RU2677026C1

RU2677026C1 - Main mine drainage station

Info

Publication number: RU2677026C1
Application number: RU2018110832A
Authority: RU
Inventors: Николай Петрович Овчинников; Александр Геннадиевич Смыслов
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2018-03-27
Publication date: 2019-01-15

Abstract

FIELD: engines and pumps.SUBSTANCE: invention relates to the field of drainage of deposits, namely, mine drainage. Main mine drainage station contains centrifugal sectional pumps (1), submersible pump (4) with a stand for better stability, sump (2) of a main drainage. Sump (2) communicates through drainage way (10) with settling sump (9) for the overflow of settled mine water, equipped with pneumatic pump (11) with flexible pipeline (14). Pump (11) pumps out slurry deposits from the bottom to the day surface or the overlying horizon of the mine for subsequent removal. Pump (11) is moved around the area of settling sump (9) using overhead track crane (12) and rod (13). Pump (4), pumping out and feeding the mine water into hydrocyclone (5) through suction pipe (6), is equipped with drain nozzle (7) and sand nozzle (8) and is installed in clearing tank (3). Hydrocyclone (5) is connected through nozzle (7) to sump (2) for the overflow of clarified water, and through nozzle (8) to settling sump (9) for draining the thickened pulp.EFFECT: invention is aimed at increasing the durability of centrifugal sectional pumps by removing sludge from mine waters, which is the main cause of wear of the working parts of the above pumps.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области осушения месторождений, а конкретно, к области рудничного водоотлива.The invention relates to the field of drainage of deposits, and in particular, to the field of mine drainage.

Подземная разработка рудных месторождений обычно сопровождается обильным поступлением шахтной воды в горные выработки рудника. Откачку всей шахтной воды, поступающей в горные выработки рудника на поверхность, обеспечивают главные рудничные (шахтные) водоотливные установки.Underground mining of ore deposits is usually accompanied by abundant inflow of mine water into the mine’s mine workings. The pumping of all mine water entering the mine’s mine workings to the surface is ensured by the main mine (mine) sump plants.

Практика показывает, что секционным насосам, входящим в структуру главных рудничных водоотливных установок, свойственны частые поломки их деталей и узлов, в частности, узла гидропяты.Practice shows that sectional pumps, which are part of the structure of the main mine drainage plants, are characterized by frequent breakdowns of their parts and assemblies, in particular, the hydrofoil assembly.

Основная причина поломок узла гидропяты является интенсивный гидроабразивный износ его элементов, обусловленный их тесным контактом с механическими примесями, содержащимися в откачиваемой секционными насосами шахтной воде. Таким образом, снижение количества механических примесей в шахтной воде положительно скажется на надежности узла гидропяты секционных насосов и, соответственно, на работоспособности главной рудничной водоотливной установки.The main cause of breakdown of the heel assembly is the intensive hydroabrasive wear of its elements, due to their close contact with mechanical impurities contained in mine water pumped out by sectional pumps. Thus, a decrease in the amount of mechanical impurities in mine water will positively affect the reliability of the hydraulic foot assembly of the section pumps and, accordingly, the operability of the main mine drainage plant.

Известна шахтная водоотливная установка (см. RU №2472971, кл. F04D 13/00, E02D 19/10, опубл. 20.01.2013), содержащая насосы, всасывающие и нагнетательные трубопроводы с задвижками и обратными клапанами, водосборник и отстойник с гидроэлеватором. В данной водоотливной установке борьбу с механическими примесями, содержащимися в шахтной воде, обеспечивает гидроэлеватор, откачивающий эти примеси благодаря энергии, возникаемой в результате совместной работы насосов.Known mine drainage installation (see RU No. 2472971, class F04D 13/00, E02D 19/10, publ. 01/20/2013), containing pumps, suction and discharge pipelines with valves and check valves, a water collector and a sump with a hydraulic elevator. In this sump installation, the hydraulic elevator pumping out these impurities due to the energy arising from the joint operation of the pumps ensures the control of mechanical impurities contained in mine water.

Недостатком этой водоотливной установки, является тот факт, что при совместной работе насосов их отдельные узлы со стороны всасывания оказываются под давлением выше критического значения (более 0,2 МПа), что несомненно приведет к их незапланированным поломкам и, как следствие, ухудшению работоспособности водоотливной установки.The disadvantage of this drainage installation is the fact that when the pumps work together, their separate units on the suction side are under pressure above a critical value (more than 0.2 MPa), which will undoubtedly lead to their unplanned breakdowns and, as a consequence, to a deterioration in the operability of the drainage installation .

Известна рудничная водоотливная установка (см. RU №154173, кл. F04D 13/12, E02D 19/10, опубл. 20.08.2015), содержащая центробежные секционные насосы, погружной насос с подставкой для лучшей устойчивости, всасывающие и напорные трубопроводы, общий напорный коллектор, кран-балку, штангу и рельсы. Known mine drainage plant (see RU No. 154173, class F04D 13/12, E02D 19/10, publ. 08/20/2015), containing centrifugal sectional pumps, a submersible pump with a stand for better stability, suction and pressure pipelines, common pressure collector, crane, boom and rails.

Известная установка обеспечивает более эффективную и надежную борьбу с механическими примесями, чем предыдущая водоотливная установка, но она может использоваться только при откачке шахтной воды с небольшой глубины, что является ее существенным недостатком. Кроме того, гибкая часть напорного трубопровода погружного насоса при работе под высоким давлением не способствует повышению надежности устройства. The known installation provides a more effective and reliable fight against mechanical impurities than the previous sump installation, but it can only be used when pumping mine water from a shallow depth, which is its significant drawback. In addition, the flexible part of the pressure pipe of the submersible pump when operating under high pressure does not increase the reliability of the device.

Задача, на решение которой направлено заявленное решение, заключается в эффективной борьбе с механическими примесями, содержащимися в шахтной воде, что позволит повысить надежность секционных насосов, а соответственно, и работоспособность главной рудничной водоотливной установки.The problem to which the claimed solution is directed is to effectively combat mechanical impurities contained in mine water, which will improve the reliability of sectional pumps, and, accordingly, the operability of the main mine drainage plant.

Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении надежности узла гидропяты секционных насосов, входящих в структуру главной рудничной водоотливной установки.The technical effect obtained when solving the problem is expressed in increasing the reliability of the hydraulic foot assembly of sectional pumps, which are part of the structure of the main mine sump installation.

Поставленная задача достигается за счет того, что главная рудничная водоотливная установка, включающая центробежные секционные насосы, погружной насос с подставкой для лучшей устойчивости, штангу, кран-балку, дополнительно содержит водосборник главного водоотлива, сообщающийся через отводную канаву с водосборником-отстойником для перелива отстоянной шахтной воды, оборудованным пневматическим насосом с гибким трубопроводом, откачивающим для последующего удаления шламовые отложения со дна на дневную поверхность или вышележащий горизонт рудника, перемещаемые по площади водосборника-отстойника при помощи кран-балки и штанги, при этом погружной насос, откачивающий и подающий шахтную воду в гидроциклон через всасывающий патрубок, снабженный, кроме того, сливным патрубком и песковой насадкой, установлен в осветляющем резервуаре, причем, гидроциклон связан через сливной патрубок с водосборником главного водоотлива для перелива осветленной воды, а через песковую насадку – с водосборником-отстойником для слива образующейся сгущенной пульпы. The task is achieved due to the fact that the main mine drainage plant, including centrifugal sectional pumps, a submersible pump with a stand for better stability, a boom, a crane-beam, additionally contains a main drainage tank, communicating through a drainage ditch with a catchment tank for overflowing a well-maintained mine water, equipped with a pneumatic pump with a flexible pipe, pumping out for subsequent removal of sludge deposits from the bottom to the surface or overlying burning a mine umbrella, which is moved over the area of the sump by means of a crane beam and a rod, while the submersible pump, which pumps out and supplies mine water to the hydrocyclone through the suction pipe, which is also equipped with a drain pipe and sand nozzle, is installed in the clarification tank, moreover , the hydrocyclone is connected through a drain pipe to the main water drainage sump for overflowing clarified water, and through a sand nozzle - to a sump for draining the resulting condensed pulp.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с известными признаками свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with known features indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Совокупность признаков полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, повышение эффективности эксплуатации секционных насосов, что, главным определяется, продлением их ресурсов работы.The combination of features of the utility model provides a solution to the stated technical problem, namely, increasing the efficiency of operation of sectional pumps, which is mainly determined by the extension of their working resources.

При этом исключение (уменьшение) содержания механических примесей в шахтной воде водосборника главного водоотлива позволит снизить интенсивность гидроабразивного износа узла гидропяты секционных насосов, которые откачивают эту воду на поверхность. Снижение интенсивности гидроабразивного износа узла гидропяты приведет к повышению надежности секционных насосов, и соответственно, к повышению работоспособности самой главной рудничной водоотливной установки.In this case, the elimination (reduction) of the content of mechanical impurities in the mine water of the main drainage sump will make it possible to reduce the rate of hydroabrasive wear of the hydraulic foot assembly of section pumps that pump this water to the surface. A decrease in the intensity of hydroabrasive wear of the hydrofoil unit will lead to an increase in the reliability of section pumps, and, accordingly, to an increase in the operability of the most important mine sump plant.

В заявленном изобретении погружной насос с подставкой для лучшей устойчивости смонтирован в осветляющем резервуаре, который в свою очередь, соединен с водосборником главного водоотлива. Гидроциклон установлен возле водосборника-отстойника, который оборудован отводной канавой и кран-балкой. С кран-балкой через штангу соединен пневматический насос.In the claimed invention, a submersible pump with a stand for better stability is mounted in a clarification tank, which, in turn, is connected to the drainage tank of the main drainage system. The hydrocyclone is installed near the sump, which is equipped with a bypass ditch and a crane beam. A pneumatic pump is connected to the crane beam via a rod.

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фигуре показан общий вид главной рудничной водоотливной установки.The invention is illustrated in the drawing, where the figure shows a General view of the main mine sump plant.

Заявленная главная рудничная водоотливная установка включает центробежные секционные насосы 1, водосборник главного водоотлива 2, осветляющий резервуар 3, погружной насос с подставкой для лучшей устойчивости 4, гидроциклон 5 с всасывающим 6 и сливным 7 патрубками, а также песковой насадкой 8, водосборник-отстойник 9, отводную канаву 10, пневматический насос 11, кран-балку 12, штангу 13 и гибкий трубопровод 14.The claimed main mine drainage plant includes centrifugal sectional pumps 1, a main drainage tank 2, a clarification tank 3, a submersible pump with a stand for better stability 4, a hydrocyclone 5 with a suction 6 and a drain 7 nozzles, as well as a sand nozzle 8, a sump 9, bypass ditch 10, pneumatic pump 11, crane beam 12, rod 13 and flexible pipe 14.

Заявленная главная рудничная водоотливная установка работает следующим образом. The claimed main mine sump installation operates as follows.

Погружной насос с подставкой для лучшей устойчивости 4, установленный в осветляющем резервуаре 3, откачивает шахтную воду и подает ее во всасывающий патрубок 6 гидроциклона 5. A submersible pump with a stand for better stability 4, installed in the clarification tank 3, pumps mine water and supplies it to the suction pipe 6 of the hydrocyclone 5.

В гидроциклоне 5 шахтная вода под действием гравитационных и центробежных сил разделяется на осветленную воду и сгущенную пульпу. Осветленная вода из сливного патрубка 7 гидроциклона 5 перемещается в водосборник главного водоотлива 2, из которого она в дальнейшем откачивается центробежными секционными насосами 1. In hydrocyclone 5, mine water is divided into clarified water and thickened pulp under the action of gravitational and centrifugal forces. The clarified water from the drain pipe 7 of the hydrocyclone 5 is transferred to the drainage tank of the main drainage system 2, from which it is subsequently pumped out by centrifugal sectional pumps 1.

Сгущенная пульпа из песковой насадки 8 гидроциклона 5 перемещается в водосборник-отстойник 9, в котором она с течением некоторого времени осветляется и разделяется на жидкую и осевшую твердую фазу (механические примеси). The thickened pulp from the sand nozzle 8 of the hydrocyclone 5 is moved to the sump 9, in which over time it is clarified and separated into a liquid and settled solid phase (mechanical impurities).

Жидкая фаза сгущенной пульпы из водосборника-отстойника 9, в случае его перенаполнения, переливается через отводную канаву 10 в водосборник главного водоотлива 2. Осевшие на дне водосборника-отстойника 9 механические примеси откачиваются по всему его периметру пневматическим насосом 11, перемещаемым в произвольном направлении с помощью кран-балки 12, к которой закреплен посредством штанги 13. Откачиваемые пневматическим насосом 11 механические примеси поступают в гибкий трубопровод 14, и далее на поверхность рудника. The liquid phase of the thickened pulp from the sump 9, in case of overfilling, is poured through the drainage ditch 10 into the main sump 2. The mechanical impurities deposited at the bottom of the sump 9 are pumped out along its entire perimeter with an air pump 11 that can be moved in an arbitrary direction using the crane beam 12, to which is fixed by means of the rod 13. The mechanical impurities pumped out by the pneumatic pump 11 enter the flexible pipe 14, and then to the surface of the mine.

Обоснованность в использовании осветляющего резервуара в структуре заявляемого изобретения поясняется следующим. В теории, погружной насос с подставкой для лучшей устойчивости 4 можно смонтировать и в водосборнике главного водоотлива 2 и тем самым отказаться от осветляющего резервуара 3. Но на практике скорость шахтной воды в водосборнике главного водоотлива 2 очень высокая. Высокая скорость шахтной воды способствует ее лучшей однородности. В связи с чем, эффективное осветление такой шахтной воды в гидроциклоне 5 будет весьма затруднительным. В осветляющем резервуаре 3 скорость шахтной воды значительно меньше, т.е. осветление такой воды происходит намного эффективнее.The validity of using a clarifying tank in the structure of the claimed invention is illustrated by the following. In theory, a submersible pump with a stand for better stability 4 can also be mounted in the drainage tank of the main drainage system 2 and thereby abandon the clarification tank 3. But in practice, the speed of mine water in the drainage tank of the main drainage system 2 is very high. High speed mine water contributes to its better uniformity. In this connection, the effective clarification of such mine water in the hydrocyclone 5 will be very difficult. In clarification tank 3, the velocity of mine water is much lower, i.e. clarification of such water is much more effective.

Обоснованность использования пневматического насоса 11 в структуре заявляемого изобретения поясняется тем, что данный тип насоса в отличие от других типов насосного оборудования, может откачивать осевшие механические примеси без их предварительного взмучивания (подтверждается практическими данными). Кроме того, пневматическим насосом 11 развивается относительно малый напор (до 20-30 метров вод. ст.), что позволяет более безопасно использовать гибкий трубопровод 14 при транспортировке шламовых отложений.The validity of the use of a pneumatic pump 11 in the structure of the claimed invention is explained by the fact that this type of pump, unlike other types of pumping equipment, can pump out settled mechanical impurities without first stirring them up (confirmed by practical data). In addition, a relatively small head (up to 20-30 meters of water. Art.) Develops with a pneumatic pump 11, which makes it possible to more safely use flexible pipe 14 when transporting slurry deposits.

Таким образом, использование настоящего изобретения, основанного на осветлении шахтной воды, позволит повысить долговечность центробежных секционных насосов, используемых при подземной разработке месторождений твердых полезных ископаемых.Thus, the use of the present invention, based on clarification of mine water, will increase the durability of centrifugal sectional pumps used in underground mining of solid mineral deposits.

Claims

The main mine drainage installation, comprising a centrifugal sectional and submersible pumps, characterized in that it further comprises a main drainage tank, communicating through a drainage ditch with a sump for overflowing the mine water, equipped with a pneumatic pump with a flexible pipe, pumping out for the subsequent removal of sludge deposits bottom to the surface or overlying horizon of the mine, moved over the area of the catchment basin using a crane beam and staff ngi, while the submersible pump, pumping and feeding mine water into the hydrocyclone through the suction pipe, equipped with a drain pipe and a sand nozzle, is installed in the clarification tank, and the hydrocyclone is connected through the drain pipe to the drainage tank of the main drain for overflowing clarified water, and through a sand nozzle - with a catchment tank for discharge of the resulting condensed pulp.