Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
5.4. Особенности водосборников главного водоотлива
Воды подземных рудников непрерывно транспортируют во взвешенном состоянии в водосборник главного водоотлива различное количество шлама (нерастворимых механических примесей минерального и органического происхождения).
Количество шлама, транспортируемого водами некоторых подземных рудников медноколчеданных месторождений Южного Урала, приведено в главе 1.
Относительная мутность шахтной воды колеблется в довольно значительных пределах в зависимости от типа добываемого полезного ископаемого, глубины разработки, систем разработки месторождения с обрушением или закладкой выработанного пространства, а на медных рудниках еще и от наличия заиливания пожарных участков и т. п. факторов [12, 116, 117].
В среднем количество шлама в водах подземных рудников медноколчеданных месторождений достигает 6–32 г/л, при этом большие значения присущи подземным рудникам с системой разработки с твердеющей закладкой выработанного пространства. Примерно 70–80 % шламов состоят из осадков минерального происхождения. Содержание взвешенных минеральных примесей фракции 0,1–0,2 мм, например, на УзПР ОАО «УГОК УГМК» на гор. 640 м составило 42 % от всего количества шлама, а на гор. 340 м – 37 %. На УПР ОАО «УГОК» на гор. 190 м содержание примесей фракции 0,2–3,1 мм достигало 44 % всего количества осадков, а на горизонте 250 м – 82,2 %.
Таким образом, каждый кубический метр воды подземных рудников доставляет в среднем от 2,1 до 39 кг примесей, из которых около 70–80 % минерального происхождения.
Минеральные примеси обладают абразивными свойствами и, попадая в насосы, вызывают разрушение рабочих колес, направляющих аппаратов, изнашивают уплотнения. При откачке неосветленных вод одновременно с разрушением деталей происходит снижение производительности и КПД насоса, а следовательно, и перерасход электроэнергии.
На большинстве горных предприятий снижение механического износа насосов и водоотливного оборудования предусматривается путем осветления воды при непрерывном отстаивании в водосборниках, в которых вода протекает со скоростью от 5 до 7 мм/с [12, 32, 104, 116, 117, 124, 133]. Однако, как показала многолетняя практика работы горных предприятий, водосборники по истечении 1–2 месяца полностью заиливаются, и с этого момента осветление воды прекращается, а абразивные частицы вместе с водой непосредственно поступают в насос и ставы со всеми вытекающими из этого последствиями.
Даже при незаиленных водосборниках их осветляющий эффект не превышает 31% [124]. При этом абразивные примеси не задерживаются в водосборниках и поступают в водозаборные колодцы, в которых обнаруживается до 85 % шлама [12, 32, 104, 117, 124, 133], который поступает непосредственно с водой в насосы, вызывая их быстрое изнашивание.
На подземных рудниках с притоком 350 м3/ч по правилам безопасности необходимо иметь водосборник общей емкостью 1200 м3. В этом случае при осаждении только абразивных примесей из воды, несущей в среднем 6 г/л шлама (взвешенных частиц), полное заиливание водосборника наступит через 150–180 суток. Следовательно, ежегодно потребуется два-три раза производить удаление шлама с помощью ПДМ, шахтных вагонеток, клетевой подъемной установки, автосамосвала БелАЗ-540 и т. д. из водосборника, на что в среднем затрачивается до 90 смен, а годовая стоимость очистки превышает 4,5 млн. рублей [110–112]. При больших притоках положение еще более осложняется. Своевременная и быстрая очистка водосборников на подземных рудниках не производится вследствие несовершенной конструкции водосборников, необходимости частой их очистки, сложности и трудоемкости процесса удаления шлама.
Применение данного способа очистки водосборников (ПДМ и т. д.) от шлама неэффективно, так как является одним из самых трудоемких процессов, который до сих пор слабо механизирован [47, 52, 53, 61, 67, 112, 117, 124]. Но самое главное, после очистки водосборника данным способом уже через незначительный промежуток времени он снова зашламляется и вода не осветляется, что вызывает гидроабразивный износ насосов. Эксплуатация насосов в данном режиме приводит к существенному снижению наработки до капитального ремонта. По данным ОАО «УГОК», на УзПР средняя наработка насосов главного водоотлива на капитальный ремонт составляет 550 ч, а в условиях УПР – 248 ч.