Шахтный водосброс Советский патент 1992 года по МПК E02B9/06 

циональном использовании шахты в ее нижней части что экономически неоправданно

Известен шахтный водосброс, содержащий водоприемный оюловок вертикальной шзхгы, воздуховоды, бычки, отходящий туннель и Оголовок криволинейного очертания (без вакуумного профиля) расположен над шахтой, Площадь поперечного сечений шихты больше площади выходного сечения оголовка, в силу чего оголовок и шахты гопрпжёТ ы между собой через выступ, который является сплошным Воздуховоды размещены в бычках и предназначены для подачи атмосферного воздуха в шахту.Их выходные отверстия расположены по периметру шахты под вы- сгупом SoHKf служат главным образом, против возникновения в водоприемном оголовке оодоворотных явлений Работа шахтного водосброса основана на принципе свободного падения потока в шахте и аэри- рооания наружного слоя сбрасываемого по- токЗ. Использование водосброса позволяет исключить вакуумные образования в шахте и тем самым повысить надежность сооружения

Исследования известного устройства показали, что в начале шахты, на участке непосредственно под выступом скорость сбросного потока незначительна и возрастает по мере падения в шахте, причем согласно закону сохранения расхода живое сечение потока уменьшается, занимая не более половины площади поперечного сечения шахты Так как на входе в шахту обеспечивается безнапорный режим, для того чтобы обеспечивалась вентиляция сооружения, учитывая, что 10 15% сечения шахты занимает воздушное ядро, то в нижней части шахты сечение воздушного ядра неоправдано увеличивается, хотя поступление воздуха ограничено на входе В связи с этим появляется возможность уменьшения сечения шахты в ее низовой части

Целью изобретения является повышение экономичности сооружения Указанная цепь достигается тем, что выступ выполнен в средней части шахты в зоне достижения скорости потока кавитационно-опасного значения, а под выступом шахта снабжена ушмречным по размеру выступа цилиндри- сским участком, нижняя часть которого сопряжена с шахтой посредством конфузора

В отличие от -фототипа, в котором по- дачз воздуха в шахту осуществляется через отверстия восдуховодов расположенных п периметру шзхть1 под выступ в начале ипхты, где скорость потока еще мала, предлагается насыщать сбросной поток воздухом через отверстия воздуховодов под

выступом в средней части шахты где скорость потока достигает кавитационно-опасного значения Расположение выступа в прототипе в верхней части шахты предопределяет расширение по всей ее длине на величину этого выступа Устройство уширенного цилиндрического участка в средней части шахты обеспечивающего кавитаци- онную безопасность ствола шахты, за счет

образования вокруг сбросного потока воздушной оболочки позволяет уменьшить по сравнению с прототипом площадь поперечного сечения шахты по всей ее высоте за исключением цилиндрического участка

На чертеже изображен шахтный водосброс. Устройство включает водоприемный оголовок 1, вертикальный ствол шахты 2, выступ 3, уширенный цилиндрический участок 4, конфузор 5 воздуховоды 6, бычки 7

и отводящий участок 8 Оголовок 1 криволинейного очертания расположен над шахтой 2 Площадь поперечного сечения шахты 2 меньше площади поперечного сечения цилиндрического участка 4, в силу чего шахта

и цилиндрический участок в верхней части сопряжены между собой через выступ 3, а в нижней - с шахтой посредством конфузора 5

Как показали опыты на модели шахтного водосброса оптимальная длина цилиндрического участка равна 1,2-1 5 диаметра шахты Воздуховоды 6 размещены в бычках 7 и предназначены для подачи атмосферного воздуха под выступ 3 Их выходные отверстия расположены по периметру шахты 2

Устройство работает следующим образом Поток воды, поступая через водоприемный оголовок 1 в вертикальную шахту 2,

отрывается от стен шахты на уширенном цилиндрическом участке 4, дробится и аэрируется Безкавитационный режим обеспечивается образованием вокруг потока воздушной оболочки за счет подвода воздуха под выступ 3 через отверстия воздуховодов б Одновременно в нижней части цилиндрического участка - конфузоре 5 образуется водовоздушная подушка, в которой происходит частичное гашение энергии

сбросного потока, далее аэрированный поток с низкими скоростями поступает в остальную часть шахты и далее - в отводящий участок 8.

Технико-экономическая эффективность

изобретения заключается в обеспечении надежной работы шахтного водосброса практически при любых напорах и расходах воды Выполнение уширенного цилиндрического участка позволяет перейти на существенно меньший диаметр ствола шахты по

сравнению с прототипом и получить значительный экономический эффект. Формула изобретения Шахтный водосброс, включающий водоприемный оголовок, вертикальную шахту, бычки с воздуховодами, выходные отверстия которых расположены под выступом, выполненным по всему периметру

шахты, отличающийся тем. что, с целью повышения экономичности сооружения, выступ выполнен в средней части шахты в зоне достижения скорости по токгГкавитационно опасного значения, при под выступом шахты снабжена уширенным цилиндрическим участком, нижняя часть которого сопряжена с шахтой посредством конфузора.

S / / s S /