устройство для обезвоживания осадка

Формула изобретения

1. Устройство для обезвоживания осадка, размещенное в горной выработке, содержащее аккумулирующую емкость, фильтр, дренажную систему, трубопроводы, отличающееся тем, что в аккумулирующей емкости перед основной крепью установлена вспомогательная крепь, внешняя сторона которой обтянута несущей и поддерживающей сетками, в пространстве между крепями размещены равные по толщине и различные по фракции слои зернистого материала, в торцах емкости установлены створчатые фильтрующие перемычки с окнами, дно емкости выполнено с уклоном от ее середины в обе стороны к торцам и покрыто слоем зернистого материала, причем в зернистом материале как в межкрепном пространстве, так и в дне расположены дренажные трубы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фракции зерен первого слоя зернистого материала от дна составляют 30 70 мм, второго 10 20 мм, третьего 3 5 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к шахтным отстойникам, где происходит осветление воды и обезвоживание образующегося осадка.

Известны отстойники, выполненные в горной выработке, состоящие из труб, размещенных в основании емкости, устройств для ввода загрязненной и отвода осветленной воды. Аккумулирующая емкость в торцах содержит изолирующие перемычки, выполненные из кирпича или бетона [1]

Недостатком таких отстойников является то, что образующийся осадок из-за значительной влажности требует дополнительной обработки перед утилизацией, что увеличивает трудоемкость при его выгрузке и транспортировке.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является отстойник, содержащий аккумулирующую емкость, раздвижную фильтрующую перегородку, дренажную систему, расположенные в основании емкости устройства для ввода загрязненной и отвода осветленной воды [2]

Недостатки известного отстойника заключаются в том, что фильтрующая и дренажная система, расположенные в основании аккумулирующей емкости, не обеспечивают одинаковую влажность массива осадка после отвода гравитационной воды. Это происходит потому, что при послойном заполнении аккумулирующей емкости жидким осадком вначале оседают крупные твердые частицы, затем - мелкие, которыми закупориваются межзерновые каналы в слое ранее осевших частиц и образуется прослоек, препятствующий дренированию воды. В результате этого образуются участки осадка с повышенным содержанием воды. Очистка аккумулирующей емкости от осадка процесс трудноуправляемый и небезопасный, так как возможны зависания массы осадка с последующим внезапным обрушением. Кроме того в устройстве не предусмотрено проветривание аккумулирующей емкости, что снижает эффективность обезвоживания осадка из-за слабого испарения воды с его поверхности и не исключает возможности скопления рудничного газа в куполе аккумулирующей емкости.

Задача изобретения снижение влажности осадка за счет интенсивности отделения воды.

Для решения поставленной задачи в устройстве для обезвоживания осадка, содержащем аккумулирующую емкость, фильтр, дренажную систему, трубопроводы, в аккумулирующей емкости перед основной крепью установлена вспомогательная крепь, внешняя сторона которой обтянута несущей и поддерживающей сетками, в пространстве между крепями размещены равные по толщине и различные по фракции слои зернистого материала, в торцах емкости установлены створчатые фильтрующие перемычки с окнами, а дно емкости выполнено с уклоном от его середины в обе стороны к торцам и покрыто слоем зернистого материала, причем в зернистом материале как межкрепного пространства, так и дна емкости расположены дренажные трубы. При этом фракция зерен первого слоя зернистого материала от дна емкости составляет 30-70 мм, второго 10-20 мм, третьего 3 5 мм.

На фиг. 1 представлена схема устройства в плане; на фиг. 2 дан ее поперечный разрез А-А; на фиг.3 разрез по Б-Б; на фиг.4 разрез по В-В.

Устройство включает в себя аккумулирующую емкость 1, выполненную в горной выработке 2, проведенной с падающими уклонами, начиная от ее середины (линия а-а) к концам. Торцы аккумулирующей емкости оснащены створчатыми фильтрующими перемычками 3 и расположенными над ними окнами 4. В горной выработке 2 перед основной крепью 5 выполнена вспомогательная крепь 6, при этом внешняя сторона вспомогательной крепи 6 обтянута несущей 7 и поддерживающей 8 сетками. В межкрепном пространстве 9, образованном крепями 5 и 6, и на дне емкости 2 расположены перфорированные дренажные трубы 10, гидравлически связанные через запорные задвижки 11 с водосточными канавками 12, через задвижку 13 с воздухопроводом 17 и задвижку 14 с водопроводом 18. Дренажные трубы 10 уложены в зернистую фильтрующую загрузку 15. Пульпопровод 16 осуществляет подачу пульпы в устройство для обезвоживания.

Обезвоживание осадка в заявляемом устройстве реализуется следующим образом. Осадок подают по пульпопроводу 16 в аккумулирующую емкость 1, в которой за счет приданного падающего уклона 0,005% начиная от ее середины к концам, осадок равномерно растекается. При этом задвижки 11 ставят в положение "открыто", а задвижки 13, 14 "закрыто". Отделение воды из осадка 16 производят испарением при проветривании горной выработки 2 через окна 4 и фильтрацией через толщу осадка 19, створчатые фильтрующие перемычки 3, фильтрующую зернистую загрузку 15, размещенную по почве выработки 2 и в межкрепном пространстве, образованном крепями 5 и 6, состоящую из 3-х слоев, равных по толщине, с фракцией зерен первого слоя от основания выработки 30-70 мм, второго 10-20 мм и третьего 3-5 мм. Воду отводят по перфорированным дренажным трубам 10, размещенным в толще зернистой загрузки, в водосточные канавки 12. Периодически при снижении осадком водоотдачи, вызванной закупоркой межзерновых каналов, из трубопровода 17 путем открытия задвижки 13 подают сжатый воздух для продувки фильтрующей и дренажной систем. Подачу сжатого воздуха осуществляют в течение 6-8 мин. Задвижки 11, 14 при этом находятся в положении "закрыто". Восстановив пористую структуру фильтрующей системы, задвижки 13, 14 устанавливают в положение "закрыто", а задвижки 11, 20 в положение "открыто". При достижении в осадке 19 влажности 60-65% открывают створчатые фильтрующие перемычки 3 и выгружают осадок 19 механическими средствами в вагонетку (на фиг. не показана). Кроме выгрузки осадка производят промывку водой фильтрующей и дренажной систем из трубопровода 18 в течение 8-10 мин. При промывке задвижки 11, 13 ставят в положение "закрыто", а задвижки 14 в положение "открыто". Промывная вода отводится по водосточной канавке 12 на осветление. По окончании промывки задвижки 11 устанавливают в положение "открыто", задвижки 13 и 14 в положение "закрыто", закрывают створчатые фильтрующие перемычки 3.

Таким образом происходит интенсивное отделение воды, что снижает влажность осадка.

Кроме того, использование предлагаемого устройства по сравнению с известным устройством позволяет снизить затраты на обезвоживание, транспортировку, захоронение или утилизацию осадка.