Техника - молодёжи 1949-06, страница 8

На верхней рисунке показан схематический разрез угольного пласта, залегающего в сильно обводненном грунте. Огромные массы воды сверху и снизу давят на угольный пласт. Притекающая в шахту вода стекает в специальную выработку — водосборник (а) и оттуда мощными насосами откачивается через ствол шахты на поверхность. Белой пунктирной линией показан уровень подземных вод до постройки шахты; сплошной линией — уровень вод, несколько опущенный работающими насосами шахты. И а нижнем рисунке показан разрез того же угольного пласта, осушенного с почощью артезианских турбинных насосов. Белая пунктирная линия показывает уровень воды до осушения. белая сплошная линия — после осушения. Уровень воды опущен ниже пласта угля, и шахта избавлена от воды.

ных полей. Они предложили откачивать воду с глубоких горизонтов, находящихся ниже пластов угля, через буровые скважины, расположенные в строго определенном порядке (в зависимости от залегания горных пород) до начала разработки пластов угля, с тем чтобы и постройка шахты и ее работа проходили бы в условиях кеобводненяых горных пород. Для этой цели им к совместно с конструктором В, А. Рикманом были сконструированы специальные артезианские турбинные насосы, специальный буровой инструмент.

Родиной подобных глубинных артезианских насосов является каша страна. Инженер В. Л. Пушечников еще в 1*892 году разработал первую в мире конструкцию артезианского насоса, предназначенного им для осушения водоносных песков в верховьях реки Яузы, в которых были заложены мытищинские водосборы. Русский инженер предложил опустить в буровой колодец турбинное колесо, закрепленное на вертикальном валу, соединенном с якорем вертикального электромотора, установленного на земной поверхности. Мотор, вращая вал, а с ним .и турбинное колесо, заставлял это колесо всасывать воду из грунта и поднимать ее по скважине вверх.

С той поры артезианские глубинные насосы значительно усовершенствованы и уже многие годы широко используются для водоснабжения в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Советские инженеры Д. М. Хохловкин и В. А. Рикман разработали новый тип турбинных артезианских насосов и применили их для откачки воды с глубоких горизонтов в целях осушения шахтных полей.

Свой новый метод советские инженеры впервые и очень успешно применили в Поплевнинском угольном месторождении на той самой шахте № 49, на которой много лет назад водная стихия, казалось, одержала полную победу.

В чем же секрет их успеха?

Он кроется не только в применении насосов большой мощности. Огромную роль сыграло и необычайно остроумное размещение этих насосов.

Чтобы понять, что это за размещение и в чем его особенности, представим себе поверхность подземных вод в виде

упругой резиновой пленки. Тогда насос, опущенный ниже горизонта, мы можем уподобить палке, упирающейся в нашу резиновую пленку.

Палка, упирающаяся в пленку, делает в ней местное понижение, похожее на воронку. Так же и насос создает местное понижение горизонта подземных <вод.

Однако какой бы мощности насос ни был, он никогда не сможет сделать это понижение таким большим, чтобы все штреки и забои шахты оказались над поверхностью горизонта грунтовых вод. Это невозможно еще и потому, что обычно насосы выкачивают воду из водосборных бассейнов, в которые вода поступает самотеком из всех выработок шахты.

И если продолжить нашу аналогию, место на пленке, в которое упирается наша палка, представляет собой как бы толстый наплыв резины, мешающий прогнуться всей пленке.

Что произойдет, если на пленку нажать сразу в нескольких точках, расположенных по дкружности на некотором расстоянии друг от друга? В пленке появится углубление с плоским дном. И оно может быть сделано тем больше, чем шире и чаще будут расставлены палки, упирающиеся в пленку.

Примерно так же поступили создатели нового способа осушения шахт. Устанавливая свои насосы так, что угольный пласт, подлежащий разработке, оказывается внутри некоторого контура, обозначенного насосами, они добились общего опускания уровня подземных вод на горизонт, лежащий ниже пласта угля.

Мы только что побывали в шахте № 49. Сухой ствол, сухие выработки рудничного двора, сухие штреки. Лишь кое-где из кровли протекают тоненькие струйки воды.

По низким прямым штрекам, среди ровных рядов крепления, мы прошли к самым отдаленным забоям шахты. Не верилось, что 18 лет назад в течение долгих месяцев шла здесь упорная борьба с водой, не переставая работали здесь насосы, выгоняя воду из горных выработок, и что потом 13 лет победившая вода держала шахту в плену.

Сейчас в шахте работает лишь один маленький насос, производительность которого равна 30 куб. м в час. Он один справляется с откачкой всей воды, притекающей в шахту из окружающих горных пород.

10 глубоких скважин было пробурено в разных местах шахтного поля, неподалеку от главного ствола шахты_г Артезианские турбинные насосы через эти скважины откачали воду из пород, залегающих выше пласта. Ныне уровень воды находится в 5—6 метрах ниже угольного пласта.

Посмотрим же на работу одного из этих насосов.

В небольшом оштукатуренном и побеленном помещении на металлической раме, вросшей -в бетонный фундамент, стоит вертикальный электромотор. От него вниз, в скважину, ка глубину около 50 м уходит вал, помещенный внутри трубы. Вращаясь от мотора, вал приводит в движение укрепленные на его нижнем конце колеса глубинного насоса. Колеса всасывают воду, подают ее в трубу. Новые и новые порции воды давят снизу на предыдущие, и вода под сильным напором льется из трубы на поверхность. Нескончаемый поток ее веселым ручьем убегает к огородам шахтеров. Невдалеке шумят моторы других скважин.

На поле шахты № 49 теперь работают всего лишь четыре глубинных насоса. Они откачивают 600—800 куб. м. воды в час, и этого вполне достаточно, чтобы уровень воды под землей не повышался, не достигал пласта угля. Вода не мешает больше производительной работе шахтеров.

Турбинные артезианские насосы конструкции советских инженеров, небольшие по своим габаритам и в то же время обладающие значительной производительностью, применяются и во многих других случаях.

Однажды прорвавшаяся из карстовых пустот вода затопила шахту «Гранковскую-2» треста «Сталиногорскуголь». Для осушения ее были применены новые насосы. На установку их потребовалось всего лишь несколько часов, а еще через двое суток было откачано несколько десятков тысяч кубометров воды, и шахта «Гранковская-2» снова вступила в строй. Откачка воды обычным способом заняла бы 20— 25 дней.

Предварительное осушение шахтных полей с помощью турбинных артезианских насосов — важное достижение советской горной техники. Оно открыло огромные возможности г ускорении строительства шахт и повышении производительности труда советских горняков.

Ныне во многих угольных районах нашей страны работают сотни глубинных артезианских насосов. Откачивая десятки и сотни тысяч кубометров подземных вод, осушая горизонты горных работ, они способствуют ускорению выполнения пятилетнего плана строительства шахт m добычи ископаемых.

Авторы этого важного технического новшества инженеры Д. М. Хохловкин, С. А. Криворог, Я. И. Балбачан,

B. А. Рикман, И. А. Лавров, Е. П. Кравцов и профессор

C. В. Троянский удостоены высокого звания лауреата Сталинской премии.

6