L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
ШАХТНАЯ ВОДООТЛИВНАЯ УСТАНОВКА
| Название | ШАХТНАЯ ВОДООТЛИВНАЯ УСТАНОВКА |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Тимухин С.А., Угольников А.В., Петровых Л.В., Стожков Д.С., Лубинский А.Ю. |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2472971 |
| Дата регистрации | 09.06.2011 |
| Правообладатель | Министерство образования и науки РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный горный университет" |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Изобретение относится к области осушения месторождений, а конкретно к области шахтного водоотлива. Установка содержит рабочие насосы 1, всасывающие и нагнетательные трубопроводы 3, 4 с задвижками 6, 8, 10, 11 и обратными клапанами, водосборник 2 и отстойник 7 с гидроэлеватором 5. Установка имеет дополнительную линию, состоящую из последовательно соединенных рабочих насосов 1, сообщенную с напорным трубопроводом 9 гидроэлеватора 5. Изобретение направлено на снижение капитальных затрат на строительство водоотливной установки и эксплуатационных расходов на ее содержание, а также повышение эффективности процесса очистки водосборников и долговечности рабочих насосов шахтных водоотливных установок. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области осушения месторождений, а конкретно к области шахтного водоотлива.
Известна шахтная водоотливная установка, содержащая рабочие насосы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы с задвижками и обратными клапанами, водосборник с отстойником [Веселов А.И. Рудничный водоотлив. Свердловск, Металлургиздат, 1985, 532 с.].
Недостатком такой водоотливной установки является трудоемкий и малопроизводительный способ периодической очистки водосборника от постоянно накапливающегося в нем шлама, которая осуществляется или погрузочной машиной, или скреперной установкой с дальнейшим использованием вагонеток и всей транспортной системы околоствольного двора и транспорта поверхностного комплекса шахты.
Рабочие процессы такой очистки имеют невысокий уровень механизации с большой долей малопроизводительного труда, что связано со значительными материальными затратами и антисанитарными условиями.
Известна шахтная водоотливная установка, содержащая рабочие насосы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы с задвижками и обратными клапанами, водосборник с отстойником, по дну которых проложены трубопроводы с отверстиями, через которые посредством гидравлической или пневматической энергии производится взмучивание шламовых смесей с их последующей откачкой из водосборника на поверхность шахты одним из рабочих насосов [Попов В.М. Рудничные водоотливные установки. 2-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1983, 304 с.].
Недостатком данной водоотливной установки является то, что при перекачке через рабочий насос шламовых смесей детали его проточной части подвергаются интенсивному гидроабразивному износу, вследствие чего он становится непригодным для дальнейшей эксплуатации. Насос или заменяется на новый, или подвергается капитальному ремонту с полной заменой деталей, подвергнувшихся абразивному износу, что связано со значительными материальными затратами.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению относится шахтная водоотливная установка [заявка на изобретение «Шахтная водоотливная установка» (Рег. №2010118801 от 11.05.2010)], содержащая рабочие насосы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы с задвижками и обратными клапанами, водосборник и отстойник с гидроэлеватором. Известная установка содержит дополнительную линию, включающую насос повышенной напорности, гидроэлеватор, содержащий напорный и всасывающий смесительный трубопровод, установленный в отстойнике и соединенный своим напорным трубопроводом с дополнительным насосом, а всасывающим смесительным трубопроводом - с нагнетательным трубопроводом рабочего насоса.
Недостатком данной водоотливной установки является то, что она имеет в своем составе дополнительный насос повышенной напорности, для размещения которого на водоотливной установке потребуется увеличение ее размеров, что связано с увеличением капитальных затрат и эксплуатационных расходов по установке.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение капитальных затрат на строительство водоотливной установки и эксплуатационных расходов на ее содержание, а также повышение эффективности процесса очистки водосборников и долговечности рабочих насосов шахтных водоотливных установок.
Технический результат достигается тем, что шахтная водоотливная установка, содержащая рабочие насосы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы с задвижками и обратными клапанами, водосборник и отстойник с гидроэлеватором, согласно изобретению имеет дополнительную линию, состоящую из последовательно соединенных рабочих насосов, сообщенную с напорным устройством гидроэлеватора.
Дополнительная линия может иметь соединительные трубопроводы с разделительными задвижками, расположенными между напорным трубопроводом предыдущего рабочего насоса, начиная от наиболее удаленного от гидроэлеватора и всасывающим трубопроводом последующего насоса.
Соединительные трубопроводы могут быть отделены от зоны всасывания рабочих насосов отсекающими задвижками.
Желательно, чтобы количество последовательно соединенных рабочих насосов в дополнительной линии было не менее трех и не более пяти.
На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемой водоотливной установки.
Шахтная водоотливная установка содержит рабочие насосы 1, водосборник 2, всасывающие и нагнетательные трубопроводы 3, 4 с задвижками 8 и обратными клапанами на нагнетательных трубопроводах 4 рабочих насосов 1 и отстойник 7 с гидроэлеватором 5. Установка имеет дополнительную линию, состоящую из последовательно соединенных рабочих насосов 1, сообщенную с напорным устройством - напорным трубопроводом 9 гидроэлеватора 5 с установленной в нем задвижкой 6.
Дополнительная линия имеет соединительные трубопроводы с разделительными задвижками 11, расположенными между нагнетательным трубопроводом 4 предыдущего рабочего насоса, начиная от наиболее удаленного от гидроэлеватора 5 и всасывающим трубопроводом 3 последующего насоса 1. Соединительные трубопроводы отделены от зоны всасывания рабочих насосов 1 отсекающими задвижками 10.
Количество последовательно соединенных рабочих насосов 1 в дополнительной линии должно быть не менее трех и не более пяти.
Установка функционирует следующим образом. В нормальном режиме водоотливной установки включен один или более, в зависимости от потребности, рабочих насосов 1, подающих воду из водосборника 2 через всасывающие и нагнетательные трубопроводы 3, 4 на поверхность шахты или в водосборник промежуточного водоотливного горизонта (при многоступенчатой схеме водоотлива). При этом задвижки 6 и 11 находятся в положении «Закрыто». В режиме очистки водосборника 2 от шлама рабочие насосы 1 включены на последовательную работу, задвижки 6 и 11 находятся в положении «Открыто». При этом задвижки 8 и 10 находятся в положении «Закрыто». Вода из водосборника 2 по всасывающему трубопроводу 3 поступает в наиболее удаленный от гидроэлеватора 5 рабочий насос 1, из которого через соединительные трубопроводы с задвижками 11 и другие рабочие насосы 1 по трубопроводу 12 поступает в сужающий насадок гидроэлеватора 5, всасывающая труба которого засасывает шламовые смеси из отстойника 7 и подает их через трубопровод 9 в нагнетательный трубопровод 4 насоса 1 и далее на поверхность шахты.
Гидроэлеватор характеризуется такими эксплуатационными качествами, как отсутствие подвижных частей и простота конструкции, нечувствительность к засосанному воздуху, что дает возможность откачивать воду и шламовые смеси насухо с неглубоких приямков забоя, а также отсутствие потребности в предварительной заливке перед пуском, пригодность для откачки воды со значительным количеством твердых примесей, малые размеры и небольшая масса, удобство и легкость перемещения.
Кроме того, в изобретении взамен дополнительного насоса повышенной напорности в схеме гидроэлеватора использовано основное технологическое оборудование насосной станции - рабочие насосы, что снижает капитальные затраты на строительство водоотливной установки и эксплуатационные расходы на ее содержание при повышении эффективности процесса очистки водосборника и долговечности рабочих насосов.
Формула изобретения
1. Шахтная водоотливная установка, содержащая рабочие насосы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы с задвижками и обратными клапанами, водосборник и отстойник с гидроэлеватором, отличающаяся тем, что установка имеет дополнительную линию, состоящую из последовательно соединенных рабочих насосов, сообщенную с напорным устройством гидроэлеватора.
2. Шахтная водоотливная установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительная линия имеет соединительные трубопроводы с разделительными задвижками, расположенными между нагнетательным трубопроводом предыдущего рабочего насоса, начиная от наиболее удаленного от гидроэлеватора, и всасывающим трубопроводом последующего насоса.
3. Шахтная водоотливная установка по п.1, отличающаяся тем, что соединительные трубопроводы отделены от зоны всасывания рабочих насосов отсекающими задвижками.
4. Шахтная водоотливная установка по п.1, отличающаяся тем, что количество последовательно соединенных рабочих насосов в дополнительной линии должно быть не менее трех и не более пяти.
Медаль Альфреда Нобеля