СПОСОБ ОСВЕТЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ВОДЫ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДОСБОРНИКАХ С МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ОЧИСТКОЙ Российский патент 2001 года по МПК B01D21/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на водосборниках участкового и шахтного водоотлива.

Известен способ [1, с. 211] осветления технологической воды и шахтного притока, включающий: транспорт гидросмеси из забоев в пульпосборник (шламосборник, отстойник); аккумуляцию пульпы и гравитационное осаждение твердых частиц в пульпосборнике; перепуск осветленной воды из пульпосборника в водосборник путем перелива: откачку технологической воды из водосборника на поверхность; очистку пульпосборника и водосборника от шлама скреперами, погрузочными машинами, вручную.

Недостатком этого способа является необходимость 100%-го резерва звеньев технологической схемы водоотлива на период очистки пульпосборника или водосборника, что требует больших капитальных затрат.

Известен способ [1, с. 216-217] осветления технологической воды, отличающийся от первого тем, что очистка пульпосборника и водосборника проводится гидравлическим способом с помощью углесосов, гидроэлеваторов или эрлифтов.

Недостатками этого способа являются: низкая производительность гидравлических машин, которая требует обустройства пульпоперекачных камер на промежуточных горизонтах, что ведет к большим капитальным затратам; высокий расход электроэнергии, который для водоотлива составляет 18-25% от общего расхода горного предприятия; загрязнение отстойников и окружающей среды на поверхности.

Известен способ [2, с. 3-27], применяемый на шахтах Японии, включающий: транспорт гидросмеси из забоев; механическое отделение горной массы на шпальтовых дуговых ситах; аккумуляцию технологической воды и гравитационное осаждение шлама в багер-зупфе; перепуск воды переливом в водосборник; выгрузку шлама из багер-зумпфа ковшевым конвейером; выдачу воды из водосборника на поверхность насосами.

Небольшой объем багер-зумпфа и наличие движущегося ковшевого конвейера создают в нем большую турбулентность, препятствующую осаждению шлама, который попадает в водосборник.

Известен способ [3], включающий: транспорт гидросмеси; механическое отделение горной массы на вибрационных установках и шпальтовых ситах; аккумуляцию технологической воды в приемной секции водосборника, которая сбрасывается по касательным к боковой поверхности радиальной секции, что обеспечивает осаждение и сгущение взвешенных твердых частиц в ее центре и возврат шлама на обезвоживание насосом; перепуск воды переливом в основной водосборник; подачу воды из водосборника в забои углесосами.

Недостатком этого способа является большая турбулентность в приемной секции, препятствующая осаждению мелких взвешенных частиц.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ осветления технологической воды с механизированной очисткой [1, с. 211-216] , включающий: транспорт гидросмеси в отстойник; гравитационное осаждение в нем твердых частиц; выдача осевшего шлама на погрузку пластинчатым конвейером; выравнивание скоростей и перераспределения потоков жидкости в отстойнике с помощью поперечных и продольных перемычек, перепуск воды переливом из отстойника в водосборник, откачку технологической воды на поверхность.

Недостатком этого способа является наличие в пульпосборнике пластинчатого конвейера и устройства выравнивания скоростей, создающие большие турбулентные потоки и препятствующие осаждению шлама из-за разнонаправленного движения потока воды по горизонтали и выпадающего в осадок шлама по вертикали.

Задачей настоящего технического решения является повышение интенсивности осаждения шлама в определенных зонах водосборника, с последующей его механизированной очисткой и выдачей осветленной технологической воды на поверхность.

1. Поставленная задача решается тем, что способ осуществляется в три этапа в равномерно движущемся потоке воды по длине пути осаждения частиц, на первом этапе в зоне пульпоприема производится выделение плавающих посторонних предметов для исключения их попадания в транспортные механизмы, на следующих этапах интенсифицируется процесс естественного осаждения твердых взвешенных частиц различной крупности и удельного веса, а на последнем этапе аккумулируется осветленная вода перед выдачей ее на поверхность или для повторного использования.

На первом этапе отделение крупных частиц твердого и аккумуляция плавающих предметов (например, деревянная щепа, стружка, пленка нефтепродуктов и т. п.) производится за счет остановки верхнего слоя воды, например, ограждающими поперечными перегородками, установленными в верхней части водосборника у зеркала воды.

На втором этапе для осаждения частиц средней крупности поток пропускают через тонкослойные осветляющие воду перегородки, на которых твердые частицы аккумулируются и направляются в донную часть водосборника с механизированной очисткой.

На третьем этапе интенсификация процесса осаждения мелких взвешенных частиц производится обработкой воды за счет ее перепуска через поперечную, съемную, фильтрующую перегородку кассетного с наполнителем (например, металлическая стружка).

После осветления поток воды направляется к водозабору, дно которого выполнено с минимальной механизировано не очищаемой донной поверхностью, где устанавливаются всасы насосов.

Для интенсификации процесса очистки перегородок от налипших мелких частиц в процессе их осаждения они соединяются с вибрирующим механизмом механизированной очистки водосборника.

Сравнение предлагаемого решения с прототипом и известными аналогами позволило установить его соответствие критериям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен продольный разрез водосборника; на фиг. 2 - осаждающая перегородка; на фиг. 3 - фильтрующая перегородка.

Для реализации способа может использоваться, например, скребковый обезвоживающий конвейер.

Способ осветления технологической воды в подземных водосборниках с механизированной очисткой осуществляется следующим образом.

Технологическая вода, содержащая твердые частицы и шахтный приток, по желобам 1 поступает в водосборник, где интенсифицируется процесс естественного осаждения твердых частиц по ходу их движения в три этапа.

На первом этапе осветления в зоне пульпоприема (секция 1) производится отделение плавающих предметов 2 (например, пиломатериалов) для исключения их попадания в транспортные механизмы 3 за счет остановки верхнего слоя воды ограждающими поперечными перегородками 4, установленными в верхней части водосборника у зеркала воды (секция 1). При движении нижней части потока в зоне пульпоприема (секции 1) происходит осаждение крупных частиц твердого.

На втором этапе (секция 2) процесс естественного осаждения частиц средней крупности интенсифицируется за счет перепуска потока через тонкослойные, осветляющие технологическую воду, перегородки 5, на которых аккумулируются частицы твердого и направляются в донную часть водосборника, оснащенную системой механизированной очистки, с транспортирующим механизмом 3.

На третьем этапе (секция 3) интенсификация естественного процесса осаждения мелких взвешенных частиц производится обработкой воды за счет ее перепуска через поперечную съемную фильтрующую перегородку 6 кассетного типа с наполнителем, интенсифицирующим процесс осаждения (например, металлическая стружка). После осветления воды на предыдущих трех этапах поток направляется к водозабору (секция 4), дно которого выполнено с минимально не очищаемой донной поверхностью, где устанавливаются всасы 7 насосов 8.

Для интенсификации процесса очистки перегородок 5 и 6 (секции 2 и 3) от налипших мелких частиц в процессе их осаждения они соединяются с вибрирующим транспортным механизмом 3 механизированной очистки дна водосборника.

Осветленная технологическая вода насосами 8 откачивается из шахты на поверхность или повторно подается в забой, осевший шлам выгружается транспортным механизмом 3 в выпускное окно 9 на основной транспортный конвейер 10, чем достигается полная механизированная очистка водосборника.

Интенсивное осаждение шлама и осветление воды достигаются за счет снижения скорости движения взвешенных частиц в полном объеме водосборника, величина которого достигает в реальных условиях 1000-1500 м³, что производится совмещением пульпосборника (шламосборника, отстойника) с водосборником и обеспечением перепуска воды по принципу сообщающихся сосудов через зазоры для прохода скребков конвейера и установкой перегородок различного типа (водонепроницаемых, осветляющих, фильтрующих), способствующих удлинению пути движения частиц в различных направлениях.

Литература
1. Гейер В.Г., Тимощенко Г.М. Шахтные вентиляторы и водоотливные установки: Учеб. для вузов. - М.: Недра, 1987. - 289 с.

2. Лурий В.Г., Мельник В.В. Анализ существующих технологических схем гидроучастков по добыче угля в сложных условиях: Сб. науч. тр. - М.: МГИ, 1990. С. 3-27.

3. А.с. N 1803560, E 21 C 41/18. Способ подземной переработки угля. /А. А. Атрушкевич, А. С. Бурчаков, О.В. Михеев, А.И. Петров, В.В. Сенкус, С.Г. Фомичев, 1992.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на водосборниках участкового и шахтного водоотливов. Способ осуществляют в три этапа в равномерно движущемся потоке воды по длине пути осаждения частиц. На первом этапе в зоне пульпоприема производят выделение плавающих посторонних предметов для исключения их попадания в транспортные механизмы. На следующем этапе интенсифицируют процесс естественного осаждения твердых взвешенных частиц различной крупности и удельного веса. На последнем этапе аккумулируют осветленную воду перед выдачей ее на поверхность или для повторного использования. Технический эффект - повышение интенсивности осаждения шлама в подземных водосборниках, ускорение осветления воды для повторного использования, снижение энергозатрат при выдаче подземных вод на поверхность и снижение трудоемкости работ по очистке подземных водосборников. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ осветления технологической воды в подземных водосборниках, включающий транспортирование гидросмеси и шахтного притока из забоев, их аккумулирование, гравитационное осаждение взвешенных твердых частиц, механизированную очистку водосборника, выдачу осевшего шлама на обезвоживание, его отгрузку и выдачу осветленной воды на поверхность или для повторного использования, отличающийся тем, что способ осуществляют в три этапа в равномерно движущемся потоке воды по длине пути осаждения частиц, на первом этапе в зоне пульпоприема производят выделение плавающих посторонних предметов, на следующем этапе интенсифицируют процесс естественного осаждения твердых взвешенных частиц различной крупности и удельного веса, а на последнем этапе аккумулируют осветленную воду перед выдачей ее на поверхность или для повторного использования. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первом этапе отделение крупных частиц твердого и аккумуляцию плавающих предметов, например деревянной щепы, стружки, пленки нефтепродуктов и т.п., производят за счет остановки верхнего слоя воды, например, ограждающими поперечными перегородками, установленными в верхней части водосборника у зеркала воды. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на втором этапе для осаждения частиц средней крупности поток пропускают через тонкослойные осветляющие воду перегородки, на которых твердые частицы аккумулируют и направляют в донную часть водосборника с механизированной очисткой. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на третьем этапе интенсификацию процесса осаждения мелких взвешенных частиц производят за счет перепуска воды через поперечную, съемную фильтрующую перегородку кассетного типа с наполнителем, например металлической стружкой. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после осветления поток воды направляют к водозабору, дно которого выполнено с минимальной механизированно неочищаемой донной поверхностью, где устанавливают всасы насосов. 6. Способ по пп.3 и 4, отличающийся тем, что для интенсификации процесса очистки перегородок от налипших мелких частиц в процессе осаждения перегородки соединяют с вибрирующим механизмом механизированной очистки водосборника.