Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
4.1. Разработка способа гидравлической очистки водосборников высоконапорными гидроэлеваторными установками
Авторами предложена схема главного водоотлива с высоконапорной гидроэлеваторной установкой.
Известна шахтная водоотливная установка, содержащая рабочие насосы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы с задвижками и обратными клапанами, водосборник с отстойником [23]. Недостатком такой водоотливной установки является трудоёмкий и малопроизводительный способ периодической очистки водосборника от постоянно накапливающегося в нём 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 труда.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению относится 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 [117].
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 полностью 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.
Целью данной разработки является повышение эффективности процесса очистки водосборников и долговечности рабочих насосов шахтных водоотливных установок.
Указанная цель достигается тем, что установка имеет дополнительную линию, включающую насос повышенной напорности, гидроэлеватор, содержащий напорный и смесительный трубопроводы, установленный в отстойнике и соединенный своим напорным трубопроводом с дополнительным насосом, а всасывающим смесительным трубопроводом – с нагнетательным трубопроводом рабочего насоса. На рис. 4.1 показана принципиальная схема предлагаемой водоотливной установки, содержащей рабочие насосы 1, водосборник 2, всасывающие 3 и нагнетательные 4 трубопроводы рабочих насосов, дополнительный насос 5, задвижки 6 в напорной линии гидроэлеватора 7, задвижки на нагнетательных трубопроводах рабочих насосов 8, всасывающий трубопровод дополнительного насоса 9, напорный трубопровод 10, отстойник 11.
Схема 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 3 и нагнетательные трубопроводы 4 на поверхность шахты или в водосборник промежуточного водоотливного горизонта (при многоступенчатой схеме водоотлива). Дополнительный насос 5 при этом отключен, а задвижка 6 в напорной линии гидроэлеватора 7 находиться в положении «закрыто». В режиме очистки водосборника от шлама рабочие насосы 1 отключены, задвижки 6 находятся в положении «закрыто». Насос 5 включен в работу и задвижка 6 открыта. Вода из водосборника по всасывающему трубопроводу 9 поступает в насос 5, а из него под напором в сужающий насадок гидроэлеватора 7, всасывающая труба которого засасывает шламовые смеси из отстойника 11 и подает их совместно с водой, подаваемой насосом 5, через напорный трубопровод 10 в нагнетательный трубопровод 4 и далее на поверхность шахты.
Рис. 4.1. Схема главного водоотлива рудника с высоконапорной гидроэлеваторной установкой
Поскольку соединение напорной линии гидроэлеватора и нагнетательного трубопровода 4 выполнено на участке, расположенном выше задвижек 8, шламовые смеси проходят только по трубопроводной сети, в обход рабочих насосов. Отсюда, рабочий процесс очистки водосборника полностью механизируется, и, следовательно, эффективность его повышается, а долговечность рабочих насосов ввиду отсутствия в них гидроабразивного износа увеличивается, что свидетельствует о достижении поставленной цели.