Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий
Розглянуто підземні гідротехнічні споруди з точки зору забезпечення регламентованого гідравлічного режиму функціонування шахти і безпечного ведення гірничих робіт. Представлені основні схеми гідротехнічного комплексу робочих горизонтів шахт. Наведено приклад вибору схеми і гідротехнічного устаткува...
Saved in:
| Published in: | Геотехническая механика |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54270 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий / О.В. Витушко, С.В. Дзюба // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 263-267. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-54270 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Витушко, О.В. Дзюба, С.В. 2014-01-30T23:27:42Z 2014-01-30T23:27:42Z 2012 Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий / О.В. Витушко, С.В. Дзюба // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 263-267. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54270 622.02.6:622.648.2 Розглянуто підземні гідротехнічні споруди з точки зору забезпечення регламентованого гідравлічного режиму функціонування шахти і безпечного ведення гірничих робіт. Представлені основні схеми гідротехнічного комплексу робочих горизонтів шахт. Наведено приклад вибору схеми і гідротехнічного устаткування в умовах шахти «Вільхова - Західна». Underground waterworks considered in terms of regulated hydraulic mode of operation of the mine and safe mining operations. The basic schemes of hydraulic mining complex working levels are presented. An example of selecting the scheme and hydraulic equipment in the mine "Vilkhova - Zahidna" is presented. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий The role of hydraulic structures for effective work coal enterprises Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий |
| spellingShingle |
Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий Витушко, О.В. Дзюба, С.В. |
| title_short |
Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий |
| title_full |
Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий |
| title_fullStr |
Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий |
| title_full_unstemmed |
Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий |
| title_sort |
значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий |
| author |
Витушко, О.В. Дзюба, С.В. |
| author_facet |
Витушко, О.В. Дзюба, С.В. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геотехническая механика |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
The role of hydraulic structures for effective work coal enterprises |
| description |
Розглянуто підземні гідротехнічні споруди з точки зору забезпечення регламентованого
гідравлічного режиму функціонування шахти і безпечного ведення гірничих робіт. Представлені основні схеми гідротехнічного комплексу робочих горизонтів шахт. Наведено приклад вибору схеми і гідротехнічного устаткування в умовах шахти «Вільхова - Західна».
Underground waterworks considered in terms of regulated hydraulic mode of operation of the
mine and safe mining operations. The basic schemes of hydraulic mining complex working levels are presented. An example of selecting the scheme and hydraulic equipment in the mine "Vilkhova - Zahidna" is presented.
|
| issn |
1607-4556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/54270 |
| citation_txt |
Значение гидротехнических сооружений для эффективной работы угольных предприятий / О.В. Витушко, С.В. Дзюба // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 103. — С. 263-267. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT vituškoov značeniegidrotehničeskihsooruženiidlâéffektivnoirabotyugolʹnyhpredpriâtii AT dzûbasv značeniegidrotehničeskihsooruženiidlâéffektivnoirabotyugolʹnyhpredpriâtii AT vituškoov theroleofhydraulicstructuresforeffectiveworkcoalenterprises AT dzûbasv theroleofhydraulicstructuresforeffectiveworkcoalenterprises |
| first_indexed |
2025-11-26T15:01:27Z |
| last_indexed |
2025-11-26T15:01:27Z |
| _version_ |
1850625564484829184 |
| fulltext |
263
расстоянии от сбросного отверстия избыточная концентрация примеси будет
незначительно превышать фоновую.
В заключение следует подчеркнуть, что для расчета одного варианта задачи
потребовалось 7 с компьютерного времени.
Выводы. В работе разработана 2D CFD модель для расчета процесса раз-
бавления шахтных вод в море. Построенная модель позволяет рассчитывать
процесс разбавления с учетом взаимодействия морского потока и потока шахт-
ных вод, и основных физических факторов, влияющих на рассматриваемый
процесс. Дальнейшее развитие настоящей работы следует проводить в направ-
лении создания 3D модели процесса разбавления шахтных вод в море на базе
модели вязкой жидкости.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Антошкина Л.И. Численное моделирование процессов загрязнения поверхностных и подземных вод / Л.И.
Антошкина, Н.Н. Беляев, Зыонг Нгуен Суан, Е.Д. Коренюк – Днепропетровск: «ЧП Свидлер А.Л.», 2004.–167с.
2. Антошкина Л.И. Математические модели в задачах водопользования / Л.И. Антошкина, В.М. Багрий, Н.Н.
Беляев, И.И. Дудникова, Е.Д. Коренюк – Днепропетровск: «ЧП Грек А.С.», 2006. – 168с.
3. Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости / М.И. Гуревич. - М.: Наука, 1979. –536с.
4. Згуровский М. З. Численное моделирование распространения загрязнения в окружающей среде / М.З.
Згуровский, В.В. Скопецкий, В.К. Хрущ, Н.Н. Беляев.. – К.: Наук. думка, 1997. – 368 с.
5. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа / Л.Г. Лойцянский – М.: Наука, 1978. – 735 с.
6. Марчук Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды / Г.И. Марчук – М.:
Наука, 1982. – 320с.
7. Самарский А. А. Теория разностных схем / А.А. Самарский – М.: Наука, 1983. – 616с.
УДК 622.02.6:622.648.2
Доктор техн. наук О.В. Витушко
(Шахта Ольховая-Западная),
канд. техн. наук С.В. Дзюба
(ИГТМ НАН Украины)
ЗНАЧЕНИЕ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ
ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ УГОЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Розглянуто підземні гідротехнічні споруди з точки зору забезпечення регламентованого
гідравлічного режиму функціонування шахти і безпечного ведення гірничих робіт. Пред-
ставлені основні схеми гідротехнічного комплексу робочих горизонтів шахт. Наведено при-
клад вибору схеми і гідротехнічного устаткування в умовах шахти «Вільхова - Західна».
THE ROLE OF HYDRAULIC STRUCTURES FOR EFFECTIVE
WORK COAL ENTERPRISES
Underground waterworks considered in terms of regulated hydraulic mode of operation of the
mine and safe mining operations. The basic schemes of hydraulic mining complex working levels
are presented. An example of selecting the scheme and hydraulic equipment in the mine "Vilkhova
- Zahidna" is presented.
Основным назначением подземных гидротехнических систем является
обеспечение регламентированного гидравлического режима объектов горных
технологий, в том числе геотехнических систем подземного строительства и
подземной разработки месторождений полезных ископаемых. Отметим, что
подземные гидротехнические системы представляют собой совокупность под-
264
земных гидротехнических сооружений в виде зумпфов, водосборников, выра-
боток и тому подобное, технологически связанных между собой гидравличе-
скими машинами.
В настоящее время практически все лавы угольной отрасли работают с пе-
риодическим или с постоянным притоком воды в очистные забои. Приток воды
характеризуется коэффициентом водообильности, который равен объему отка-
чиваемой воды на 1 т добываемого полезного ископаемого и для которого из-
вестны регрессионные зависимости от добычи и водопритока. Наибольшие
притоки и прорывы воды отмечаются в зоне активного водообмена – до глуби-
ны 300 м. Одновременно с этим возможны притоки воды в лавы в зоне замед-
ленного водообмена, распространяющегося до глубины около 1000 м. Как пра-
вило, вода поступает в выработанное пространство или в очистной забой из
кровли, если водоносные породы залегают на расстоянии менее 40m от кровли
разрабатываемого пласта, где m – мощность угольного пласта, и из почвы, если
они залегают на расстоянии менее 2 – 4 м от почвы. При этом нагрузка на об-
водненный очистной забой снижается в среднем на 20%, и в результате сниже-
ния устойчивости кровли и несущей способности почвы или затопления приза-
бойного пространства лавы выходят из строя, что приводит к необходимости их
перенарезки и к потере подготовленных к отработке запасов угля.
Сегодня практически на всех шахтах в состав гидротехнических систем входят
несколько гидротранспортных установок, рассредоточенных в околоствольном
дворе основного горизонта и на рабочих горизонтах уклонных полей (рис. 1) [1,
2]. С рабочих горизонтов уклонных полей вода откачивается в водосборник глав-
ного водоотлива, размещаемого в околоствольном дворе основного горизонта. В
этот же водосборник зумпфовой гидротранспортной установкой перекачивается
гидросмесь, поступающая в зумпф скипового ствола.
Рис. 1 - Принципиальная схема формирования водоносного горизонта
При этом гидротранспортные установки не связаны между собой функцио-
нально, а главный и зумпфовый водоотливы располагаются рядом друг с дру-
гом. Подземные гидротранспортные установки оборудуются секционными цен-
265
тробежными насосами, которые надѐжно работают на осветлѐнной шахтной во-
де. Как показывает опыт эксплуатации, осветляется вода только на главных и
участковых гидротранспортных установках, а зумпфовые гидротранспортные
установки работают на неосветлѐнной воде и поэтому часто выходят из строя.
Управление процессом шахтного водоотлива за счет изменения параметров
перекачиваемой среды для условий Украины до сих пор является наиболее про-
стым и распространенным методом регулирования [3–5]. Использование этого
метода в шахтных условиях обусловлено:
- наличием в технологии процессов осветления, отстаивания, сепарации;
- применением технологий гидромеханизации при проведении горных ра-
бот;
- использованием методов управления водопротоком шахтных вод.
До сих пор управление параметрами перекачиваемой среды, как правило,
заключалось в регулировании расхода воды, подаваемой в водосборник, а так-
же в удалении из потока частиц диаметром более одной трети диаметра трубо-
провода.
Обследование водоотливов действующих шахт и схем перетока гидросмеси
(рис. 2) показало, что основные затраты связаны с очисткой зумпфов от шлама,
поступающего в них с шахтной водой. В результате ситового анализа выявлено,
что максимальная крупность шламов в водосборниках главного водоотлива со-
ставляет 3 мм, для участковых водосборников характерно наличие более крупных
частиц – преимущественно 3 – 25 мм.
Рис. 2 - Принципиальная схема перетока гидросмеси
Существующие конструкции зумпфов в виде системы горизонтальных и
наклонных выработок большой протяжѐнности и малого сечения, а также орга-
низация работы гидротранспортных установок не позволяют ликвидировать и
266
существенно снизить затраты ручного труда. Очищать протяжѐнные выработ-
ки, как показывает практика, можно только нестационарными устройствами,
перемещаемыми по ним в процессе работы и требующими постоянного присут-
ствия обслуживающего персонала. Кроме того, из выработок, расположенных
ниже отметок околоствольного двора, невозможно полностью удалить воду.
Поэтому технологическое оборудование при такой очистке работает ненадѐж-
но. Гидромеханизация очистки снижает трудоѐмкость, но не удовлетворяет
предъявляемым требованиям к снижению затрат ручного труда.
В связи с рядом технологических причин, подземные зумпфы эксплуатиру-
ются в частично или полностью заиленном состоянии. Это приводит к быстро-
му износу насосов, не рассчитанных на работу на гидросмеси, и выбросам в
окружающую среду загрязнѐнных подземных вод, так как применяемые в
настоящее время поверхностные очистные сооружения рассчитаны на приѐм
воды, частично осветлѐнной в подземных зумпфах.
Наиболее рационально объединить все гидротранспортные установки в еди-
ный технологический комплекс, включив в него установки для очистки водо-
сборников и зумпфов скиповых стволов. При этом, основным узлом такого
комплекса является главная гидротранспортная установка, оборудованная сек-
ционными центробежными насосами. Остальные установки и средства для
очистки зумпфов и водосборников от твѐрдых частиц рационально оборудовать
стационарными гидротранспортными установками, требующими минимального
обслуживания и обладающими высокой надѐжностью и долговечностью при
работе на гидросмеси во влажной и запылѐнной атмосфере.
С целью удовлетворения приведенных выше требований для участковых
гидротранспортных установок используется следующая технологическая схема
(рис. 3) [2, 6].
Рис.3 - Схема гидротехнического комплекса рабочего горизонта шахты
В этой схеме шахтная вода с высокой концентрацией твѐрдого материала
поступает в предварительный отстойник непрерывного действия. Твѐрдые ча-
стицы крупностью более 0,1 мм осаждаются в отстойнике, а осветлѐнная вода
поступает в приѐмный колодец, откуда насосами откачивается на поверхность.
267
Твѐрдый материал, осевший в предварительном отстойнике, гидроэлеватором
откачивается в шламонакопитель. Представленная схема имеет ряд следующих
преимуществ: в 2-4 раза снижается содержание твѐрдого материала в воде, по-
ступающей в водосборник, причем основную массу его составляют неопасные
для центробежного насоса частицы крупностью менее 0,1 мм; исключается
применение ручного неквалифицированного труда для очистки зумпфов от
шлама, так как погрузка осевшего в предварительном отстойнике материала
механизирована. При этом для повышения эффективности работы гидротехни-
ческих систем шахты следует согласовывать работу участковых гидротранс-
портных установок с учетом того, что при разработке угольных, рудных и
сланцевых месторождений вблизи геологических нарушений наблюдаются из-
менения физико-механических свойств горных пород.
Анализ горных работ в условиях шахты «Ольховая Западная» с гидравличе-
скими нагрузками на оборудование гидротехнического комплекса показал, что
максимальный приток воды при отработке пласта 8h на горизонте 125 м про-
гнозируется 125 м
3
/ч. При этом в околоствольном дворе горизонт 125 м обору-
дуется насосная камера с тремя насосами ЦНС180-212 и водосборником с дву-
мя самостоятельными выработками. Чистка водосборников механизирована,
шлам разрыхляется и шнековым насосом 6Ш8 откачивается в вагонетки. Схема
откачки воды одноступенчатая. Шахтная вода откачивается по двум водоот-
ливным ставам диаметром 150 мм, прокладываемым по людскому наклонному
стволу. Из зумпфовой части главного наклонного ствола вода откачивается в
водосборники двумя насосами типа 1В20-10. Ожидаемый приток воды в зумп-
фе 5 м
3
/ч.
На основе результатов проведенного анализа выполнено обоснование целе-
сообразности отработки участков угольных пластов h8 и h11 на площади Запад-
ного блока «Ольховый Нижний», для которых обоснованы системы вскрытия и
подготовки шахтного поля, а также параметры подземных гидротехнических
систем. При этом, с учетом прогнозируемого максимального притока воды при
отработке пласта h8 установлено, что для обеспечения безопасного ведения гор-
ных работ требуется размещение в околоствольном дворе насосной камеры и
водосборника с двумя самостоятельными выработками.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зайденварг В.Е. Гидрогеологические аспекты ликвидации шахт / В.Е. Зайденварг , А.М. Новитний , В.Ф.
Твердохлебов // Уголь. –1999. – № 5. – С. 28–30.
2. Теорія та практика шахтних ерліфтних водовідливних установок: Монографія / В.І. Самуся, В.Б. Малєєв,
М.Й. Скоринін, А.В. Малєєв. – Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2011. – 243 с.
3. Проблемы разработки россыпных месторождений / И.Л. Гуменик, А.М. Сокил, Е.В. Семененко, В.Д.
Шурыгин. – Днепропетровск: Січ, 2001. – 224 с.
4. Совершенствование режимов работы гидротранспортных установок технологий углеобогащения / Е.Л.
Звягильский, Б.А. Блюсс, Е.И. Назимко, Е.В. Семененко. – Севастополь: Вебер, 2002. – 247 с.
5. Теория и прикладные аспекты гидротранспортирования твердых материалов / И.А. Асауленко,
Ю.К. Витошкин, В.М. Карасик [и др.] – К.: Наук. думка, 1981. – 363 с.
6. Садовенко И.А. Оценка гидромеханической устойчивости межшахтных целиков / И.А. Садовенко,
О.А. Улицкий, Ю.И. Демченко // Сб. науч. тр. НГУ. – 2003. – Т.1, №17. – С. 39–61.
|