PL150402B1 - Wolna in stalacja przeciwpożarowa kopalni głębinowej - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY	150 402
	Patent dodatkowy do patentu nr---	rCZY^tYNI A 1
iflify	Zgłoszono: 85 11 27 /P. 256472/	!· '· ! !
	Pierwszeństwo -
		Int. Cl.5 E21F 5/00 A62C 3/02
URZĄD PATENTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 87 06 29
RP	Opis patentowy opublikowano: 90 07 31

Twórcy wynalazku: Maciej Czernicki, Franciszek Krzempek, Ryszard Brudny, Józef Pardela, Maria Wyganowska

Uprawniony z patentu: Przedsiębiorstwo Eksploatacji Węgla Kamiennego Południe Kopalnia Węgla Kamiennego 1 Maja,

Wodzisław Śląski /Polska/

WODNA INSTALACJA PRZECIWPOŻAROWA KOPALNI GŁĘBINOWEJ

Przedmiotem wynalazku jest wodna instalacja przeciwpożarowa kopalni głębinowej. Znana instalacja wody przeciwpożarowej kopalni głębinowej składa się z otwartego naziemnego zbiornika wody z którym łączy się główny rurociąg zainstalowany pionowo wzdłuż rozciągłości szybu. Na każdym poziomie kopalni z głównym rurociągiem są połączone odgałęźne przewody usytuowane w poziomie kopalni i rozprowadzające wodę wzdłuż wyrobisk górniczych. Punkcjonowanie instalacji, czyli przepływ wody w przewodach odbywa się pod wpływem ciśnienia statycznego wody wynikającego z usytuowania zbiornika zasilającego instalację w wodę na powierzchni kopalni. Ciśnienie wody w przewodach rozmieszczonych w poszczególnych poziomach kopalni jest ograniczone do

1,6 MPa regulaminem eksploatacji i aby to osiągnąć w poziomach znajdujących się na głębokościach większych niż 160 metrów w znanej instalacji stosuje się urządzenia regulujące ciśnienie statyczne. Urządzenia regulujące umieszcza się w odstępach 160 metrów w głównym rurociągu w szybie, a urządzenia te redukują ciśnienie statyczne wody do ciśnienia atmosferycznego. Urządzenie jest otwartym zbiornikiem, to znaczy zbiornikiem którego wnętrze Jest połączone z atmosferą do którego od góry jest przyłączony odcinek głównego rurociągu znajdującego się ponad zbiornikiem. W dolnej części zbiornik łączy się z odcinkiem głównego rurociągu ulokowanym poniżej zbiornika. Wypływ ze zbiornika do odcinka rurociągu ulokowanego poniżej jest stale otwarty, natomiast wpływ do zbiornika z odcinka głównego rurociągu ulokowanego powyżej jest zaopatrzony w zawór, którego otwarcie i zamknięcie jest sterowane pływakiem znajdującym się na lustrze wody w zbiorniku. Zbiornik urządzenia redukującego jest dużych rozmiarów, aby skutecznie zasilać wodą części instalacji znajdujące się poniżej tego urządzenia. Ze względu na rozmiary urządzenia redukującego umieszcza się je w komorze wykutej w ścianie szybu. Gdy szyb ma głębokość około 900 metrów, w szybie trzeba umieścić sześć urządzeń redukujących.

150 402

Wadą znanej instalacji jest konieczność wykonywania wielu obszernych komór wzdłuż szybu, co jest kosztowne. Ponadto konieczne jest okresowe czyszczenie zbiorników urządzeń redukujących ciśnienie. Znaczną niedogodnością znanej instalacji jest niemożność regulowania ciśnienia w przewodach oraz wynikająca z tego niemożność prowadzenia w poziomach kopalni przewodów długich, sięgających kilku kilometrów. Skutkiem tego jest konieczność instalowania głównych rurociągów w każdym szybie kopalni połączonych z otwartym naziemnym zbiornikiem. Istotą wynalazku jest instalacja,w której ciśnienie statyczne wody panujące w głównym rurociągu w szybie jest redukowane na wejściu poszczególnych odgałęźnych przewodów rozmieszczonych w poziomach kopalni przez redukcyjne zawory umieszczone na wejściach odgałęźnych przewodów i zbocznikowane przewodem zaopatrzonym w zasuwę. Redukcyjny zawór i bocznikujący przewód z zasuwą tworzą redukcyjny zespół. Statyczne ciśnienie wody w poszczególnych przekrojach głównego rurociągu jest zależne od wysokości słupa wody sięgającego lustra w otwartym naziemnym zbiorniku, a styczne ciśnienie w odgałęźnych przewodach jest zredukowanym ciśnieniem statycznym panującym na danym poziomie w głównym rurociągu. Rurociągi usytuowane pionowo w innych szybach są połączone z głównym rurociągiem w pierwszym szybie na jednym z poziomów kopalni za pośrednictwem odgałęźnego przewodu usytuowanego na tym poziomie, przy czym pionowy rurociąg w innym śzybie jest oddzielony od odgałęźnego przewodu łączącego go z głównym rurociągiem redukcyjnym zaworem zboczn i kowanym przewodem zaopatrzonym w zasuwę. W szczególnym wykonaniu niektóre odcinki głównego rurociągu usytuowane poniżej jednego z poziomów kopalni są połączone od góry z odgałęźnym przewodem na tym poziomie w miejscu poza redukcyjnym zaworem tak, że w czasie bezruchu wody statyczne ciśnienie w danym odcinku głównego rurociągu tworzy się od słupa wody poczynając od odgałęźnego przewodu,z którym dany odcinek głównego rurociągu jest od góry połączony.

Ze względów eksploatacyjnych, zwłaszcza ze względu na ciągłość normalnego funkcjonowania instalacji, na wejściach do przewodów stosuje się w szczególnych przypadkach po dwa redukcyjne zespoły włączone w przewód wzajemnie równolegle.

Instalacja według wynalazku ma nie tylko tę zaletę, że nie wymaga wykonania obszernych komór wzdłuż szybu, ale główną jej zaletą jest swobodne w pewnych granicach kształtowanie statycznego ciśnienia w poszczególnych przekrojach na wyjściach z głównego rurociągu. To powoduje, że na wybranych poziomach kopalni można instalować odgałęźne przewody długości wielu kilometrów, w których statyczne ciśnienie na wejściu, niezbędne do wywołania przepływu wody na tak znaczne odległości, jest odpowiednio duże, to znaczy większe od 1,6 MPa. To z kolei pozwala zrezygnować z budowy pionowych rurociągów w innych szybach na całej długości tych szybów i ograniczenie się do instalowania ich tylko na części długości szybu. Wynikają z tego duże oszczędności. Niewielkie rozmiary redukcyjnych zespołów, w porównaniu ze znanymi zbiornikami redukcyjnymi statyczne ciśnienie w głównym rurociągu, pozwalają na równoległe sytuowanie na wejściu jednego przewodu dwóch takich zespołów, co usprawnia eksploatację instalacji, gdyż w razie uszkodzenia jednego z redukcyjnych zespołów włącza się do użytku zespół równoległy i w tym czasie, przy normalnie działającej instalacji, dokonuje się naprawy bądź wymiany redukcyjnego zespołu, który uległ uszkodzeniu. Dzięki przedstawionym zaletom instalacja według wynalazku jest tańsza w budowie i pewniejsza, łatwiejsza i tańsza w eksploatacji.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na któiym fig. 1 jest schematem instalacji w jednym szybie, fig. 2 jest schematem instalacji w dwóch szybach, a fig. 3 jest schematem instalacji z głównym rurociągiem biorącym początek w dolnej części szybu od odgałęźnego przewodu w poziomie kopalni. Na powierzchni 1 kopalni jest usytuowany naziemny otwarty zbiornik 4 wody, który łączy się z głównym rurociągiem 5 usytuowanym pionowo w szybie 2. Na poziomach 3*, > 3*** kopalni są umieszczone odgałęźne przewody 6 zainstalowane w wyrobiskach poszczególnych poziomów doprowadzające wodę do różnych punktów wyrobiska.

Ka wejściu każdego odgałęźnego przewodu 6 jest umieszczony redukcyjny zawór 8 zbocznikowany przewodem 9 z zasuwą 10. Tworzą one redukcyjny zespół 7 zawierający ponadto zawory 16 na wejściu i wyjściu redukcyjnego zaworu 8. Gdy instalacja obejmuje obszar innego szybu 13, wówczas w szybie 13 jest zainstalowany pionowy rurociąg 14 połączony z odgałęźnymi przewodami 6 na poszczególnych poziomach, przy czym na wejściu odgałęźnych przewodów 6 są umieszczone redukcyjne zespoły 7. Rurociąg 14 jest połączony z głównym rurociągiem 5 na przykład na poziomie 3* za

150 402 pomocą odgałęźnego przewodu 6. Między przewodem 6 a rurociągiem 14 jest umieszczony redukcyjny zespół 15 identyczny w budowie z redukcyjnym zespołem 7. Zwykle szyb 13 jest oddalony od szybu 2 o dużą odległość pięciu, dziesięciu kilometrów. (Równy rurociąg 5 jest utworzony z odcinków usytuowanych między poszczególnymi poziomami kopalni i połączonych wzajemnie bezpośrednio na przykład trójnikami 12. Na większych głębokościach następny odcinek głównego rurociągu 5 jest połączony z poprzednim odcinkiem pośrednio, to znaczy następny odcinek głównego rurociągu 5 jest połączony trójnikiem 11 z odgałęźnym przewodem 6 poza redukcyjnym zespołem 7 na danym poziomie 3*. Na końcach poszczególnych odcinków głównego rurociągu 5 umieszcza się zawory 17, 18. W zależności od potrzeb i warunków lokalnych na wejściu odgałęźnych przewodów 6 umieszcza się dwa redukcyjne zespoły 7 usytuowane względem siebie równolegle .

Redukcyjne zawory 8 działają samoczynnie, to znaczy pozostają zamknięte, gdy w części poza zaworem nie ma poboru wody, a otwierają się samoczynnie gdy pobór nastąpi i ponownie samoczynnie zamykają się po ustaniu poboru. Zawór 8 może byó zaworem redukcyjnym dla cieczy znanym z polskiego opisu patentowego P 243 058. Dzięki zastosowaniu zaworów 8 samoczynnych w poszczególnych przewodach 5, 6, 14 a także w odcinkach tych przewodów między redukcyjnymi zespołami 7 występują różne ciśnienia statyczne. Na przykład w obszarze zaworu 17 na poziomie 3** panuje ciśnienie statyczne wynikające z odległości pionowej zaworu 17 od lustra wody w zbiorniku 4, a jeśli poziom 3* jest na głębokości 410 metrów będzie to ciśnienie 4,1 MPa. Natomiast ciśnienie statyczne w obszarze zaworu 17 na poziomie 3* * jest zależne już tylko od różnicy głębokości poziomów 3 ' i 3' , gdyż odcinek głównego rurociągu 5 między tymi poziomami łączy się przez trójnik 11 z odgałęźnym przewodem 6 poza redukcyjnym zespołem 7. Przy różnicy poziomów 3 i 3*'* wynoszącym 200 metrów będzie to ciśnienie równe 2 MPa. Gdy jednak nastąpi pobór wody z odgałęźnego przewodu 6 na poziomie 3 , ciśnienie na poziomie 3' ulegnie zwiększeniu. Pobór wody na poziomie 3 spowoduje otwarcie redukcyjnego zaworu 8 na tym poziomie, co spowoduje, że w przewodzie 6 na tym poziomie pojawi się ciśnienie zredukowane przez otwarty zawór 8, na przykład równe 1,6 MPa. Ciśnienie to doda się do ciśnienia statycznego między poziomami 3 i 3'' i w rezultacie w obszarze zaworu 17 na poziomie 3'' ciśnienie będzie sumą wynoszącą 3,6 MPa. Położenie trójnika 12 przed redukcyjnym zespołem 7 w poziomie 3* powoduje, że otwarcie redukcyjnego zaworu 8 na poziomie 3' nie wywoła zmiany statycznego ciśnienia w głównym rurociągu 5 w obszarze zaworu 17 na poziomie 3 . Zawory 8 na wejściach do odgałęźnych przewodów 6 nastawia się na zredukowane ciśnienie 1,6 MPa. Jednakże zawór 8 na wejściu przewodu 6 łączącego główny rurociąg 5 z rurociągiem 14 nastawia się na większe ciśnienie, aby mógł nastąpić przepływ wody w przewodzie 6 na znaczną odległość, to jest na odległość innego szybu 13 od szybu 2. Na końcu przewodu 6 jest redukcyjny zesoół 15, który w czasie przepływu wody redukuje ciśnienie do 0,3 MPa lub do niższej wartości. Chodzi bowiem o to, aby w dolnych partiach rurociągu 14 ciśnienie statyczne nie było zbyt wielkie jako suma ciśnienia wynikającego z różnicy poziomów i ciśnienia zredukowanego przez zespół 15.

W razie uszkodzenia zaworu 8 w zespole 7 lub 15 otwiera się zasuwę 10, aby woda przeciwpożarowa mogła zawsze docierać do wyrobisk. Przy wymianie uszkodzonego zaworu 8 zamyka się zawory 16. Zawory 17 i 18 służą do wyłączania odcinków instalacji na okres ich naprawy.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Wodna instalacja przeciwpożarowa kopalni głębinowej, składająca się z otwartego naziemne go zbiornika na powierzchni kopalni i rurociągów usytuowanych pionowo w szybach oraz odgałęźnych przewodów ułożonych w poszczególnych poziomach kopalni, znamienna tym, że naziemny zbiornik /4/ wody jest połączony z jednym głównym rurociągiem /5/ usytuowanym pionowo w jednym szybie /2/, a na wejściach do odgałęźnych przewodów /6/ na poszczególnych poziomach /3',3,3 / kopalni ma redukcyjny zespół /7/ złożony z redukcyjnego samoczynnego zaworu /8/ zbocznikowanego przewodem /9/ z zasuwą /10/, przy czym w przewodach instalacji ruch

   150 402 wody jest wywołany ciśnieniem statycznym zależnym od położenia danego elementu instalacji względem lustra wody w naziemnym zbiorniku /4/.
2. 2. Wodna instalacja według zastrz. 1, znamienna tym, że z głównym rurociągiem /5/ jest połączony rurociąg /14/ usytuowany pionowo w innym szybie /13/, w szybie /2/ za Dośrednictwem jednego z odgałęźnych przewodów /6/, przy czym między rurociągiem /14/ w innym szybie /13/ a przewodem /6/ jest zainstalowany redukcyjny zespół /15/ złożony z samoczynnego zaworu /8/ zbocznikowanego przewodem /9/ z zasuwą /10/.
3. 3. Wodna instalacja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że dowolny odci nek głównego rurociągu /5/ usytuowany poniżej jednego z poziomów kopalni jest połączony od góry z odgałęźnym przewodem /6/ na tym poziomie poza redukcyjnym zespołem /7/.
4. 4. Wodna instalacja według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że ma zespoły redukcyjne /7, 15/ zdwojone i wzajemnie równolegle włączone do przewodów /5, 6, 14/.

   150 402 fig.2

   150 402

   Mvz*yzA mww.

   ^x/z^y//y/z<\yzz\v/Ay/A yz*o^/ę<x4<<>zx\>5ł^^X^x<xzAy/v\x/X^y'xS/>x\vz^^?XNyz^x!>zv3^ fig.3

   Pracownia Poligraficzna UP RP. Nakład 100 egz. Cena 1500 zl