Водовідлив - статті

ВОДОВІДЛИВ (а. Water pumping, water drainage; н. Wasserhaltung; ф. Exhaure; і. Desague) - видалення шахтних і кар'єрних вод з гірничих виробок. При підземній розробці розрізняють головний водовідлив, призначений для відкачування загальношахтного припливу води, і дільничний водовідлив - для перекачування води з окремих ділянок шахти до водозбірників головного водовідливу (рідше безпосередньо на поверхню землі). У рідкісних випадках застосовується центральний водовідлив, коли кілька шахт мають загальну водовідливну установку, і регіональний, що забезпечує водовідлив всього району в цілому.

Водовідлив за схемою відкачування води на поверхню розділяється на прямий, коли відкачка води з головного водозбірника виробляється відразу на поверхню, і ступінчастий, коли з нижніх горизонтів через стовбури (рідше свердловини) вода перекачується в проміжні водозбірники верхніх горизонтів і потім на поверхню (рис. 1 ).

Рідше застосовуються інші схеми водовідливу, наприклад, з передачею води в розташовану вище (у стовбура) насосну камеру, з перепуском води з розташованого вище горизонту і ін. В систему шахтного водовідливу входять: пристрої для регулювання внутрішньошахтного стоку (водовідвідні канавки, трубопроводи, перекачувальних насоси) , водозбірники, насосні станції з водозабірних колодязями і водовідливними установками, з усмоктувальними і нагнітальними трубопроводами. Пристрої для регулювання стоку внутрішньошахтних вод включають трубопроводи і канавки для відводу води в дільничні і головні водозбірники.

ККД насосів змінюється в межах 68-78%. Кислототривкі насоси застосовуються при pH води менше 5 або при вмісті в ній понад 100 мг / л вільної сірчаної кислоти і можуть з'єднуватися паралельно і послідовно з заливним і бустерних насосами. Для дільничного водовідливу в шахтах, крім багатоступінчастих відцентрових насосів, використовуються також консольні відцентрові, моноблочні і допоміжні насоси (турбонасоси, електро одногвинтові агрегати, одноступінчаті відцентрові горизонтальні насоси, відцентрові горизонтальні консольні насоси). При відкачці неосвітлений шахтних вод (з твердими включеннями розміром до 20 мм), очищення водозбірників від шламу і на дільничному водовідливі застосовуються шламові насоси (вертикальні, суспензійні, магнетітошламовие і ін.). Для подачі води на поверхню в стовбурі шахти прокладаються мінімум два става нагнітальних труб - один робочий і один резервний; при двох одночасно працюючих насосах прокладаються три става труб. Кожен ставши розраховується на видачу нормального добового припливу не більше ніж за 20 годин; при підвищених притоках використовуються всі стави.

Водовідливні установки обладнуються апаратурою автоматизації, контролю та захисту. Апаратура автоматизації забезпечує автоматичну заливку, пуск і зупинку насосів в залежності від рівня води в водозбірнику, по черзі роботу насосів, автоматичних включення резервних насосів при аварійному підйомі рівня води в водозбірнику і несправності працюючого насоса, дистанційний контроль і сигналізацію про рівень води в водозбірнику. На вугільних шахтах, небезпечних щодо газу і пилу, застосовується апаратура автоматизації у вибухо- і пилебезопасном виконанні. Як приладів контролю гідравлічних показників використовуються манометри й витратоміри. Для захисту насосів від гідравлічних ударів при їх зупинці застосовуються спеціальні гасителі ударів. Основні шляхи подальшого вдосконалення водовідливу на шахтах: скорочення обсягу і спрощення конструкції водозбірників або застосування безкамерної водовідливу з вертикальними зануреними насосами і ерліфтами; вдосконалення засобів водовідливу для відкачування на поверхню забрудненої води; повна механізація праці по транспорту обладнання, монтажу насосних агрегатів і трубопроводів. чищенні водозбірників і т.д.

При відкритій розробці система водовідливу складається з пристрою для регулювання внутрішньокар'єрного стоку, водозбірників, насосних станцій з водовідливними установками і з нагнітальними трубопроводами. Пристрої для регулювання внутрішньокар'єрного стоку включають пригрузки для запобігання деформацій пухких порід на ділянках просочування підземних вод на схилах, водовідвідні канави або труби для збору води на всіх уступах і в виробленому просторі і відведення води спочатку до дільничних, а потім до головних водозбірників.

Залежно від місця розташування головних водозбірників кар'єрний водовідлив розділяється на відкритий, підземний і комбінований, що включає елементи відкритого і підземного (рис. 3).

При відкритому водовідливі водозбірники з насосними станціями розташовують на найнижчих відмітках кар'єра. Водозбірники головних водовідливів споруджуються при притоках води більше 50 м 3 / год і розраховуються на прийом не менше 3-годинного нормального припливу води. Насосні станції споруджують у водозбірників і обладнають водовідливними установками, продуктивність яких повинна забезпечувати відкачку максимального добового припливу води за 20 годин; додатково передбачаються резервні насоси. У районах, де притоки зливових вод можуть в кілька разів перевищувати нормальні, насоси головних водовідливів виконують плавучими.

При відкритому водовідливі на обводнених кар'єрах застосовують в основному високопродуктивні низьконапірні насоси. Нагнітальні трубопроводи прокладаються на неробочих бортах кар'єрів. У зимовий час водовідливні установки, нагнітальні трубопроводи, а також водовідвідні канави захищаються від промерзання. При підземному водовідливі в кар'єрі вода перекачується або відводиться в спеціальні дренажно-водовідвідні вироблення (штреки), пройдені з ухилом в бік водозбірника з насосною камерою, звідки вона відкачується насосами на поверхню через водовідливні стовбури або свердловини в поверхневі водотоки або водоймища. При цьому використовуються в основному ті ж насоси, що і при шахтному водовідливі. При проході шахтних стволів і розрізних траншей застосовуються допоміжні насоси (відцентрові спіральні, секційні, консольні, турбонасоси і ін.) Продуктивністю 5-130 м3 / год і напором 30-100 м.