ВОДООТЛИВ при проходке стволов

Строительство стволов шахт обычно со­провождается притоками воды в большем или меньшем количестве взависимости от гидрогеологических свойств пересекаемых пород, коэффи­циента фильтрации, площади поперечного сечения ствола, водопрони­цаемости крепи. Вода в ствол может поступать непосредственно из обнаженных водоносных пород или через стенки крепи.

При строительстве стволов существуют три основных способа борьбы с водой: непосредственный водоотлив, т.е. откачка воды из забоя ствола с помощью водоотливных средств; водоулавливание, т.е. улавливание воды до поступления ее в забой с последующей откачкой на поверхность, предварительное искусственное закрытие трещин и водотоков путем за­полнения их цементным, глинистым раствором, битумом или посредст­вом предварительного замораживания пород вокруг ствола.

Непосредственный водоотлив осуществляют при помощи бадей или насосов.

Бадейный водоотлив.При использовании этого способа поступающую в забой воду переносными пневматическими погружными насосами Н-1м, «Байкал» (рис. 6.23) перекачивают в бадью, заполняя пустоты между кусками породы (рис. 6.24), и поднимают на поверхность. Вода от насоса в бадью поступает по резиновому шлангу, заканчивающемуся металлическим патрубком в виде крюка, который накидывают на борт бадьи. Во время бурения и заряжания шпуров, при возведении постоянной крепи воду из забоя выдают в бадьях без породы. Бадейный водоотлив при соответствующих притоках воды является наиболее эффективным, так как исключает необходимость оснащения ствола громоздкими насосами и оборудованием к ним.

Рис. 6.23. Забойные насосы: а - турбонасос Н-1м; б - диафрагменный насос «Байкал-2»	Рис. 6.24. Схематическое изображение водоотлива с помощью бадей: 1 — пневматический погружной насос НПП-Im; 2 – бадья; 3 — шланг для подачи сжатого воздуха, 4 — шланг для отвода отработанного воздуха, 5 — патрубок в виде крюка, 6 — рези­новый шланг

Водоотлив с помощью насосов.Водоотлив посредством насосов применяют при наличии значительных притоков воды, когда бадьевой водоотлив не обеспечивает полностью удаление воды из забоя или когда приток воды может неожиданно увеличиться.

Для откачки воды из ствола применяют подвесные вертикальные и го­ризонтальные стационарные насосы.

При больших притоках для откачки воды из забоя приме­няются вертикальные подвесные насосы (рис.) ППН-50-12, ППН-30Х250 и ВП-2. Производительность этих насосов соответственно равна 50, 30 и 35 м³/ч при высоте напора 150, 250 и 400 м. Привод насоса электрический.

Водоотлив насосами можно осуществлять по трем основным схемам: одноступенчатой, двухступенчатой и многоступенчатой.

При односту­пенчатой схеме(рис. 6.25) воду из забоя подвесным насосом по ставу труб откачивают непосредственно на поверхность земли. Насос подвеши­вают в стволе на двух канатах через блок в раме насоса. К подвесным ка­натам хомутами крепят став водоотливных труб. Наращивание става при опускании насоса в забой и демонтаж нескольких звеньев става перед взрывными работами осуществляют в устье ствола на нулевой раме. При откачке воды насос располагают на расстоянии 4-5 м от забоя. Всасы­вающее устройство (храпок) насоса опускают в приямок в забое, в кото­ром собирается вода. Перед взрыванием шпуров насос поднимают на безопасную высоту (20-25 м).

Откачку воды по одноступенчатой схеме можно осуществлять только при условии, что глубина ствола не превышает высоту напора, которую сможет создать подвесной насос (практически это до 300-350 м).

В современных условиях при наличии в забое различных машин, в частности, пневмопогрузчиков, расположение подвесных насосов вблизи от забоя крайне осложняет работу. Поэтому в последнее время широко применяют двухступенчатый водоот­лив.

При двухступенчатой схемеводоотлива воду из забоя перекачивают на высоту до 40 м переносными забойными насосами по шлангам в бак (обычно в бадью), откуда с помощью подвесного вертикального насоса откачивают на поверхность. Перекачной бак вместимостью 2,5-3 м³ уста­навливают на подвесном полке или натяжной раме или подвешивают вместе с вертикальным насосом на подвесных канатах (см. рис. 6.25, а).

Рис. 6.25. Схемы водоотлива при строительстве стволов: а - без перекачных станций; б - с перекачной станцией (двухступенчатая); 1 - забойный насос; 2 - подвесной проходческий насос; 3 - водоотливной став подвесного насоса; 4 -горизонтальный насос; 5 - водосборник; 6 - водоотливной став горизонтального насоса

Схема двухступенчатого водоотлива имеет следующие преимущества по сравнению с одноступенчатой схемой: перекачной насос с баком подвешены на безопасном расстоянии от забоя (до 40 м), вследствие чего устраняется необходимость его подъема перед взрыванием шпуров; легкие забойные насосы не загромождают рабочее пространство в забое и надежны в работе; перекачной подвесной насос откачивает воду из бака с предварительным ее осветлением; включение и выключение перекачного насоса осуществляется автоматически в зависимости от уровня воды в баке. Область применения двухступенчатой схемы ограничивается напо­ром перекачного насоса.

Эту схему обычно используют в стволах глуби­ной до 300-350 м с насосами ППН-50-12м; НП-2.

Многоступенчатую схему водоотлива (см. рис. 6.25, б) применяют в стволах, глубина которых превышает напор насосов второй ступени, она представляет собой дальнейшее развитие двухступенчатой схемы. Под­весной вертикальный насос в этом случае откачивает воду в перекачную станцию, из которой ее с помощью горизонтальных насосов ВП-Зс, 4НШВМ-7х6 подают на поверхность земли или в следующую перекач­ную станцию. При использовании современных насосов можно соору­жать промежуточные перекачные станции через 300-500 м. Эти станции размещают как в поперечном сечении ствола, так и в камерах около ство­ла или околоствольном дворе. Вместимость водосборника перекачной станции должна быть не менее часового притока воды в ствол. Став водоотливных труб от перекачной станции подвешивают к крепи ствола с помощью кронштейнов и хомутов.

В перекачных станциях устанавливают два насоса - рабочий и резервный.