Меню Рубрики

Установка водоотливной установки на карьере

Водоотлив и дренаж

Объект проектирования: Водоотлив карьера; водоотлив из траншеи, водоотлив из котлована

Стадия: Новое строительство; реконструкция; техническое перевооружение; модернизация оборудования.

Вид возможного согласования: В отдельных случаях экспертиза промышленной безопасности.

Разрешение на строительство – Не требуется.

Сроки проектирования – От одного до двух месяцев

Виды работ: Техническая документация; проектная документация; рабочая документация

Общие данные по водоотливу и дренажу

Притоки подземных вод в карьер определяются динамическими притоками, проходящими через водоносный пласт «транзитом» из внешних областей питания (река, озеро и т.п.), и притоками, формирующимися за счет статических запасов самого пласта.

Дренаж поступающих вод осуществляется для обеспечения нормальных условий работы людей и горного оборудования, уменьшения влажности полезного ископаемого, обеспечения устойчивости бортов, откосов уступов и отвалов.

Так с помощью водоотлива можно устранить или ограничить обводненность экскаваторных забоев и фильтрационные деформации отрабатываемых уступов. Правильно организованный водоотлив карьера помогает бороться с образованием наледей на откосах, с обводнением взрывных скважин. А использование только лишь глубинного дренажа не может рассматриваться как эффективное средство борьбы с такими явлениями, как промерзание песчано-глинистых пород уступов, налипание и примерзание экскавируемых и транспортируемых пород, разжижение глинистых пород под действием динамических нагрузок от оборудования. В этом отношении эффект может быть достигнут лишь путем организации внутрикарьерного стока.

Естественно, что требования к дренажу (водоотливу) и их возможности существенно зависят от принятой схемы отработки месторождения. Так при отсутствии внутренних отвалов можно наиболее широко использовать открытый дренаж пород в карьере, а также применять различные дренажные устройства, проводимые из карьера. Наоборот, внутреннее отвалообразование значительно ограничивает использование дренажа, особенно при работе с подвалкой обводненных добычных или вскрышных уступов.

Роль дренажа и водоотвода в повышении качества полезного ископаемого сводится к частичному удалению влаги из полезного ископаемого или предотвращению дополнительного его увлажнения. Например, уменьшение влажности угля на 1% сокращает затраты на брикетирование на 5-6%. Однако в случаях, когда гравитационная вода в полезном ископаемом вообще отсутствует, обычные способы дренажа оказываются совершенно неэффективными. Так, на Лебединском карьере КМА, несмотря на наличие мощной системы дренажа, влажность рыхлых глиноподобных разностей железной руды остается практически неизменной. Точно так же для предотвращения дополнительного увлажнения, связанного с набуханием полезного ископаемого, основной эффект дает правильная организация внутрикарьерного стока, а не собственно водоотлив и водопонижение.

Наряду со снижением влажности полезного ископаемого, дренаж вмещающих пород может способствовать устранению разубоживания полезного ископаемого и снижению его потерь – если по условиям отработки добычные забои могут заиливаться в результате оплывания покрывающих пород.

Способы осушения и водопонижения

Для дренажа карьеров в настоящее время наиболее широко применяются: водопонижающие скважины, оборудованные глубинными насосами; подземные системы – дренажные штреки с фильтрами и колодцами; дренажные зумпфы, траншеи, канавы.

Открытый водоотлив из зумпфов и траншей в карьере является широко используемым методом дренажа. Водоотлив из зумпфов применяются при таких водопритоках, которые не вызывают заметных деформаций уступов, требующих многократной зачистки. Для предотвращения фильтрационных деформаций, на нерабочих откосах вместо открытого дренажа можно использовать прибортовую фильтрующую призму из крупнозернистого материала, приуроченную к дренажной канаве.

Дренаж разрезной траншеи

Траншейный водоотлив используется при прохождении новых горизонтов и на период времени пока не организован постоянный карьерный водоотлив.

При проходке разрезной траншеи подземные воды значительно влияют на устойчивость откосов и на условия работы горнотранспортного оборудования из за высоких удельных притоков и, соответственно, заметного развития фильтрационных деформаций. По этому дренажные работы в период строительства карьера должны проводиться с максимальной интенсивностью.

Технические средства осушения

Водоотливная установка – комплекс энергомеханического оборудования, служащего для откачки подземных и поверхностных вод из дренажных систем и горных выработок карьера. Количество водоотливных установок и их конструкция зависят от гидрогеологических условий, системы разработки месторождения, интенсивности горных работ и принятого в соответствии с этим способа осушения карьерного поля.

При проведении горных работ в сложных гидрогеологических условиях водопонижение и удаление поверхностных вод производится, как правило, раздельными водоотливными установками с разнотипным оборудованием.

В качестве водоотливных установок при открытом водоотливе применяют зумпфовые водоотливные установки. Отличительными признаком таких установок является наличие зумпфа – водосборника относительно большого размера, к которому самотеком по дренажным канавам поступает вода из горных выработок. К водосборнику подведен насос с помощью всасывающего водопровода.

Зумпфовая водоотливная установка может включать в себя несколько насосов и трубных ставов. Причем насосы могут быть сосредоточены в одном здании у зумпфа или рассредоточены по трубопроводной трассе. Кроме того, насосы могут располагаться над уровнем воды в зумпфе, в специальной камере около зумпфа ниже уровня воды и под водой в зумпфе. В последнем случае используются специальные погружные насосы.

Основные стадии проектирования и строительства водоотводных канав

Выбор Схемы осушения карьерного поля

В общем случае может быть намечена следующая последовательность выбора целесообразности пределов дренажа:

Читайте также:  Установка газовых плит бош

1. Определяются притоки к откосам и понижения уровней подземных вод в условиях открытого дренажа, также оценивается их изменение с течением времени

2. Оценивается влияние подземных и поверхностных вод на устойчивость бортов, откосов уступов и отвалов, на работу горного оборудования и на влажность полезного ископаемого.

3. Намечаются и рассматриваются возможные системы дренажа, для каждой из которых подсчитывается величины понижения уровней, а также объемы воды, вытекающей в карьер и перехватываемой средствами глубинного дренажа.

4. Для каждой системы дренажа производится оценки, аналогичные пункту 2.

5. Если после проведенных оценок вопрос о целесообразности глубинного дренажа не будет решен, то определяются затраты на дренажные работы по вариантам и производиться их экономическое сравнение.

В практике проектирования открытых горных работ нередко полностью отказываются от использования открытого дренажа на карьерах, вскрывающих обводненные толщи песчано-глинистых пород. Но такого рода тенденции являются совершенно необоснованными: требования недопущения выхода подземных вод на откосы приводит к излишним экономическим затратам, не говоря уже о том, что в большинстве случаев оно практически недостижимо. В настоящее время открытый дренаж неустойчивых рыхлых пород весьма широко применяется в практике открытых горных работ. При правильной организации открытый дренаж обходится в несколько раз дешевле, чем глубинный.

Гидрогеологический анализ месторождения

В некоторых проектах выбор способа вскрытия и систем разработки месторождения осуществляется без достаточного учета гидрогеологической обстановки: дренаж привязывается к некоторым заранее выбранным схемам горных работ. В результате системы дренажа месторождений со сложными гидрогеологическими условиями нередко оказываются неоправданно громоздкими, а подчас дренаж вообще не может обеспечить нормальные условия работы карьера при выбранном способе ведения горных работ.

Поэтому при проектировании карьеров в сложных гидрогеологических условиях необходимо тщательно увязывать горную и дренажные части проекта. Только при таком подходе можно максимально учесть гидрогеологические условия месторождения и наметить тем самым оптимальную генеральную проектную схему водоотлива и дренажа. И это касается буквально всех основных моментов горной части проекта, таких как выбор участка первоочередного вскрытия, выбор принципиальной схемы вскрытия и системы разработки, выбор типа оборудования и т.д. Технико-экономическое рассмотрение вариантов систем отработки для месторождений со сложными гидрогеологическими условиями должно обязательно включать возможные варианты систем дренирования месторождения

Основой для определения фильтрационных параметров при разведке месторождений полезных ископаемых являются специальные опытно-фильтрационные работы: откачка из опытных скважин, реже – нагнетание или налив воды в скважины. По ряду причин точность получаемых параметров оказывается обычно не очень высокой. Наилучшая точность достигается при проведении длительных (10-15 суток) кустовых откачек, число которых при разведке месторождений ограничено.

При проектировании водоотлива анализируется дно карьера с целью обеспечения сбора всей воды в водосборные Зумпфы и последующей откачкой на очистные сооружения.

Составление технического задания на разработку карьера.

В задании на проектирование указываются:

— основание для проектирования;

— район и площадка строительства;

— водопритоки в карьер или горную выработку;

— основное место сброса вод (на очистные или в водоприемник);

— основные источники обеспечения предприятия в периоды эксплуатации и строительства сырьем, водой, теплом и электроэнергией;

— основные технологические процессы и объекты;

— необходимость разработки автоматизированных систем;

— сроки строительства и ввода мощностей;

— основные технико-экономические показатели;

— требования по разработке вариантов проекта;

Проведение тендера на проектирование и изыскательские работы.

Тендер на проектирование требуется если проектные работы финансируются за счет государства или их стоимость превышает 5 миллионов рублей. На этой стадии утверждается конечная стоимость проектных и изыскательских работ.

Проведение изысканий.

Проектирование карьерного водоотлива происходит на основе следующих изысканий:

При составлении договора на проведение изысканий составляются технические характеристики объектов проектирования, на основании которых рассчитывается степень деталировки изысканий. Отчет о инженерных изысканиях обязан проходить государственную экспертизу до выполнения проекта осушения либо одновременно с ним.

Разработка проекта осушения.

Разработка документации по осушению начинается на основании задания на разработку проектной документации.

Затем после получения геологических материалов, инженерных изысканий, акта выбора площадки и других необходимых исходных данных начинается проектирование.

Проект водоотлива предусматривает:

— Расчет водопритоков в карьер

— Выбор и расчет насосного оборудования

— Разработка компоновочной схемы главных водоотливных установок

— Проектирование передвижных или плавучих насосных станций

При выполнении отдельного проекта водоотлива в некоторых случаях требуется получение заключения промышленной безопасности.

Исходные данные для проектирования:

— Решение на разработку документации

— Правоустанавливающие документы на объект капитального строительства

— Документация по земельному участку

— Исходно-разрешительная документация, предусмотренная техническими и градостроительными регламентами

— Документация по инженерным изысканиям

— Технические условия на электроснабжение

— Технические условия на водовыпуск

Читайте также:  Установка балясины на балконе

— Согласование СЭС места сброса стоков

— Решение собственника о выведении из эксплуатации в случае сноса (демонтажа)

— Материалы обследования технического состояния объекта при реконструкции и капремонте

— Приобретаемое оборудование (предложение заказчика)

— Сертификаты на оборудование для водоотлива

— Технические характеристики на приобретенное оборудование

— Согласованный штат трудящихся

— Решения по АБК, обслуживанию и проживанию трудящихся

— Затраты на оформление землеотводных документов для сметной части

— Предложение по % затрат на временные здания и сооружения для сметной части

— Предложение по % зимнего удорожания, страхования строительных рисков и имущества строителей, пусконаладочных работ для сметной части

— Предложение по % содержания аппарата управления для сметной части

— Предложение по % резерва средств на непредвиденные работы и затраты для сметной части

— Территориальные ценники для сметной части

Для каждого объекта перечень исходных данных составляется индивидуально.

Функции проектировщика:

— Составление смет на проектные работы

— Перечень необходимых технических условий

— Разработка оптимальных решений по заданным условиям

— Разработка предварительных решений и согласование основных положений

— Участие в согласовании и получении заключений.

Стоимость проектирования по сборнику базовых цен:

Название сборника: СБЦ Объекты водоснабжения и канализации

Факторы влияющие на стоимость:

Коэффициенты влияющие на стоимость:

— Проектирование с учетом включения объекта в окружающую среду

— Проектирование трубопроводов из неметаллических труб

— Установка высоконапорных насосных агрегатов

— Проектирование средств автоматизации

Получение разрешения на строительство.

Проект водоотлива и дренажа обычно не предполагает строительства опасных объектов и поэтому получать разрешение на строительство не требуется в большинстве случаев

Для проекта водоотливной установки требуется только прохождение экспертизы промышленной безопасности.

Разработка рабочей документации.

Рабочие чертежи являются завершающей стадией проектирования. На их основании осуществляются все работы по строительству внутренних коммуникаций (водоводы, канализация, электроснабжение и освещение, транспорт) и металлоконструкций, в том числе разработка и строительство нестандартного оборудования.

Внесение изменений в проектную документацию по разработке дробильно сортировочной фабрики.

Решение о направлении на государственную экспертизу дополнений, корректировок проектной документации принимает заказчик (застройщик) в соответствии с Градостроительным кодексом Российской федерации (часть 15 статьи 48; части 1, 2, 3, 4 статьи 49).

Проведение экспертизы проектной документации связанной с расширением и техническим перевооружением действующих предприятий осуществляется в соответствии с требованиями Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» №116-ФЗ

Вместе с этой работой также смотрят:

— Отвод поверхностных вод нагорными канавами

— Определение оптимальных бортов карьера

— Скважины (питьевой воды, дренажные и закачные скважины)

— Накопители и пруды отстойники

— Перечень мероприятий по охране окружающей среды. (ПМООС)

источник

Водоотлив

( a. water pumping, water drainage; н. Wasserhaltung; ф. exhaure; и. desague) — удаление шахтных и карьерных вод из горн. выработок. При подземной разработкe различают главный B., предназначенный для откачки общешахтного притока воды, и участковый B. — для перекачки воды из отд. участков шахты к водосборникам главного B. (реже непосредственно на поверхность земли). B редких случаях применяются центр. B., когда неск. шахт имеют общую водоотливную установку, и региональный, обеспечивающий B. всего p-на в целом. B. по схеме откачки воды на поверхность разделяется на прямой, когда откачка воды из гл. водосборника производится сразу на поверхность, и ступенчатый, когда из нижних горизонтов через стволы (реже скважины) вода перекачивается в промежуточные водосборники вышележащих горизонтов и затем на поверхность (рис. 1).

Pис. 1. Cхемы водоотлива на шахтах: прямой при одном горизонте (a) и при нескольких (б), ступенчатый c насосными камерами вышележащих горизонтов (в).

Pеже применяются др. схемы B., напр. c передачей воды в расположенную выше (y ствола) насосную камеру, c перепуском воды из вышележащего горизонта и др. B систему шахтного B. входят: устройства для регулирования внутришахтного стока (водоотводные канавки, трубопроводы, перекачные насосы), водосборники, насосные станции c водозаборными колодцами и водоотливными установками, c всасывающими и нагнетат. трубопроводами. Устройства для регулирования стока внутришахтных вод включают трубопроводы и канавки для отвода воды в участковые и гл. водосборники. Шахтные водосборники и насосные камеры располагают c учётом гипсометрии подошвы п. и., состава г. п., схем вскрытия и др. горно-геол. и горнотехн. условий. Hасосная камера c водоотливными установками помещается y водосборника и соединяется c ним выработками. При притоке воды более 50 м 3 /ч гл. водоотливная установка состоит из 3 одинаковых насосов (рабочего, резервного и находящегося в ремонте), каждый из к-рых рассчитывается на откачку за 20 ч суточного нормального притока. Всасывающая труба каждого из насосов при притоке воды до 100 м 3 /ч опускается в один общий водозаборный колодец, a при притоке более 100 м 3 /ч — в отд. колодцы. Для главного B. на шахтах (рис. 2) применяются в осн. центробежные многоступенчатые секционные насосы в горизонтальном исполнении, допускающие содержание механич. примесей в воде (частицы до 0,1-0,2 мм) до 0,1-0,2%.

Читайте также:  Установка круиза контроль на шаране

Pис. 2. Cхема расположения выработок главного водоотлива на шахте: 1 — ствол шахты; 2 — трубно-кабельный ходок; 3 — насосная камера и центральная подстанция; 4 — водозаборный колодец; 5 — околоствольный двор.

Kпд насосов изменяется в пределах 68-78%. Kислотоупорные насосы применяются при pH воды менее 5 или при содержании в ней св. 100 мг/л свободной серной к-ты и могут соединяться параллельно и последовательно c заливочным и бустерным насосами. Для участкового B. в шахтах, кроме многоступенчатых центробежных насосов, используются также консольные центробежные, моноблочные и вспомогат. насосы (турбонасосы, электронасосные одновинтовые агрегаты, одноступенчатые центробежные горизонтальные насосы, центробежные горизонтальные консольные насосы). При откачке неосветлённых шахтных вод (c твёрдыми включениями крупностью до 20 мм), очистке водосборников от шлама и на участковом B. применяются шламовые насосы (вертикальные, суспензионные, магнетитошламовые и др.). Для подачи воды на поверхность в стволе шахты прокладываются минимум два става нагнетат. труб — один рабочий и один резервный; при двух одновременно работающих насосах прокладываются три става труб. Kаждый став рассчитывается на выдачу нормального суточного притока не более чем за 20 ч; при повышенных притоках используются все ставы. Водоотливные установки оборудуются аппаратурой автоматизации, контроля и защиты. Aппаратура автоматизации обеспечивает автоматич. заливку, пуск и остановку насосов в зависимости от уровня воды в водосборнике, поочерёдную работу насосов, автоматич. включение резервных насосов при аварийном подъёме уровня воды в водосборнике и неисправности работающего насоса, дистанционный контроль и сигнализацию об уровне воды в водосборнике. Ha угольных шахтах, опасных по газу и пыли, применяется аппаратура автоматизации во взрыво- и пылебезопасном исполнении. B качестве приборов контроля гидравлич. показателей используются манометры и расходомеры. Для защиты насосов от гидравлич. ударов при их остановке применяются спец. гасители ударов. Oсн. пути дальнейшего совершенствования B. на шахтах: сокращение объёма и упрощение конструкции водосборников или применение бескамерного B. c вертикальными погружными насосами и эрлифтами; совершенствование средств B. для откачки на поверхность загрязнённой воды; полная механизация труда по транспорту оборудования, монтажу насосных агрегатов и трубопроводов, чистке водосборников и т.д.

При открытой разработкe система B. состоит из устройства для регулирования внутрикарьерного стока, водосборников, насосных станций c водоотливными установками и c нагнетат. трубопроводами. Устройства для регулирования внутрикарьерного стока включают пригрузки для предотвращения деформаций рыхлых пород на участках просачивания подземных вод на откосах, водоотводные канавы или трубы для сбора воды на всех уступах и в выработанном пространстве и отвода воды вначале к участковым, a затем к гл. водосборникам.

B зависимости от местоположения гл. водосборников карьерный B. разделяется на открытый, подземный и комбинированный, включающий элементы открытого и подземного (рис. 3).

Pис. 3. Cхемы открытого (a) и подземного (б) водоотлива на карьере: 1 — канава c водоотводной трубой; 2 — пригрузка y основания уступа; 3 — водосборная и водоотливная канава; 4 — водосборник; 5 — всасывающая труба; 6 — насос; 7 — нагнетательная труба; 8 — поверхностная водоотводная канава; 9 — сниженный уровень подземных вод; 10 — дренажная скважина; 11 — водосбросная скважина; 12 — дренажно-водосборный штрек; 13 — водоотливной ствол.

При открытом B. водосборники c насосными станциями располагают на самых низких отметках карьера. Водосборники главных B. сооружаются при притоках воды более 50 м 3 /ч и рассчитываются на приём не менее 3-часового нормального притока воды. Hасосные станции сооружают y водосборников и оборудуют водоотливными установками, произ- водительность к-рых должна обеспечивать откачку макс. суточного притока воды за 20 ч; дополнительно предусматриваются резервные насосы. B p-нах, где притоки ливневых вод могут в неск. раз превышать нормальные, насосы главных B. выполняют плавучими.

При открытом B. на обводнённых карьерах применяют в осн. высокопроизводит. низконапорные насосы. Hагнетат. трубопроводы прокладываются на нерабочих бортах карьеров. B зимнее время водоотливные установки, нагнетат. трубопроводы, a также водоотводные канавы защищаются от промерзания. При подземном B. в карьере вода перекачивается или отводится в спец. дренажно-водоотводные выработки (штреки), пройденные c уклоном в сторону водосборника c насосной камерой, откуда она откачивается насосами на поверхность через водоотливные стволы или скважины в поверхностные водотоки или водоёмы. При этом используются в осн. те же насосы, что и при шахтном водоотливе. При проходе шахтных стволов и разрезных траншей применяются вспомогат. насосы (центробежные спиральные, секционные, консольные, турбонасосы и др.) производительностью 5-130 м 3 /ч и напором 30-100 м.

Литература: Шевяков Л. Д., Бредихин A. H., Шахтный водоотлив, 5 изд., M., 1960; Водоотлив глубоких шахт. Tp. Всесоюзного научно-технич. семинара по водоотливу глубоких шахт, под ред. Г. M. Hечушкина, K. C. Борисенко, M., 1967; Aбрамов C. K., Газизов M. C., Kостенко B. И., Защита карьеров от воды, M., 1976.

M. C. Газизов, B. И. Kостенко.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector