Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad do utrzymywania okreslonego cisnienia wody potrzebnej dla celów technologicznych w glebokiej kopalni, dostarczanej rurociagiem szybowym ze zródel po¬ wierzchniowych do zbiorników zainstalowanych na podszybiu.Stan techniki. W kopalniach, w których zloza sa polozone na duzych glebokosciach, to jest w gra¬ nicach 800 do 1400 m, dostarczanie wody dla celów technologicznych stanowi duza trudnosc. Cisnienie wynikajace z hydrostatycznego slupa w rurociagu szybowym musi byc zmniejszone do cisnienia tech¬ nologicznego, to jest wynikajacego z potrzeb odbior¬ ników.Dotychczasowe rozwiazania polegaly na napel¬ nianiu rurociagu szybowego woda i utrzymywaniu cisnienia pracy w sieci rurociagów dolowych za po¬ moca sterowanych zaworów regulacyjnych. Sposób ten wymaga zastosowania kosztownych zaworów re¬ gulacyjnych, które ponadto posiadaja mala zywot¬ nosc z uwagi na wysokie spadki cisnien rzedu 80—120 barów. Wlasciwa prace tych zaworów mozna uzyskac jedynie dla redukcji wody czystej zblizonej do kondensatu, w przeciwnym razie zjawisko kawi¬ tacji i erozji spowoduje szybkie zuzycie zaworu.Najprostszym sposobem opuszczania wody jest wykonanie zbiornika otwartego i wykorzystanie ci¬ snienia hydrostatycznego przy przeplywie grawita¬ cyjnym. Wymaga to jednak budowy dodatkowych wlotów w szybie co podraza znacznie koszt glebienia 10 15 30 szybu. Mozna równiez opuscic wode do zbiornika na podszybiu, a nastepnie tloczyc do sieci za pomoca agregatów pompowych. Ten sposób mimo, ze jest najprostszy jednak ekonomicznie jest wysoce nie¬ oplacalny.Istota wynalazku. W rozwiazaniu zastosowano zbiornik zamkniety wodno-powietrzny wykonany w górotworze, którego konstrukcja a zwlaszcza spo¬ sób wykonania obudowy szczelnej na cisnienie po¬ wietrza 12 barów pozwala na uzyskanie odpowied¬ niego cisnienia w sieci dolowej, przy wykorzystaniu energii slupa wody znajdujacego sie w czesci ruro¬ ciagu szybowego.Sposób utrzymywania okreslonego cisnienia wody potrzebnej dla celów technologicznych w glebokiej kopalni, dostarczonej rurociagiem szybowym ze zródel powierzchniowych do cisnieniowego zamknie¬ tego zbiornika zlokalizowanego na podszybiu, wy¬ korzystujacy zasade utrzymywania poziomu cieczy w rurociagu szybowym tworzacym uklad naczyn polaczonych z tym zbiornikiem, polega wg wyna¬ lazku na tym, ze do rurociagu szybowego majacego srednice wieksza od srednicy krytycznej, przy której dla okreslonego przeplywu wyrazonego masa cie¬ czy, nastepuje zerwanie jej strugi, doprowadza sie wode niepelnym jego przekrojem/oraz utrzymuje sie stan równowagi miedzy wysokoscia slupa wody w tym rurociagu szybowym, a utworzonym przez poduszke powietrzna, cisnieniem wody w cisnienio- 107 618107 618 3 wym zamknietym zbiorniku i wode technologiczna o zalozonym cisnieniu pobiera sie z tego zbiornika.Odpowiedni sterujacy uklad, samoczynnie zapew¬ nia utrzymanie zadanego slupa cieczy i nie dopusz¬ cza do wzrostu cisnienia, podczas napelniania woda czesci rurociagu szybowego.Uklad do utrzymywania okreslonego cisnienia wo¬ dy, potrzebnej dla celów technologicznych w glebo¬ kiej kopalni, z wlaczonym do niego samoczynnie ste¬ rowanym zaworem regulacyjnym, zainstalowano do dostarczajacego wode ze zródel powierzchniowych rurociagu szybowego i do polaczonego z nim w ukla¬ dzie naczyn polaczonych i zlokalizowanego na pod¬ szybiu, 'cisnieniowego, zamknietego zbiornika, w^ któ¬ rym utrzymuje sie okreslone cisnienie wody po¬ trzebnej dla celów technologicznych w glebokiej kopalni,.wykorzystujac inana zasade utrzymywania poziomu cieczy w rurociagu szybowym i w którym to rurociagu miedzy szybem a tym zbiornikiem oraz w tym zbiorniku sa zainstalowane czujniki poziomu cisnienia.Zgodnie z wynalazkiem uklad ma umieszczony w cisnieniowym zamknietym zbiorniku czujnik róz¬ nicy poziomu cieczy ustawiony w zakresie poziomu zblizonego do poziomu maksymalnego cieczy w zbiorniku i wlaczony w uklad regulacji ciaglej o charakterystyce PID. Jednoczesnie czujnik pozio¬ mu maksymalnego cieczy w cisnieniowym, zamknie¬ tym zbiorniku oraz czujnik cisnienia maksymalnego w odcinku rurociagu miedzy szybem a zbiornikiem sa wlaczone w uklad regulacji skokowej.W innym rozwiazaniu uklad do utrzymywania okre¬ slonego cisnienia wody.potrzebnej dla celów techno¬ logicznych w glebokiej kopalni, z wlaczonym do nie¬ go samoczynnie sterowanym zaworem regulacyjnym, zainstalowanym na dostarczajacym wode ze zródel powierzchniowych rurociagu szybowym do polaczo¬ nych z nim w ukladzie naczyn polaczonych i zlokali¬ zowanych na podszybiu cisnieniowym dwóch lub wiecej zamknietych zbiorników, w których utrzymu¬ je sie okreslone cisnienie wódy potrzebnej dla ce¬ lów technologicznych w glebokiej kopalni, wyko¬ rzystujac znana zasade utrzymywania poziomu cie¬ czy w rurociagu szybowym i w którym to rurociagu miedzy szybem a tymi zbiornikami oraz w tych zbiornikach ma zainstalowane czujniki poziomu i cisnienia. Zgodnie z wynalazkiem uklad ma umiesz¬ czone w cisnieniowych zamknietych zbiornikach czujniki róznicy poziomu cieczy ustawione w zakre¬ sie poziomu zblizonego do poziomu maksymalnego cieczy w zbiornikach i wlaczone w uklad regulacji ciaglej o charakterystyce PID. Jednoczesnie czujniki poziomu maksymalnego w cisnieniowych zamknie¬ tych zbiornikach oraz czujniki cisnienia maksymal¬ nego w odcinku rurociagu miedzy szybem a zbior¬ nikami sa wlaczone w uklad regulacji skokowej.Uklad ma ponadto czujnik doplywu cieczy na po¬ wierzchni i czujnik poboru wody ze zbiorników, na ' dole w kopalni, które sa wlaczone w uklad róznico¬ wy tego przeplywu, utworzony przez sumator oraz zespól automatyki, przy czym jeden ze stanów wy¬ róznionych sygnalu wyjsciowego w tym zespole przyporzadkowany jest zalozonej wartosci róznicy przeplywu, po uzyskaniu której, przy pelnym aktu- 15 alnie pracujacym jednym ze zbiorników, zostaje za¬ laczony uprzednio oprózniony zbiornik w stan prze¬ plywu i napelnia go woda.Zastosowanie zamknietego, wodno-powietrznego 5 zbiornika pozwala zmniejszyc ciezar rurociagu szy¬ bowego w konstrukcji o okolo 80%, wyeliminowac potrzebe stosowania zaworów regulacyjnych i po¬ prawic bezpieczenstwo pracy z uwagi na obnizenie wysokiego cisnienia hydrostatycznego jakie bylo 10 nieuniknione w dotychczas stosowanych rozwiaza¬ niach.Z uwagi na okresowy pobór wody technologicznej w sieci dolowej, zbiornik spelnia równiez role zbior¬ nika retencyjnego i jednoczesnie eliminuje wzrost cisnienia w sieci w przypadku gdy odbiór w^ sieci zmniejszy sie az do zera.Objasnienie figur rysunku. W celu lepszego zrozu¬ mienia istoty wynalazku przedstawiono przyklad je- 20 S° wykonania z powolaniem sie na rysunek, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia schemat ukladu z zastoso¬ waniem jednego zbiornika, fig. 2 — schemat bloko¬ wy UAR, fig. 2 — schemat ukladu z zastosowaniem dwóch zbiorników oraz fig. 4 — schemat blokowy 25 UAR dla dwóch zbiorników.Przyklad realizacji wynalazku. Jak pokazano na fig. 1 zbiornik zamkniety A umieszczony na pod¬ szybiu, polaczony jest z rurociagiem szybowym 10.Sprezone powietrze do komory zbiornika A jest do- 30 starczone z sieci kopalnianej rurociagiem 25 poprzez powietrzny zawór 23 o cisnieniu szesciu barów.Odbiór wody technologicznej do Sieci 14 odbywa sie przez zawór 12. Utrzymywanie wysokosci pozio¬ mu H8 wody w zbiorniku 1 uzyskuje sie przez zasto¬ sowanie ukladu automatyki. Sprezenie powietrza w zbiorniku zamknietym A nastepuje na skutek napelniania go woda dostarczona rurociagiem szy¬ bowym 10 az do uzyskania maksymalnego poziomu wody H2, co nastepuje przy cisnieniu dwunastu ba¬ rów, a tym samym woda w rurociagu szybowym 10 bedzie znajdowac sie na wysokosci 120 m od po¬ ziomu podszybia.Dzialanie ukladu regulacji i automatycznego ste- 45 rowania, pokazanego na fig. 2 jest nastepujace: Sygnal z czujnika 1 róznicy poziomu wody w zbior¬ niku A oraz sygnal z czujnika 2 cisnienia wody w od¬ cinku rurociagu 26 miedzy rurociagiem szybowym 10 a zbiornikiem A przesylane sa do ukladu regulacyj- 50 nego obejmujacego regulator 3 i stacyjke opera¬ cyjna 4. W miare zmniejszania sie poziomu wody w zbiorniku A nastepuje plynne otwieranie zaworu regulacyjnego 5 doplywu wody z powierzchni.Wzrost poziomu wody do zalozonych granic od Hi 55 do H8 powoduje przymkniecie zaworu 5 az do zu¬ pelnego jego zamkniecia. Wzrost cisnienia w rurze szybowej 10 powoduje równiez przymykanie zaworu regulacyjnego 5. Dodatkowo wzrost poziomu wody ponad poziom H4 wyznaczony jako awaryjny, sygna- 60 lizowany czujnikiem 6 oraz wzrost cisnienia w zbior¬ niku A sygnalizowany czujnikiem 7 i w rurze 26 miedzy rurociagiem szybowym 10 a zbiornikiem A sygnalizowany czujnikiem 2, powyzej cisnien uzna¬ nych za graniczne powoduje poprzez uklad automa- 65 tyki 8 zadzialanie zaworu odcinajacego 9. Nastepuje 35 405 wówczas bezzwloczne odciecie doplywu wody do ru¬ rociagu szybowego 10.W miare obnizania sie poziomu wody w zbiorniku A, co spowodowane jest poborem wody dla celów technologicznych przez siec 14, odpowiednio przez uklad regulacji 3, 4 otwierany jest zawór regula¬ cyjny 5 na nadszybiu. Jezeli poziom wody spadnie do zalozonego minimum Hi sygnalizowany czujni¬ kiem 11, to aby nie dopuscic do zapowietrzenia ru¬ rociagu odplywowego 27 czujnik 11 poprzez uklad automatyki spowoduje zamkniecie zaworu 12.Na fig. 3 przedstawiono uklad dwóch zbiorników zamknietych, pracujacych w rezimie automatyki na¬ przemiennie, do których powietrze z sieci kopalnia¬ nej jest dostarczone poprzez zawory 23 i 24. Po za¬ laczeniu dwu pustych zbiorników A i B w rezim pracy automatycznej, poprzez uklad automatyki 17 (patrz fig. 4) zamykaja sie zawory 12 i 15 na odply¬ wie obu zbiorników A i B i zawór 16 na doplywie zbiornika B oraz otwiera sie zawór na doplywie zbiornika A.Po napelnieniu zbiornika A zamyka sie; zawór 13 na jego doplywie a otwiera sie zawór 16 na doply¬ wie zbiornika B. Po napelnieniu zbiornika B naste¬ puje otwarcie zaworu 15 na jego odplywie. Zawór 16 na doplywie w dalszym ciagu pozostaje otwarty.Od tego momentu konczy sie cykl napelniania, a za¬ czyna cykl pracy to jest opróznianie z jednoczesnym dopelnianiem zbiornika woda. Po opróznieniu zbior¬ nika B zawory 15 i 16 zamkna sie, natomiast otwo¬ rza sie oba zawory 12 i 13 zbiornika A. O ile zbior¬ nik A oprózni sie do konca, zawór 12 na odplywie zamknie sie i cykl napelniania rozpocznie sie od po¬ czatku.Inna sytuacja powstaje w momencie gdy zbiornik B oprózni sie calkowicie, a w trakcie oprózniania zbiornika A odplyw zmaleje i bedzie mniejszy od doplywu. W takie sytuacji zbiornik A bedzie powoli sie napelnial mimo, iz bedzie z niego pobierana wo¬ da. Po jego napelnieniu, o ile w dalszym ciagu do¬ plyw wody bedzie wiekszy od odplywu, nastepuje przerzut zasilania i odbioru, na pusty zbiornik B poprzez zamkniecie zaworów 12 i 13 zbiornika A oraz otwarcie zaworów 15 i 16 zbiornika B.W celu wyróznienia parametru — doplyw wiekszy od odplywu przewidziano uklad skladajacy sie z dwóch przeplywomierzy 18 i 19 na zasilaniu i od¬ biorze, wysylajacych impulsy proporcjonalne do przeplywu (patrz fig. 2 i fig. 4). Impulsy te przesy¬ lane sa do sumatora 20 pracujacego w ukladzie róz¬ nicowym. Na wyjsciu sumatora 20 o ile odplyw jest wiekszy od doplywu pojawia sie impuls proporcjo¬ nalny dó tej wielkosci. Dla wartosci tego impulsu, wiekszej od zalozonej, tj. gdy doplyw jest odpo¬ wiednio wiekszy od odplywu, sygnal proporcjonalny zamieniany jest na sygnal dwustanowy (wyjscie przekaznikowe) i podawany do ukladu automatyki, sterujacego praca obu zbiorników. Uzyskuje sie dzieki temu, jak to juz powiedziano wyzej, przerzut zasilania i odbioru ^ze zbiornika A na pusty zbior¬ nik B.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób utrzymywania okreslonego cisnienia wo¬ dy potrzebnej dla celów technologicznych w glebo- r 618 6 kiej kopalni, dostarczonej (rurociagiem szybowym ze zródel powierzchniowych do cisnieniowego zamknie¬ tego zbiornika zlokalizowanego na podszybiu, wyko¬ rzystujacy zasade utrzymywania poziomu cieczy 5 w rurociagu szybowym tworzacym uklad naczyn po¬ laczonych z tym zbiornikiem, znamienny tym, ze do rurociagu szybowego (10), majacego srednice wieksza od srednicy krytycznej, przy której dla okreslonego przeplywu wyrazonego masa cieczy nastepuje zer- io wanie jej strugi, doprowadza sie wode niepelnym je¬ go przekrojem oraz utrzymuje sie stan równowagi miedzy wysokoscia slupa wody w tym rurociagu szybowym (10) oraz utworzonym przez poduszke po¬ wietrzna, cisnieniem wody w cisnieniowym zamknie- 15 tym zbiorniku (A, B) i wode technologiczna o zalo¬ zonym cisnieniu pobiera sie z tego zbiornika. 2. Uklad do utrzymywania okreslonego cisnienia wody potrzebnej dla celów technologicznych w gle¬ bokiej kopalni, z wlaczonym do niego samoczynnie 20 sterowanym zaworem regulacyjnym zainstalowanym na dostarczajacym wode ze zródel powierzchnio¬ wych rurociagiem szybowym do polaczonego z nim w ukladzie naczyn polaczonych i zlokalizowanego na podszybiu, cisnieniowego, zamknietego zbiornika, 25 w którym utrzymuje sie okreslone cisnienie wody potrzebnej dla celów technologicznych w glebokiej ' kopalni wykorzystujac znana zasade utrzymywania poziomu cieczy w rurociagu szybowym i w którym to rurociagu miedzy szybem a tym zbiornikiem oraz 30 w tym zbiorniku sa zainstalowane czujniki poziomu cisnienia, znamienny tym, ze umieszczony w cisnie¬ niowym zamknietym zbiorniku (4) czujnik (1) róznicy poziomu cieczy (H* H^) i ustawiony w zakresie po¬ ziomu maksymalnego cieczy w zbiorniku, jest wla- 35 czony w uklad regulacji ciaglej (3, 4, 5) o charakte¬ rystyce PID oraz jednoczesnie ten czujnik (1) pozio¬ mu maksymalnego (Hf) w cisnieniowym, zamknie¬ tym zbiorniku (A) oraz czujnik (2) cisnienia maksy¬ malnego w odcinku (26) rurociagu (10) miedzy szy- 40 bem a zbiornikiem (A) sa wlaczone w uklad (6, 7, 8) regulacji skokowej. 3. Uklad do utrzymywania okreslonego cisnienia wody potrzebnej dla celów technologicznych w gle¬ bokiej kopalni, z wlaczonym do niego samoczynnie sterowanym zaworem regulacyjnym, zainstalowa¬ nym na dostarczajacym wode ze zródel powierzchnio¬ wych rurociagu szybowym do polaczonych z nim w ukladzie naczyn polaczonych i zlokalizowanych na podszybiu cisnieniowych dwóch lub wiecej zamknie¬ tych zbiorników, w których utrzymuje sie okreslone cisnienie wody potrzebnej dla celów technologicz¬ nych w glebokiej kopalni, wykorzystujac znana za¬ sade utrzymywania poziomu cieczy w rurociagu szybowym i w którym to rurociagu miedzy szybem a tymi zbiornikami oraz w tych zbiornikach ma za¬ instalowane czujniki poziomu i cisnienia, znamienny tym, ze umieszczone w cisnieniowych zamknietych zbiornikach (A, B) czujniki (1) i (22) róznicy pozio¬ mu cieczy (H2, H,) i ustawione w zakresie poziomu zblizonego do poziomu maksymalnego cieczy w zbior¬ nikach ma wlaczone w uklad regulacji ciaglej (3, 4, 5) o charakterystyce PID oraz jednoczesnie te czuj¬ niki (1), (22) poziomu maksymalnego (Hs) w cisnie- 65 niowych zamknietych zbiornikach (A, B) oraz czuj-1 7 niki (2) cisnienia maksymalnego w odcinku (26) ru¬ rociagu (10) miedzy szybem a zbiornikami (A, B) sa wlaczone w uklad (6, 7, 8) regulacji skokowej, oraz ma ponadto czujnik (18) doplywu cieczy na po¬ wierzchni i czujnik (19) poboru wody ze zbiorników (A, B) na dole w kopalni wlaczone w uklad róznico¬ wy tego przeplywu, utworzony przez sumator (20) 618 8 oraz zespól automatyki (17), przy czym jeden ze stanów wyróznionych sygnalu wyjsciowego w tym zespole (17) przyporzadkowany jest zalozonej war¬ tosci róznicy przeplywu, po uzyskaniu której, przy 5 pelnym aktualnie pracujacym jednym ze zbiorników (A) lub (B), zostaje zalaczony uprzednio oprózniony zbiornik w stan przeplywu i napelniania go woda.107 618 10 26 23 25 Fig. 1107 618 i2L 10 26 25 frhi \^y%ja /19 \16_ v22_ Fig. 3 ±[3 ii2 21 1 h r-^22 11 21 Fig. 4 H "0* W 12 13 15 16 N 20 19 LDA — Zaklad 2 — zam. 610/80 — 115 egz.Cena 45 zl PL