3. Шахтный водоотлив

Водоотливные установки шахт являются одними из важнейших объектов, они должны обеспечивать надежную откачку воды из подземных выработок при возможно меньших эксплуатационных расходах.

Автоматически действующая аппаратура, выполняющая операции вместо машинистов насосов, гарантирует точность, безошибочность и своевременность этих операций.

Автоматизация насосов позволяет значительно продлить межремонтные сроки за счет исключения случаев холостой работы водоотлива. Это дает воз­можность экономить значительные средства.

Автоматизированная водоотливная установка должна функционировать без постоянного обслуживающего персонала. Схемой автоматизации должно быть предусмотрено два вида управления — автоматическое и ручное; причем перевод на ручное управление любого числа насосных агрегатов должен осу­ществляться без нарушения работы остальных агрегатов в автоматическом режиме. Схема должна обеспечивать автоматическое включение основных насосных агрегатов при достижении водой установленного верхнего уровня, а также дополнительных насосных агрегатов при достижении аварийного уровня воды в водосборнике. Отключение насосных агрегатов должно осу­ществляться автоматически после откачки воды до заданного нижнего уровня. Кроме этого, схема должна обеспечивать неодновременность пуска электродвигателей насосов и автоматическое включение резервного агрегата взамен отключившегося по технической неисправности.

Автоматическая водоотливная установка должна иметь блокировки, предотвращающие: пуск агрегата при незалитом насосе; включение агрегата до включения моторного привода задвижки на нагнетание; останов агрегата до момента полного закрытия задвижки; включение агрегата при отсутствии воды в водосборнике, а также повторное включение отключившегося насоса до устранения причины, вызвавшей его аварийное отключение.

Схемой автоматизации водоотливной установки должны быть предусмотрены следующие виды защиты, вызывающие аварийную остановку: при снижении или потере производительности; при перегреве подшипников; при исчезновении напряжения или коротких замыканиях в цепях управления. Производитель­ность каждого насосного агрегата, температура подшипников, а также положе­ние задвижек на всасывающем трубопроводе (для установок с заглубленными камерами) должны контролироваться непрерывно.

4. Способы заливки насосов в автоматизированных водоотливных установках

В угольной промышленности в основном применяются центробежные насосы, нуждающиеся в заливке перед пуском. Безотказная и четкая работа автоматизированных насосных установок шахтного водоотлива в значительной степени зависит от правильного выбора способа заливки насосов.

В зависимости от местных условий и типа насосов заливка осуществляется одним из следующих способов: размещением насосов ниже уровня воды в во­досборнике (заглубленные насосные камеры); вспомогательными погружными или непогружными насосами; сифонным способом; из баковых аккумуляторов; из нагнетательного трубопровода.

Баковые аккумуляторы используются для заливки центробежных насосов перекачного водоотлива и для заливки насосов малой и средней производи­тельности участкового и главного водоотлива. Баковый аккумулятор БАВ применяется для насосов с максимальной высотой всасывания 5 м, причем максимальная емкость всасывающего трубопровода не должна превышать 80 л. На рис. 1 показана установка бакового аккумулятора на всасывающем трубопроводе насоса. При пуске насоса вода из бакового аккумулятора 1, смешиваясь при помощи находящегося в нем дросселя с воздухом из всасы­вающего трубопровода 4, поступает в насос 2. Благодаря разрежению, возни­кающему в баке, вода из водосборника 3 заполняет всасывающий трубопровод. При остановке насоса баковый аккумулятор остается заполненным водой.

При заливке насоса из нагнетательного трубопровода на трубке уста­навливаются специальные управляемые вентили, рассчитанные на высокое давление, которые включаются перед пуском насосов и осуществляют подачу воды во всасывающий трубопровод (рис. 2). Вентиль предназначен для дистанционного открывания или перекрывания трубопровода. В схемах автоматизации шахтных водоотливных установок вентиль используется для заливки насосов из нагнетательного става при давлении в ставе до 30 кгс/см^; и как пусковое устройство для удаления водовоздушной смеси при заливке насосов баковыми аккумуляторами.

В конструкции вентиля используются: гидроусилитель, рабочий клапав и фильтр. Когда соленоид 1 обесточен, сердечник его под действием пружины < держит прижатой малую диафрагму 3 гидроусилителя. Усилие давления на

Рис. 1. Схема заливки насоса с помощью бакового аккумулятора

Рис. 2. Гидравлическая схема заливки насоса из нагнетательного трубопровода с по­мощью управляемого вентиля ВУ-1

большую диафрагму 5 значительно больше, чем усилие давления на клапан 71 перекрывающий основной трубопровод 6, вследствие различия их площадей. При срабатывании соленоида его сердечник освобождает малую диафрагму, которая под давлением воды открывает вертикальный канал 9 в форсунке и сообщает камеру 4 гидроусилителя с атмосферой. Давление в камере резко понижается, а на клапан, перекрывающий трубопровод, будет воздействовать прежнее усилие, под действием которого клапан переместится вверх и откроет трубопровод. При выключении соленоида во время остановки насоса малая диафрагма снова перекроет форсунку, давление в камере гидроусиления возрастет, следствие чего клапан перекроет основной трубопровод. Фильтр 8 служит для очистки шахтной воды, поступающей в гидроусилитель вентиля.

Наиболее распространенным способом заливки насосов главных водо­отливных установок является заливка с помощью специальных погружных заливочных насосов, размещаемых непосредственно в водосборнике. Приме­няемый в настоящее время центробежный заливочный насос ЗПН с вертикаль­ным приводным валом и одним рабочим колесом обеспечивает одновременную заливку до трех насосов главного водоотлива.