ДРЕНАЖНАЯ СИСТЕМА, ПРИМЕНЯЕМАЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СМЕЖНЫХ СВЕРХГЛУБОКИХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ, И МЕТОД ДРЕНАЖА, ПРИМЕНЯЕМЫЙ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ СМЕЖНЫХ СВЕРХГЛУБОКИХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТВОЛОВ Российский патент 2023 года по МПК E02B11/00 E02D19/00 E21F16/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к технической области строительства вертикальных стволов, в частности к дренажной системе, применяемой при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов, и к методу дренажа, применяемому при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов.

Уровень техники

Принято считать, что: вертикальные стволы глубиной в пределах 300 метров относятся к неглубоким вертикальным стволам, вертикальные стволы глубиной 300-600 метров - к вертикальным стволам средней глубины, вертикальные стволы глубиной 600-1000 метров - к глубоким вертикальным стволам, вертикальные стволы глубиной свыше 1000 метров - к сверхглубоким вертикальным стволам.

При строительстве сверхглубоких вертикальных стволов вода, разбрызгиваемая из стенок вертикального ствола, стекает в забой вертикального ствола по стенке ствола, вода, прорывающаяся из стенок вертикального ствола после взрывных работ, стекает в забой вертикального ствола. Существующий метод дренажа заключается в установке водосборного приямка на дне ствола и использовании электрического дренажного насоса с напором 40-70 м³/ч для слива воды в водяной бак подвесного полка (объемом 2 м³-5 м³). Затем на подвесной полок устанавливается высоконапорный насос для слива воды на землю, высоконапорный насос может сбрасывать воду из ствола, несмотря на то, что высоконапорный насос имеет большие габариты (до 4* 1 м), большой вес (свыше 3 тонн). При строительстве сверхглубокого ствола диаметром менее 8 м высоконапорный насос занимает большое пространство на подвесном полке, вес отклоняется от центра тяжести подвесного полка. Требования к прочности и диаметру стального троса, подвешенного на подвесном полке высокие, несущая способность подвесного полка в процессе строительства ствола не сбалансирована, что повлияет на безопасность строительства. Данный тип насоса необходимо согласовать и настроить с производителем. Производственный цикл насоса длительный, однако после его повреждения, процесс технического обслуживания будет затруднительным, что серьезно повлияет на процесс строительства вертикального ствола.

Строительство сверхглубоких вертикальных стволов ограничено узким подземным рабочим пространством, для сверхглубоких стволов глубиной свыше 1200 м, процесс сбрасывания прорывной воды со дна вертикального ствола на землю будет затруднительным. При фактическом строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов (например, главный ствол, вспомогательный ствол и вентиляционный ствол) в процессе дренажа необходимо устанавливать независимые дренажные системы. Так как инвестиции в дренажное электромеханическое оборудование и материалы значительно возросли, необходимо увеличить количество персонала по техническому обслуживанию и затраты на дренажную систему.

Сущность изобретения

Учитывая проблемы, существующие в предшествующем уровне техники, настоящее изобретение представляет дренажную систему, применяемую при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов, и метод дренажа, применяемый при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов.

В данном патенте впервые представлена дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов, которая характеризуется тем, что включает в себя насосную станцию первого подъема, насосная станция первого подъема применяется для откачки воды из забоя сверхглубоких вертикальных стволов;

На стенках одного из сверхглубоких вертикальных стволов установлен водоприемный узел. Водоприемный узел снабжен водохранилищем для сбора воды, извлекаемой из забоя смежных сверхглубоких вертикальных стволов, водоприемный узел также снабжен насосной станцией второго подъема для откачки и транспортировки воды из водохранилища за пределы вертикального ствола.

Исходя из вышеприведенной схемы, на стенках сверхглубокого вертикального ствола без водоприемного узла установлен отстойник, который используется для приема воды, откачанной из забоя вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема и осаждения грязи в воде; между отстойником и водохранилищем устанавливается соединительная водопроводная труба, соединительная водопроводная труба используется для транспортировки воды после осаждения в отстойнике в водохранилище.

Исходя из вышеприведенной схемы, высота водозаборного отверстия соединительной водопроводной трубы на 1,5-1,8 м выше высоты дна отстойника; на водозаборном отверстии соединительной водопроводной трубы предусмотрена фильтрующая сетка.

Исходя из вышеприведенной схемы, водохранилище также используется для приема воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с водоприемным узлом; отстойник также используется для приема воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с отстойником.

Исходя из вышеприведенной схемы, вода, разбрызгиваемая из стенок вертикального ствола, собирается водоотводным устройством; водоотводное устройство включает в себя водоотводную канаву, расположенную по окружности стенок вертикального ствола, и водопроводную трубу для подачи воды из водоотводной канавы в водохранилище или отстойник.

Исходя из вышеприведенной схемы, водоотводная канава состоит из соединенных между собой водоотводных секций; водоотводная секция имеет U-образную форму, одна из боковых стенок водоотводной секции используется для крепления водоотводной секции на стенках вертикального ствола; один конец водоотводной секции является приемным концом, а другой конец - вставным концом; приемный конец одной водоотводной секции вставляется во вставной конец другой водоотводной секции, вставной конец вставляется в приемный конец другой водоотводной секции.

Исходя из вышеприведенной схемы, толщина стенок водоотводной секции увеличивается от конечной части вставного конца к центральной части приемного конца, причем толщина начальной линии приемного конца больше, чем толщина начальной линии вставного конца.

Исходя из вышеприведенной схемы, внутренние стенки приемного конца водоотводной секции оснащены 2 параллельными вогнутыми уплотнительными канавками, наружные стенки вставного конца водоотводной секции оснащены 1 выпуклой уплотнительной канавкой; при соединении двух водоотводных секций, выпуклая уплотнительная канавка одной водоотводной секции будет располагаться между двумя вогнутыми уплотнительными канавками другой водоотводной секции.

Исходя из вышеприведенной схемы, на внешней части боковой стенки водоотводной секции, расположенной вблизи стенки вертикального ствола, установлена упругая пластина.

Исходя из вышеприведенной схемы, водоотводная секция представляет собой единую конструкцию, разработанную методом литья под давлением.

Метод дренажа, применяемый при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов, характеризуется тем, что в каждом вертикальном стволе устанавливается насосная станция первого подъема для откачки воды из забоя сверхглубокого вертикального ствола;

На стенках одного вертикального ствола установлен водоприемный узел, водоприемный узел оснащен водохранилищем и насосной станцией второго подъема, которая используется для откачки и транспортировки воды из водохранилища за пределы вертикального ствола; вода, откачанная из данного вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема, транспортируется в водохранилище;

На стенках сверхглубокого вертикального ствола без водоприемного узла установлен отстойник; отстойник предназначен для приема воды, откачанной из забоя данного вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема и осаждения грязи в воде;

Между сверхглубоким вертикальным стволом без водоприемного узла и сверхглубоким стволом с водоприемным узлом установлена соединительная водопроводная труба; соединительная водопроводная труба используется для транспортировки воды из отстойника в водохранилище.

Исходя из вышеприведенной схемы, в каждом вертикальном стволе установлено водоотводное устройство; в сверхглубоком вертикальном стволе, где установлен водоприемный узел, водоотводное устройство используется для приема и транспортировки воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола в водохранилище; в сверхглубоком вертикальном стволе, где установлен отстойник, водоотводное устройство используется для приема и транспортировки воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с отстойником, в отстойник.

Дренажная система по настоящему изобретению может быть реализована в строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов с использованием промежуточных водоприемных узлов. Настоящее изобретение сокращает инвестиции в дренажное оборудование с применением промежуточного водоприемного узла и объем работ по вскрытию камерных выработок водоприемного узла при дренаже прочих смежных вертикальных стволов, а также сокращает сроки строительства шахты; дренажная система по настоящему изобретению сокращает количество персонала по техническому обслуживанию и затраты на дренажную систему промежуточного водоприемного узла, а также снижает инвестиции в комплект оборудования для систем водоснабжения и затраты на персонал. Используется только один водоприемный узел, а размещение водоприемных узлов в прочих вертикальных стволах исключается, следовательно, упрощается планировка ствола шахты, а также повышается уровень безопасности и надежности ствола шахты.

Автоматическое стекание воды в отстойнике в водохранилище водоприемного узла способствует осаждению сточных вод, улучшает рабочее состояние насосной станции второго подъема и снижает количество проведения технического обслуживания и частоту отказов насосной станции второго подъема. Совместное использование вертикальных стволов несколькими вертикальными стволами способствует централизованному управлению, а также позволяет рационально использовать дренажную систему и максимизировать ее эффективность.

Краткое описание чертежей

Преимущества настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной технической области после изучения подробного описания конкретных вариантов осуществления изобретения. Графические материалы являются иллюстративными и не полностью раскрывают сущность настоящего изобретения.

Иллюстрации поясняют сущность изобретения, в частности:

на фиг. 1 представлена конструктивная схема дренажной системы, применяемой при строительстве смежных сверхглубоких стволов в соответствии с данным патентом (на фигуре представлены 3 вертикальных ствола);

на фиг. 2 представлен схематический разрез А-А вертикального ствола, представленного на фиг. 1;

на фиг. 3 представлен схематический чертеж внутренней конструкции вертикального ствола, оснащенный водоприемным узлом в соответствии с данным патентом;

на фиг. 4 представлена конструктивная схема водоотводного устройства, установленного в дренажной системе в соответствии с данным патентом;

на фиг. 5 представлена конструктивная схема водоотводных секций, установленных в водоотводном устройстве;

на фиг. 6 представлен схематический разрез А-А водоотводной секции, представленной на фиг. 5;

на фиг. 7 представлена конструктивная схема двух соединенных водоотводных секций.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Следующие варианты осуществления представлены для пояснения технических решений, изложенных в настоящем изобретении. Следует отметить, что следующие варианты осуществления не ограничивают диапазон защиты, требуемый для настоящего изобретения.

Вариант осуществления 1

Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов, характеризуется тем, что включает в себя насосную станцию первого подъема 8, насосная станция первого подъема 8 применяется для откачки воды из забоя сверхглубоких вертикальных стволов (то есть из дна вертикального ствола), как показано на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3.

На стенках одного из сверхглубоких вертикальных стволов установлен водоприемный узел 1. Водоприемный узел 1 снабжен водохранилищем 4 для сбора воды, извлекаемой из забоя смежных сверхглубоких вертикальных стволов. Водоприемный узел 1 также снабжен насосной станцией второго подъема 5, для откачки и транспортировки воды из водохранилища 4 за пределы внутреннего ствола. В насосной станции первого подъема 8 используется пневматический дренажный турбонасос, который приводится в действие сжатым воздухом, что может эффективно устранить риск утечки тока из электрического дренажного насоса. Установка водоприемного узла 1 и насосной станции второго подъема 5 позволяет эффективно снизить требования к производительности дренажного оборудования. При большом прорыве воды из вертикального ствола, можно увеличить количество насосов в насосной станции второго подъема 5.

В качестве примера возьмем три вертикальных ствола, совместно использующие водоприемный узел, в трех вертикальных стволах, представленных на фиг. 1 установлена насосная станция первого подъема 8. Насосная станция первого подъема 8 откачивает воду из забоя сверхглубоких вертикальных стволов и направляет воду в водохранилище 4.

Конкретный способ транспортировки воды из вертикального ствола без водоприемного узла в водохранилище 4 заключается в следующем:

На стенках сверхглубокого вертикального ствола без водоприемного узла 1 установлен отстойник 9, отстойник 9 используется для приема воды, откачанной из забоя вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема 8 и осаждения грязи в воде; между отстойником 9 и водохранилищем 4 устанавливается соединительная водопроводная труба 10, соединительная водопроводная труба 10 используется для транспортировки воды после осаждения в отстойнике 9 в водохранилище 4.

При использовании дренажной системы по данному патенту расстояние между смежными сверхглубокими стволами не должно быть чрезмерно большим, как правило, расстояние должно составлять в пределах 100 м, в противном случае установка соединительной водопроводной трубы 10 между двумя стволами будет затруднительной, и погрешность одновременной проходки шахты будет чрезмерно высокой. Водоприемный узел лучше всего устанавливать в вертикальном стволе с большим сечением, что удобно для размещения дренажных трубопроводов и обеспечения безопасности при использовании подъемно-транспортного оборудования.

Три сверхглубоких вертикальных ствола, представленные на фиг. 3 подразделяются на главный ствол, вспомогательный ствол и вентиляционный ствол. Поскольку поперечное сечение вспомогательного ствола относительно большое, водоприемный узел 1 устанавливается во вспомогательном стволе, а в главном и вентиляционном стволах устанавливается отстойник 9.

На стенках отобранного вертикального ствола, сначала установите водоприемный узел 1, после этого пробурите скважины от камерной выработки, где установлен водоприемный узел, до соседних вертикальных стволов, отметка бурения определяется из расчета 1,5-2,0 м над поверхностью дна водоприемного узла, а направление бурения в соответствии с восходящим уклоном 10-14%о; таким образом, может быть обеспечена одновременная проходка шахты через буровую скважину, выход буровой скважины располагается на высокой позиции, что удобно для последующего стекания воды в водохранилище 4. Как показано на фиг. 2, высота водозаборного отверстия соединительной водопроводной трубы 10 на 1,5-1,8 м выше высоты дна отстойника 9; на водозаборном отверстии соединительной водопроводной трубы предусмотрена фильтрующая сетка (на фигуре не показана данная сетка). Таким образом, отстойник 9 имеет определенный запас воды, при помощи которой можно провести частичное осаждение грязи, во избежание засора соединительной водопроводной трубы 10 и в то же время во избежание образования чрезмерного количества грязи, вызывающей давление при дноуглубительных работах водохранилища 4.

По мере увеличения глубины вертикального ствола, когда разница высот между насосной станцией первого подъема 8 и водоприемным узлом 1 или отстойником 9 чрезмерно большая, как показано на фиг. 3, на подвесном полке 7, установленном в вертикальном стволе могут быть установлены водяной бак 2, а также насосная станция третьего подъема 3 для откачки и транспортировки воды из водяного бака 2 в водохранилище 4; водяной бак 2 будет использоваться для приема воды, откачанной из забоя вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема 8. Если водоприемный узел 1 используется в качестве стационарного пункта приема воды, то установку водяного бака 2 и насосной станции третьего подъема 3 можно воспринимать в качестве активного пункта приема воды. Данный стационарный пункт приема воды взаимодействует с активным пунктом приема воды, что эффективно снижает требования к производительности дренажного оборудования. В то же время, при постоянном увеличении глубины выработки вертикального ствола (например, до 1600 м), отсутствует необходимость устанавливать новый водоприемный узел.

Устройства, представленные на фиг. 3, также можно использовать в сверхглубоком вертикальном стволе без водоприемного узла 1, например, водяной бак 2 и насосная станция третьего подъема 3. Таким образом можно снизить требования к производительности дренажного оборудования.

Рабочая поверхность вертикального ствола имеет два основных источника воды: вода, вытекающая из забоя, и вода, разбрызгиваемая из стенок вертикального ствола. При наличии воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола, если вода скапливается в забое ствола, это не только увеличит объем воды забоя, но и увеличит рабочую нагрузку на дренажную систему. Для разрешения данной проблемы, в качестве конкретного варианта осуществления, на основании вышеупомянутого решения, вода, разбрызгиваемая из стенок вертикального ствола с водоприемным узлом 1 или отстойником 9 в верхней части (т.е.: при уровне воды, превышающем высоту водоприемного узла 1 или отстойника 9), может быть направлена непосредственно в водохранилище 4 или отстойник 9. В частности, можно использовать водоотводное устройство 6, водоотводное устройство 6 может собирать и направлять воду от стенок вертикального ствола с водоприемным узлом 1 или отстойником 9 в водохранилище 4 или отстойник 9.

Как показано на фиг. 3 и фиг. 4, водоотводное устройство 6 включает в себя водоотводную канаву 6-1, расположенную по окружности стенок вертикального ствола, и водопроводную трубу 6-3 для подачи воды из водоотводной канавы 6-1 в водохранилище 4 или отстойник 9. На водоотводной канаве 6-1 установлено выпускное отверстие для воды 6-2. Вода, перехваченная водоотводной канавой 6-1, поступает в водопроводную трубу 6-3 через выпускное отверстие для воды 6-2 и затем поступает в водохранилище 4 или отстойник 9. При установке водоотводной канавы 6-1 сторона, удаленная от выпускного отверстия для воды 6-2, находится выше стороны выпускного отверстия для воды 6-2, водоотводная канава 6-1 наклонена в сторону выпускного отверстия 6-2, что удобно для оттока разбрызгиваемой воды.

В настоящее время существует много видов водоотводных канав, например, швеллерные балки, которые крепятся на стенках вертикального ствола или бурение водоотводной канавы непосредственно на стенках вертикального ствола и т.д. Однако при установке водоотводной канавы с помощью данных методов, существует большое количество проблем, например, чрезмерно большой вес швеллерной балки. Во время установки рабочая нагрузка швеллерной балки относительно большая, что повышает риск возникновения опасности. Кроме этого, стенки ствола имеют дугообразную форму, а по причине жесткости швеллерной балки зацепление со стенкой ствола будет затруднительным. Другим примером является бурение водоотводной канавы непосредственно на стенках вертикального ствола, данный метод разрушит защитный слой (бетонный слой) стенок вертикального ствола, и увеличит стоимость строительства. Ввиду существующих проблем, в данном патенте предлагается новый тип водоотводной канавы, изготовленной из пластика (например, из полиэтилена высокой плотности HDPE или полипропилена РР). Твердость данного материала может соответствовать требованиям, а также обладает определенной степенью упругости. Во время установки данный материал может подстраиваться под дугообразную форму стенок ствола путем определенной деформации. С точки зрения конкретной конструкции, как показано на фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7, водоотводная канава 6-1 образована путем соединения водоотводных секций 6-11; водоотводная секция 6-11 имеет U-образную форму (дно водоотводной секции U-образной формы может быть плоским или изогнутым), а одна из боковых стенок водоотводной секции используется для крепления водоотводной секции 6-11 на стенках вертикального ствола (крепление осуществляется с помощью расширительных болтов); один конец водоотводной секции 6-11 является приемным концом (левая сторона как показано на фиг. 5), а другой конец - вставным концом (правая сторона как показано на фиг. 5); приемный конец одной водоотводной секции 6-11 вставляется во вставной конец другой водоотводной секции 6-11, вставной конец вставляется в приемный конец другой водоотводной секции 6-11 (как показано на фиг. 7).

Во время установки водоотводная канава фиксируется и устанавливается непосредственно на стенках вертикального ствола. Для более удобной установки водоотводной канавы толщина стенок водоотводной секции увеличивается от конечной части вставного конца к центральной части приемного конца, причем, толщина начальной линии приемного конца больше, чем толщина начальной линии вставного конца. При таком расположении приемный конец одной водоотводной секции, которая уже установлена на стенке ствола, соединяется со вставным концом другой водоотводной секции (между стенкой ствола и вставным концом водоотводной секцией, которая уже установлена на стенке ствола, существует определенный зазор). Также можно напрямую вставить вставной конец водоотводной секции в приемный конец водоотводной секции, которая уже была установлена на стенке ствола, чтобы реализовать произвольную установку с обеих сторон. Кроме этого, между двумя водоотводными секциями устанавливаются уплотнительные детали.

Для предотвращения вытекания воды из двух соединенных водоотводных секций 6-11 водоотводной канавы 6 внутренние стенки приемного конца водоотводной секции 6-11 снабжены 2 параллельными вогнутыми уплотнительными канавками 6-12, вогнутые уплотнительные канавки 6-12 используются для установки уплотнительных лент; наружные стенки вставного конца водоотводной секции 6-11 оснащены 1 выпуклой уплотнительной канавкой 6-13; при соединении двух водоотводных секций 6-11, выпуклые уплотнительные канавки 6-13 одной водоотводной секции 6-11 будут располагаться между двумя вогнутыми уплотнительными канавками 6-12 другой водоотводной секции, выпуклые уплотнительные канавки 6-13 защемляются в уплотнительных канавках 6-12, чтобы обеспечить уплотнение пространства между двумя водоотводными секциями 6-11.

Поскольку стенки вертикального ствола не имеют гладкую поверхность, если водоотводная секция 6-11 закреплена непосредственно на стенках ствола, между водоотводной секцией 6-11 и стенкой ствола имеется определенный зазор, который ослабляет эффект отвода воды. Чтобы разрешить данную проблему, в качестве варианта осуществления, как показано на фиг. 5, на внешней части боковой стенки водоотводной секции 6-11, расположенной вблизи стенки вертикального ствола, установлена упругая пластина 6-4. Упругая пластина 6-4 изготовлена из резины. Когда водоотводная секция 6-11 фиксируется на стенке вертикального ствола, упругая пластина 6-4 сжимается, тем самым эффективно уменьшая зазор между стенкой ствола и водоотводной секцией 6-11 и обеспечивая оптимальный эффект отвода воды.

Водоотводные секции 6-11 вышеописанной конструкции лучше всего изготавливать посредством литья под давлением.

Вариант осуществления 2

Ссылаясь на фиг. 1-7, а также на основании варианта осуществления 1 дренажной системы, данный вариант осуществления обеспечивает метод дренажа при строительстве ряда смежных сверхглубоких стволов. В каждом вертикальном стволе устанавливается насосная станция первого подъема 8 для откачки воды из забоя сверхглубокого вертикального ствола;

На стенках одного из вертикальных стволов устанавливается водоприемный узел 1, водоприемный узел 1 оснащен водохранилищем 4 и насосной станцией второго подъема 5 для откачки и транспортировки воды из водохранилища 4 за пределы вертикального ствола; вода, откачанная из вертикального ствола с водоприемным узлом 1 при помощи насосной станции первого подъема 8, транспортируется в водохранилище 4;

На стенках сверхглубокого вертикального ствола без водоприемного узла 1 установлен отстойник 9; отстойник 9 предназначен для приема воды, откачанной из забоя вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема 8, и осаждения грязи в воде;

Между сверхглубоким вертикальным стволом без водоприемного узла 1 и сверхглубоким вертикальным стволом с водоприемным узлом 1 установлена соединительная водопроводная труба 10; соединительная водопроводная труба 10 используется для транспортировки воды из отстойника 9 в водохранилище 4, вода из водохранилища 4 откачивается насосной станцией второго подъема 5 и транспортируется за пределы вертикального ствола.

В качестве оптимального решения, в каждом вертикальном стволе устанавливается водоотводное устройство 6; в сверхглубоком вертикальном стволе, где установлен водоприемный узел 1, водоотводное устройство 6 используется для приема и транспортировки воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с водоприемным узлом 1 в водохранилище 4; в сверхглубоком вертикальном стволе, где установлен отстойник 9, водоотводное устройство используется для приема и транспортировки воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с отстойником 9, в отстойник 9. Так как конструкция водоотводного устройства 6 представлена в варианте осуществления 1, в данном разделе данная информация не повторяется.

Вышеизложенное представляет собой только оптимальные варианты осуществления настоящего изобретения и не полностью раскрывает настоящее изобретение. Любой специалист в данной технической области может использовать вышеизложенное техническое содержание с целью изменения или модификации эквивалентных вариантов осуществления. Согласно технической сущности настоящего изобретения любые изменения и модификация, внесенные в вышеописанные варианты осуществления, по-прежнему подпадают под объем защиты технического решения.

Группа изобретений относится к дренажной системе и к способу дренажа, применяемым при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов. Дренажная система включает в себя насосную станцию первого подъема, которая обеспечивает возможность ее применения для откачки воды из забоя сверхглубоких вертикальных стволов. На стенках одного из сверхглубоких вертикальных стволов установлен водоприемный узел 1, который снабжен водохранилищем 4 для сбора воды, извлекаемой из забоя смежных сверхглубоких вертикальных стволов, и насосной станцией второго подъема 5 для откачки и транспортировки воды из водохранилища 4 за пределы вертикального ствола. На стенках сверхглубокого вертикального ствола без водоприемного узла 1 установлен отстойник 9, который предназначен для приема воды, откачанной из забоя вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема, и осаждения грязи в воде. Между отстойником 9 и водохранилищем 4 установлена соединительная водопроводная труба 10, которая выполнена с возможностью ее использования для транспортировки воды после осаждения в отстойнике 9 в водохранилище 4. Способ дренажа заключается в установке в смежных сверхглубоких вертикальных стволах водоотводного устройства; в сверхглубоком вертикальном стволе, где установлен водоприемный узел 1, водоотводное устройство используется для приема и транспортировки воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола, в водохранилище 4; в сверхглубоком вертикальном стволе, где установлен отстойник 9, водоотводное устройство используется для приема и транспортировки воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с отстойником 9, в отстойник 9. Между сверхглубоким вертикальным стволом без водоприемного узла 1 и сверхглубоким стволом с водоприемным узлом 1 установлена соединительная водопроводная труба 10, которая используется для транспортировки воды из отстойника 9 в водохранилище 4. Дренажная система может быть реализована в строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов с использованием промежуточных водоприемных узлов. Изобретение сокращает инвестиции в дренажное оборудование с применением промежуточного водоприемного узла и объем работ по вскрытию камерных выработок водоприемного узла при дренаже прочих смежных вертикальных стволов, а также сокращает сроки строительства шахты. Использование только одного водоприемного узла упрощает планировку ствола шахты, а также повышает уровень безопасности и надежности ствола шахты. Улучшается рабочее состояние насосной станции второго подъема и снижается количество проведения технического обслуживания и частота отказов насосной станции второго подъема. Совместное использование вертикальных стволов несколькими вертикальными стволами способствует централизованному управлению, а также позволяет рационально использовать дренажную систему и максимизировать ее эффективность. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов, характеризующаяся тем, что включает в себя насосную станцию первого подъема (8); насосная станция первого подъема (8) обеспечивает возможность ее применения для откачки воды из забоя сверхглубоких вертикальных стволов,

на стенках одного из сверхглубоких вертикальных стволов установлен водоприемный узел (1), при этом водоприемный узел (1) снабжен водохранилищем (4) для сбора воды, извлекаемой из забоя смежных сверхглубоких вертикальных стволов, водоприемный узел (1) также снабжен насосной станцией второго подъема (5) для откачки и транспортировки воды из водохранилища (4) за пределы вертикального ствола, при этом

на стенках сверхглубокого вертикального ствола без водоприемного узла (1) установлен отстойник (9), этот отстойник (9) предназначен для приема воды, откачанной из забоя вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема (8), и осаждения грязи в воде; между отстойником (9) и водохранилищем (4) установлена соединительная водопроводная труба (10), эта соединительная водопроводная труба (10) выполнена с возможностью ее использования для транспортировки воды после осаждения в отстойнике (9) в водохранилище (4).

2. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п. 1, характеризующаяся тем, что высота водозаборного отверстия соединительной водопроводной трубы (10) на 1,5-1,8 м выше высоты дна отстойника (9); на водозаборном отверстии соединительной водопроводной трубы (10) предусмотрена фильтрующая сетка (10-1).

3. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п.1, характеризующаяся тем, что водохранилище (4) также выполнено с возможностью использования для приема воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с водоприемным узлом (1); отстойник (9) также выполнен с возможностью использования для приема воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с отстойником (9).

4. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п.3, характеризующаяся тем, что, вода, разбрызгиваемая из стенок вертикального ствола, обеспечивает возможность ее сбора водоотводным устройством (6); водоотводное устройство (6) включает водоотводную канаву (6-1), расположенную по окружности стенок вертикального ствола, и выполнено с возможностью применения для транспортировки воды из водоотводной канавы (6-1) в водопроводную трубу (6-3) водохранилища (4) или отстойника (9).

5. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п. 4, характеризующаяся тем, что водоотводная канава (6-1) состоит из соединенных между собой водоотводных секций (6-11); водоотводная секция (6-11) имеет U-образную форму, одна из боковых стенок водоотводной секции выполнена с возможностью использования для крепления водоотводной секции (6-11) на стенках вертикального ствола; один конец водоотводной секции (6-11) является приемным концом, а другой конец - вставным концом; приемный конец одной водоотводной секции (6-11) обеспечивает возможность его вставки во вставной конец другой водоотводной секции (6-11), вставной конец выполнен с возможностью его вставки в приемный конец другой водоотводной секции (6-11).

6. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п. 5, характеризующаяся тем, что толщина стенок водоотводной секции (6-11) выполнена увеличивающейся от конечной части вставного конца к центральной части приемного конца, причем толщина начальной линии приемного конца больше, чем толщина начальной линии вводного конца.

7. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п. 5, характеризующаяся тем, что внутренние стенки приемного конца водоотводной секции (6-11) оснащены 2 параллельными вогнутыми уплотнительными канавками (6-12), наружные стенки вставного конца водоотводной секции (6-11) оснащены 1 выпуклой уплотнительной канавкой (6-13); при соединении двух водоотводных секций (6-11), выпуклая уплотнительная канавка (6-13) одной водоотводной секции (6-11) обеспечивает возможность ее расположения между двумя вогнутыми уплотнительными канавками (6-12) другой водоотводной секции (6-11).

8. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п.5, характеризующаяся тем, что на внешней части боковой стенки водоотводной секции (6-11), расположенной вблизи стенки вертикального ствола, установлена упругая пластина (6-4).

9. Дренажная система, применяемая при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п. 5, характеризующаяся тем, что водоотводная секция (6-11) представляет собой единую конструкцию, разработанную путем литья под давлением.

10. Способ дренажа, применяемый при строительстве ряда смежных сверхглубоких вертикальных стволов, характеризующийся тем, что в каждом вертикальном стволе устанавливают насосную станцию первого подъема (8) для откачки воды из забоя сверхглубоких вертикальных стволов;

на стенках одного вертикального ствола устанавливают водоприемный узел (1), при этом водоприемный узел (1) оснащен водохранилищем (4) и насосной станцией второго подъема (5) для откачки и транспортировки воды из водохранилища (4) за пределы вертикального ствола; воду, откачанную из данного вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема (8), транспортируют в водохранилище (4);

на стенках сверхглубокого вертикального ствола без водоприемного узла (1) установлен отстойник (9); отстойник (9) предназначен для приема воды, откачанной из забоя данного вертикального ствола при помощи насосной станции первого подъема (8), и осаждения грязи в воде;

между сверхглубоким вертикальным стволом без водоприемного узла (1) и сверхглубоким стволом с водоприемным узлом (1) установлена соединительная водопроводная труба (10); соединительную водопроводную трубу (10) используют для транспортировки воды из отстойника (9) в водохранилище (4).

11. Способ дренажа, применяемый при строительстве смежных сверхглубоких вертикальных стволов по п. 10, характеризующийся тем, что в каждом вертикальном стволе устанавливают водоотводное устройство (6); в сверхглубоком вертикальном стволе, где установлен водоприемный узел (1), водоотводное устройство (6) используют для приема и транспортировки воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с водоприемным узлом (1), в водохранилище (4); в сверхглубоком вертикальном стволе, где установлен отстойник (9), водоотводное устройство (6) используют для приема и транспортировки воды, разбрызгиваемой из стенок вертикального ствола с отстойником (9), в отстойник (9).