ВОДОПРИЕМНЫЙ КОЛОДЕЦ НА ВОДОСБРОСНОМ КОЛЛЕКТОРЕ НАКЛОННОГО ТИПА Российский патент 2005 года по МПК E02B9/04 

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию водосбросных сооружений хвостохранилищ, а именно водосбросных коллекторов наклонного (скатового, лежачего) типа.

Известны водоприемные колодцы шахтного типа с водоприемными отверстиями в стенках колодца, с определенным шагом по высоте, перекрываемыми по мере подъема уровня воды в хвостохранилище шандорными щитами (Евдокимов П.Д., Созонов Г.Т. / Проектирование и эксплуатация хвостовых хозяйств обогатительных фабрик. - М.: Недра, стр.242, рис.107). Шахтные колодцы являются наиболее ответственными сооружениями водосборного тракта хвостохранилища, требующими из-за больших нагрузок (вертикальных и горизонтальных) надежных фундаментов и железобетонных конструкций высоких прочностных марок. Эксплуатация их сопряжена с ручным трудом и привлечением плавсредств.

Известно сооружение для удаления осветленной воды из хвостохранилища, включающее наклонный сбросной коллектор с расположенными по его длине отверстиями и установленными на них затворами в виде пустотелого шарнирно закрепленного элемента, имеющего вертикальные трубки разной длины, через которые внутренняя полость затвора сообщается с наружной средой, и рычаг, взаимодействующий с пустотелым элементом вышележащего затвора, а также обратный клапан в нижней части пустотелого элемента. Предполагается, что сооружение будет работать автоматически (А.С. №577276 СССР, МПК Е 02 В 8/02 / В.И.Нагайник, Ю.Д.Доброчасов - З. №2385088; заявлено 15.07.76; опубликовано 25.10.77. Бюл. №39).

В этом сооружении отсутствуют водоприемные колодцы. Вместо них в коллекторе предусмотрена сплошная продольная щель, перекрываемая затворами, следующими друг за другом по всей длине коллектора. При этом поверхность коллектора должна выступать над дневной поверхностью земли. Кроме того, склон борта хвостохранилища имеет обычно крутизну 1:10, что требует при высотном интервале работы отверстия 1 м устройство затвора длиной не менее 10 м, а при интервале 0.5 м не менее 5 м; рычаги же затворов будут еще длиннее, что ставит под сомнение работоспособность системы в условиях штормовой погоды, т.к. шарнирные крепления затворов будут испытывать большие динамические нагрузки, т.е. конструкция ненадежна. В практике же строительства водосбросных коллекторов предусматривается преимущественно подземная прокладка коллектора с устройством на них водоприемных колодцев, для которых данная конструкция затворов непригодна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является водосбросной колодец для отвода осветленной воды с карты намыва (А.С. №1006585 СССР, МПК Е 02 В 8/02 / В.П.Богаенко, Д.В.Рощупкин - З. №3306199/29-15; заявлено 19.06.81; опубликовано 23.03.83. Бюл. №11).Колодец установлен на бетонном основании, соединен с выпускным трубопроводом и имеет водослив с поплавками. Водослив прикреплен к основанию с возможностью вертикального перемещения через сильфон - горловину колодца.

В конструкции колодца отсутствует затворное устройство, поэтому она применима как временное водосбросное сооружение на период возведения плотины намывным способом. Для колодцев на водосбросных (водовыпускных) коллекторах хвостохранилищ эта конструкция неприменима из-за ненадежности стенок горловины, выполненной гофрами сильфона.

Целью предлагаемого изобретения являются повышение надежности и облегчение эксплуатации водоприемного колодца на водосбросном коллекторе наклонного типа.

Указанная цель достигается тем, что водоприемный колодец на водосбросном коллекторе наклонного типа, содержащий бетонное основание и водослив, дополнительно снабжен поплавковым затвором автоматического действия с воздуховыпускным патрубком, расположенным в центре поверхности затвора, и симметрично размещенными водовпускными патрубками, причем поплавковый затвор установлен с возможностью движения по высоте на полых направляющих, соединенных одним концом с полостью коллектора, а другим - с атмосферой.

А воздуховыпускной патрубок снабжен шлангом, выведенным над поверхностью воды.

На фиг.1 изображен продольный профиль водосбросного коллектора с водоприемными колодцами; на фиг.2 - водоприемный колодец в разрезе; на фиг.3 - план колодца по 1-1, где:

1 - водосбросной коллектор наклонного типа;

2 - водоприемный колодец;

3 - водослив водоприемного колодца;

4 - фланец по периметру водослива;

5 - направляющие устройства для поплавкового затвора;

6 - поплавковый затвор;

7 - опорный фланец поплавкового затвора;

8 - кольца, фиксирующие положение поплавкового затвора в плане;

9 - ограничитель всплытия затвора;

10 - воздуховыпускной патрубок поплавкового затвора;

11 - водовпускные патрубки поплавкового затвора;

12 - полиэтиленовый шланг;

13 - железобетонный фундамент водоприемного колодца;

14 - уровень воды всплытия поплавкового затвора;

15 - уровень воды затопления поплавкового затвора;

16 - сороудерживающее ограждение водоприемного колодца с опорами под площадку обслуживания;

17 - площадка обслуживания.

Водосбросной коллектор 1 прокладывается в строительный период по косогору сразу до конечных отметок заполнения хвостохранилища. Водоприемные колодцы 2 на коллекторе 1 устанавливаются с определенным интервалом высот, не превышающим обычно одного метра - возможной высоты слоя осветленной воды. Вход в водоприемное отверстие колодца 2 оснащен водосливом 3 с фланцем 4 по его наружному периметру.

Колодец 2 имеет направляющие стойки 5, выполненные из труб, через которые внутреннее пространство коллектора 1 сообщается с атмосферой, то есть они являются противовакуумными трубками. Вход в колодец 2 закрывается затвором 6 с полым корпусом, имеющим по внешнему периметру фланец 7, которым затвор опирается на фланец 4 водослива 3. К фланцу 7 приварены кольца 8, которыми затвор 6 надет на направляющие стойки 5, чем достигается фиксация планового положения затвора 6. После посадки затвора 6 на водослив 3 на направляющих стойках 5 устанавливаются ограничители 9, определяющие границу вертикального подъема затвора 6.

Затвор в центре своей поверхности имеет воздуховыпускной патрубок 10, а внутри корпуса водовпускные патрубки 11, выведенные на периферийную поверхность затвора.

На воздуховыпускной патрубок 10 надевается шланг 12 с положительной плавучестью (полиэтиленовый), длина которого превышает диапазон высоты работы колодца. Фундамент 13 колодца 2 имеет обычно железобетонное исполнение.

Высотный диапазон работы колодца 2 задается уровнями включения 14 и отключения 15, то есть всплытия и затопления поплавкового затвора 6.

При необходимости водоприемный колодец 2 может оборудоваться сороудерживающим устройством 16 и площадкой обслуживания 17.

Работа колодца происходит следующим образом. При подъеме воды в хвостохранилище до уровня 14, несколько превышающего отметку поверхности фланца 4 водослива 3, поплавковый затвор 6 всплывает и колодец 2 вступает в работу. Затвор 6 скользит по вертикальным направляющим 5, но удерживается в плановом положении кольцами 8, приваренными к фланцу 7 затвора, этим предотвращается образование вакуума в коллекторе 1 и в горловине колодца 2, способного препятствовать свободному подъему затвора 6. Работа колодца 2 продолжается до тех пор, пока уровень воды в хвостохранилище не достигнет заданного уровня 15.

По достижению уровня 15 корпус затвора 6 заполняется водой через водовпускные патрубки 11, а воздух из полости затвора 6 вытесняется в атмосферу через воздуховыпускной патрубок 10 с полиэтиленовым шлангом 12. Это обусловлено тем, что ограничитель всплытия 9 затвора 6 на направляющих 5 установлен так, чтобы уровень входа в водовпускные патрубки 11 соответствовал заданному уровню 15 затопления затвора 6. Затонув, затвор 6 принимает исходное положение, опираясь фланцем 7 на фланец 4 водослива 3, то есть закрывая приемное отверстие колодца 2, а уровень воды в хвостохранилище будет возрастать до включения в работу следующего по высоте колодца.

При необходимости понижения уровня воды в хвостохранилище возможно повторное открытие водослива 3 колодца 2. Для этого через полиэтиленовый шланг 12, свободный конец которого всегда будет на поверхности воды благодаря своей положительной плавучести, подается воздух, например, компрессором в корпус затвора 6. Воздух вытесняет воду из корпуса затвора через патрубки 11, и затвор 6 всплывает, открывая водослив 3 колодца 2.

Водоприемный колодец на водосбросном коллекторе наклонного типа относится к оборудованию водосбросных сооружений хвостохранилищ. Колодец содержит бетонное основание и водослив, дополнительно снабжен поплавковым затвором автоматического действия с воздуховыпускным патрубком, расположенным в центре поверхности затвора, и симметрично размещенными в его полости водовпускными патрубками, причем поплавковый затвор установлен с возможностью движения по высоте на полых направляющих, соединенных одним концом с полостью коллектора, а другим с атмосферой. Воздуховыпускной патрубок поплавкового затвора может быть снабжен шлангом, выведенным над поверхностью воды. Изобретение позволяет повысить надежность работы сооружения и упростить его эксплуатацию. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Водоприемный колодец на водосбросном коллекторе наклонного типа, содержащий бетонное основание и водослив, дополнительно снабжен поплавковым затвором автоматического действия с воздуховыпускным патрубком, расположенным в центре поверхности затвора, и симметрично размещенными в его полости водовпускными патрубками, причем поплавковый затвор установлен с возможностью движения по высоте на полых направляющих, соединенных одним концом с полостью коллектора, а другим - с атмосферой.2. Колодец по п.1, отличающийся тем, что воздуховыпускной патрубок поплавкового затвора снабжен шлангом, выведенным над поверхностью воды.