Пономаренко М.В., Алиев Н.А., Кононенко А.П. "Очистка подземных водосборников от шлама" // Материалы IV международной научно-технической студенческой конференции "МЕХАНИКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА", 6 - 8 декабря 2005 г. – С. 146 - 149.
УДК 622.516
ОЧИСТКА ПОДЗЕМНЫХ ВОДОСБОРНИКОВ ОТ ШЛАМА
Пономаренко М.В., студент, Донецкий национальный технический университет; Алиев Н.А., канд. техн. наук доц., НИИГМ им. М.М.Федорова; Кононенко А.П., канд. техн. наук, доц., Донецкий национальный технический университет
В статье рассмотрен способ очистки шахтных подземных водосборников от шлама на основе турбогидронасоса с гидроциклоном.
Очистка от шлама водосборников является одной из важнейших проблем водоотливных комплексов. Выход из строя насосов горизон-тального исполнения вследствие гидроабразивного износа проточной части, ухудшение рабочих характеристик насосов из-за заштыбован-ности лопаточной зоны направляющих аппаратов, перекрытие про-ходных сечений сеток приемных клапанов и, вследствие этого, работа насосов в кавитационном режиме, перекос седел и полный выход об-ратных клапанов из строя и т.д. Все это настоятельно требует созда-ния эффективных и надежных систем очистки шахтной воды от твер-дого.
Известны способы очистки шахтной воды от твердого посредст-вом отстоя ее в предварительных отстойниках. После предваритель-ной очистки осуществляется перекачка осветленной воды в основной водосборник или на верхний горизонт с последующей откачкой на поверхность горизонтальными многосекционными насосами. В сово-купности система такой откачки получается громоздкой, габаритной разветвленной, энергоемкой. Основным агрегатом при такой схеме промежуточной откачки служит гидроэлеватор. Существующие ныне способы очистки подземных водосборников, например, такие как очистка предварительного отстойника с помощью шламового кон-вейера, шламового эрлифта, гидроэлеватора, погружного насоса имеют известные всем многочисленные недостатки.
Весьма большое количество научных работ, направленных на механизацию чистки водосборников в подземных условиях, не дало желаемых результатов, что говорит о неприспособленности к механи-зации существующих схем. Поэтому ручная чистка водосборников на шахтах существует и по сей день.
Задачей данной схемы очистки водосборников является упро-щение системы очистки, увеличение эффективности отделения твер-дого, исключение подачи жидкости от водосборников на основные насосы водоотлива с примесью твердого.
Предлагаемая схема очистного устройства представляет собой насос (рис.1а) с гидравлической турбиной 7, встроенной в отводную магистраль 2 многосекционного насоса 1 и расположенной автономно во вспомогательном водосборнике - шламонакопителе.
Центробежный насос 1 из водосборника осветленной воды 4 пе-рекачивает жидкость с помощью всасывающего трубопровода 3. От нагнетательного трубопровода 2 насоса отходит трубопровод 6, по-дающий жидкость, которая приводит в движение турбогидронасос 7. Турбогидронасос из шламонакопителя 5 откачивает шлам через на-гнетательный трубопровод 11 на гидроциклон 10. Чистая жидкость в турбогидронасосе, не смешиваясь со шламом после приведения в движение турбогидронасоса, сбрасывается в водосборник 4. В гидро-циклоне 10 происходит разделение шлама: очищенная вода по трубо-проводу 9 сбрасывается в водосборник 4, а твердое разгружается в транспортное средство 12 (вагонетка, конвейер).
Турбогидронасос (рис.1б) при этом работает следующим обра-зом. Поток жидкости от напорного трубопровода центробежного на-соса, двигаясь по трубе 13 попадает в турбинный узел 14, где вращает ротор 15, закрепленный на подшипниковых опорах 16. Ротор 15 по-средством полумуфт 17 соединен с ротором 18, закрепленным на подшипниковых опорах 19, находящимся в насосном узле 20. Тур-бинный узел отделен от насосного узла пакерной зоной 21. Рабочие колеса в турбинном узле засасывают шлам через фильтр 22 и, не пе-ремешиваясь, поток шлама с потоком осветленной воды, выдают в обсадную трубу 23, откуда он поступает на гидроциклон. Смешива-ние шлама с жидкостью происходит посредством винта 24.
Применение данной схемы позволит достичь снижения степени загрязнения откачиваемой воды непосредственно в технологическом цикле, исключая необходимость дополнительной очистки воды на поверхности, получить возможность регулирования и управления процессом, снизить экономические затраты и повысить безопасность работы водоотливных установок на различных шахтах.
Список источников.
1. Алиев Н.А., Дудченко А.Ю., Бондарь Ю.В., Исаев А.Е., Алиев Д.Н. Особенности сниже-ния неуравновешенности роторов и рабочих колес высокооборотных погружных средств откачки // Сб.науч.тр. НИИГМ им. М.М.Федорова. –Вып.96. –Донецк, 2003. –С. 124-133.
2. Методические указания к проектированию шахтных водоотливных установок. Под ре-дакцией С.С.Малыгина, В.Б.Малеева. – Д.: ДПИ, 1988. – 44с.