книги из ГПНТБ / Калмыков Е.П. Борьба с внезапными прорывами воды в горные выработки

прорыва воды, притоком и потоком воды из него по горным выработ­ кам, а также за работой насосных агрегатов шахтных водоотливных установок. В связи с тем, что в период ликвидации внезапного про­ рыва воды шахтные водоотливные установки работают со значи­ тельно сниженным резервом или совсем без него, необходимо для их бесперебойной работы во время ликвидации внезапных прорывов воды обеспечивать их исправными запасными насосными агрегатами,

позволять его быструю замену запасным. Также необходимо немед­ ленно устранять все замеченные неисправности в горных выработках на пути потока воды из прорыва до водосборников шахтной водо­ отливной установки.

Всвязи со срабатыванием статических запасов воды из прорыва

ееприток постепенно снижается и достигает с течением времени своего минимального значения. По достижении минимального при­

тока воды из прорыва его ликвидация считается законченной, если с откачкой притока воды из горных выработок справляются устано­ вленные в насосной камере рабочие насосы.

Если рабочие насосы не справляются с притоком воды, их сле­ дует вместе с резервными и запасными заменить на насосы большей производительности или расширить насосную камеру и установить в ней необходимое дополнительное число насосных агрегатов той же производительности для приведения насосной установки в соответ­ ствие с правилами безопасности, а также проложить еще один допол­ нительный резервный став водоотливных труб, если при этом проложенные ставы водоотливных труб не имеют необходимой про­ пускной способности, или заменить проложенные по стволам ставы труб на трубы большего диаметра.

При ликвидации внезапных прорывов воды в горные выработки шахт с помощью открытого водоотлива по I I схеме выполняют в пол­ ном объеме и в описанной последовательности все работы на основном

зультате последнего они не были затоплены.

В горных выработках, в которых произошел внезапный прорыв воды, ниже основного горизонта могут быть установлены участковые перекачивающие установки.

При достаточной общей производительности участковых пере­ качивающих насосных установок для откачки суммарного притока воды из прорыва и нормального из горных выработок работы по лик­ видации внезапного прорыва воды на участке сводятся к направле­ нию из прорыва всего потока воды по кратчайшему пути горных выработок к водосборнику или зумпфу перекачной насосной уста­ новки и форсированной работе последней по перекачке воды на основной горизонт, к центральной стационарной шахтной водоотлив-

ной установки, и откачке воды последней на земную поверх­ ность.

При недостаточной производительности перекачных установок, для откачки воды из прорывов производится их усиление путем установки в горных выработках на платформах или лежнях допол­ нительных насосных агрегатов, подводки к ним с основного гори­ зонта ставов водоотливных труб электрокабелей и сигнализации, пуска этих дополнительных агрегатов в работу и откачки ими воды из прорыва на основной горизонт к главной шахтной водоотливной установке.

При затоплении горных выработок в результате внезапного прорыва воды в них, ниже основного горизонта откачку воды из затопленных выработок на основной горизонт производят аналогично изложенному, перекачными насосными агрегатами, смонтирован­ ными на платформах или лежнях на уровне воды и постепенно опу­ скаемыми по мере ее откачки.

До начала производства работ по откачке воды из затопленных выработок должны быть разработаны меры по обеспечению безопас­ ности работ при водоотливе, в которых особо предусмотрены меро­ приятия при приближении уровня воды к сопряжениям откачива­ емых горных выработок с затопленными, откуда скопившиеся газы могут проникать в откачиваемые выработки к местам нахождения людей и электрооборудования.

Вода, откачиваемая перекачными насосными агрегатами из за­ топленных выработок на основной горизонт, направляется к цен­ тральной водоотливной установке шахты и откачивается последней на земную поверхность.

Ликвидация внезапного прорыва воды считается законченной после полной откачки воды из затопленных горных выработок и уси­ ления в необходимых случаях шахтных водоотливных установок для обеспечения откачки ими увеличившихся после прорыва прито­ ков воды.

2. Производство работ по ликвидации внезапных прорывов

Этот способ работ аналогичен предыдущему, но с сооружением фильтрующих перемычек для отделения выносимых с водой частиц горных пород и задержания их в горных выработках в районе прорыва.

При ликвидации внезапных прорывов воды со значительным выносом частиц горных пород первоочередной задачей является прекращение их выноса в горные выработки возведением фильтру­ ющих перемычек.

В зависимости от местных условий в горных выработках, в кото­ рых произошли внезапные прорывы, устраивают от двух до четырех фильтрующих перемычек, которые устанавливают на расстоянии

6—12 м друг от друга. Первую фильтрующую перемычку необходимо устанавливать возможно ближе к месту прорыва воды, однако на безопасном расстоянии от него, обеспечивающем не только безопас­ ность находящихся в выработке людей, но и необходимую емкость для снижения скорости течения потока воды и задержания выноси­ мых с нею частиц размытых горных пород. Одновременно с установ­ кой фильтрующих перемычек поток воды из прорыва направляется кратчайшим путем в сети горных выработок, к водосборникам шахт­ ной водоотливной установки, в которой пускают в работу все име­ ющиеся в ней насосные агрегаты для обеспечения откачки на земную

а

І І

Рис. 11. Фильтрующие пере­ мычки:

а — из досок; б — из рудничных стоек

поверхность всего поступающего в горные выработки шахт притока воды — нормального и из прорыва.

Фильтрующие перемычки, применяемые при ликвидации внезап­

При ликвидации внезапных прорывов воды с песком наибольшее применение имеют фильтрующие перемычки, устраиваемые из досок (рис. 11, а) и рудничных стоек (рис. 11, 6").

Поперечные размеры фильтрующих перемычек чаще всего соот­ ветствуют поперечному сечению горных выработок, в которых они устроены. Толщину фильтрующих перемычек на практике прини­ мают 0,5—10 м и более (фильтрующие камеры). Меньшие толщины перемычек соответствуют меньшим напорам и притокам воды и мень­ шему выносу с нею крупного песка и частиц разрушенных горных пород, большие толщины перемычек соответствуют большим напорам и притокам воды и выносу большого количества песка со значитель­ ным содержанием мелких фракций.

В случае, если фильтрующие перемычки не отфильтровывают воду от выносимых с нею частиц разрушенных горных пород, следует отказаться от ликвидации внезапного прорыва с помощью открытого водоотлива с установкой фильтрующих перемычек и найти другой, более надежный в этих условиях способ.

3. Водоотливные установки при ликвидации внезапных прорывов воды в горные выработки

При ликвидации внезапных прорывов воды в горные выработки шахт с применением открытого водоотлива, для откачки воды применяют:

постоянные центральные и участковые шахтные водоотливные установки;

временные водоотливные установки, устраиваемые в горных выработках на время ликвидации прорывов.

Постоянные шахтные водоотливные установки самостоятельно применяют для откачки воды из прорывов в горные выработки дан­ ного горизонта или вышележащих горизонтов, обслуживаемых этой водоотливной установкой при притоках воды, не превышающих мощности водоотливной установки, с учетом имеющихся на ней исправных резервных насосов.

Временные водоотливные установки самостоятельно применяют при откачке воды из прорывов в горные выработки при отсутствии в них постоянных шахтных водоотливных установок или при зато­ плении последних водой при внезапных прорывах в горные выработки.

Одновременно постоянные и временные водоотливные установки для откачки воды при внезапных прорывах применяют при недо­ статочной мощности постоянных водоотливных установок, а также при прорывах воды в горные выработки, расположенные ниже гори­ зонтов, на которых расположены постоянные водоотливные уста­ новки, имеющие достаточную мощность для откачки всего притока

В современной практике наиболее часто для ликвидации внезап­ ных прорывов воды применяют постоянные шахтные водотливные

Зі

установки и значительно реже временные водоотливные установки, а также комбинированный водоотлив постоянными и временными водоотливными установками.

При ликвидации внезапных прорывов воды в горные выработки глубоких шахт с помощью открытого водоотлива шахтными насос­ ными установками откачку воды приходится производить с помощью двухступенчатого, а иногда (в зависимости от глубины) и трехступен­ чатого водоотлива с необходимым его усилением.

и третьей ступени используют обычно постоянные водоотливные установки верхних горизонтов.

На строящихся глубоких шахтах для этой цели иногда спе­ циально сооружают в вертикальных стволах перекачные насосные установки. Временные насосные установки обычно размещают в вы­ работках околоствольных дворов у сопряжений с вертикальными стволами или в специально проходимых временных насосных каме­ рах, а также непосредственно в горных выработках, из которых производят откачку воды.

Насосы временных водоотливных установок (рис. 12) в зависи­ мости от их типа, конструкции, назначения и условий работы

устанавливают на бетонных фундаментах, деревянных лежнях или

I г*

Рис. 13. Центральная шахтная насос

1 — насосная камера; г — водосборный колодец; 3 — коллектор; 4 — ходки в на Лудло; 8 — всасывающая труба; 9 — нагнетательные

в полном соответствии с гидрогеологическим и химическим анали­ зами шахтной воды. При нейтральных шахтных водах насосы, арма­ тура и трубопроводы принимают в нормальном исполнении, а при кислотных водах — в кислотоупорном исполнении.

Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах пред­ усмотрено: оборудовать главные водоотливные установки шахт

и капитальных уклонов не менее чем тремя одинаковыми насосными агрегатами, производительность каждого из которых должна обеспе­ чивать откачку всего нормального суточного притока воды не более чем за 16 ч. В соответствии с этим производительность одного насоса будет

q0=\,33q,

а производительность шахтной водоотливной установки

Ян •= Яопн-

При нормальных притоках воды, превышающих производитель­ ность изготовляемых промышленностью насосов, на главных шахт-

кооо

ная установка на 6 насосов 8МС-7:

сосную камеру; 5 — насос 8МС-7; 6 — фундаменты насосных агрегатов; 7 — задвижки трубы; 10 — монтажная балка; 11 — колодец

ных водоотливных установках предусматривается установка более трех насосов с расчетом, чтобы число резервных насосов было равно числу рабочих насосов, а число насосов в ремонте составляло 25% общего числа насосов.

В угольной промышленности СССР центральные насосные уста­ новки шахт при притоках воды до 250 м3 /ч сооружают, как правило,

состоящими из трех насосов и при притоках воды свыше 250 м3 /ч — более чем из трех насосов. Число насосов в центральных шахтных насосных установках в зависимости от притоков воды в горные выработки шахт колеблется в довольно значительных пределах и достигает 20 штук и более. Так, на шахте им. Ленина комбината

и напором до 600 м, на шахте № 6 «Капитальная» того же комбината проектом вскрытия V I горизонта при нормальном притоке 2300 м3 /ч и максимальном 3000 м3 /ч намечено к установке 24 насоса произ­ водительностью по 290 м3 /ч и напором 660—1160 м.

Главные водоотливные установки шахт оборудуют не менее чем двумя водоотливными ставами труб: одним рабочим и одним резерв­ ным, каждый из которых должен обеспечивать выдачу всего нормаль­

Рис. 14. Характеристика насосов 6MG-7 (а) и 8МС-7 (б)

ставов труб доходит до 8 при одновременной работе двух насосных агрегатов на каждый став труб. Все насосные агрегаты оборудуют задвижками и подводящими трубами, обеспечивающими подключе­ ние любого насосного агрегата к любому из ставов водоотливных труб. Центральная шахтная водоотливная установка из 6 насосов 8МС-7 показана на рис. 13.

У главных водоотливных установок шахт размещают водосбор­ ники, состоящие не менее чем из двух ветвей горных выработок общей емкостью на четырехчасовой нормальный приток шахты и у участко­ вых водоотливных установок водосборниками на двухчасовой нор­ мальный приток.

Для откачки воды при внезапных прорывах применяют серийные горизонтальные секционные шахтные насосы типов: 5МС-10, 6МС-7, 8МС-7 или 8МСК-7 (табл. 5).

Производительность рассматриваемых типов насосов при соот­ ветствующем снижении их напоров может быть повышена.

Характеристика насосов 6МС-7 и 8МС-7 приведена на рис. 14. При применении указанных насосов для откачки воды при вне­ запных прорывах следует учитывать, что они нормально могут

могут быть использованы насосы (углесосы), применяемые для