Способ удаления воды из водосборников Советский патент 1984 года по МПК E02D19/10 

Изобретение относится к осушению подземных выработок и котлованов, в частности к удалению воды с включением осадка. Известен способ удаления воды из подземных выработок, включающий сбор воды и осаждение осадка, его взмучивание перекачиванием воды, забор воды с осадком и транспортирование ее с помощью напорного трубопровода 1. Недостатком этого способа является прохождение воды с осадком через насос, что приводит к ускоренному его износу. Наиболее близким к предлагаемому является способ удаления воды из котлованов, и подземных выработок, включающий сбор воды не менее чем в двух водосборниках с осаждением осадка, взмучивание осадка поочередным перекачиванием осветленной воды из одного водосборника в другой, гидротранспортирование осадка под давлением, соответствующим давлению в напорном трубопроводе 2. Недостаток этого способа заключается в малой эффективности удаления о.садка из цилиндрических водосборников, обусловленной ограниченностью длины взмучивания и подъемной силы, недостаточной для удержания во взвеси крупных частиц осадка, при направлении размывающей.струи вдоль оси водосборников. Цель изобретения - повышение эффективности удаления осадка из цилиндрических водосборников. Указанная цель достигается тем, что согласно способу удаления воды из водосборников, включающему сбор воды не менее чем в двух водосборниках с осаждением осадка, взмучивание осадка поочередным перекачиванием осветленной воды из одного водосборника в другой, гидротранспортирование осадка под давлением, соответствующим давлению в напорном трубопроводе, при перекачивании осветленной воды направляют ее в виде винтообразной струи по внутренней поверхности водосборника со скоростью истечения, превышающей скорость потока, обеспечивающего витание в нем наибольщих частиц осадка. Кроме того, винтообразную струю направляют под углом к плоскости поперечного сечения водосборника, тангенс которого равен отношению продольной составляющей к поперечной составляющей скорости движения воды в водосборнике. На фиг. 1 приведено устройство для удаления воды из водосборников, в плане; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Способ удаления воды из водосборников осуществляется в следующей последовательности. Вода из выработки поступает в водосборники 1 и 2 и отстаивается в них. После заполнения водосборников включают насос 3 и закачивают осветленную воду из водосборника 1 в водосборник 2 через форсунку 4. При этом задвижки 5 и 6 закрыты, а через открытую задвижку 7 вода продолжает поступать в водосборник 1. Форсунка 4 направлена под углом к поперечному сечению водосборника 1, благодаря чему выходящая из нее струя воды имеет винтообразное направление, показанное стрелкой 8. Вода из водосборника 2 вместе с взмученным осадком поступает в напорный трубопровод 9. После удаления осадка из водосборника 2 выключают насос 3 и через промежуток времени, достаточный для заполнения водой водосборника 1, включают насос 10 с выходом воды из форсунки 11, открывают задвижки 5 и 6 и закрывают задвижки 7 и 12. При этом вода, закачиваемая в водосборник 1, взмучивает в нем осадок и поступает в напорный трубопровод 13. Для полного удаления осадка из водосборников скорость течения вдоль их внутренней поверхности должна обеспечивать витание в потоке наибольщих частиц осадка, что достигается назначением требуемой производительности насосов, а также оптимальным направлением винтообразной струи. Для этого струя должна быть направлена под углом а к плоскости поперечного сечения водосборника, тангенс которого равен отнощению продольной Vj к поперечной Vj составляющей скорости движения воды в водосборнике (ос arctg - ). Пример. Предложенный способ проверялся в лабораторных условиях на модели горизонтально расположенного водосборника. Модель имитировала водосборник длиной 26 и диаметром 3 м в масштабе 1:20. Условия проведения работ: продольная скорость движения воды 23 см/с; поперечная скорость движения воды 100 см/с; удельный вес осадка 2,3 приспособления для образования винтообразного движения воды, установленные на внутренней поверхности водосборника форсунки. Угол установки продольной оси форсунок к плоскости поперечного сечения водосборника определялся по величине тангенса отнощения продольной к поперечной составляющей скорости движения воды в водосборнике. Согласно принятым условиям проведения работ отнощение составляющих скоростей равно 23:100 0,23, что соответствует углу, равному 13°. При включении форсунок винтообразное движение воды создавалось на всем участке. Наиболее активное воздействие винтообразного движения воды было на участке длиной, равной 3/4 длины водосборника, на котором все частицы размером более 2 мм находились в состоянии витания и удалялись с этого участка. При ламинарном потоке

воды в водосборнике удаление осадка достигалось только при продольной скорости, превышающей 100 см/с, что требовало дополнительных затрат энергии.

Применение данного способа в производственных условиях обеспечит более эффективное удаление осадка из цилиндрических водосборников.

1. СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ВОДЫ ИЗ ВОДОСБОРНИКОВ, включающий сбор воды не менее чем в двух водосборниках с осаждением осадка, взмучивание осадка поочередным перекачиванием осветленной воды из одного водосборника в другой, гидротранспортирование осадка под давлением, соответствующим давлению в напорном трубопроводе, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности удаления осадка из цилиндрических водосборников, при перекачивании осветленной воды направляют ее в виде винтообразной струи по внутренней поверхности водосборника со скоростью истечения, превышающей скорость потока, обеспечивающего витание в нем наибольших частиц осадка. 2. .Способ по п- 1, отличающийся тем, что винтообразную струю направляют под углом к плоскости поперечного сечения водосборника, тангенс которого равен отношению продольной составляющей к поперечной составляющей скорости движения воды в водо(Л сборнике.