Способ очистки шламонакопителей шахтной водоотливной установки от твердых включений Советский патент 1988 года по МПК E02D19/10 

4;аь 1

ас

1чЭ

Изобретение относится к водопонижению в строительстве, в частности к очистке шла- монакопителей от твердых включений подземных выработок, и может быть использовано в других отраслях промышленности для сгущения и транспортирования твердых включений из накопительных емкостей при одновременном осветлении и отделении от нагнетаемой гидросмеси части всасываемой среды.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности очистки.

На фиг. 1 изображена установка для реализации предлагаемого способа, обш,ий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Установка для реализации способа очистки шламонакопителей шахтной водоотливной установки от твердых включений имеет насосную камеру 1 с насосами 2 водоотлива, всасы 3 которых размещены в регулировочном водосборнике, выполненном в виде непроточного горизонтального отстойника 4. К последнему примыкает шламонакопитель

5,отделенный от отстойника 4 перемычкой

6,в котором размещен всас 7 шламового насоса 8 и приточный трубопровод 9, соединенный с канавкой 10.

Всас 7 содержит конический расширяющийся книзу зонт 11, имеющий внутреннюю вогнутую поверхность 12 и расположенный на некоторой высоте от днища 13. Над последним соосно всасу 7 и ниже зонта 11 вокруг области 14 всасывания установлено кольцевое сопло 15, превыщающее по диаметру зонт 11. Соосно всасу 7 на днище 13 установлено центральное сопло 16, направленное во всас 7. В теле зонта 11 выполнена симметричная оси всаса 7 кольцевая полость 17, сообщенная с областью всасывания направленным в сторону, противоположную всасу 7, кольцевым каналом 18. К полости 17 подключена сливная труба 19, выходное отверстие которой установлено в отстойнике 4.

Сопла 15 и 16 снабжены питающими их трубопроводами 20 и 21 соответственно. Первый из них подключен к нагнетательной части насоса 22, а второй - к нагнетательной части гидроэлеватора 23, напорный патрубок 24 которого сообщен с нагнетательной частью насоса 22, а всас 25 - с дырчатой трубой 26, размещенной на днище 27 отстойника 4. В перемычке 6 на уровне днища 27 размещен тонкослойный аппарат 28 с пластинами, наклоненными в сторону шла- монакопителя 5.

К отстойнику 4 примыкает также водозаборный колодец 29, к которому подключе10

движкой 33. Колодец 29 отделен перемычкой 34. Верхняя кромка последней соответствует аварийному уровню воды в отстойнике 4. В последнем также предусмотрены верхний (ВУ) и нижний (НУ) уровни воды. Труба 19 снабжена задвижкой 35.

На фиг. 1 изображен второй вариант установки для реализации предлагаемого способа, по которому ветвь 31 и колодец 29 выполняют функцию регулировочного водосбор ника (аварийный водосборник во втором варианте не показан), отделенного от отстойника 4 перемычкой 34. Насосы 2 в данном случае отсутствуют, их функцию выполняют насосы 32, всасы которых установлены в 15 колодце 29. Основное отличие заключается в . размещении выходного отверстия сливной трубы 19 в колодце 29.

Способ очистки шламонакопителей шахтной водоотливной установки от твердых включений осушестБляют следующим образом.

После осушения регулировочного водосборника (отстойника 4) до уровня НУ осуществляют очередное наполнение притоком его и шламонакопителя 5. При этом вода с содержащимися в ней твердыми включениями из канавки 10 по трубопроводу 9 поступает в шламонакопитель 5, где интенсивно выпадают крупные включения, т.е. происходит первичное осаждение. Из шламонакопителя 5 приток поступает в отстойник 4, проходя через тонкослойный аппарат 28. С помощью последнего происходит отделение включений только определенной крупности, и в отстойник 4 выносятся мелкие фракции крупностью 0,2 мм и менее. Скорость потока -,;- в отстойнике 4 резко снижается, в результате происходит интенсивное выпадение мелкодисперсной фракции включений. Наполнение отстойника 4 и шламонакопителя 5 ведут до уровня воды ВУ.

20

25

30

40

45

50

После этого включают насос 22 и создают рабочий поток для гидроэлеватора 23, вследствие чего образуется всасываемый с помощью трубы 26 в направлении от отстойника 4 к центральному соплу 16 поток жидкости, наполненный включениями, выпавшими в процессе вторичного осаждения, который направляют в область всасывания шламового насоса 8 в виде центрального потока на выходе из сопла 16.

После ввода насоса 8 в работу открывают задвижки 33 и 35 и жидкость от насоса 22 поступает в кольцевое сопло 15. Затем включают необходимое количество насосов 2 водоотлива. В результате последние выдают отсветленную воду на поверхность. С пона через нормально открытую задвижку 30мощью шламового насоса 8 осуществляют

ветвь 31, служащая аварийным водосборни- забор гидросмеси одновременно из шламо

32

ком. к колодцу 29 подключены насосы водоотлива. Трубопровод 20 оснащен занакопителя 5 и отстойника 4 и транспортирование ее до установленного места сброса

0

движкой 33. Колодец 29 отделен перемычкой 34. Верхняя кромка последней соответствует аварийному уровню воды в отстойнике 4. В последнем также предусмотрены верхний (ВУ) и нижний (НУ) уровни воды. Труба 19 снабжена задвижкой 35.

На фиг. 1 изображен второй вариант установки для реализации предлагаемого способа, по которому ветвь 31 и колодец 29 выполняют функцию регулировочного водосборника (аварийный водосборник во втором варианте не показан), отделенного от отстойника 4 перемычкой 34. Насосы 2 в данном случае отсутствуют, их функцию выполняют насосы 32, всасы которых установлены в 5 колодце 29. Основное отличие заключается в . размещении выходного отверстия сливной трубы 19 в колодце 29.

Способ очистки шламонакопителей шахтной водоотливной установки от твердых включений осушестБляют следующим образом.

После осушения регулировочного водосборника (отстойника 4) до уровня НУ осуществляют очередное наполнение притоком его и шламонакопителя 5. При этом вода с содержащимися в ней твердыми включениями из канавки 10 по трубопроводу 9 поступает в шламонакопитель 5, где интенсивно выпадают крупные включения, т.е. происходит первичное осаждение. Из шламонакопителя 5 приток поступает в отстойник 4, проходя через тонкослойный аппарат 28. С помощью последнего происходит отделение включений только определенной крупности, и в отстойник 4 выносятся мелкие фракции крупностью 0,2 мм и менее. Скорость потока ;- в отстойнике 4 резко снижается, в результате происходит интенсивное выпадение мелкодисперсной фракции включений. Наполнение отстойника 4 и шламонакопителя 5 ведут до уровня воды ВУ.

0

5

0

0

5

0

После этого включают насос 22 и создают рабочий поток для гидроэлеватора 23, вследствие чего образуется всасываемый с помощью трубы 26 в направлении от отстойника 4 к центральному соплу 16 поток жидкости, наполненный включениями, выпавшими в процессе вторичного осаждения, который направляют в область всасывания шламового насоса 8 в виде центрального потока на выходе из сопла 16.

После ввода насоса 8 в работу открывают задвижки 33 и 35 и жидкость от насоса 22 поступает в кольцевое сопло 15. Затем включают необходимое количество насосов 2 водоотлива. В результате последние выдают отсветленную воду на поверхность. С помощью шламового насоса 8 осуществляют

накопителя 5 и отстойника 4 и транспортирование ее до установленного места сброса

на поверхности в шламонакопительнои выработке или в выработанном пространстве шахты.

При этом в процессе забора твердых включений из шламонакопителя 5 в области 14 всасывания всаса 7 создают принудительный транспортирующий включения поток, состоящий из радиально-сходящегося увлекающего оседающие включения с периферии шламонакопителя 5 к оси всаса 7 течения В и являющейся продолжением последнего, симметричной оси всаса струи Г, центральную часть которой вместе со сгущенными в ней включениями забирают посредством всаса 7. За счет повышенной кинетической энергии струи происходит разрушение слоя включений в его придонной части на участке между соплом 15 и областью 14 всасывания с отрывом крупных частиц и уносом их в область 14.

В процессе разворота потока от течения В к струе Г за счет искривления линий тока жидкости и возникающих при этом сил инерции масса транспортируемых включений сгущается в центральной части струи Г,

Далее периферийная кольцевая часть струи Г на некотором расстоянии от всаса 7 набегает на нижнюю поверхность 12 зонта 11 и при слиянии ее с течением В сворачивается в кольцеобразный вращающийся поток Д, состоящий, особенно в верхней своей части, из осветленной жидкости, часть которой сливают через трубу 19 в отстойник 4, при этом снижается нагрузка на тонкослойный аппарат 28 и в целом повышается эффект осветления воды, а также улучшаются условия работы насосов 2 за счет откачки более осветленной воды.

Процесс откачки воды и удаления твердых включений продолжается до уровня НУ воды в водосборнике 4. После этого установка выключается и цикл повторяется.

При возникновении аварийных условий

После осушения отстойника 4 и приемного колодца 29 с водосборником 31 наполнение отстойника 4 происходит как и в первом варианте. Однако приемный колодец 29 при этом не наполняется, а после наполнения отстойника 4 до ВУ включают насосы 22 и открывают задвижку 35. В результате насосом 8 удаляются включения, а по сливной трубе 19 в колодец 29 поступает осветленная вода. По достижении в водосборнике 31 с колодцем 29 уровня ВУ включают насосы 32 и транспортируют воду на поверхность. По достижении НУ в отстойнике 4 закрыают задвижки 35 и 33 и выключают насосы 8 и 22, по достижении в колодце 29 уровня НУ на- 15 сосы 32 выключают. Далее цикл работы установки повторяется. В аварийных условиях удаление воды осуществляют аналогично первому варианту.

10

20

25

30

35

В предлагаемом способе процессы осаждения, забора и сгущения твердых включений и осветления воды, поступающей в насосы 2 и 32, протекают более эффективно за счет образования потока, наполненного вклю чениями, выпавшими в процессе вторичного осаждения, который направляют в область всасывания шламового насоса в виде центрального потока.

Формула изобретения

Способ очистки шламонакопителей шахт ной водоотливной установки от твердых вк тючений, содержащий первичное и вторичное осаждения твердых включений в отстойниках, принудительное взмучивание включений первичного осаждения с образованием направленного вверх к всасу шламового насоса центрального и кольцеобразного струй- но-вихревых потоков, отвод осветленной воды из верхней части кольцеобразного покогда уровень воды соответствует уровню АУ, тока, забор включений и раздельное трансвода переливается через перемычку 34 в водозаборный колодец 29 и через задвижку 30 заполняет ветвь 31, при этом поток проходит через отстойник 4 с малыми скоростями, освобождается от включений и не зашламляет д водосборник 31. Для освобождения ветви 31 включают насос 32, и откачка воды ведется одновременно и из отстойника 4 до ликвидации аварийных условий. Насосы 2 выключают после снижения уровня воды, в водосборнике 4 до НУ..50

Предлагаемый способ с помощью установки по второму варианту осуществляют следующим образом.

портирование включении и осветленной воды на поверхность соответственно посредством шламового и водоотливных насосов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности очистки, в процессе забора включений осуществляют образование дополнительного потока с включениями вторичного осаждения, отвод осветленной воды ведут в водозаборные колодцы водоотливных насосов, а первичное и вторичное осаждения производят в раздельных отстойниках, причем дополнительный поток вводят в центральный струйно-вихревой поток. .

После осушения отстойника 4 и приемного колодца 29 с водосборником 31 наполнение отстойника 4 происходит как и в первом варианте. Однако приемный колодец 29 при этом не наполняется, а после наполнения отстойника 4 до ВУ включают насосы 22 и открывают задвижку 35. В результате насосом 8 удаляются включения, а по сливной трубе 19 в колодец 29 поступает осветленная вода. По достижении в водосборнике 31 с колодцем 29 уровня ВУ включают насосы 32 и транспортируют воду на поверхность. По достижении НУ в отстойнике 4 закрыают задвижки 35 и 33 и выключают насосы 8 и 22, по достижении в колодце 29 уровня НУ на- 5 сосы 32 выключают. Далее цикл работы установки повторяется. В аварийных условиях удаление воды осуществляют аналогично первому варианту.

0

В предлагаемом способе процессы осаждения, забора и сгущения твердых включений и осветления воды, поступающей в насосы 2 и 32, протекают более эффективно за счет образования потока, наполненного вклю.- чениями, выпавшими в процессе вторичного осаждения, который направляют в область всасывания шламового насоса в виде центрального потока.

Формула изобретения

Способ очистки шламонакопителей шахт, ной водоотливной установки от твердых вк тючений, содержащий первичное и вторичное осаждения твердых включений в отстойниках, принудительное взмучивание включений первичного осаждения с образованием направленного вверх к всасу шламового насоса центрального и кольцеобразного струй- но-вихревых потоков, отвод осветленной воды из верхней части кольцеобразного потока, забор включений и раздельное транспортирование включении и осветленной воды на поверхность соответственно посредством шламового и водоотливных насосов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности очистки, в процессе забора включений осуществляют образование дополнительного потока с включениями вторичного осаждения, отвод осветленной воды ведут в водозаборные колодцы водоотливных насосов, а первичное и вторичное осаждения производят в раздельных отстойниках, причем дополнительный поток вводят в центральный струйно-вихревой поток. .

30-гз

срцг.1

Изобретение относится к водопониже- нию в CTpOHTejjbCTBe, в частности к очистке шламонакопителей подземных выработок. Цель изобретения - повышение надежности и эффективности путем первичного и вторичного осаждений твердых включений, взму. чивания последних с образованием в области всасывания шламового насоса центрального и кольцевого струйно-вихревых потоков. Производят последующий забор включений из центральной части направленного вверх по оси всаса шламового насоса потока и отвод осветленной воды из верхней части кольцеобразного потока. При этом в процессе забора твердых включений осуществляют образование дополнительного потока с включениями вторичного осаждения. Этот поток вводят в центральный струйно-вихревой поток, а первичное и вторичное осаждения производят в раздельных отстойниках. В результате этих мер повышается степень осветления воды, снижающая степень износа насосов, ускоряется процесс первичного и вторичного осаждений, забор, сгущение и транспортирование включений. 3 ил. i (Я

Фиг.2

//////(/////////// ////////////Л

/J

(ра

/

(раэ.З