СИСТЕМА ВОДООТЛИВА ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ Российский патент 2006 года по МПК E21F16/00 E02D19/10 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для осушения глубоких карьеров, особенно при переходе на подземные работы в верхней части рудного тела.

Известна система подземного карьерного водоотлива, содержащая дренажные, водосбросные и водоотливные скважины, расположенные под дном карьера, центробежный насосный агрегат с элементами для обеспечения подачи электроэнергии, расположенный в водоотливной скважине, нагнетательный патрубок которого соединен с нагнетательной трубой, а всасывающий патрубок соединен с всасывающей трубой, заглубленной в водосборник (Защита карьеров от воды. С.К.Абрамов, М.С.Газизов, В.И.Костенко. - М.: Недра, 1976, с.209-211).

Недостатком данной системы являются высокие трудовые и материальные затраты, вызванные необходимостью бурения большого количества подземных скважин под дном карьера, при помощи которых и осуществляются сбор и сброс вод за пределы карьерного пространства.

Наиболее близким техническим решением является система открытого карьерного водоотлива, содержащая магистральный трубопровод, соединенный с нагнетательным патрубком насосного агрегата с элементами для обеспечения подачи электроэнергии, размещенного на уступе карьера, всасывающий патрубок которого соединен с всасывающей трубой, заглубленной в водосборник (там же, с.209-211).

Недостатком данной системы является ее нерентабельность в условиях заполненных водой глубоких карьеров. Это объясняется тем, что необходимость восстановления обрушенных уступов бортов карьера (реконструкция берм) для обеспечения доступа стационарных центробежных насосов к поверхности жидкости связана с большими материальными затратами при осушении глубоких карьеров.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является снижение материальных затрат при одновременном обеспечении эффективного водоотлива в условиях заполненных водой глубоких карьеров.

Указанный технический результат достигается тем, что система водоотлива, содержащая магистральный трубопровод, насосный агрегат с нагнетательным патрубком и с элементами для обеспечения подачи электроэнергии дополнительно содержит размещенные на борту карьера спуско-подъемное устройство и натяжное устройство с тросом, конец которого соединен с трубообразной капсулой, в которой размещен погружной насосный агрегат, при этом погружной конец трубообразной капсулы выполнен с пропускными отверстиями для жидкости, а проходное отверстие на ее выходном конце сопряжено с отверстием нагнетательного патрубка, которое соединено посредством соединительного патрубка и присоединительного фланца с входным концом магистрального трубопровода, выходной конец которого закреплен в спуско-подъемном устройстве.

Новизной данного решения является дополнение системы водоотлива размещенными на борту карьера спуско-подъемным и натяжным устройствами с тросом, наличие трубообразной капсулы для размещения погружного насосного агрегата, а также связи между элементами системы, что и обеспечивает ее эффективную работу.

Наличие спуско-подъемного устройства позволяет упростить монтаж и демонтаж напорного трубопровода и таким образом ведет к удешевлению и упрощению производства работ по возведению системы.

При помощи натяжного устройства с тросом стабилизируются монтаж оборудования системы и положение погружного насоса при работе системы, чем обеспечиваются снижение материальных затрат на возведение системы и обеспечение эффективного водоотлива глубоких карьеров.

Помещение погружного насосного агрегата в трубообразную капсулу обеспечивает эффективность его работы. Благодаря выполнению пропускных отверстий в погружном конце трубообразной капсулы предотвращается заиливание насосного агрегата, то есть трубообразная капсула выполняет функцию водозаборного фильтра. При спуске насосного агрегата по борту карьера трубообразная капсула защищает его от механических повреждений. Кроме того, вода, попадая в трубообразную капсулу через пропускные отверстия, омывает электродвигатель, охлаждая его, что также обеспечивает эффективную работу насосного агрегата и всей системы в целом.

Совокупность признаков данного технического решения не выявлена из патентной документации и научно-технической информации, что свидетельствует об изобретательском уровне заявляемого технического решения.

На фиг.1 представлен разрез заполненного водой карьера с системой водоотлива, на фиг.2 - насосный агрегат, размещенный в трубообразной капсуле.

Система содержит спуско-подъемное устройство 1, расположенное на борту карьера, в котором закреплен выходной конец магистрального трубопровода 2, элементы для обеспечения электроэнергии в виде источника питания (на фиг.1, 2 не указан), который бронированным электрическим кабелем 3 соединен с электродвигателем погружного насосного агрегата 4, натяжное устройство 5 с тросом 6, один конец которого закреплен на барабане натяжного устройства 5, а другой конец закреплен на трубообразной капсуле 7. Внутри трубообразной капсулы 7 размещен погружной насосный агрегат 4. Причем на погружном конце трубообразной капсулы 7 выполнены пропускные отверстия 8 для забора жидкости, а проходное отверстие 9 на выходном конце трубообразной капсулы 7 сопряжено с отверстием (на фиг.1, 2 не указано) нагнетательного патрубка 10 погружного насосного агрегата 4. Нагнетательный патрубок 10 посредством соединительного патрубка 11 и присоединительного фланца 12 соединен с входным концом магистрального трубопровода 2.

Монтаж системы осуществляют следующим образом.

На борту карьера устанавливают спуско-подъемное устройство элеваторного типа (например, агрегат типа "Бакинец" или "Азинмаш"35) 1 и натяжное устройство 5 с тросом 6 (типа лебедка). С помощью подъемного средства (например, автокрана) (на фиг.1, 2 не указано) секцию магистрального трубопровода 2 закрепляют в хомуте спуско-подъемного устройства 1. Входной конец магистрального трубопровода 2 посредством соединительного патрубка 11 и присоединительного фланца 12 соединяют с нагнетательным патрубком 10 погружного насосного агрегата 4, который размещен в трубообразной капсуле 7, конец троса 6 прикрепляют к поверхности трубообразной капсулы 7. Затем следующую секцию магистрального трубопровода 2 закрепляют в следующем хомуте спуско-подъемного устройства 1 и соединяют секции магистрального трубопровода 2 между собой муфтой. Далее нижнюю секцию магистрального трубопровода 2 отсоединяют от хомута спуско-подъемного устройства 1 и опускают по склону борта карьера. Цикл работ повторяется.

В процессе спуска для стабилизации направления спуска и предупреждения вращения секций магистрального трубопровода 2 осуществляют "оттяжку" с помощью троса 6 натяжного устройства 5. По достижении магистральным трубопроводом 2 заданной длины, соответствующей глубине карьера, к погружному насосному агрегату 4 подсоединяют бронированный электрический кабель 3 с помощью промышленных альпинистов. После этого с помощью троса 6 и натяжного устройства 5 трубообразную капсулу 7 с погружным насосным агрегатом 4 опускают под воду на расчетную глубину.

Подъем насосного агрегата 4 и демонтаж системы водоотлива из глубоких карьеров производятся в обратном порядке.

Система работает следующим образом. Включают насосный агрегат 4. Вода поступает в трубообразную капсулу 7 через пропускные отверстия 8, далее засасывается погружным насосным агрегатом 4 и нагнетается через нагнетательный патрубок 10, соединительный патрубок 11 и магистральный трубопровод 2 на поверхность.

Контроль работы насосного агрегата 4 осуществляется с помощью аппаратуры КИПиА, смонтированной на борту карьера.

Предложенное конструктивное решение системы водоотлива из глубоких карьеров обеспечивает эффективное и низкозатратное осушение "заброшенных" заводненных глубоких карьеров.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для осушения глубоких карьеров, особенно при переходе на подземные работы в верхней части рудного тела. Техническим результатом является снижение материальных затрат при одновременном обеспечении эффективного водоотлива в условиях заполненных водой глубоких карьеров. Для этого система содержит магистральный трубопровод, насосный агрегат с нагнетательным патрубком и с элементами для обеспечения подачи электроэнергии. Причем система дополнительно содержит размещенные на борту карьера спуско-подъемное устройство и натяжное устройство с тросом, конец которого соединен с трубообразной капсулой, в которой размещен погружной насосный агрегат, при этом погружной конец трубообразной капсулы выполнен с пропускными отверстиями для жидкости, а проходное отверстие на ее выходном конце сопряжено с отверстием нагнетательного патрубка, которое соединено посредством соединительного патрубка и присоединительного фланца с входным концом магистрального трубопровода, выходной конец которого закреплен в спуско-подъемном устройстве. 2 ил.

Система водоотлива глубоких карьеров, содержащая магистральный трубопровод, насосный агрегат с нагнетательным патрубком и с элементами для обеспечения подачи электроэнергии, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит размещенные на борту карьера спускоподъемное устройство и натяжное устройство с тросом, конец которого соединен с трубообразной капсулой, в которой размещен погружной насосный агрегат, при этом погружной конец трубообразной капсулы выполнен с пропускными отверстиями для жидкости, а проходное отверстие на ее выходном конце сопряжено с отверстием нагнетательного патрубка, которое соединено посредством соединительного патрубка и присоединительного фланца с входным концом магистрального трубопровода, выходной конец которого закреплен в спускоподъемном устройстве.