5. Шахтные водоотливные установки

5.1. Классификация водоотливных установок

Водоотливная установка – это комплекс технических средств для осушения горных выработок и выдачи воды на поверхность. В зависимости от назначения водоотливные установки (ВУ) разделяются на центральные, главные, участковые, вспомогательные, перекачные, проходческие и скважинные.

Центральная ВУ служит для откачки воды из нескольких шахт. Главная ВУ – для выдачи на поверхность притока воды всей шахты. Участковые ВУ откачивают с участков в главный водосборник или сразу на поверхность воду из выработок. Вспомогательные ВУ располагаются на участках, уклонах, зумпфах и служат для перекачки воды в водосборник главной или центральной ВУ. При волнистой почве пласта применяются перекачные ВУ для откачки воды из участков в водосборник главной ВУ.

Проходческие ВУ применяются при проходке уклонов, наклонных и вертикальных стволов шахт. Установки для понижения грунтовых вод называются скважинными.

Рис.36. Схема водоотливной установки

Центральные, главные, вспомогательные и участковые ВУ, как правило, размещаются в специальных камерах и являются стационарными.

Водоотливные установки (рис.36) оборудуются в основном центробежными насосами. Установка состоит из насоса 1 с двигателем, всасывающего трубопровода 2 с приемной сеткой 3 и клапаном 4, нагнетательного трубопровода 5 с задвижкой 6 и обратным клапаном 7, трубки 8 с вентилем 9 для заливки насоса водой перед пуском. Давления в трубопроводах 2 и 5 измеряются вакуумметром 10 и манометром 11.

Вертикальное расстояние от уровня воды в колодце до оси насоса называется геодезической (геометрической) высотой всасывания Z_вс, а расстояние от оси насоса до сливного трубопровода – геодезической (геометрической) высотой нагнетания Z_н. Сумма этих высот есть высота подачи и является полной геодезической высотой водоподъема.

5.2. Технологические схемы

стационарного водоотлива

Рис.37. Схема водоотлива при разработке одного горизонта: а – бесступенчатый водоотлив; б – последовательное соединение насосов при недостаточном напоре одного; в и г – ступенчатые схемы с размещением насосов на разных уровнях

1 и 2 – насосы; 3 и 4 – трубопроводы; 5 – водосборник

На рудниках применяются различные схемы водоотлива в зависимости от глубины и числа горизонтов, способа и порядка отработки месторождений.

При разработке одного горизонта целесообразна схема бесступенчатого водоотлива, когда вода собирается в водосборник главного водоотлива и насосы откачивают ее на поверхность (рис.37, а). Если напора одного насоса недостаточно, то применяют последовательную работу насосов (рис.37, б) или используют ступенчатые схемы (рис.37, в, г).

При разработке двух и более горизонтов с самостоятельными притоками возможен бесступенчатый водоотлив с каждого горизонта (рис.38, а) или с перекачкой (рис.38, б, в, г) в зависимости от водопритока с отдельных горизонтов. Например, если водоприток верхнего горизонта велик, то рациональна схема, приведенная нарис.38, б. Если велик водоприток нижнего горизонта, то используют схему с перепуском воды с верхнего горизонта на нижний (рис.38, в). Напор воды с верхнего горизонта можно частично использовать (рис.38, г), если воду подводить непосредственно по трубам с горизонта к всасывающему тракту насосов.

Рис.38. Схема водоотлива при разработке двух горизонтов: а – бесступенчатый водоотлив отдельно с каждого горизонта; б, в, г – ступенчатые схемы с перекачкой или перепуском воды на разные горизонты

1 и 2 – насосы; 3 и 4 – трубопроводы