Основной недостаток водоотливных установок действующих и проэктируемых угольных шахт - заиливание водосборников и приемных колодцев. Очистка от твердого этих емкостей существующих конструкций связана со значительной затратой ручного труда. Несвоевременная их очистка обусловливает наличие в воде твердых частиц иногда недопустимой крупности, что приводит к ускоренному износу насосов. Поэтому совершенствование схем водоотливных установок как главных, так и участковых должно быть направлено на устранение указанного недостатка. Для этого необходмио разработать: схему, включающую предварительный отстойник непрерывного действия, в котором оседает твердое крупностью более 0,2 мм; смывающийся водосборник; вертикальный приемный колодец (вертикальный отстойник); систему и средства автоматического удаления твердого из бункера предварительного отстойника, из зумпфера водосборника и из колодцев.

Перечисленные требования учтены в новой схемеводоотливной установки ( см. рис. ), разработанной в ДПИ, созданной на шахте "Родинская" объединения "Добропольеуголь" и запроэктированной для блока № 3 шахты им. Стаханова объединения "Красноармейскуголь".

Рисунок 1 Схема водоотливной установки :

а - в плане; б - с верхним расположением насосов; в - с заглубленным расположением насосов; 1 - технологическая выработка; 2 - основной насос; 3 - предваритеельный отстойник; 4 - приемный колодец; 5 - зумпф водосборника; 6 - аварийный водосборник; 7 - регулировочный водосборник; 8 - всасывающий трубопровод; 9 - шламовый насос ( эрлифт ); 10 - вспомогательная гидротранспортная установка.

В предлагаемой схеме водосборники как аварийный, так и регулировочный располагаются ниже почвы насосной камеры. Вода, текущая по канавке выработки 1, проходит через предварительный отстойник и поступает в приемный колодец, откуда насосами откачивается на поверхность или на вышележащий горизонт. Приемный колодец выполняет функцию вертикального отстойника, в котором твердое, не удаленное из воды в предварительном отстойнике, оседает в нижней части колодца. Приемная сетка основного насоса расположена выше дна колодца 4 на 2 м. Накопившееся твердое систематически удаляется из предварительного отстойника при помощи баггер-зумпфера, а из приемного колодца - шламовым насосом или эрлифтом и грузится на технологические транспортные средства или подается в шламонакопитель.

Баггер-зумпф разработан в ДПИ и успешно действует на шахтах "Украина" объединения "Красноармейскуголь" и "Родинская" объединения "Добропольеуголь".

В этой схеме рациональнее всего предусмотреть работу насосов на приток, регулируя их впуском воздуха, сбросом воды или другими средствами. Если по ряду причин обеспечить это не предоставляется возможным, то в период остановки насосов вода их приемного колодца переливается в регулировочную емкость 7. Водосборники 6 и 7 выполняются смывающимися, для чего они проводятся с уклоном 0,01...0,02 в сторону приемного колодца, при этом скорость воды в канавке водосборника будет около 1 м/с, что достаточно для смыва. Уклон 0,001...0,002, указанный в правилах технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт , недостаточен для смыва твердого. Основным условием смыва твердого является расположение нижнего уровня воды в зумпфе водосборника к концу откачки воды ниже почвы водосборника не менее чем на 0,5 м. Такую конструкцию водосборника и условия, обеспечивающие смыв твердого, в традиционной схеме раположения насосов выполнить невозможно, так как глубина вертикального колодца ограничивается допустимой высотойвсасывания насосов.

В новой схеме разность отметок между нижней точкой почвы водосборника и почвой насосной камеры может быть любая, так как вода из водосборников откачивается вспомогательными устройствами ( вертикальным насосом, эрлифтом, гидроэлеватором ) 10 в приемный колодец основных насосов.

Подающие ( всасывающие ) трубопроводы основных насосов опущены в приемный колодец, уровень воды в котором поддерживается постоянным и находится относительно оси насоса на высоте, обусловливаемой допустимой высотой всасывания насоса. В превом варианте ( см. рисунок б ) положительная геометрическая высота всасывания Hв.г. = hн + 0.6 ( hн - высота оси насоса в пределах 0,6...0,7 м ). Поэтому для шахтных насосов Н в.г. будет равна 1,2...1,3 м., что значительно меньше допустимой высоты всасывания, которая для насосов ЦНС при частоте вращения 1450 об/мин находится в пределах 3...6 м. Если применяются насосы с частотой вращения 2970 об/мин, у которых допустимая высота всасывания отрицательная ( Нв.г. = - 2 ), то следует применять второй вариант (см. рисунок в ), при котором основные насосы располагаются ниже верхнего уровня воды в водосборниках 6 и 7.

При откачке воды из регулировочного или аварийного водосборника одновременно работают насосы основной и вспомогательный 10, при этом поддерживается постоянный уровень в приемном колодце.

В первом варианте ( см. рисунок б ) пуск основного насоса осуществляется за счет аккумулирующей емкости наклонного участка всасывающего трубопровода, который выполняют таким образом чтобы его верхняя точка находилась на уровне фланца нагнетательного патрубка основного насоса.

По сравнению с традиционными и заглубленными насосными камерами предлагаемая схема водоотливной установки имеет следующие преимущества : насосы работают с малой или отрицательной высотой всасывания при расположении водосборников ниже оси насосов; исключаются трудоемкие работы по очистке от твердого водосборников, приемных колодцев и предварительного отстойника; повышается надежность и долговечность работы насосов, так как снижается вероятность возникновения кавитации и откачивается осветленная вода; при работе насосов на приток вода в водосборники не поступает.

Гейер В.Г., Вознесенский В.В., Колесников В.П. Новая схема шахтной водоотливной установки. / Уголь. -1981. -№1. -с.40...41.