СПОСОБ СНИЖЕНИЯ РИСКА ЗАТОПЛЕНИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ В РУДНИКАХ Российский патент 2025 года по МПК E21F15/08 B65G5/00 

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых камерной системой с гидравлической закладкой камер.

Известен способ удаления рассолов из закладываемых камер по штрекам, при этом предусматривается проходка рассолоотводной канавки. Рассолы по подготовительным выработкам подают в рассолосборник, расположенный в самой низкой части закладываемого участка. В качестве рассолосборника используют отработанные камеры или конвейерный штрек. Насосы устанавливают либо в сбойке, пройденной в целике, либо в конвейерном штреке. Для удержаний рассолов возводят бетонные пороги (Закладочные работы на Верхнекамских калийных рудниках/ Б.А. Борзаковский, Л.М. Папулов. Недра. Москва, 1994, c. 115-116, 92-96).

Недостатком указанного способа сбора и откачки рассолов является то, что насосные агрегаты участковой насосной станции имеют одно стационарное место размещения, что приводит к их подтоплению и выходу из строя в случае резкого увеличения уровня рассола в рассолосборнике.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ снижения риска затопления насосных станций в соляных рудниках, включающий гидравлическую закладку камер, откачку оборотного рассола насосными станциями, отслеживание уровня рассола в рассолосборнике при помощи систем автоматизации (Снижение риска затопления насосных станций в соляных рудниках средствами автоматизации/В.В. Загородное, В.Ф. Беккер//Вестник КИГИТ. 2014. N2, c. 31-36).

Недостатком указанного способа является то, что указанные в нем технические решения не исключают затопления насосного оборудования в случае резкого повышения уровня рассола в рассолосборнике, и, следовательно, останов закладочного комплекса, а направлены на получение оперативной информации о ходе работы насосного оборудования с целью предотвращения выхода его из строя во время проведения работ по гидравлической закладке.

Технический результат заключается в обеспечении бесперебойной откачки оборотного рассола и сохранении работоспособности насосной станции при гидравлической закладке камер в условиях резкого подъема уровня рассола в рассолосборнике, за счет формирования нескольких уровней установки насосных агрегатов насосной станции по высоте.

Технический результат достигается тем, что в способе снижения риска затопления насосных станций в рудниках, включающий гидравлическую закладку камер, откачку оборотного рассола насосными агрегатами участковой насосной станции, отслеживание уровня рассола в рассолосборнике при помощи системы автоматизации, в соответствии с изобретением для установки насосных агрегатов проходят выработки с уклонами в верхнем и нижнем горизонтах рудника, причем на верхнем горизонте на разных отметках по высоте проходят транспортный и вентиляционный уклоны, которые соединяют между собой сбойками, а на нижнем горизонте проходят дренажный уклон, от которого под каждой сбойкой верхнего горизонта проходят выработки-рассолосборники и соединяют их со сбойками рассолоперепускными скважинами, после чего в начальной сбойке верхнего горизонта устанавливают два насосных агрегата на разных отметках по высоте, и при превышении критического уровня рассола осуществляют последовательные переносы насосных агрегатов в вышерасположенные сбойки с обеспечением бесперебойной откачки рассола до устранения критического притока рассола в рассолосборник, причем, насосный агрегат, установленный на нижней отметке начальной сбойки, устанавливают на нижнюю отметку вышерасположенной сбойки, а насосный агрегат, установленный на верхней отметке начальной сбойки устанавливают на верхнюю отметку вышерасположенной сбойки.

При выборе начальной сбойки для установки насосных агрегатов участковой насосной станции учитывают текущий уровень рассола в рассолосборнике.

Уклоны верхнего горизонта соединяют между собой сбойками через каждые 30-40 метров.

Количество пройденных сбоек зависит от горнотехнических и горногеологических условий.

На фиг. 1 изображены выработки для размещения участковой насосной станции; на фиг. 2 - разрез А-А; фиг. 3 - разрез Б-Б.

На чертежах обозначено: 1 - транспортный уклон; 2 - вентиляционный уклон; 3 -дренажный уклон; 4 - сбойка; 5 - рассолосборник; 6 - рассолоперепускная скважина; 7 - насосный агрегат.

На рудниках Верхнекамского месторождения солей (ВКМС) для сбора и откачки оборотного рассола, образующегося в ходе ведения закладочных работ, используют участковые насосные станции (УНС), при этом уровень установки (высотная отметка) насосного агрегата остается неизменным весь период работы УНС. Поэтому нередко возникают сложности с поддержанием его работоспособности, связанные с особенностями технологии ведения гидрозакладочных работ, а именно с неравномерностью поступления рассола в рассолосборник. В ходе закладочных работ оборотный рассол может локализоваться на участках и после накопления критического объема выбрасываться в дренажные выработки, по которым он поступает в рассолосборник. В результате такого выброса насосный агрегат УНС не справляется с откачкой рассола - происходит его затопление, и как следствие, останов закладочного комплекса.

Способ осуществляется следующим образом.

Для размещения насосного оборудования участковой насосной станции проходят три уклона на двух горизонтах - транспортный 1, вентиляционный 2 и дренажный 3. На верхнем горизонте проходят два уклона - транспортный 1 и вентиляционный 2 на разных отметках по высоте, при этом транспортный располагается выше вентиляционного на 1,5 метра. Уклоны соединяют между собой сбойками 4 через каждые 30-40 метров.

Расстояние между сбойками определяется, исходя из следующих условий:

- образование перепада высоты между сбойками разных уровней (3-3,5 м),

- угол проходки выработок насосной станции (поз. 1, 2, 3), который зависит, в свою очередь, от технологических ограничений, а именно, от требований по организации проезда колесной техники по уклонам, которые регламентируют угол выработки не более 6 градусов,

- формирование горизонтального участка выработок (поз. 1,2) в районе сопряжения выработок со сбойками (поз. 4), необходимый для установки насосного оборудования.

Количество пройденных сбоек (от 1 до N) зависит от горнотехнических и горногеологических условий (от угла залегания пластов, количества пройденных выработок, ожидаемых высотных отметок максимального и минимального уровня рассола в рассолосборнике и т.д.) и определяется на стадии проектирования (Фиг. 1).

Разница отметок по высоте между пройденными сбойками 4 относительно друг друга составляет 3-3,5 метра. За счет того, что транспортный и вентиляционный уклоны пройдены на разных отметках по высоте, каждая сбойка приобретает траекторию - уклон, при этом разница отметок по высоте вдоль одной сбойки составляет 1,5 метра (Фиг. 2, 3).

На нижнем горизонте параллельно уклонам верхнего горизонта проходят дренажный уклон 3. С дренажного уклона 3 под каждую сбойку 4 верхнего горизонта проходят выработки - рассолосборники 5. Для откачки рассола с каждого рассолосборника 5 бурят рассолоперепускные скважины 6 в сбойки 4 верхнего горизонта (Фиг. 1, 3).

После проходки основных выработок участковой насосной станции устанавливают два насосных агрегата 7 в начальной сбойке верхнего горизонта. При этом насосные агрегаты 7 располагаются на разных высотных отметках в пределах одной сбойки относительно друг друга за счет ее траектории - уклона.

Выбор начальной сбойки для установки насосного оборудования зависит от текущего уровня рассола в рассолосборнике 5, поэтому перед монтажом насосных агрегатов в сбойке уровень рассола проверяют с помощью системы автоматизации. При пониженном уровне рассола в рассолосборнике насосные агрегаты не смогут откачивать рассол потому, что глубина всаса насосного агрегата ограничена его техническими характеристиками, и в этом случае насосные агрегаты переносятся в сбойку, расположенную ниже по отметке. При повышенном уровне рассола в рассолосборнике насосные агрегаты могут быть подтоплены и выйти из строя, поэтому они переносятся в сбойку, расположенную выше по отметке (Фиг. 3).

После начала ведения закладочных работ в руднике, рассол самотеком поступает по сети дренажных выработок с закладываемого участка в дренажный уклон 3 и рассолосборник 5 участковой насосной станции, где аккумулируется для дальнейшей его откачки насосными агрегатами 7 по трубопроводам в рассолосборник центральной насосной станции или по стволу на поверхность рудника.

При фиксировании датчиком системы автоматизации превышения критического уровня рассола в рассолосборнике 5, срабатывает сигнализация, после чего задействуется сценарий по исключению аварийного затопления насосных агрегатов участковой насосной станции, а именно, выводится из эксплуатации насосный агрегат, установленный на нижней отметке по высоте в начальной сбойке, при этом работу по откачке ведет насосный агрегат, установленный на верхней отметке начальной сбойки. После завершения монтажа насосного агрегата в вышерасположенной сбойке начинается откачка уже двумя насосными агрегатами.

В случае продолжения роста уровня рассола в рассолосборнике участковой насосной станции, аналогично останавливают и демонтируют насосный агрегат, установленный на верхней отметке начальной сбойки, с последующим его монтажом на верхней отметке вышерасположенной сбойки. Последовательные переносы насосных агрегатов в вышерасположенные сбойки осуществляют до устранения критического притока рассола в рассолосборник.

Применение данного способа позволит обеспечить бесперебойную откачку рассола насосной станцией при ведении работ по гидравлической закладке камер, а также в случае аварийных поступлений рассолов в выработанное пространство рудника.

Изобретение относится к горному делу и может использоваться при разработке месторождений полезных ископаемых камерной системой с гидравлической закладкой камер. Способ снижения риска затопления насосных станций в рудниках включает гидравлическую закладку камер, откачку оборотного рассола насосными агрегатами участковой насосной станции, отслеживание уровня рассола в рассолосборнике при помощи системы автоматизации. Для установки насосных агрегатов проходят выработки с уклонами в верхнем и нижнем горизонтах рудника. На верхнем горизонте на разных отметках по высоте проходят транспортный и вентиляционный уклоны, которые соединяют между собой сбойками. На нижнем горизонте проходят дренажный уклон, от которого под каждой сбойкой верхнего горизонта проходят выработки-рассолосборники и соединяют их со сбойками рассолоперепускными скважинами. В начальной сбойке верхнего горизонта устанавливают два насосных агрегата на разных отметках по высоте и при превышении критического уровня рассола осуществляют последовательные переносы насосных агрегатов в вышерасположенные сбойки с обеспечением бесперебойной откачки рассола до устранения критического притока рассола в рассолосборник. Насосный агрегат, установленный на нижней отметке начальной сбойки, устанавливают на нижнюю отметку вышерасположенной сбойки, а насосный агрегат, установленный на верхней отметке начальной сбойки, устанавливают на верхнюю отметку вышерасположенной сбойки. Техническим результатом является обеспечение бесперебойной откачки оборотного рассола и сохранение работоспособности насосной станции при гидравлической закладке камер в условиях резкого подъема уровня рассола в рассолосборнике. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ снижения риска затопления насосных станций в рудниках, включающий гидравлическую закладку камер, откачку оборотного рассола насосными агрегатами участковой насосной станции, отслеживание уровня рассола в рассолосборнике при помощи системы автоматизации, отличающийся тем, что для установки насосных агрегатов проходят выработки с уклонами в верхнем и нижнем горизонтах рудника, причем на верхнем горизонте на разных отметках по высоте проходят транспортный и вентиляционный уклоны, которые соединяют между собой сбойками, а на нижнем горизонте проходят дренажный уклон, от которого под каждой сбойкой верхнего горизонта проходят выработки-рассолосборники и соединяют их со сбойками рассолоперепускными скважинами, после чего в начальной сбойке верхнего горизонта устанавливают два насосных агрегата на разных отметках по высоте и при превышении критического уровня рассола осуществляют последовательные переносы насосных агрегатов в вышерасположенные сбойки с обеспечением бесперебойной откачки рассола до устранения критического притока рассола в рассолосборник, причем насосный агрегат, установленный на нижней отметке начальной сбойки, устанавливают на нижнюю отметку вышерасположенной сбойки, а насосный агрегат, установленный на верхней отметке начальной сбойки устанавливают на верхнюю отметку вышерасположенной сбойки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выборе начальной сбойки для установки насосных агрегатов участковой насосной станции учитывают текущий уровень рассола в рассолосборнике.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что уклоны верхнего горизонта соединяют между собой сбойками через каждые 30-40 метров.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество пройденных сбоек зависит от горнотехнических и горно-геологических условий.