Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

71 страница

Купить бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В рекомендациях приведены схемы использования систем шахтного водоотлива для пожарно-оросительного водоснабжения шахт, схемы очистки шахтных вод, гидравлические расчеты пожарно-оросительного трубопровода, пожарных насосных станций, расчет изменения режима их работы в процессе эксплуатации и расчеты гидроэлеваторов. Все предложенные схемы использования шахтных вод соответствуют требованиям Правил безопасности и других нормативных документов. Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников шахт, проектных организаций, которые могут их использовать при реконструкции и проектировании угледобывающих предприятий

 Скачать PDF

Оглавление

Введение

1. Использование шахтных вод как источника водоснабжения

2. Схемы использования шахтных вод с применением очистных сооружений

     2.1. Схема использования шахтных вод с очисткой на поверхности

     2.2. Схема использования шахтных вод с очисткой в подземных условиях

     2.3. Схема использования кислых шахтных вод для пожарно-оросительного водоснабжения шахт

     2.4. Схема использования шахтных вод с применением гидроэлеваторов

3. Расчет и выбор технологических схем подключения шахтного водоотлива к пожарно-оросительной сети

     3.1 Основные требования к подземным насосным станциям пожарно-оросительного водоснабжения

     3.2. Расчет оптимального диаметра пожарного трубопровода при совместной работе с насосом

     3.3. Изменение режима работы насосов в процессе эксплуатации

     3.4. Расчет оптимальных рабочих параметров гидроэлеватора и пожарно-оросительного трубопровода

Приложение 1. Пример расчета выбора места расположения очистного сооружения

Приложение 2. Пример расчета подземной пожарной насосной станции и пожарно-оросительного трубопровода

Приложение 3. Пример расчета изменения режима работы пожарного насоса

Приложение 4. Пример расчета геометрических размеров и к.п.д. гидроэлеватора

Приложение 5. Перечень оборудования, используемого в рекомендациях по очистке и использованию шахтных вод для пожарно-оросительного водоснабжения

Литература

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ ШАХТНОГО ВОДООТЛИВА ДЛЯ ВОРЬВЫ С ПОДЗЕМНЫМИ ПОЖАРАМИ

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОСПАСАТЕЛЬНОГО ДЕЛА

ДОНЕЦК - 1980

Министерство угольной промышленности СССР

Всесоюзный научно-иоследовательокий институт горноспасательного дела

Утверждено директором ВНДОГЦ

25 сентября 1980 г.

РЕКОМЕНДАЦИИ по применению рациональных охем использования систем шахтного водоотлива для борьбы с подземными пожарами

Донецк 1980

- II -

Оптимальный вариант окончательного проектного решения определяется путем техняко-экономичвокого сопоставления различных вариантов при условия равноценного эффекта очяотки воды при одинаковой производительности сооружений.

Выбор меота расположения очиотных вооружений в основном зависит от величины ведопритока, а также глубины расположения главного водоотлива. По мере снижения водопритоха и увеличения глубины разработки пластов стоимость откачки воды быотро возрастает. Сооружения для очистки шахтных вод о целью их дальнейшего использования для пылеподавления и пожаротушения можно располагать непосредственно в шахте! если водоприток не намного превышает иля равен объему воды, необходимому для комплексного обеспыливания. Б некоторых олучаях полностью исключается необходимость подъема вода на дневную поверхаооть, тем более, что в перспективе на многих шахтах страны намечается разработка пластов, расположенных на глубине 800-1200 м. Подъем шахтных вод на поверхность о таких глубин при врдопритоках 50-70 м8/ч нецелесообразен по экономичеокям воображениям [ 81. Однако выбор схемы очистки шахтных вод должен обосновываться строгим экономическим критерием.

В качестве критерия используем разность экономических эффектов от очистки шахтных вод на поверхностных и подземных очиотных сооружениях

Э hot ~~ В ПО6 л ( Эня + Висп )h»t ~~    + ^исп * Вцос)по9-

- (Q -Ошп)[(сЦ, -CJ + E (Кп - Кещ) - Эме,    <    1*6)

где Q - приток шахтной вода, м8;

Clч - себестоимость очистки I м9 шахтной веда подземной очистной установкой;

Ко* ~ удельные капиталовложения на I м3 годовой производительности подземного очистного сооружения;

Экы~ дополнительный эффект от экономия электроэнергий водоотливными установками в руб. £9J*

п _ . 0.002П    л

Эш Шн1,Ч.Ч'1НгС>т(Ь7)

где с - стоимость I кВт/ч электроэнергии;

" к*л.Д. соответственно ннсося, двигатели, передачи, сети;

Нг - геодезический напор, м.

-12 -

Если разность экономического эффекта (1*6) больше нуля, то более экономична поверхностная схема очистки шахтных вод. Следовательно, из (1.6) после преобразования получаем

(1.8)

о_

Quat

где

4QMZL > *1ПнЪ*1*


С


5


А = l(C"~ Сеч) + Е(К2ч~    >

Критерий выборе (1.8) говорит о том, что поверхностная очистка шахтной воды будет более экономична, если отношение водоприто-ка шахты к объему используемой воды превышает выражение правой части неравенства. Правая часть возрастает с глубиной расположения очистных сооружений и убывает от величин более высоких себестоимости очистки воды и удельных капиталовложений на строительство очистных сооружений в подземных условиях, а также зависит от величины нормативного коэффициента эффективности капиталовложений отрасли, стоимости I кВт/ч электроэнергии и коэффициентов полезного действия узлов водоотливной установки.

Данные о себестоимости очистки I м3 воды и удельных капитальных затратах на I м3 годовой производительности различных очистных установок в зависимости от производительности [5,8]оведены в табл.1.4.

Таким образом! для выбора места расположения очистных сооружений необходимы следующие исходные данные: величина водолритока, объем используемой очищенной воды, высота водоподъема, стоимость I кВт*ч электроэнергии, коэффициенты полезного действия водоотливной установки, себестоимость очистки I м3 воды и удельные капитальные затраты для поверхностного и подземного вариантов. Вычисляются коэффициенты А и 8 неравенства (1.8) и проверяется выполнение критерия выбора, т.е. неравенства (1.8). Если неравенство выполняется, выбирается поверхностная схема очистки, если не выполняется, то более экономичным будет подземный вариант.

Пример выбора места расположения очистного сооружения дан в приложении I.

Таблица 1.4

а : Схема очистной ап: установки

Бассейн, шахта

Проектирующая организация

Произво-: Остаточное длтель- содержание ность, :взвеои, м3/ч : мг/д

;Себестоимость Удельные кали-;очистки I м3 :тальные затра-;воды, :ты на I м3 : игат3 ггодовой произ-; коп/и :водитедьности, : : руб/й»

I. Схема отстаивания в пруде-отстойнике я фильтрования на скоро: фильтрах

КУзаецкнй Сибгипро-"Распадская" шахт

Кузнецкий Сибгипро-"Капиталь- шахт ная*

1310

300

10

10

1,6

1,5

0,094

0,060

Донецкий

*щвддо-

гвардейская'

Остро-

шахт

и

200

30

2,8

0,16

2. Схема отстаивания в горизонтальной отстойнике с реагентной обработкой и фильтрованием на скорых фильтрах

Кузнецкий Им «Кирова

Сибгилро-

шахт

Кузбасс-

гипрошагт

400

20

2,5

0,078

Кузнецкий

шиВохкова

Сибгипро-

1|1ЙТТ

50

23

1.4

0,034

Кузбасс-

гипроиахт

Донецкий S 22 им «Кирова

Вороиилов-

градпроект

120

2

1.9

0,13

I

со

I

* :    Схема    очистной

пп:    установки


Бассейн,

шйхта


: Проектирую-:щая оргаии-;эация


« * ^

Дротяво-: Остаточн ое; Себесташаостъ Сдельные кади-очистки I >в* гтаяьные загра


дитель- : содержание ftocT^i ,

и3/*    :


гсимостыЗ

VUlUi.^1 X М* . 1Ы<1 ВИИ^    —

воды» коп/и® :тн на I м3 го-Гдовой яроизво-Гдите^ьности,


„    *,    ■     ■    -м    ■    -    —•    -.........

3. Схема отстипии» в вер-Шатан

тикаяынос отстайкюшх Доиешкго я с реагентной обработкой Карагаядин-и фальтроваввам ж сто- оного рнх филвтркх    бвсее&мв


Центроги-

ХфОВИХТ


25

50

те

100

во


о 50 о 2-3


6*4

3,6

312

27?


0,15

olio

0,11

olio


’'Никанор"

"Волшоии*

"2идияив"

Кап^тэдй1^вдяп7тй


25

50

50

100


5

5

12

II


5.1

4.2 4$ 8,0


0,24

0,25

0,12

1,25


оная"    150

4.    Схема    отстаивания    в    на» Донецки®    Доаещсая    150

ялоавнх отстойниках с Ш/у им.rase- проектная реагентной odpadotseft si "Правда" канторе

и йшгьтгалвшмм ш на-    Минтглепро-

пораых фильтрах    ив УССР

5.    Схема    отстаивания    в    от- Кузнецкий    йгзйасо-    330

с т ойнаке-регу ляторе ж Им .Димитрова гштрмяхт

"ЖрЙ"    лнфовшот    330


2    6,1

2-3    2,8

2    6,5

2-3    7,0


0,24

0,17


0,20

0,26


Продолжение табл.1.4

л :

Схема очистной

! Бассейн,

Проектирую-: Произво-: Остаточное щая орЕгаях-^цгтель- :содержание

Себестоимость:Удельные капи-очистки 1м3 :тальные затра-

пп;

установки

: вахта

зация гность, : взвеси.

воды, кон/м3 :ты на I м3 го

: м3/? : мг/л

товой пронзво-

:дателмрсти,

: руб/м3 *

6. Схема отстаивания в пар»    Шахт До-    Юхгтшрашахт 10

2-3

2-3

2-3

2-3

2-3

35-31

19-17

18-16

14-32

П-9

2,02-1,72

1,15-0,98

1,04-0,92

0,80-0,70

0,67-0,57

вичиом отстойнике и    вецкого,    20

фильтрования за в&поршх    Карагаадкн-    20

фильтрах Слсдземянй ва-    сжато и    30

рв&нт;    Челябинского    40

I

бассейн сев

сл

I

7. Схема нейтрализации и Донецкий Краояодуч- 300    10    -    0,16

очистки кислых шхтных Шахта Л 153 ская проект-вод    п/о    "Дон-    ная контора

бассантрв- Мияуглепрома цнт*    УССР

- 16 -

2. СШЬ ИШОДЬЗШШВ ША2ТШ. ВОД С ПШШШШШ ОЧССТШХ СООРУЖЕН!®

Вое возможные схемы использования шахтных вещ для тушения подземных пожаров можно разделить на две группы: с очисткой шахтных вещ и без очистки. Схемы о очиоткой могут применяться как в аварийной обстановке при тушения повара, так и при нормальной работе шахты для технологических целей. Схемы с очисткой делятся на очнотку нейтральных в кислых вод. Очистка нейтральных вод может производиться как на поверхности, так в в подземных условиях. Схемы без очистки применяются только в аварийной ситуации при отключении электроэнергии в шахте и остановке очистных уотройотв. При этом шахтная вода подается из водосборника при помощи гидроэлева-тора.

2.1. Схема использования шахтных ход о очиоткой на поверхности

Схема использования шахтных вод о очиоткой на поверхности показана на рио.2.1. Из шахтного водосборника 9 веща наоосами главного водоотлива по водоотливному отаву 6 подается в уоредни-тель (резервную емкость) I, который должен обеопечить бесперебойную работу очкотной установки. Очиотха шахтной воды от механических и бактериологических примесей до санитарных норм осуществляется в очистной установке 2, которая обеспечивает подачу веда в пожарно-оросительный став 5 как для технологических целей, тах и для пожарного водоснабжения.

Шахтная вода из очистной установки пополняет запао веда пожарного водоема 3, обеспечивая одновременную подачу воды на технологические нужда.

Установки по очистке шахтных вод должны проектироваться о таким расчетом, чтобы полностью очищать весь приток шахтных вод с целью предотвращения загрязнения водоемов [4]. При этом производительность очистной установки в охеме использования должна обеспечивать половину расхода веда на пожаротушение и расход на технологические нужда.

В схеме предусматривается переход в аварийных ситуациях на схецу без очистки, который осуществляется при помощи задвижек II.

- 17


Рис.2.1. Схема использования шахтной воды о очисткой на поверхности:

I - усреднитель; 2 - установка по очистке шахтной воды; 3 - пожарный водоем; 4 - клетевой ствол; Б - пожарно-оросительный став;

6 - водоотливный став; 7 - воздушный разрыв;

8 - гидроэлеватор; 9 - шахтный водосборник;

10 - пожарно-оросительная сеть; II - задвижки


- 18 *

При использовании шахтных вод с очисткой на поверхности могут быть рекомендованы следующие три схемы очистки*

Первая схема очистки шахтных вод в прудах-отстойниках с фильтрованием на скорых фильтрах предназначена для очистки шахтной воды с целью использования в производственном водоснабжении шахты и сброса избытка очищенной воды в гидрографическую сеть* Достоинством этой схеш очистки является то, что общее содержание взвешенных веществ в исходной воде не ограничивается /51, а содержание взвешенных веществ в очищенной воде не превышает 10 мг/л, бактериологические показатели очищенной воды соответствуют требованиям ГОСТ 2874-73 "Вода питьевая", производительность очистных сооружений не ограничивается. Схема применяется с открытыми и напорными фильтрами* Процеоо очистки шахтной воды осуществляется по технологии, изложенной в Технологических схемах очистки шахтных вод [5].

Вторая схема отстаивания в горизонтальном отстойнике с реагентной обработкой и фильтрованием на скорых фильтрах предназначена для очистки шахтной воды о целью использования в производственном водоснабжении шахты и сброса в гидрографическую сеть [5]* Общее содержание взвешенных веществ и содержание тонкодисперсных фракций в исходной шахтной воде не ограничивается* Содержание взвешенных веществ в воде, подаваемой на скорые фильтры, не более 50 мг/л, в очищенной воде содержание взвешенных веществ не превышает 10 мг/л* Бактериологические показатели очищенной воды соответствуют требованиям ГОСТ 2874-73 "Вода питьевая"» Рекомендуемая производительность очистных сооружений - не менее 300 м9/ч. Схема очистки шахтной воды может применяться в двух вариантах: о открытии и напорными фильтрами*

Третья схема очистим шахтной воды с отстаиванием в наклонных отстойниках, изложенная в литературе 15J, предназначена для очистки и использования води в производственном водоснабжении шахты и сброса в гидрографическую сеть* Общее содержание взвешенных веществ в исходной воде не ограничивается, содержавши частиц гидравлической крупностью менее 0,2 шш/о - не бойне 50 кг/л» Содержание взвешенных веществ в очищенной воде не яревмирст 10 мг/л* Бактериологические показатели очищенной воды соответствует требованиям ГОСТ 2874-73 "Бода питьевая"* Веясвеадуешав производительность очистных сооружений - не башне 300 к*/ч*

- 19 -

2,2. Схема использования шахтных вод о очиоткой в подземных условиях

Схема использования шахтных вод с очисткой в подземных условиях показана на рио.2.2. Из шахтного водосборника 7 вода специальным насосом подается на очистную установку 8, которая очищает шахтную воду от механических и бактериологических примесей до санитарных норм. Производительность очистной установки должна обеспечивать половину расчетного расхода воды на тушение подземного пожара, но не должна быть менее 40 м3/ч. Очищенная вода поступает в резервуар очищенной воды 9, откуда насосами пожарной подземной насосной станции подается в пожарно-оросительную сеть 10, Объем резервуара очищенной вода должен определяться из расчета подачи воды на пожаротушение в течение 3 ч. Производительность насосов подземной пожарной насосной станции должна обеспечивать расчетный расход вода на тушение пожара и технологические нужды.

Схема очистки шахтных вод в подземных условиях разработана п/о иРостовугольн и рекомендована Минуглепромом СССР для внедрения на всех шахтах.

Схема очистки шахтной вода в подземных условиях основана на отстаивании в первичном отстойнике и фильтровании на напорных фильтрах части шахтного притока в объеме, необходимом для использования в подземном водоснабжении шахты. Общее содержание взвешенных веществ в исходной воде - не более 50 мг/л. Содержание взвешенных веществ в очищенной воде не превышает 10 мг/д. Бактериологические показатели очищенной воды соответствуют требованиям ГОСТ 2874-73 "Вода питьевая". Рекомендуемая производитель**ость установки - не более 40 ма/ч. Однако на шахтах *1$уаметовокая" п/о "Дойецкугояь", ш/у "Бутовское" п/о "Мвкееиугойь* производительность подземных установок (при 12-13 фильтрах производительностью 5,6 м3/ч каждый) достигает около 70 м8А.

Схема рекомендуется к применению на дейот^щнх шахтах, испытывающих дефицит питьевой и технической воды.

Технология очистки шахтных вод изложена в литературе [5,10].

Для подачи очищенной шахтной вода в пожарно-оросительную сеть служит подземная пожарная насооная станция. Напор и расход, создаваемые насосами в пожарно-оросх^льной сети, должны соответствовать требованиям "Правил безопац*.*юти в угольных и сланцевых шахтах" ш.

- 20-


Рио.2.2. Схема иопользованда шахтных вод с очиоткой в подземных условиях:

I-ложарный водоем; 2-клетевой ствол; 3-пожарно-аросительный отав; 4-водоотливный став; 5-воз-душный разрыв; 6-гидроэлеватор; 7-шахтный водосборник; 8-уотановка по очистке шахтной воды в подземных условиях; 9-розервуар очищенной воды; 10-ложарно-оросительная сеть; 11-задвижки

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в качестве источника пожарного и технологического водоснабжения шахт используют районные и городокие водопровода.

Но дефицит питьевой вода во многих угледобывапцих районах страны обусловливает поиски новых источников пожарного и технологического водоснабжения. Мощным резервным источником водоснабжения угольных предприятий являются шахтные воды. В настоящее время более 855? шахт имеют часовой приток вода свыше 100 м3. Поэтому потребность большинства шахт в воде для целей пожаротушения может быть удовлетворена за счет собственных водопритоков. Так как шахтные вода требуют очистки, в последние года многие шахты строят очистные сооружения. Это дает возможность ставить на повестку дня вопрос о постепенном переходе к полному обеспечению угольных предприятий водой на производственные нужда за счет шахтных вод и использовании этих вод другими отраслями народного хозяйства.

В комплексе мероприятий по противопожарной защите шахт пожарное водоснабжение занимает ведущее место. Средствами пожаротушения, использующими воду из разветвленной сети шахтных водопроводов, оборудованы наиболее важные узлы и объекты подземных выработок.

Успешное тушение пожара зависит от достаточного количества воды в пожарнопоросительной системе.

В соответствии с § 202 "Правил безопасности в угольных ж сланцевых шахтах" [ I ] разрешается (по согласованию о органами оа-нитарного надзора) использовать для борьбы с пылью шахтную веду при условии ее очистки от механических примесей, устранения бактериологической загрязненности и нейтрализации.

При тушении затяжного пожара допускается использование воды без бактериологической очистки с обязательной промывкой и дезинфекцией линий совмещенного пожарно-оросительного трубопровода.

- 21 -

Производительность пожарных насосов должна соответствовать расчетному расходу воды на подземное пожаротушение, но выть не меньше 80 чг/ч. Расход воды на тушение подземного пожара рассчитывается из условия одного пожара в шахте [ I].

Гидравлическая схема пожарной наоосной станции представлена на рис.2.3.

Основным элементом пожарной насосной станции является Насос 3 о присоединенными к нему подводящим 2 и напорным 4 трубопроводами. 6 начале подводящего трувопровода установлен приемный клапан I и на напорном трувопроводе - задвижка 5 и обратный клапан 6. Напорным трубопроводом 4 наоосная станция соединяется о пожарно-оросительным трубопроводом. Для контроля работы пожарная насосная отанция оборудуется вакуумметром, установленным на входном патрубке наоооа, манометром - на напорном патрубке и расходомером.

Подземная пожарная ваоооная отанция должна быть обеспечена резерват электропитанием от главной поверхностной подстанции (ПШ).

Пожарно-оросительный трубопровод со стороны пожарно-оросительного отава и напорный трубопровод подземной пожарной наоооной отанции в меоте соединения должны оборудоваться запорными задвижками. Перед цуоком в работу подземной пожарной наоооной станции валорная задвижка на пожарно-оросительной магистрали должна быть закрыта. При отключении подземной пожарной наоооной станции и подаче воды в пожарно-оросительный трубопровод о поверхности задвижка на напорном трубопроводе подземной пожарной наоосной станция должна закрываться, а на пожарно-оросительной магиотрали - открываться.

Раочет в выбор основного оборудования подземной пожарной наоооной станции приведен в разделе 3.

2.3. Схема использования кислых шахтных вод для пожарно-орооИтельного водоснабжения шахт

Схема использования кислых шахтных вод показана на рис.2.4. Очистка кислых шахтных вод осуществляется по схеме, предложенной ДонУТИ, которая включает в себя нейтрализацию вод в подвемвых у о-

- 4 -

Особенность технологии подземной добычи угля и возможность возникновения пожара в горных выработках вызывают необходимость бесперебойной подачи воды в шахту для пыле подавления и тушения пожаров. Для этой цели система пожарно-оросительного водоснабжения должна иметь два независшшх источника водоснабжения горных предприятий. В качестве второго источника М017Т быть использованы шахтные воды.

Однако отсутствие в проектных организациях научно обоснованных рекомендаций по использованию шахтных вод для тушения подземных пожаров не позволяет широко использовать системы шахтного водоотлива для пожарного водоснабжения.

В связи о этим во ВНИИГД разработаны Рекомендации по использованию шахтных вод для пожарно-оросительного водоснабжения.

В Рекомендациях приведены слеш использования систем шахтного водоотлива для пожарно-оросительного водоснабжения шахт, схемы очистки шахтных вод, гидравлические расчеты пожарно-оросительного трубопровода, пожарных насосных станций, расчет изменения режима их работы в процессе эксплуатации и расчеты гидроэлеваторов. Все предложенные схемы использования шахтных вод соответствуют требованиям Правил безопасности и других нормативных документов.

Рекомендация рассмотрены на секциях НТС Минуглепрома УССР, Донгипрошахта, Шгилрошахта, ДонШ и НТС Днепрогилрошахта.

Рекомендации предназначены для инженерно-техничеоких работников шахт, проектных организаций, которые могут их использовать при реконструкции и проектировании угледобывающих предприятий.

Рекомендации разработали кандидаты техн.наух Н,С.Хмель,

Г.В.Гринь, инж. Ю,В.Гавриш.

- 5 -

I. И СПОЛЬЗОБАШЕ ШАХТШХ ВОД КАК ИСТОЧНИКА ВОДОСНАБШМЯ

В практике проектирования пожарно-оросительных трубопроводов используются типовые схемы водоснабжения, учитывающие специфику подачи воды в подземные выработки и удобство эксплуатации водопроводов в шахтах с различными горнотехническими условиями и системами разработки пластов угля*

Рациональным решением задачи водоснабжения шахты является создание объединенной сети пожарно-оросительных трубопроводов, обеспечивающих подачу воды из поверхностного резервуара по специальному водоподащему ставу в горные выработки дзет пылеподавления и борьбы о пожарами.

Б качестве резерва водопадающего става используются трубопроводы шахтного водоотлива* Для переключения водоподаодего става на водоотливный в районе околоствояьного двора предусматривается специальное переключающее устройство, состоящее из рада запорных вентилей (задвижек). На практике задвижки расположены на значительном удалении друг от друга. Поэтому создаются неудобства для быстрого и правильного переключения. Кроме того, часто не производится гидравлический расчет параметров совместной работы двух сетей, в результате чего при переключении происходят аварии в пожарно-оросительной сети.

Шахтные веды могут быть одним из основных источников подземного водоснабжения, так как количественно притоки шахтных вод большинства шахт угольных бассейнов страны удовлетворяют требуемым расходам шахтного водоснабжения.

Согласно Правилам безопасности [I] максимальный расход воды, необходимый на устройство водяной завесы (рассчитывается для выработки, закрепленной деревянной крепью, площадью поперечного сечения 12-13 м£ и при максимальной скорости вентиляционной струи более 5 м/с), равен приблизительно 100 м3/ч. Кроме того, для непосредственного тушения пожара прибавляется расход воды 30 м8/ч. Следовательно, суммарный расход вода на тушение пожара достигает 130 м3/ч.

- 6 -


Расходы воды на технологические нужды в настоящее время достигают I00-150 м3/ч. Таким образом, расходы воды на технологические и пожарные нужды - величины одного породна. Следовательно, необходшше раоходы воды для целей подземного водоснабжения шахт не превышают 150-200 м®/ч.

Анализ полей водопритоков существующих и прогнозируемых (по материалам "Остипрошахта") позволяет проследить, динамику роста процентной доли шахт, имеющих приток воды свыше 100-200 м*/ч (табл,1.1).

Таблица 1,1


Группы ЬОДО] шахт, м!


«тонов :


Гсда прогнозируемого периода


Свыше 100 Свыше 200


; 1975 ; I960 * 1985 : 1990 i1995    {    2000

78,8% 85,8% 90,1% 91,5% 94,3* 96,0% 47,1% 56,9% 65,6% 68,5% 74,6% 76,2%


Таким образом, шахтные воды количественно могут являться источником водоснабжения большинства шахт.

Качество очищенных шахтных вод в соответствии с требованиями "Указаний по проектированию трубопроводов, прокладываемых в подземных выработках угольных и сланцевых шахт", должно удовлетворять пДОб "Санитарных правил по содержанию шахт угольной и сланцевой промышленности".

Согласно ГОСТ 2674-73 "Бода питьевая" количество химических веществ в других примесей в питьевой воде не должно превышать норм, указанных в табл.1.2.

Шахтные воды, как правило, по качеству не удовлетворяют нормам питьевой воды и зачастую не могут быть использованы бее специальной обработки не только для питьевых, но и для технических целей. Поэтому использование шахтных вод беэ их предварительной очистки для нужд пожарно-оросительного водоснабжения не представляется возможным.

Методы очистки шахтных вод обусловливаются их физико-химиче*-сними и технологическими свойствами, а также климатическими условиями угольных месторождений* В отечественной и зарубежной практике применяются механическая (безреагентная) очистка шахтных вод, физико-химичеокая, химическая (реагентная), электрохимическая ж другие» Наибольшее распространение получили безреагентная и реагент* аая очистки (8].


Таблица 1.2

№ : пп:

Наименование показателей

: Норма

|Единица |измерения

I.

Залах воды при 20°С и при нагревании до 60°С, не более

2

балл

2.

Прявкуо при 20°С, не более

2

ft

3.

Цветность, не более

20

градус

4.

Мутнооть, не более

1,5

мг/л

5.

Сухой остаток

1000

и

6.

Хлориды (СП

350

If

7.

Сульфаты (S0i~)

500

It

8.

Железо (Ft****)

0,3

If

9.

Марганец (Мпг*)

ОД

ft

10.

Медь (Фи1*)

1,0

И

II.

Цинк (Хп**)

5,0

It

12.

Остаточный алюминий (М )

0,5

ft

13.

Гекоаметофоофат

3,6

ft

14.

Триполяфоофат ( РОц )

3,5

Я

15.

Общая жеотнооть

7

(мг-экв)/л

16.

Водородный показатель (pH)

6,5-8,5

-

17.

Общее количество бактерий в I мл воды, не более

100

шт.

18.

Коли-титр кишечной палочки, не менее

300

CM3

Сооружен»! по очистке шахтных вод могут располагаться как на поверхности, так и под эемлей в специально оборудованных камерах. Выбор места их расположения в основном зависит от величины водопротока, а также глубины расположения главного водоотлива. Однако в каждом случае требуется проведение техяико-економического обоснования такого выбора.

Технологические схемы очистки шахтных вод, получившие распространение на шахтах, имеют некоторые недостатки, поетому они продолжают соверпенотвоваться. Но уже существующие технологические охеим позволяют очищать любые объемы шахтных вод до норм, требуема для их использования в шахте. Методы очистки выбираются в зависимости от овойств исходной шахтной всщн и требований, предъявляемых к качеству очищенной воды.

- 8 -

Однако параметры установок по очистке шахтных вод не увязаны с параметрами всего комплекса водоснабжения шахты* Не разработаны схемы подключения очищенной шахтной воды к пожарно-оросительной сети, учитывающие требования пожарного водоснабжения.

Существующая система шахтного водоотлива также не может быть включена в единый комплекс водоснабжения шахты, так как насосы шахтного водоотлива рассчитаны на большие подачи и высокие напоры. Для решения задачи использования систем шахтного водоотлива необходимо проведение расчетов совместной работы насосов шахтного водоотлива в качестве пожарных и пожарно-оросительной сети шахты с учетом требований последней к напору и расходу. Отсутствие расчетов совместной работы насосов шахтного водоотлива и пожарно-оросительной сети часто приводило к авариям в одной из систем.

Поэтому необходим расчет всей системы водоснабжения в комплексе, то есть пожарно-оросительной сети шахты, систеш шахтного водоотлива и очистных сооружений.

Рациональные схемы использования систем шахтного водоотлива для борьбы с подземными пожарами связаны с функционированием шахтного водоотлива и очистных сооружений. Наличие значительного разнообразия технологических схем очистки шахтных вод и схем шахтного водоотлива дает возможность производить выбор рациональной схемы использования шахтных вод. Выбор таких схем зависит не только от качества исходных шахтных вод, требований потребителей к качеству очищенной воды и параметров принятой схеда шахтного водоотлива, но и от места расположения очистных сооружений.

Эксплуатация сооружений по очистке шахтных вод может приносить экономическую выгоду как непосредственно самим шахтам, так и народному хозяйству в целом. Экономическая эффективность тем выше, чем больше срок существования шахты. Время отработки запасов угля должно быть больше, чем время, необходимое для проектирования и строительства очистного сооружения. Кроме того, построенное сооружение к моменту отработки запасов угля должно окупиться экономией от издержек производства, связанных с использованием на производственные нужды очищенной и обезвреженной шахтной воды, а также снижением ущерба, наносимого народному хозяйству путем прекращения сброса неочищенных шахтных вод в водоемы.

Б общем воде условием, определяющим экономическую эффективность строительства очистного сооружения на шахте, является соблюдение

неравенства Г 61

(I.I)

Us * t»+tc+ toK ,

где

- время отработки промышленных запасов угля на шахте, лет;

£„    -    продолжительность проектирования очистного сооруже

ния, лет;

t с - продолжительность строительства очистного сооружения, лет;

• срок окупаемости капиталовложений в строительство сооружений по очистке шахтных вод, лет.

Срок окупаемости капиталовложений в строительство очистных сооружений t0K определяется по формуле

tM = х/э ,    (1.2)

где У( - капиталовложения в строительство очистных сооружений, тыс.руб.;

Э - годовой экономический эффект, получаемый народным хозяйством от прекращения сброса загрязненных шахт-ных вод и от замены питьевой воды шахтной, тыс.руб.

Данные о сроках проектирования и строительства, принятые по соответствующим строительным нормам, а также сроках окупаемости капиталовложений в зависимости от производительности очистного сооружения сведены в табл.1.3 [6].

Таблица 1.3

Производительность очистного сооружения

: Продолжительность, ; лет

•Срок оку-

к* ПЯРМППТИ

1 Всего, : лет

часовая,

м3

5 годовая, : млн.м3

:проектирования

Гстроительства

lidvIlU/V 1Д

;капитало-: вложений, _ лет_

До 200

1,752

0,8

I

7

6,8

201-300

2,628

0,8

1.3

4,6

6,7

301-500

4,38

0,8

1,3

3,6

5,7

Свыше 500

Свыше 4,38

0,9

1,3

3,1

5,3

-10-

Экономичеокий эффект от очистки шахтных вод Э выражается суммой годовой экономии от использования очищенной шахтной воды на производственные нужды и годовой величины снижения ущерба от прекращения оброса неочищенной шахтной воды [6]

Э * Висл +Энх .    (1.3)

Здесь Эмх * Q.04 I Gey ~    +    ЕКоч)    1,    (1*4)

где Эли - экономический эффект, получаемый народным хозяйством от прекращения сброса загрязненных шахтных вод, тыо.руб,;

Qh - годовой объем очищенных шахтных вод, тыо,м9;

0ву ** удельная величина онижения народнохозяйственного ущерба от прекращения оброса загрязненных сточных вод, руб./м* (определена Харьковоким отделом водного хозяйства ВНИИВОДГЕО о участием ПермНОТИ и составляет в среднем для отрасли 0,075 руб./м3);

См - себестоимость очяатки I м8 шахтной воды, руб.;

Е - нормативный коаффицнент эффективности капиталовложений ооглнояо(7] принимается 0,16;

К" - удельные капиталовложения на I м8 годовой производительности очистного сооружения, руб.

Экономический эффект, подучаемый шахтой от использования очищенной шахтной воды вмеото воды питьевого качеотвн, определяется по формуле

Висл * QuctfU ~(С*    Эц ,    (1,5)

где Эцсп - экономический эффект, получаем^ предприятием от

потребления взамен питьевой воды очмеиной шахтной, тыо.руб,;

Qucn - годовой объем используемой очищенной воды взамен питьевой, тыо.м8;

Ц - цена I м8 питьевой воды, руб.;

Эл - годовой экоаомячеомй эффект или ущерб от реализации или захоронения продуктов, подучаемых при очистке шахтных вод.