Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Введение
Светлой памяти
Алексея Илларионовича Веселова
посвящается
Интенсивная разработка шахт и рудников, внедрение высокопроизводительных, эффективных технологий с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями привели к быстрому нарастанию глубины подземных рудников и появлению существенного объема абразивных механических примесей в шахтной воде, что поставило рудничный водоотлив перед сложной проблемой очистки водосборников от шламовых смесей и защиты насосов от гидроабразивного износа. В этих условиях в общем балансе энергопотребления на долю водоотлива приходится 20-40 % расхода всей электроэнергии подземного горного предприятия, поэтому повышение эффективности комплексов водоотлива и снижение расходов электроэнергии позволят значительно повысить технико-экономические показатели функционирования комплексов водоотлива и снизить затраты на добычу одной тонны полезного ископаемого.
Опыт эксплуатации водоотливных установок медноколчеданных рудников, оборудованных центробежными секционными кислотоупорными насосами типа ЦНС(К), показал, что их фактическая наработка до капремонта составляет 248-1000 часов, в то время как в «Руководстве по эксплуатации насосов ЦНС(К) 300-120...600.000 РЭ» указано 6500 часов, что объясняется наличием в откачиваемой шахтной, кислотной воде с рН 3-4 значительного объема высокоабразивных примесей горных руд и пород, не соответствующих требуемым заводом-изготовителем условиям эксплуатации насосного оборудования.
В соответствии с ТУ 24-8-650-72 шахтные секционные насосы (типа ЦНС) предназначены для перекачивания нейтральной воды с температурой не более 60°С и содержанием механических примесей до 0,2% по массе при размерах твердых частиц не более 0,2 мм. Допускается величина твердых частиц до 2 мм в количестве до 15% от содержания механических примесей.
Кислотоупорные насосы типа ЦНСК предназначены для перекачивания кислотных вод (рН < 7) с содержанием серной кислоты до 0,5% и температурой не выше 40°С. Содержание механических примесей не должно превышать 0,1% по массе, размеры твердых частиц должны быть не более 0,1 мм.
В соответствии с ТУ 3631-001-56634509-2003 секционные насосы (типа АЭНЦСК) предназначены для перекачивания воды на водоотливе с рН=3,5-8,5 и содержанием механических примесей не более 0,2% по объему и размером частиц не более 0,2 мм с микротвердостью не более 1,47 ГПа.
Однако в реальных условиях эксплуатации содержание механических примесей горных руд и пород доходит до 4 – 5% от объёма откачиваемых шахтных вод (Узельгинский, Учалинский и другие подземные рудники), что приводит к интенсивному гидроабразивному износу водоотливного оборудования и прежде всего насосов, наработка которых до капитального ремонта значительно сокращается. Это связано с большими материальными затратами и, в конечном счете, с удорожанием добычи полезного ископаемого.
Отсюда всемерное снижение гидроабразивного износа насосов водоотлива является актуальной проблемой, требующей своего решения.
За последние десятилетия в области шахтного водоотлива и в частности гидроабразивного износа водоотливного оборудования выполнен довольно значительный ряд НИР. К наиболее значительным следует отнести работы В. Г. Гейера и его последователей Е. А. Воловика, В. Б. Малеева, В. М. Яковлева и других (Украина), А. И. Бороховича, А. В. Долганова, В. В. Олизаренко (РФ). Однако рассмотренная проблема еще далека до своего окончательного решения.
В настоящей работе рассмотрены основные пути её решения, главными из которых являются мероприятия по снижению содержания механических примесей в откачиваемой насосами шахтной воде и по повышению износостойкости элементов проточной части насосов.