§ 5. Гидравлическая укладка пород в отвалы

При гидромеханизации размытая водой порода по трубопроводу подается в отвал, который намывают также с помощью воды. Послед­ний в отличие от отвалов, насыпаемых сухим способом, называют гидроотвалом (рис. 197).

На гидроотвалах пульпа отстаивается, порода осаждается, а освет­ленная вода направляется для повторного использования.

При вскрышных работах под гидроотвалы чаще всего используют низины, балки, овраги. Отведенную под гидроотвалы площадь обва­ловывают дамбами.

Необходимую емкость гидроотвала определяют по формуле

где р — коэффициент укладки (1,1—1,3); V — объем породы в целике, м³;

Р₀ — необходимый объем отстойника (принимается равным пяти-, шестидневному расходу пульпы, подаваемой в отвал), м^а.

Д ля обваловки применяют экскаваторы и колесные скреперы. Породу в гидроотвал укладывают следующими способами: из торца постепенно наращиваемого отвального пульповода, укладываемого на опорах; через несколько одновременно действующих выпусков отвального пульповода, уложенного по периметру участка отвалов — через так называемый кольцевой намыв; комбинированным, при кото­ром основную часть пульпы подают через торец отвального пульпо­вода в пруд-отстойник, а остальную часть — из выпусков отвального пульповода, уложенного по пери­метру участка отвалов для повы­шения дамб обвалования.

£5

Рис. 197. Схема гидроотвала:

иба обвалования; 2 — колодец; 3 — пульповод; 4 — канава.

Для осветления воды у водо­сбросного колодца создают отстой­ник, в котором осаждаются ма­лые частицы породы. При со­держании в пульпе большого количества мелких глинистых ча­стиц для лучшего отстоя воды ус­траивают несколько последова­тельных отстойников непрерыв­ного действия. В первом осаж­даются наиболее крупные частицы породы, а в последующих — более мелкие. Такая схема организации отстоя особенно необходима при работе с оборотом воды.

Осветленную воду чаще всего сбрасывают через водосбросный колодец по трубе.

По мере повышения отметок намыва колодец наращивают. Водо­сбросную трубу соединяют с нижней частью колодца и выводят за пределы дамбы обвалования.

§ 6. Водоснабжение гидроустановок

Расход воды при гидромониторной разработке очень большой и достигает 15 м³ на 1 м³ породы в целике.

Водоснабжение может быть самотечным и принудительным. Подача самотеком возможна в условиях благоприятного рельефа местности, позволяющего подвести воду с необходимым напором к участку работ при помощи канала.

Принудительное водоснабжение является наиболее распространен­ным способом и производится при помощи насосов, которыми вода из водоисточника подается к гидромониторам. При подаче воды из водоисточника насосами водоснабжение организуют по двум

основным схемам: прямоточной (рис. 198, а) и с кругооборотом воды (рис. 198, б). Прямоточное водоснабжение применяют в том случае, если дебит водоисточника больше или равен расходу воды, необходи­мому для работы установки. В этом случае насосную станцию распо­лагают у водоисточника и воду подают в забой, с расходом, равным водопроизводительности гидромониторов.

На практике обычно применяют водоснабжение с кругооборотом воды, которое является наиболее экономичным. По этой схеме освет­ленная вода из гидроотвалов снова поступает в систему водоснабже­ния и, таким образом, находится в непрерывном обороте. На водохра­нилище образуют насосную станцию «подпитки», которая по трубо­проводу подает дополнительное количество воды к основной насос­ной станции.

Рис. 198. Схемы водоснабжения гидроустановок:

1 — река; 2 — основная насосная станция; 3 — водовод; 4 — карьер; 5 — пульповод; б — гидроотвал; 7 — водо­сборный колодец; 8 — водосборная канава; 9 — станция подпитки; 10 — отстойник.

Потери воды при работе с кругооборотом для различных условий и пород различны и составляют для песчаных пород 7—10%, для гли­нистых пород 15—20% общего потребления воды гидроустановок.

Расход воды W, необходимый для работы установок, определяется по формуле

W = Aq, м³, (224)

где А — сезонный объем разрабатываемой породы, м³; q — удельный расход воды, м³/м⁸.

Для водоснабжения гидроустановок применяют передвижные и стационарные насосные станции.

Передвижные насосные станции устраивают обычно у водосбор­ников в непосредственной близости от гидромониторных забоев.

В стационарных насосных станциях агрегаты устанавливают на бетонный или свайный фундамент.

Для подачи воды к гидромониторам и создания необходимого напора чаще всего применяют центробежные насосы типа НД (насос двустороннего всасывания) и типа Д.

Если напора одного насоса недостаточно, то устанавливают два, а иногда и более насосов один за другим, присоединяя напорный тру­бопровод от первого насоса к всасывающему патрубку последующего.

Основные параметры насосов выбирают по рабочим характеристи­кам, представляющим графическое изображение зависимости напора, коэффициента полезного действия и мощности от производительности насоса при постоянном числе оборотов.

Трубопроводы, которые служат для подвода воды от насосной станции к гидромониторам (водоводы), бывают: магистральные, про­кладываемые от насосной станции до борта карьера (служат 2—3 се­зона и более); карьерные, предназначенные для подачи воды внутри карьера и переукладываемые вслед за передвижением горных работ; разводящие (забойник), идущие от карьерного трубопровода до гид­ромонитора.

Трубопроводы состоят из труб, фасонных частей и арматуры. Магистральные трубопроводы укладываются на значительный срок и не подвергаются частым передвижкам.

Для водоводов применяют стальные трубы, которые соединяют сваркой, фланцами и быстроразъемными соединениями.

Фланцевые и быстроразъемные соединения используют на карьер­ных и отвальных трубопроводах. Сварные соединения применяются только в магистральных трубопроводах.

Гидромонитор присоединяют к трубопроводу фланцевыми и свар­ными соединениями. Известно также телескопическое соединение гид­ромонитора с трубопроводом. Оно представляет собой две вдвинутые одна в другую трубы. В результате гидравлического давления вну­тренняя труба может постепенно выдвигаться, перемещая вперед и гидромонитор.

Гидравлический расчет водовода заключается в определении потерь напора, которые слагаются из линейных и местных. Линейные потери (по длине трубопровода) возникают в резуль'тате трения потока о стенки трубопровода и определяются по формуле

h = iL_т, м вод. ст (225)

где i — потери напора на каждый метр длины трубопровода (опреде­ляются расчетом или по специальным таблицам), м вод. ст.;

L_т — длина трубопровода, м.

Местные потери напора обусловливаются местными сопротивле­ниями, которые возникают при внезапных расширениях, сужениях, задвижках, коленах, поворотах и т. д. и определяются по формуле

h_м = ε υ²/2g, м вод. ст., (226)

где ε — коэффициент сопротивления в зависимости от местного препятствия»;

g — ускорение силы тяжести, м/сек².

Местные потери напора принимают обычно в размере 5—10% от потерь напора по длине трубопровода.

Полную потерю напора в водопроводной сети определяют суммиро­ванием потерь на отдельных участках трубопроводов.

Необходимый напор насосной станции может быть определен из уравнения

Н_н.с. = Н₁ + Н₂ ± Н_{3 +} ∑h , м, (227)

Н₁ - рабочий напор у насадки гидромонитора, м;

Н₂ - геодезическая высота всасывания (разность отметок гори­зонта воды в водоисточнике и оси насоса), м;

Н₃ геодезическая высота подачи (разность отметок оси насоса и оси гидромонитора), м;

∑h — сумма местных и линейных потерь в системе водоподачи, м вод. ст.

Оборудование для насосной станции (тип и количество насосов) выбирают из условия обеспечения необходимой водопроизводитель-ности станции и величины напора в водоводной системе.