Контрольные вопросы

1. Область применения пневмотранспорта.

2. Типы пневмотранспортных установок.

3. Достоинства и недостатки пневмотранспортных установок.

Тема 7

Классификация и принципиальные схемы гидротранспортных установок

По принципу действия гидротранспорт может быть самотечным и напорным. Этот вид транспорта может быть применен для доставки горной массы при гидравлическом способе разработки месторождения, от очистного забоя до обогатительной фабрики на поверхность. При этом могут быть совмещены доставка, откатка и подъем груза по вертикальным выработкам. Гидротранспорт может использоваться для перемещения горной массы между отдельными механизмами и аппаратами на обогатительных фабриках, транспортирования хвостов в отвалы и породы при гидровскрышных работах на разрезах, а также для механизации закладочных и заиловочных работ.

Рис. 7.1 Гидротранспортные установки: а – самотечный транспорт; б – с естественным напором; в, г – с искусственным напором

Самотечный транспорт (рис. 7.1, а) применяют на шахтах для доставки полезного ископаемого по горизонтальным и слабонаклонным выработкам с углом наклона не менее 0,03-0,07 при грузопотоках до 600 т/ч с длиной транспортирования до 1500 м. Перемещение груза при самотечном транспорте производится по деревянным и металлическим желобам, лоткам и дренажным канавам. При самотечном транспорте перемещение гидросмеси происходит под действием силы тяжести (скорость грузу сообщается за счет разности отметок h).

Напорные гидротранспортные установки используют при транспортировании насыпных грузов. Принцип их работы – перемещение гидросмеси под напором по трубам на необходимую высоту. Гидротранспортные установки могут иметь естественный напор, для чего необходим вертикальный или наклонный став трубопровода, и искусственный, создаваемый углесосами или центробежными насосами с питателями.

Установки с естественным напором (рис. 7.1, б) применяют для подачи в шахту закладочных материалов в выработанное пространство лав или в другие погашаемые горные выработки. Такие установки сооружают на поверхности шахты вблизи ствола, в котором проложены трубы для спуска пульпы.

Из приемного бункера 1 дробленая порода крупностью до 50 мм поступает в трубы 3, одновременно с этим в трубопровод 2 подается вода в количестве, необходимом для создания нужной концентрации пульпы.

Пульпа перемещается по трубопроводу 3, затем под давлением столба жидкости высотой Н переходит в проложенные по горным выработкам трубы и перемещается по ним до места закладки. Длина транспортирования L составляет (5 ÷ 6) Н при грузопотоке до 150 м³/ч и крупности материала 50 мм.

Напорное гидротранспортирование с искусственным напором (рис. 7.1, в, г) осуществляется под действием напора, создаваемого углесосами или центробежными насосами. Напор должен обеспечивать перемещение пульпы по трубопроводам и подъем ее на необходимую высоту.

Для загрузки пульпы в пульпопроводы применяют две принципиально различные схемы.

Схема загрузки с помощью углесосов (рис. 7.1, в) целесообразна для транспортирования по горизонтальным выработкам и подъема пульпы на поверхность шахты. Схема обеспечивает производительность до 1000 т/ч при высоте подъема на один углесос до 300 м. Пульпа из пульпосборника 3 захватывается углесосом 4 и далее перемещается по пульпопроводу 5.

Схема загрузки посредством центробежных насосов с питателем (рис. 7.1, г) на гидрошахтах не применяется, так как насосы не приспособлены для перекачки пульпы. Такие установки используют для подачи породы в отвал. Производительность установок до 1600 м³/ч, при длине транспортирования до 10 км и крупности кусков до 100 мм. Перед подачей в питатель породу дробят. Насос 1 из водосборника 2 захватывает чистую воду и подает в трубы, куда по пути поступает дробленая порода из питателя 4.

В установках с углесосами высота и производителньость могут быть увеличены в несколько раз, если углесосы переключить на последовательную или параллельную работу. Однако для этого требуются дополнительно оборудование и сооружение камер, увеличение численности обслуживающего персонала, что обусловит рост стоимости транспортирования и возможной аварийности из-за увеличения количества оборудования.

При использовании углесосов (рис. 7.1, в) уголь в лаве поступает в рештаки, где смешивается с водой. Пульпа доставляется на откаточные штреки и с помощью транспортных средств 1 подается в зумпф 3 (пульпосборник), но перед этим дробится на дробилке 2. Из зумпфа пульпа захватывается углесосом 4 и транспортируется по пульпопроводу 5 на поверхность. Из пульпопровода пульпа направляется на обезвоживающий виброгрохот 6. Крупный уголь после виброгрохота поступает на конвейер 7 и далее на обогатительную фабрику, склад или непосредственно потребителю, а мелочь с водой – в шламовые отстойники 8. Осветленная вода из шламовых отстойников поступает в резервуары насосной станции и затем снова подается в шахту на гидромониторы.

Напорные гидротранспортные установки с питателями и центробежными насосами (рис. 7.1, г) применяют для подъема угля из глубоких шахт. Высота подъема на один насос достигает 1300 м.

Применение центробежных насосов для перекачки пульпы из глубоких шахт является более перспективным по сравнению с углесосами, но ограничивается сложностью процесса загрузки угля (породы) в пульпопровод. Технологическая схема такой установки (рис. 7.1, г), где вместо углесоса используется центробежный насос. Насос 1 захватывает чистую воду из водосборника 2 и перемещает ее по трубопроводу 3. На пути движения воды над трубопроводом устанавливается питатель 4, который подает уголь в пульпопровод 5. Питатель загружается из бункера 9, в который уголь определенной фракции поступает из дробилки 10. Загрузка угля из питателя в трубопровод 3 должна происходить так, чтобы вода пошла не в бункер, а в пульпопровод 5. Пульпа, поступившая на поверхность шахты, принимается так же, как и по схеме с углесосом.

Положительные свойства гидротранспорта: непрерывность транспортирования угля по сложной трассе с подъемом под любым углом и по вертикали; значительная длина транспортирования без промежуточных перегрузок; возможность полной автоматизации транспортных работ; невысокая трудоемкость; возможность перемещения грузов из нескольких мест в одно или, наоборот, из одного в несколько путем применения разветвленных трубопроводов; отсутствие пылеобразования и потери угля.

Недостатки гидротранспорта: ограничение транспортирования груза по размеру отдельных кусков; необходимость дробления угля; увлажнение и, следовательно, снижение качества угля; быстрый износ трубопроводов, а при углесосах – износ направляющих аппаратов; значительный расход электроэнергии; потребность большого количества воды; опасность застревания пульпы в пульпопроводах и замерзания ее в трубах при низких температурах; порывы на стыках и заиливание горной выработки.