СИСТЕМА ВОДООТЛИВА ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Российский патент 2012 года по МПК F04D15/00 E02D19/10 

Изобретение относится к водоотливным установкам с многоступенчатыми секционными насосными агрегатами и может найти применение на шахтах и рудниках при ведении горных работ одновременно на нескольких горизонтах.

Известен ряд систем водоотлива при одновременном ведении горных работ на нескольких горизонтах, основные из которых применительно к водоотливу с двух горизонтов рассмотрены, например, в книге (ХАДЖИКОВ Р.Н. Горная механика. Москва, Недра, 1973, с.158, рис.109а-д).

По первому варианту водоотливные установки расположены на каждом горизонте и выдают воду на поверхность по индивидуальным трубопроводам. По второму варианту водоотливная установка нижнего горизонта перекачивает воду в водосборник водоотливной установки верхнего горизонта, которая выдает суммарный приток вод на поверхность. По третьему варианту вода с нижнего горизонта подается насосом во всасывающую трубу насоса верхнего горизонта, которым транспортируется на поверхность.

Недостатками указанных вариантов систем водоотлива горного предприятия является наличие водоотливных установок на каждом горизонте, сложность их обслуживания и контроля вследствие их пространственной рассредоточенности.

По четвертому варианту водоотливная установка оборудуется только на нижнем горизонте, а из водосборника верхнего горизонта вода спускается по трубе в водосборник нижнего горизонта, откуда суммарный приток выдается насосом на поверхность. Преимущество данного варианта заключается в наличии только одной водоотливной установки, что снижает капитальные и эксплуатационные затраты, упрощает обслуживание и контроль за работой системы водоотлива. Недостатком данного варианта являются дополнительные затраты энергии на транспортирование перепущенной с верхнего горизонта воды на расстояние между горизонтами.

В пятом варианте, принятом за прототип, этот недостаток устранен благодаря использованию значительной части энергии воды верхнего горизонта для водоотлива. В данном варианте, так же как и в предыдущем, водоотливная установка размещена только на нижнем горизонте и выдает на поверхность суммарный приток воды с верхнего и нижнего горизонтов. Водоотливная установка состоит из двух последовательно соединенных насосов низкого и высокого давления с одним приводным электродвигателем между ними. Насосы соединены последовательно, а вода с верхнего горизонта по трубопроводу с задвижкой и обратным клапаном поступает в рабочее колесо второго насоса, «которое при транспортировании воды с нижнего горизонта создает такой же напор, как у перепускаемой сверху воды на уровне насоса». Суммарный приток воды вторым насосом по трубопроводу выдается на поверхность. Т.е. известна система водоотлива горного предприятия с перепуском воды с промежуточных горизонтов на нижележащий горизонт, содержащая насосную установку на нижнем горизонте, нагнетательный трубопровод и перепускные трубопроводы с вышележащих горизонтов, оборудованные задвижками и обратными клапанами.

Рассматриваемый вариант системы водоотлива горного предприятия имеет ряд недостатков.

1. Необходимость применения двух насосных агрегатов.

2. Один из насосных агрегатов должен иметь специальной конструкции сальниковое уплотнение на всасывающей стороне, допускающее подвод воды на всас насоса под высоким давлением.

3. Сложность привода двух насосов от одного электродвигателя - необходим специальный электродвигатель с муфтами с двух сторон, что приводит к увеличению габаритов установки, усложнению монтажа и обслуживания.

Изобретение направлено на решение задачи упрощения и удешевления системы водоотлива горного предприятия с перепуском воды на нижний горизонт.

Технический результат достигается тем, что в системе водоотлива горного предприятия с перепуском воды с промежуточных горизонтов на нижележащий горизонт, содержащей насосную установку на нижнем горизонте, нагнетательный трубопровод и перепускные трубопроводы с вышележащих горизонтов, оборудованные задвижками и обратными клапанами, согласно изобретению насосная установка выполнена в виде многоступенчатого центробежного насоса, а перепускные трубопроводы подсоединены к входам колес центробежного насоса в соответствии с напорами в перепускных трубопроводах на уровне установки насоса.

Сущность предлагаемой системы водоотлива горного предприятия поясняется чертежом.

Система содержит расположенную на нижнем горизонте насосную установку, содержащую водосборник 1, многоступенчатый центробежный насос 2 с приводным электродвигателем 3 и нагнетательным трубопроводом 4, оборудованным задвижкой 5 и обратным клапаном 6, перепускные трубопроводы 7, 8 с вышележащих горизонтов, подсоединенные через задвижки 9, 10 и обратные клапаны 11, 12 к входам колес центробежного насоса 2 в соответствии с напорами в перепускных трубопроводах на уровне установки насосного агрегата.

Основной приток поступает в водосборник 1, приток с вышележащего горизонта, расположенного на высоте H₁, спускается по трубопроводу 7, а с горизонта, расположенного на высоте H₂, - по трубопроводу 8 к входам рабочих колес насоса 2 в соответствии с напорами в соответствующих перепускных трубопроводах. Трубопровод 4 подсоединен к выходу последнего колеса насоса и служит для выдачи суммарного притока на высоту Н₃. Подача насоса О₃ равна сумме притоков Q₀, Q₁ и Q₂ воды соответствующих горизонтов.

Регулировка режима работы насосного агрегата осуществляется при помощи задвижек 5, 9, 10, установленных на трубопроводах 4, 7 и 8.

Предлагаемая система водоотлива горного предприятия при одновременном ведении горных работ на нескольких горизонтах позволяет использовать для целей водоотлива один насос обычной конструкции и один приводной электродвигатель, что существенно упрощает организацию водоотлива, сокращает капитальные и эксплуатационные затраты на ее монтаж и эксплуатацию.

Использование: в горной промышленности. Система водоотлива горного предприятия с перепуском воды с промежуточных горизонтов на нижележащий горизонт содержит насосную установку на нижнем горизонте, нагнетательный трубопровод 4 и перепускные трубопроводы 7, 8 с вышележащих горизонтов, оборудованные задвижками 5, 9, 10 и обратными клапанами 6, 11, 12. Насосная установка выполнена в виде многоступенчатого центробежного насоса 2. Перепускные трубопроводы 7, 8 подсоединены к входам колес центробежного насоса 2 в соответствии с напорами в перепускных трубопроводах 7, 8 на уровне установки насосного агрегата. Изобретение направлено на снижение расхода энергии электроприводом водоотливных установок. 1 ил.

Система водоотлива горного предприятия с перепуском воды с промежуточных горизонтов на нижележащий горизонт, содержащая насосную установку на нижнем горизонте, нагнетательный трубопровод и перепускные трубопроводы с вышележащих горизонтов, оборудованные задвижками и обратными клапанами, отличающаяся тем, что насосная установка выполнена в виде многоступенчатого центробежного насоса, а перепускные трубопроводы подсоединены к входам колес центробежного насоса, в соответствии с напорами в перепускных трубопроводах на уровне установки насоса.