Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

1.5. Физико-механические показатели и химические свойства шахтных вод

Сводные данные по физико-механическим показателям и химическому составу вод подземных рудников Южного Урала приведены в табл. 1.11.

Дисперсность взвешенных веществ в шахтной воде составляет 0,1–2,0 мм. Изучение представленных данных свидетельствует о том, что воды подземных рудников медноколчеданных месторождений непрерывно перемещают во взвешенном состоянии от нескольких миллиграмм до 12 г и более (шламов) механических примесей в литре воды, а в воде УПР количество шламов составляет от 3–50 г/л.

В табл. 1.12 приведены данные ситового анализа механических примесей (шлама), взвешенных в воде подземных рудников.

По данным В. М. Попова [117–118, 124], наличие большого количества механических примесей в шахтных водах вызывает повышенный износ щелевых уплотнений насосов, разгрузочных устройств и вследствие этого преобразование кольцевой концентрической щели в серповидную. Увеличение зазоров уплотнений в насосе от 0,4–2 мм ведет к возрастанию объемных потерь от 0,4–5 м3/ч, снижению объемного КПД на 5–8 % и повышению расхода электроэнергии на 4–6 %. Наличие взвешенных в воде механических примесей, из которых минеральных частиц оказывается до 60–80 %, приводит к быстрому абразивному износу проточной части насосов, увеличению радиальных зазоров в уплотнениях колес и между ступенями и (как следствие этого) к снижению производительности и КПД насосов, возрастанию осевых усилий, а это, в свою очередь, приводит к преждевременному износу деталей насоса, перерасходу электроэнергии и снижает надежность работы водоотливной установки в целом [12].

Наличие абразивных частиц в воде также ускоряет процесс разрушения водоотливной арматуры, вследствие чего нарушается её герметичность, а наличие в шахтной воде кислот ускоряет коррозионный износ водоотливного оборудования, так как защитный слой окисленного металла непрерывно разрушается абразивными частицами, транспортируемыми во взвешенном состоянии в воде.

Таблица 1.11

Физико-механические показатели и химический состав вод
подземных рудников Южного Урала

Подземный

рудник,

гор.

Взвеш.

вещества, мг/дм3

Сухой

ост.
мг/дм3

рН

Жест.

воды,

моль/ дм3 экв

Cl

SO4

Ca

Mn

Na

Fe

Cu

Zn

ГПР,

260 м

685 м

830 м

-

-

12720

8831

6676

3,0

4,2

5,4

-

-

-

580,3

423,1

502,8

7360,4

4475,2

3562,0

865

692

513

133,2

148,1

38,2

-

-

-

1014,6

698,2

413,

195,9

165,0

90,3

227,8

68,1

64,51

УПР,

144 м

460 м

3000-7000

150-200

50000

-

-

3-7

4,2

7,2

20-30

49,5

26,5

-

135,1

146,0

-

4111,4

1314,2

-

320

30-100

407,4

11,9

-82,8

142,5

50-400

27,3

0,18

30-50

44,51

0,03

300-1000

178,2

22,63

УзПР,

340 м

640 м

2356

5540-29972

2370

2869

7,0

5,25

-

-

-

56.1

-

1942,8

-

158,3

-

7,42

-

563,3

-

0,67

-

0,12

-

83,2

СПР

38,6

1798,1

7,315

21,885

92,453

1002,6

10,1

0,632

-

0,697

0,036

0,57

МПР

2790-15870

1934

4,3-5,9

-

48,3

1374,8

143,5

6,8

-

0,54

0,11

65,6

БПР

587,6

2449,7

5,1

-

510,6

1055,5

-

3,1

-

8,426

12,49

5,05

Таблица 1.12

Ситовой анализ шламов Учалинского и Узельгинского ПР

п/п

Наименование

продуктов

Класс

крупности,

мкм

Выход,

%

п/п

Наименование

продуктов

Класс

крупности, мкм

Выход,

%

Учалинский подземный рудник

1

Водосборник

№1, гор.
460 м

+74

+44

-44

итого

40,6

12,20

47,74

100,0

4

Водосборник

№1, гор.
564 м

+74

+44

-44

итого

16,18

6,96

76,96

100,0

2

Водосборник

№2, гор.
460 м

+74

+44

-4

итого

40,20

23,96

35,84

100,0

5

Водосборник

№2, гор.
564 м

+74

+44

-44

итого

70,35

5,10

24,55

100,0

3

Водоотливная

канава гор. 460 м

+74

+44

-44

итого

98,68

0,45

0,87

100,0

6

Шламосборник, гор.
564м.

+74

+44

-44

итого

16,26

3,12

80,62

100,0

Узельгинский подземный рудник

1

Водосборник

№1, гор.
340 м

+74

+44

-44

итого

26,99

6,54

66,47

100,0

10

Водосборник

№2, гор.
640 м

+74

+44

-44

итого

6,50

2,93

90,57

100,0

2

Водосборник

№2, гор.
340м.

+74

+44

-44

итого

1,58

4,76

93,66

100,0

11

Выход из

шламоотстойника

гор.640м.

+74

+44

-44

итого

0,62

2,48

96,90

100,0

3

Водоотливная

канава под

скважиной

гор. 340 м

+74

+44

-44

итого

17,81

11,95

70,24

100,0

12

Устье с юга

гор. 640 м

+74

+44

-44

итого

68,8

26,75

4,45

100,0

4

Водо-

перепускная

скважина

(ВПС)

гор. 610 м

+74

+44

-44

итого

87,34

6,81

5,85

100,0

13

Вход в

шламоотстойник

гор. 640 м

+74

+44

-44

итого

 

5

ВПС

гор. 630 м

+74

+44

-44

итого

53,80

12,34

33,86

100,0

14

Водосборник

№1, гор.
771 м

+74

+44

-44

итого

3,62

2,32

94,06

100,0

6

ВПС

гор. 580 м

+74

+44

-44

итого

12,13

13,24

74,63

100,0

15

Водосборник №2, гор.
771 м

+74

+44

-44

итого

10,64

2,31

87,05

100,0

7

ВПС

гор. 550 м

+74

+44

-44

итого

20,26

2,66

77,08

100,0

16

Шламоотстойник

гор. 771 м

+74

+44

-44

итого

4,58

2,34

93,08

100,0

8

Вентиляционно-транспортный

штрек-север

гор. 550 м

+74

+44

-44

итого

3,64

20,22

46,14

100,0

17

Водоотливная

канава гор. 771 м

+74

+44

-44

итого

0,09

0,06

99,85

100,0

9

Водосборник

№1, гор. 640 м

+74

+44

-44

итого

12,6

7,79

79,61

100,0

       

Выполненный анализ гидрогеологических и горнотехнических условий эксплуатации шахтных центробежных насосов позволил сформулировать основные задачи, поставленные в настоящей работе. С учетом того, что одним из основных (недостающих звеньев) нерешенных компонентов общей проблемы повышения эффективности эксплуатации водоотлива медноколчеданных рудников является недостаточный уровень разработки способов очистки водосборников от шлама и как следствие повышенный гидроабразивный износ насосов, вопросы обеспече-ния энергосберегающих условий эксплуатации рудничных водоотливных установок для конкретных технологических схем с учетом повышенного гидроабразивного износа насосов, а также заиливания водосборников с целью снижения энергетических затрат и увеличения межремонтных периодов составляют основные цели и задачи настоящей работы.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074