По схеме гидротранспорта цементного сырья (мела, /глины, известняка) от карьера до предприятий, представленной на рис. 1.1, а, порода грузится экскаваторами в карьере в автосамосвалы или думпкары, которые доставляют ее к отделению приготовления шлама. Здесь производятся помол горных пород и приготовление шлама минимальной влажности, обеспечивающей движение его в трубопроводе. Шламы перекачивают угольными насосами на цементный завод. На трассе шламопро-вода устраиваются перекачивающие станции. Из шламопровода сырье поступает в горизонтальные шламбассейны цементного завода.

В схемах гидротранспорта по удалению отходов горно-пере-рабатываклцих предприятий процесс гидротранспортирования совмещен с технологическим процессом предприятия. Задачей системы гидротранспорта в этом случае является перемещение определенного количества твердого материала (отходов производства), которое обусловлено производительностью предприятия.

Рис. 1.1. Транспортно-технологические схемы гидромеханизированных предприятий
а — схема гидротранспорта песчано-гравийных материалов: 1 — землесосный снаряд; 2 —1 перекачивающая насосная станция; 3 — установка классификации и обезвоживания; 4 — отстойник; 5 — насосная станция оборотного водоснабжения; 6 — пульпопровод; 7 — водопровод: б — схема гидротранспорта цементного сырья: 1 — отделение шла-моприготовления; 2— перекачивающая насосная станция; 3 — шламбассейн; 4 — насосная станция; 5 — шламопровод; 6 — водопровод; в — схема гидротранспорта отходов обогатительных предприятий

Основное оборудование, технические параметры и режимы работы гидротранспортных установок указанных предприятий приведены в табл. 1.1. Планы размещения технологического оборудования в типовых стационарных насосных станциях I и II подъема гидромеханизированных предприятий промышленности строительных материалов показаны на рис. 1.2. Каждый из установленных на станции насосных агрегатов работает на отдельный трубопровод. Система внутристационарных коммуникаций всасывающих и напорных трубопроводов обеспечивает бесперебойную подачу гидросмеси при остановке любого из насосов. Вдоль трассы насосы работают «из насоса в насос». Согласованная работа всех агрегатов обеспечивается автоматизацией.

Трубопроводы, по которым транспортируется гидросмесь в системах гидротранспорта заводов промстройматериалов, имеют диаметры от 150 до 400 мм и изготавливаются из стальных бесшовных горячекатаных труб.

Рис. 1.2. Типовые стационарные насосные станции 1 и И подъема
а — двухагрегатные; б — трехагрегатные; 1 — грунтовые насосы; 2,6 — электродвигатели; 3, 4 — задвижки; 5 — вакуум-насос; 7 —сток; 8 — дренажный насос

В последние годы Уральским научно-исследовательским трубным институтом (УралНИТИ) Минчермета СССР разработаны биметаллические трубы с внутренним коррозионно-стойким и абразивоустойчивым слоем. По данным института-разработчика, срок службы таких труб при перекачке по ним песчано-гравийных смесей в 3—4 раза выше срока службы применяемых на гидромеханизированных предприятиях труб из малоуглеродистой стали.

Разработанная УралНИТИ износостойкая труба представляет собой биметаллическую трубу, наружный слой которой выполнен из углеродистой стали, а внутренний — из абразиво-стойкого высокоуглеродистого сплава. Слои прочно соединены между собой по всей поверхности трубы. Так как для изготовления износостойких труб не требуется применение дорогостоящих и дефицитных легированных сталей (например, хромистых сталей и др.), то себестоимость изготовления абразивостойких труб значительно снижается.

УралНИТИ разработаны также принципиальные технологические основы изготовления износостойких соединительных частей для труб, что позволяет конструировать равноизносостойкие по всей длине трубопроводы. Стыковые соединения труб при этом могут выполняться сварными или разъемными.

Биметаллические трубы испытаны на абразивное изнашивание в промышленных условиях Урупского горнообогатительного комбината при перекачке закладочных щебеночных смесей, а также на объекте треста Уралсибгидромеханизация Минмон-тажспецстроя СССР.

Серийное производство биметаллических труб организуется Союзтрубосталем Минчермета.

По данным Урал НИТИ, экономический эффект от использования абразивостойких труб при гидротранспорте по ним абразивных твердых материалов составляет 10—15 тыс. руб. на 1 км.

Для перекачивания высокоабразивных гидросмесей ВНИИГидромашем разработаны грунтовые насосы типа ГрА. Они могут перекачивать гидросмеси с объемной концентрацией твердых включений до 30% и максимальной крупностью до 6 мм. Насосы ГрА обладают повышенной надежностью, ресурс работы их увеличен в 2,0—2,5 раза по сравнению с широко применяемыми в системах промышленного гидротранспорта насосами типа Гр.

Насосы имеют пять опорных стоек, используемых в зависимости от размера машины, плотности перекачиваемой среды и других факторов. Конструкция насосов широко унифицирована. Насосная часть — двухкорпусная. В едином наружном корпусе могут быть заложены внутренние детали проточной части (из металла, минералополимерной композиции, резины), соответствующие различным перекачиваемым средам и условиям эксплуатации. ‘

Насосы типа ГрА предусматривают возможность регулиоо вания частоты вращения, что позволяет согласовывать хаоакте ристики насосов и гидросистем в конкретных условиях эксплуа тации. Соединение вала насоса и электродвигателя осуществляется через клиноременную передачу или упругую муфту.

Рекомендованы к серийному производству насосы ГрА170/40, ГрА350/40, ГрА700/40, ГрА900/67, ГрА1800/67 (в обозначениях насосов в числителе указывается подача, м3/ч, в знаменателе — напор, м).

В качестве обобщающего примера совершенствования эксплуатации гидроустановок рассмотрим опыт передовых предприятий Главмоспромстройматериалов, в системе которых проводились работы по повышению эффективности гидротранспорта в технологических процессах добычи и переработки нерудных материалов: внедрение системы автоматической стабилизации процесса гидротранспортирования при добыче земснарядами песчано-гравийных материалов; модернизация земснарядов марок 350-50Л я 100-40К с целью увеличения их производительности в условиях объектов Главмоспромстройматериалов; замена устаревших грунтовых насосов более совершенными; внедрение новых способов повышения износоустойчивости гидротранспортного оборудования и др.

На объектах добычи песчано-гравийных материалов эксплуатируются земснаряды марок 100-40К и 350-50JI, имеющие трубопроводные системы с диаметрами труб соответственно 400 и 600 мм. Производится гидротранспорт материалов, включающих крупные камни, валуны и другой негабарит, которые, попадая в трубопроводы и землесос, застревают там, обусловливая тем самым значительные простои (до 30% рабочего времени зачастую уходит на удаление застрявшего негабарита). Камни удаляют вручную. Помимо этого на указанных месторождениях имеют место обрушения забоев и обвалы их на всасывающий трубопровод, что приводит к срывам и кавитацион-ным режимам работы, изнашивающим машины. Все это снижает производительность и утяжеляет труд обслуживающего персонала.

Решение проблемы автоматического обеспечения эффективного гидротранспортирования пульпы при разработке земснарядами засоренных забоев является важным резервом повышения производительности и улучшения условий труда.

“Модернизация карьерных земснарядов марок 350-50Л и 100-40К направлена на повышение подачи гидросмеси и развиваемого напора, увеличение износоустойчивости гидротранспортного оборудования. Модернизация ведется по предложенной Московским горным институтом схеме и заключается в применении для земснарядов рабочих колес увеличенного диаметра.

На Окском карьере модернизация земснарядов марки 100-40К проведена путем замены на них устаревших землесосов марки ЗГМ-1 на землесосы марки 16Р-9М. Проведенными Московским горным институтом исследованиями по определению оптимального режима работы земснарядов 100-400К с землесосами 16Р-9М установлено, что на песчано-гравийных карьерах для получения оптимального режима необходимо рабочее колесо диаметром 900 мм в землесосе 16Р-9М заменить на колесо диаметром 950 мм и осуществлять перекачку по трубопроводу диаметром 426 мм. Эти рекомендации внедрены в производство. Наряду с этим, в целях увеличения долговечности в корпусе новых землесосов установлены сменные броневклады-ши. Это позволило удлинить срок службы землесосов.

На земснарядах другого типоразмера марки 350-50Л внедрены землесосы 20Р-11КУ. Они имеют рабочие колеса со вставными лопастями из марганцовистой стали. Этот материал оказался достаточно абразивостойким в условиях перекачивания песчано-гравийной смеси. По эксплуатационным данным соок службы такого колеса увеличился в 1,5—2 раза

При модернизации земснаряда марки 350-50Л, оборудованных землесосами 20Р-11КУ, увеличивается диаметр колеса до 1280 мм и всасывающего патрубка до 600 мм. При этом устанавливается электродвигатель мощностью 1600 кВт.

На карьерах Главмоспромстройматериалов практикуется круглогодичная работа земснарядов. Для обеспечения разработки обводненных забоев в зимнее время майна вокруг земснаряда и плавучего пульпопровода поддерживается путем воздействия гидромониторными струями на поверхность водоема в зоне, окружающей земснаряд и пульпопровод. Струи, вылетая из гидромониторных насадок с большой скоростью, создают бурный турбулентный поток в воде и тем самым препятствуют ее замерзанию. С этой целью на Окском карьере практикуется устройство в верхней части пульпопровода (где пульпа движется частично осветленной) сопел, из которых пульпа за счет давления в трубопроводе выбрасывается с большой скоростью в окружающую земснаряд воду. В качестве гидромониторных насадок здесь используются износоустойчивые втулки от тракторной гусеничной ленты.

Для повышения эффективности работы транспорта на предприятиях добычи и переработки песчано-гравийных материалов организована непрерывная линия транспортирования материалов от забойного участка карьера до приемного узла дробиль-но-сортировочной фабрики. На Окском карьере смонтирована конвейерная линия длиной 300 м, расположенная в подземной галерее. На Тарусском участке такая непрерывная транспортная линия построена для подачи материала от фабрики к речному причалу с погрузкой материала непосредственно в баржу.