с механическими примесями, содержащимися в шахтной воде, является актуальной в настоящее время.
Известна шахтная водоотливная установка (см. RU №2472971, кл. F04D 13/00, E02D 19/10, опубл. 20.01.2013), содержащая насосы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы с задвижками и обратными клапанами, водосборник и отстойник с гидроэлеватором. В данной водоотливной установке борьбу с механическими примесями, содержащимися в шахтной воде, обеспечивает гидроэлеватор, откачивающий эти примеси благодаря энергии, возникаемой в результате совместной работы насосов.
Недостатком известной установки, является тот факт, что при совместной работе насосов их отдельные узлы со стороны всасывания оказываются под давлением выше критического значения (более 0,2 МПа), что в дальнейшем неизбежно приведет к их незапланированным поломкам, а соответственно, ухудшению работоспособности устройства.
Известна рудничная водоотливная установка (см. RU №154173, кл. F04D 13/12, E02D 19/10, опубл. 20.08.2015), содержащая центробежные секционные насосы, погружной насос с подставкой для лучшей устойчивости, всасывающие и напорные трубопроводы, общий напорный коллектор, кран-балку, штангу и рельсы.
Известная установка может использоваться только при откачке шахтной воды с небольшой глубины, что является ее существенным недостатком. Кроме того, гибкая часть напорного трубопровода погружного насоса при работе под высоким давлением не способствует повышению надежности устройства.
Из предшествующего уровня техники наиболее близкой к заявленному решению является главная водоотливная установка по патенту RU №2677026 (кл. F04D 13/00, E02D 19/10, опубл. 15.01.2019), содержащая центробежные секционные насосы, погружной насос с подставкой для лучшей устойчивости, штангу, кран-балку, водосборник главного водоотлива, осветляющий резервуар, гидроциклон с всасывающим и сливным патрубками, а также песковой насадкой, водосборник-отстойник, отводную канаву, пневматический насос и гибкий трубопровод.
Реализация известной установки на практике требует значительных капиталовложений, связанных, главным образом, с проходкой осветляющего резервуара и водосборника-отстойника в условиях участкового водоотлива.
Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в повышении эффективности очистки шахтной воды от механических примесей.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в сохранении работоспособности участковой рудничной водоотливной установки за счет обеспечения надежности узла гидропяты секционных насосов, входящих в структуру рудничной водоотливной установки.
Поставленная задача достигается за счет того, что участковая рудничная водоотливная установка, включающая центробежный секционный и погружной насосы, гидроциклон с патрубками для перелива осветленной воды и слива пульпы, отличается тем, что дополнительно содержит водосборник участкового водоотлива, состоящий из начальной и основной частей, причем, начальная часть огорожена от основной посредством насыпи, в начальной части смонтирован погружной насос для подачи шахтной воды в гидроциклон, который дополнительно снабжен виброситом для повторного обезвоживания образующейся сгущенной пульпы, при этом гидроциклон с виброситом установлены возле водосборника в верхней части почвы горной выработки.
Сопоставительный анализ признаков заявляемого изобретения с признаками прототипа и аналога свидетельствует о соответствии критерию «новизна».
Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, повышение надежности узла гидропяты секционных насосов, входящих в структуру участковой рудничной водоотливной установки, путем эффективной борьбы с механическими примесями при минимальных финансовых затратах.
Признаки заявляемого решения в комплексе обеспечивают эффективную борьбу с механическими примесями, содержащимися в шахтной воде водосборника участкового водоотлива, что позволяет снизить интенсивность гидроабразивного изнашивания узла гидропяты секционных насосов, которые откачивают воду на близлежащие горизонты. Снижение интенсивности гидроабразивного изнашивания узла гидропяты обеспечивает надежность секционных насосов и работу участковой рудничной водоотливной установки.
Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фигуре показан общий вид участковой рудничной водоотливной установки.
Участковая рудничная водоотливная установка включает центробежные секционные насосы 1, водосборник участкового водоотлива 2 с начальной частью 3, погружной насос, выполненный с подставкой для лучшей устойчивости 4, гидроциклон 5 с всасывающим 6 и сливным 7 патрубками, а также песковой насадкой 8, водоотливную канавку 9 и вибросито 10.
Таким образом, погружной насос с подставкой 4 смонтирован в начальной части водосборника 2, который огорожен от основной части насыпью. Гидроциклон 5 и вибросито 10, комплексно используемые для осветления шахтных вод, установлены в верхней части почвы горной выработки возле водосборника 2, в основную часть которого будет поступать очищенная от механических примесей шахтная вода из сливного патрубка 7 гидроциклона. Осветленная шахтная вода с вибросита 10 поступает в водоотливную канавку 9, откуда она затем поступает в начальную часть водосборника.
Заявляемая участковая водоотливная установка работает следующим образом.
Погружной насос 4, установленный в начальной части 3 водосборника участкового водоотлива 2, огороженной от основной части насыпью, откачивает поступающую по водоотливной канавке 9 шахтную воду и подает в гидроциклон 5 через всасывающий патрубок 6. Осветленная гидроциклоном 5 шахтная вода, выходящая из сливного патрубка 7, поступает в основную часть водосборника 2 и затем откачивается центробежными секционными насосами 1 на близлежащие горизонты. При этом сгущенная пульпа, выходящая из песковой насадки 8 гидроциклона 5, поступает на вибросито 10, в котором происходит процесс обезвоживания массы. Осветленная шахтная вода, получаемая после обезвоживания пульпы на вибросите, самотеком поступает в водоотливную канавку 9, а обезвоженный твердый продукт, в конечном итоге, транспортируется на дневную поверхность.
Использование настоящего изобретения позволит повысить надежность секционных насосов и работу участковой рудничной водоотливной установки путем снижения интенсивности гидроабразивного изнашивания узла гидропяты.