Шахтный водоотлив

Шахтный водоотлив

Водоотлив – удаление шахтных и карьерных вод из шахтных выработок.

При подземной разработке месторождений твердых горючих ископаемых различают главный водоотлив, предназначенный для откачки общешахтного притока воды и участковый — для перекачки воды из отдельных участков шахты к водосборникам главного водоотлива (реже на поверхность земли). В редких случаях применяются центральный водоотлив, когда несколько шахт имеют общую водоотливную установку и региональный, обеспечивающий водоотлив всего района в целом.

По схеме откачки воды на поверхность водоотлив подразделяется на прямой, когда откачка воды из главного водосборника производится сразу на поверхность, и ступенчатый, когда из нижних горизонтов через стволы (реже скважины) вода перекачивается в промежуточные водосборники вышележащих горизонтов и затем на поверхность (рисунок 4.5).

В систему шахтного водоотлива входят: устройства для регулирования внутришахтного стока (водоотводные канавки, трубопроводы, перекачные насосы), водосборники, насосные трубопроводы, перекачные насосы), водосборники, насосные станции с водозаборными колодцами и отливными установками, с всасывающими и нагнетательными трубопроводами.

Водоотливные установки оборудуются аппаратурой автоматизации, контроля и защиты [7].

Рисунок 4.5 – Схемы водоотлива на шахтах: прямой с одним горизонтом (а) и с несколькими (б), ступенчатый с насосными камерами вышележащих горизонтов (в).

4.4 Методы прогнозирования водопритоков в горные выработки

Определения возможных водопритоков к шахтным полям и горным выработкам должны осуществляться методами, позволяющими в наибольшей мере учитывать природные условия, степень их изученности и опыт эксплуатации месторождений в аналогичных условиях.

5.189.137.82 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

Шахтный водоотлив

Главная водоотливная установка расположена в околоствольном дворе 4-го горизонта пласта m3. Вода откачивается на поверхность при помощи двух трубопроводов диаметром 150 мм каждый, которые проложены по вспомогательному стволу. Водоотливная установка оборудована тремя насосами: ЦНС — 300х240 в количестве двух штук и ЦНС — 180х255 с электродвигателем мощностью 200 кВт, с частотой оборотов 1500 об/мин, 6 кВ, автоматизирована при помощи аппаратуры ВАВ. Состояние участковых и центральных водосборников удовлетворительное, емкость водосборника 4-го горизонта пласта m3 — 300 м 3 .

Чистка водосборников производится шламовыми насосами типа НШ.

Для расчета главной водоотливной установки необходимы следующие данные:

нормальный суточный приток воды в шахту, Qн =4560 м 3 /сут;

глубина шахты, Нш =150 м;

угол наклона шахтного ствола к горизонту, =15 ;

определяется необходимая минимальная подача насоса:

Определяется необходимый напор насоса:

где =(Нш /sin )+l1 +l2 +l3. м — длина водоотливного трубопровода

l1 =20 м — длина труб в насосной камере;

l2 =15 м — длина труб в наклонном ходке;

l3 =100 м — длина труб на поверхности от ствола до места слива.

По графикам зон промышленного использования насосов шахтного водоотлива, по значениям Qmin и Н выбирается насос типа ЦНС — 300-600 с частотой вращения 1450 об/мин.

По индивидуальной характеристике принятого насоса при минимальной подаче определяется значение напора на одно колесо: Нк =64,3 м и КПД= 0,69

Определяется необходимое число рабочих колес насоса:

Определяем мощность по валу насоса:

По значениям N и n принимается электродвигатель типа ВА02-450-4, мощностью 200 кВт, напряжением 6000 В.

Индивидуальная характеристика принятого насоса ЦНС-300-600 представлена в приложении В, гидравлическая схема установки представлена в приложении В.1.

Шахта «Житомирская» отнесена к сверх категорийным по газу. Это наряду с другими показателями, а именно: мощность пласта 0,9м и крепость угля по шкале проф. Протодъяконова f=1,5, принимаем скорость подвигания комбайна Vподв =3 м/мин.

Для выбора транспорта для откатки и транспортировки грузов и материалов от лавы № 16 выемочного участка № 1 необходимо рассчитать грузопоток из лавы №16 выемочного участка №1.

где m — мощность пласта, м — 0,9;

r — ширина захвата исполнительного органа комбайна, м — 0,8;

Vподв — скорость подвигания комбайна;

уг — плотность угля.

Qmax =60*0,9*0,8*3*1,35=175 т/см.

Отбитый шнеками комбайна уголь при помощи лемеха и щитка, устанавливаемых на комбайне, грузится на конвейер СП-202 лавы, по которому доставляется до пересыпа на СП-202 сборного штрека №4.

Таким образом, для транспортировки угля из лавы используется скребковый конвейер СП-202. Применяем этот конвейер, так как он соответствует всем условиям, а именно: применяется в лавах, оборудованных крепью «Спутник», его технологическая производительность составляет 600 т/ч, скорость движения скребковой цепи — 1,4 м/с, тип тягового органа — цепь крупнозвенная 18х64-8 (ГОСТ 25996-83Е), число цепей — 2, шаг скребков- 2024 мм, два электродвигателя типа ЭДКОФВ-54/4УБ, мощностью 110 кВт [3].

Применение данного конвейера целесообразно еще и с точки зрения уменьшения запыленности воздуха, т.е. скорость движения скребков небольшая, поэтому и пылеобразование не сильное.

Далее уголь движется по сборному штреку №4, который оборудован таким же конвейером СП-202, что позволяет заменять секции одного конвейера и другого. Длина сборного штрека №4 составляет 510 м. Скребковым конвейером СП-202 уголь доставляется на ленточный конвейер1Л-80 бремсберга №7. Длина бремсберга — 807 м, угол наклона 5. Конвейер 1Л-80 предназначен для транспортировки угля с размерами до 300 мм по горизонтальным и слабонаклонным прямолинейным в плане горным выработкам в шахтах опасных по газу или пыли.

Конвейеры типа 1Л-80 устанавливаются без фундамента в горной выработке, конвейеры состоят из привода, натяжной секции, загрузочного устройства, линейных и концевых секций, ленты [4].

Конвейером 1Л-80 уголь доставляется до сопряжения с 4 восточным откаточным штреком, где грузится в вагонетки ВГ-1,6.

Доставка порожних вагонеток под погрузочный пункт и откатка груженых вагонеток по 4 восточному откаточному штреку пласта m3 осуществляется электровозом АМ-8Д.

На выработках, которые имеют много изгибов, применение конвейеров нежелательно, так как увеличивается вероятность схода ленты.

Электровоз АМ-8Д предназначен для откатки составов вагонеток по рельсовым путям в шахтах, опасных по газу и пыли. Изготавляется в рудничном исполнении повышенной надежности (РП) [4].

Грузопоток для локомотивного транспорта составит:

где Lmax — максимальная длина лавы, м;

nст — количество стружек за смену;

Qл = 120*0,9*0,8*1,36*1*0,97=114 т/смену.

Подземных бункеров на шахте нет. Поэтому грузопоток будет прерываться для погрузки каждой вагонетки

4 восточный откаточный штрек должен иметь заезды для размещения 1 состава порожних и 1 состава груженых вагонеток. Для откатки груза используются вагонетки типа ВГ-1,6. Вагонетки ВГ-1,6 с глухим кузовом, которые предназначены для доставки горной массы по подземным откаточным выработкам и на промышленных площадках шахт. Вместимость кузова вагонетки — 1,6 м 3. грузоподъемность — 3 т, длина по буферам — 2700 мм, ширина кузова — 850 мм, высота от головки рельса — 1200 мм. Эти вагонетки удобны в эксплуатации для данных условий.

Для откатки порожних и груженых вагонеток на погрузочном пункте под лавой используется лебедка типа ЛВД — 24, оборудованная пневмодвигателем ВАОЛ — 552 -4, мощностью 13 кВт, с частотой вращения 1500 об/мин. Габариты лебедки: длина 920 мм, ширина 1100 мм, высота 820 мм [3].

Подземные погрузочные пункты оборудованы опрокидом типа ОК-2, он предназначен для автоматизации и механизации загрузки шахтных грузовых вагонеток (ВГ-1,3, ВГ-1,4, ВГ-1,6 и т.д.) и секционных поездов на погрузочных пунктах угольных шахт, опасных по газу и пыли, расположенных в горных выработках с путевым развитием, обеспечивающим одностороннее движение вагонеток на участке пути, примыкающем к точке погрузки [5].

Толкатели вагонеток цепные предназначены для перемещения шахтных вагонеток типа ВГ по горизонтальным выработкам при размещении их на прямолинейном участке рельсового пути подземных стационарных и полустационарных погрузочных станций с одностороннем движением в точке погрузки, а также могут использоваться на разгрузочных и обменных пунктах [4].

Далее состав груженых вагонеток движется до опрокида, который расположен под главным стволом. Далее по главному стволу уголь выдается на поверхность, главный ствол оборудован одноконцевой откаткой. Емкость скипов V=5 м 3 .

ВОДООТЛИВ в шахтном строительстве

— способ удаления грунтовых (подземных) вод из выработок в процессе их проходки. Различают водоотливы при проходке вертикальных стволов шахт и при проходке горизонтальных и наклонных выработок.

Водоотливы при проходке вертикальных стволов обладает рядом особенностей, связанных гл. обр. с постоянным углублением забоя ствола, с изменением водопритока и напора, а также с частым перемещением в стволе водоотливных средств. При удалении воды забойными переносными насосами в бадьи одновременно с подъемом горной массы производительность невелика (5—8 м3/ч) и падает по мере увеличения глубины ствола.

При больших притоках воды наиболее распространены водоотливы с помощью подвесных насосов, обладающие высокой производительностью, удобством пользования, хорошей маневренностью, быстротой подъема, спуска и т. д. При водоотливе подвесными насосами могут использоваться одноступенчатая схема с выдачей воды непосредность; при проходке глубоких стволов, превышающих высоту напора насосов, оборудуется необходимое количество насосных станций, к-рые сооружаются на промежуточных горизонтах. В. гидроэлеваторами (водоструйными насосами) основан на принципе передачи энергии скоростного напора от рабочей жидкости к откачиваемой. Вода, подаваемая по трубам на поверхность, поступает в водосборник для фильтрации от механич. примесей и последующего использования. Кпд гидроэлеваторнои установки составляет 0,20—0,25, резко падает при увеличении напора (более 90—100 м). В. эрлифтами, так же, как и бадьями, наиболее прост и надежен в эксплуатации, но требует больших затрат. В связи с необходимостью значительного погружения эрлифты редко используются для откачки воды непосредственно из забоя ствола, и обычно качают воду из воцоулавливающих устройств.

Двухступенчатая схема рекомендуется при наличии компактных и надежных забойных насосов. Применение гидроэлеваторов целесообразно при глубине стволов не бо-

Способ водоотлива при проходке стволов выбирается в зависимости от гидрогеологич. характеристики пересекаемых пород и глубины ствола. Целесообразно применять водоулавливающие устройства в сочетании с любым способом проходческого В.

лее 70—80 м и при сильной загрязненности воды механическими абразивными примесями, а эрлифтов — при откачке воды из водоулавливающих устройств или при проходке стволов с водопонижением.

Водоотлив при проходке горизонтальных и наклонных выработок заключается в организованном отводе воды по канавкам, проведенным вдоль выработки, к водосборникам, откуда насосными установками она выкачивается на земную поверхность.

Открытый водоотлив. Водопонижение при строительстве опускных колодцев

Открытый водоотлив осуществляют при незначительном притоке воды в колодец или при разработке скальных и. ГОРНОЕ ДЕЛО. Шахтное и подземное строительство.
www.bibliotekar.ru/spravochnik-127-fundamenty/77.htm

Водоотлив, очистка шахтных вод.

Максимальный водоприток в шахту по наблюдениям последних лет составляет. 680мЗ/час. Основнойводоприток с очистных и проходческих работ, отводится поводоотливньш канавкам к рудному двору ств. «Клетевой». К рудному двору ств.«Вентиляционный» отводится чистая вода со скважин осушения Гологорскогокарьера и с выработок западного фланга.

Откачка шахтных вод осуществляется главнойи двумя участковыми водоотливнымиустановками.

Главная водоотливная установка располоэ/сена на горЛ180м в рудном дворе Кчетевогоствола. В ней установлено 4 насоса ЦНС 300×360.

Одна участковая водоотливная, установка с четырьмя насосами ЦНС 300×420расположена на гор. +ЮОм. на восточном фланге в рудном, дворе Клетевого ствола,вторая с тремя насосами ЦНС 300×300 — на гор. +180м в рудном, двореВентиляционного ствола на западном фланге. Среднечасовой приток воды насосной«Вентиляционного» ствола составляет 40-63 м 3 /час.

От главной водоотливной установки по Клетевому стволу и от.участковойводоотливной установки гор. +ЮОм по Скиповому стволу вода подается в очистныесооружения шахтных вод. Среднечасовой приток воды насосной «Клетевого» и«Скипового» стволов составляет 513-613 м 3 /час.

Очистные сооружения состоят из трёх отстойников, насосной станции, блоканапорных фильтров, двух резервуаров осветленной воды. Шахтная вода ссодержанием взвешенных веществ до 500 мг/л поступает в двухсекционныйотстойник Mlобъёмом 5600 м 3. После семичасового отстоя вода поступает, вотстойник №2 осветленной воды объёмом 1050м 3. а из него насосами насоснойстанции подаётся в блок напорных фильтров производительностью 12,5 тыс. м /сут.(рис.12). Осветленная шахтная вода с содержанием взвешенных веществ 8-10 мг/лнасосами насосной станции второго подъёма подается в резервуары осветленнойводы.

Очищенная вода используется на технологические нужды ДОФ и собственные нужды. Излишки в объёме 0-80 м 3 /час после отстойника №2 и резервуаров сбрасываются в р. Сатка.

Обеспечение потребителей шахты сжатым воздухом осуществляется компрессорной станцией производительностью 350 м3 / мин. в которой установлено три компрессора 4ВМ-10-100/8 и один компрессор 2ВМ-10-50/8.

Компрессорная станция расположена на ЦГС. Сжатый воздух трубами диаметром 377мм. по Клетевому стволу и гор. +180м подается к потребителям западного фланга шахты и промплощадки Вентиляционного ствола. Второй став труб воздухоснабжения диаметром 273 мм. проложен по Скиповому стволу. затем трубопроводом диаметрам 159 мм. по гор. +340м и по транспортному съезду закольцовывается с гор. +180м.

В настоящее время расход сжатого воздуха на шахте составляет

60-80 м3 / мин. поэтому работает постоянно один компрессор 4ВМ-10-100/8. Рабочее давление шахтногопневмооборудования 0,4-0,6 Мпа, поэтому (с учетом потерь) на выходе из компрессорной поддерживается давление не менее 0,65 Мпа.

Электроснабжение восточного фланга шахты и площадки ЦГС осуществляется от подстанции Шахтная и закрытого распределительного устройства (ЗРУ) компрессорной. В свою очередь. подстанция Шахтная по временной схеме запитана напряжением 35кВ по фидеру №16, идущего глухой отпайкой от ЛЭП-35 Степная-2 и по фидеру №46, идущего глухой отпайкой от ЛЭП-35 подстанции Огнеупор. ЗРУ компрессорной запитаны напряжением 6 кВ по фидерам №18 и №36 от подстанции №6 ДОФ.

Подземные потребители восточного фланга шахты питаются от центральной подземной подстанции (ЦПП) гор. +180м. которая запитана двумя фидерами по 3 высоковольтных ( U=6кВ) кабеля сечением 3х120мм. Каждый, приложенными по Клетевому стволу от подстанции Шахтная.

От подстанции Шахтная запитаны также главная вентиляторная установка и очистные сооружения шахтных вод. От ЗРУ компрессорной производительностью 350м3/мин. запитаны остальные потребители площадки ЦГС.

Электроснабжение западного фланга шахты и площадки ствола Вентиляционный осуществляется от подстанции Вентиляционная. которая запитана напряжением 6 кВ по фидеру №2 от подстанции Заводская и по фидеру №26 от подстанции №14.

Подземные потребители западного фланга питаются от участковой подземной подстанции (УПП) гор. +180м и УПП гор. +340м. которые запитаны тремя кабельными фидерами напряжением 6 кВ:

— один по стволу Вентиляционный до УПП гор. +180м;

— второй по скважине с поверхности до гор. +340м, далее по ходовому восстающему до гор. +260м. и по скважине до УПП гор. +340м.

Потребители площадки ствола Вентиляционный запитаны также от подстанции Вентиляционная кабельными линиями по эстакадам.

Оборудование для шахтного водоотлива и вентиляции

Шахтный водоотлив. При сооружении горных выработок в них постоянно поступают подземные воды. Для удаления воды из шахты на поверхность устраивают водоотлив (рис. 60).

При проходке тоннеля на подъем вода отводится, как правило, самотеком по лотку, но в забое при этом установлены насосы, которые включают на время выполнения работ в лотке тоннеля. При проходке тоннеля вниз, под уклон, воду откачивают насосами, расположенными у забоя, и промежуточными водоотливными установками. В забое при этом устанавливают рабочие и резервные насосы, обеспечивающие непрерывную откачку воды из забоя. Насосные установки промежуточного водоотлива имеют не менее двух (один рабочий, другой резервный) агрегатов, размещаемых непосредственно в выработке или в специальной камере. Работают эти установки в автоматическом режиме в зависимости от наполнения водосборника.

Удаление воды из забоя при разработке грунта в лотке тоннеля и монтаже лотковых элементов обделки, а также при откачке воды из ячеек тюбингов во время чеканочных работ осуществляется при помощи специальных —пневмонасосов или переносных центробежных электронасосов, предназначенных для откачивания загрязненных шахтных вод.

При проходке шахтных стволов для откачки воды из забоя устанавливают не менее двух насосов (рабочий и резервный). Насосы и пусковую аппаратуру монтируют на металлической раме, которую надежно крепят к подвесным полкам или люлькам.

Забойные и промежуточные установки подают воду в основной водосборник главного водоотлива, откуда она откачивается насосами на поверхность и пройдя очистные сооружения, сбрасывается в городской водосток, водоем или специально отведенное место.

Шахтный водоотлив

Рис. 60. Шахтный водоотлив: а — расположение главной (I), вспомогательной (II) и забойных (III) водоотливных установок в водоотливной камере и тоннельных выработках; б — размещение главной водоотливной установки в камере; 1 — насосный агрегат; 2 — приспособление для подъема и монтажа деталей установки; 3 — нагнетающий трубопровод; 4 — всасывающий трубопровод; 5 — перекрытие камеры

Шахтный водоотлив

Рис. 61. Системы вентиляции: а — приточная (нагнетательная); б — вытяжная (всасывающая); в — комбинированная (приточно-вытяжная); 1 — забой; 2 — воздуховод (вентиляционная труба); 3 — воздухонепроницаемая перемычка; 4 — дополнительный вентилятор

Главную водоотливную установку располагают вблизи ствола и оснащают не менее чем тремя насосными агрегатами.

Вентиляция. При ведении проходческих работ в атмосферу горной выработки выделяются пыль и газы, оказывающие неблагоприятное действие на работающих. Для подачи свежего воздуха в шахту применяют шахтную вентиляцию. Различают следующие системы вентиляции: приточную (рис. 61, а), при которой свежий воздух вентиляционной установкой подается по воздуховодам 2 в забой 1, а загрязненный воздух по выработке направляется к выходу; вытяжную (рис. 61,6), когда свежий воздух под атмосферным давлением поступает в забой по выработке, а загрязненный удаляется по воздуховоду под действием разряжения, создаваемого всасывающими вентиляторами; комбинированную (рис. 61, в), по которой одна вентиляционная установка работает на всасывание, а другая — на нагнетание. Для уменьшения длины нагнетательного воздуховода при этом устраивают воздухонепроницаемую перемычку 3.

Движение воздуха по горным выработкам или воздуховодам обеспечивают вентиляторы — машины для принудительной подачи воздуха. Вентилятор в комплекте с приводом, пусковой аппаратурой и устройствами по управлению воздушным потоком составляет вентиляционную установку. Главную вентиляционную установку размещают, как правило, вблизи ствола на поверхности.

В зависимости от принятой схемы проветривания вентилятор может нагнетать свежий воздух в шахту или вытягивать из Шахты отработанный. При втором способе в шахте понижается давление воздуха, и о поверхности под атмосферным давлением свежий воздух устремляется в шахту.

В зимнее время температура подаваемого в шахту воздуха должна быть не ниже +2?С. Для обогрева воздуха применяют калориферы. Вентиляционные установки имеют устройства для реверсирования— изменения направления движения воздушной струи.

Для проветривания отдельных участков шахты или забоев служат установки местного проветривания, которые состоят из вентиляторов и воздуховодов.

В качестве воздуховодов в период строительства тоннелей широко применяют стальные трубы диаметрами 500, 600 и 800 мм. По мере продвигания забоя трубы наращивают.

В призабойной зоне размещают местную побудительную установку из двух вентиляторов. Назначение местных вентиляторов — обеспечить циркуляцию воздуха в призабойной зоне в целях исключения загазованности воздуха в местах, удаленных от конца всасывающей трубы основной системы вентиляции.

Вентиляцию выработок при проводке тоннелей в искусственно замороженных грунтах осуществляют по специальному режиму, не допускающему оттаивания грунта в забое.

Для проветривания сооружений действующих метрополитенов устраивают вентиляционные каналы из железобетонных элементов или монолитного железобетона, металлические воздуховоды круглого и прямоугольного сечений и асбоцементные короба. В целях глушения шума, возникающего при работе вентиляторов, стволы вентиляционных шахт, перегородки отсеков выкладывают шумопо-глощающими (пористыми) блоками.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *