Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
4.8. Способы очистки от шламов отстойников горных производств
Эксплуатация водоотливных установок, откачивающих загрязненную воду из отстойников или водосборников горных предприятий, сопровождается гидроабразивным износом центробежных насосов, запорной арматуры, а также всасывающих и нагнетательных трубопроводов, следовательно решение вопросов снижения гидроабразивного износа насосного оборудования способствует повышению их производительности, увеличению срока их эксплуатации, неизбежно повышает их КПД, снижает электропотребление и, как следствие, является одним из источников экономии средств горнодобывающих предприятий [12].
В этой связи снижение абразивного изнашивания насосов и уменьшение затрат, связанных с эксплуатацией водоотливного оборудования, имеют важное народно-хозяйственное значение.
В литературных источниках по вопросам водоотлива горных производств рекомендуют борьбу с абразивным изнашиванием насосного оборудования производить следующим образом [13]:
1) приспосабливать центробежные насосы для водоотлива не осветленной от твердой составляющей воды;
2) выполнять предварительное осветление вод от твердого с последующим откачиванием осветленных вод насосами.
Интенсивное гидроабразивное изнашивание насосов, эксплуатирующихся на горных производствах, обусловлено следующими факторами:
- работа насосов на не осветленной воде (несоответствие плановых и фактических условий эксплуатации насосного оборудования);
- несовершенством технологии очистки водосборников от шлама.
Для обеспечения эффективности эксплуатации насосного оборудования горных производств, требуется научно обоснованная классификация способов очистки отстойников от шламов.
При разработке классификации представленной на рис. 4.14 использован принцип минимума затрат и она предназначена [12]:
- для обоснованного выбора способа очистки водосборника от шлама при соответствующих условиях эксплуатации насосов;
- для обеспечения степени осветления перекачиваемых вод от механических примесей до величин, соответствующих инструкциям заводов – изготовителей насосного оборудования;
- для принятия эффективной схемы сбора и транспорта шламов из водосборника при минимуме капитальных и эксплуатационных затрат;
- выбор способа очистки водосборника от твердого, обеспечивающий данную процедуру в автоматическом режиме.
Классификация позволяет четко определить тот способ очистки отстойников от шламов, который наиболее приемлем для соответствующего типа насосной установки, поэтому для снижения абразивного износа насосного оборудования применяют два способа:
- предварительное осветление воды до ее откачивания насосом;
- применение насосного оборудования, способного эффективно эксплуатироваться в данных условиях.
Например, очистку водосборников Гайского подземного рудника производят 2 раза в год, при этом длительность очистки составляет до 196 смен, а объем вывозимых шламов – до 157,2 тыс. т [13].
Для очистки водосборников на рудниках в настоящее время практически не применяют скреперы [12]. На рудниках Учалинского и Гайского ГОКов очистку водосборников и шламоотстойников производят погрузочно-доставочными машинами, подземными автосамосвалами и вагонетками рудничного транспорта, что приводит к снижению производительности рудника и соответственно к увеличению парка технологических машин.
Осветление вод, содержащих шламовые смеси, возможно осуществить в горизонтальном, вертикальном отстойнике либо гидроциклоне. Использование соответствующего типа отстойника целесообразно для определенных горных предприятий. Так, для действующих шахт предпочтительны горизонтальные отстойники ввиду минимума капитальных затрат на строительство и удобство дальнейшего обслуживания, а для обогатительных фабрик предпочтительным является применение вертикальных отстойников либо гидроциклонов, которые, обладая достаточной компактностью, прекрасно вписываются в соответствующие корпуса фабрик.
Рис. 4.14. Классификация способов очистки водосборников
от шламовых смесей
При использовании горизонтальных отстойников способы очистки шламовых емкостей разделяются на механические, и гидравлические.
Главным недостатком механических способов очистки отстойников является их периодичность и низкая эффективность, что, в свою очередь, приводит к недостаточному осветлению откачиваемых насосами вод, а следовательно к повышенному абразивному их износу.
Гидравлические способы очистки отстойников способствуют непрерывности удаления шламовых смесей, что, несомненно, является показателем эффективности осветления откачиваемых вод, обеспечивающих минимальный гидроабразивный износ насосного оборудования. При достижении равного эффекта осветления вод от шламов гидравлическими способами окончательный его выбор производится путем технико-экономического сравнения затрат по вариантам, например, использование поршневых насосов высокого давления, обладающих значительной стоимостью, и гидроэлеваторов изготавливаемых в ремонтно-механических мастерских горного предприятия.
Степень осветления вод в вертикальных отстойниках и гидроциклонах, является очень высокой, но капитальные и эксплуатационные затраты, связанные с использованием этих способов, значительны.
На горных предприятиях применяют способы очистки отстойников без осветления, но с предварительным взмучиванием шламов, перфорированным скрепером или сжатым воздухом, для чего применяют поршневые насосы высокого давления, гидроэлеваторы, шламовые насосы, эрлифты.
Следующим этапом является транспорт шламов к месту разгрузки и в классификации даны два варианта – цикличный и непрерывный.
После предварительного осветления, вод осевший в отстойниках шлам различной крупности, находится в жидком виде, следовательно, его транспорт в таком состоянии (вагонетка, автосамосвал, ковш погрузочно-доставочной машины и т.д.) является не эффективным, из за расплескивания в момент движения ПДМ. Это приводит к значительной продолжительности чистки отстойников и отрыву от основных видов работ, как обслуживающего персонала, так и соответствующего способу чистки типа транспортного и технологического оборудования, что, в свою очередь, ведет к завышенным расходам на очистку шламовых емкостей. Данный способ очистки и транспорта шламов является неэффективным ввиду его периодичности, высокой трудоемкости и опасности из за большого объема использования ручного труда. Но, самое главное, из за, несвоевременности очистки шламовых емкостей эффект осветления откачиваемых вод значительно уменьшается, что, в свою очередь, приводит к интенсивному абразивному износу насосного оборудования.
Применение гидравлического способа очистка шламовых емкостей от твердого – наиболее актуальная задача, т.к. рациональным способом повышения эффективности эксплуатации рудничных водоотливных установок является использование в технологических схемах главного водоотлива рудников высоконапорных гидроэлеваторных установок, периодически откачивающих шламовые смеси из отстойников водосборников на дневную поверхность (или на промежуточные горизонты при многоступенчатом водоотливе).
В результате анализа существующих способов очистки вод от шлама установлено, что требованиям, предъявляемым к ним, наиболее полно удовлетворяет водоструйный насос – гидроэлеватор, достоинством которого является надежность и возможность полной откачки шлама из водосборника при простоте обслуживания. При этом обеспечивается работа насоса главного водоотлива на осветленной воде, а также полное удаление шламов из водосборника, что позволит повысить технико-экономические показатели водоотливных установок, увеличить их срок службы, существенно снизить затраты на очистку водосборников от шлама.