5.2. Оборудование карьерного трубопроводного транспорта

Для эффективного применения гидромеханизации необхо­димо иметь основное и вспомогательное оборудование, ко­торое позволяет полностью использовать преимущества по­точной технологии.

В гидромеханизации используется оборудование различных конструкций и назначения: гидромониторы, насосы, грунтовые насосы (землесосы) и др. К числу ответственных сооружений в комплексе оборудования гидромеханизации относятся трубо­проводы. Часто в гидромеханизации используются: экскава­торы и бульдозеры для разрыхления пород, бульдозеры, трубо­укладчики и краны для передвижки оборудования, переукладки трубопроводов. Оборудование для рыхления и механизации вспомогательных работ относится к вспомогательному. В не­которых технологических процессах гидромеханизация приме­няется в сочетании с другими средствами механизации, на­пример гидротранспорт пород от экскаваторов или хвостов с обогатительных фабрик.

Гидромонитор (водомет) – устройство для создания и уп­равления полетом мощных водяных струй, используемых для разрушения и смыва горных пород. На карьерах преимущественно распространены гидромони­торы несамоходные, высокого давления с ручным или дистан­ционным управлением. Гидромониторы с дистанционным уп­равлением часто могут выполнять отдельные операции в авто­матическом режиме.

Основными частями гидромонитора являются нижнее и верхнее колена, ствол, насадка, шар­ниры поворота ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях и система управления. У гидромониторов с ручным управлением для этой цели используются рычаг и скоба на стволе. У гидромониторов с дистанционным управлением поворот ствола в горизонтальной и вертикальных плоскостях выполняется гидроцилиндрами. Подача команд к гидроцилинд­рам осуществляется с пу­льта.

Гидромонитор устанавливается на санях или опорном брусе. С целью увеличения опорной площади может использоваться пэн (специальный опорный лист – поддон, имеющий загнутые вверх края). К водоводу гидромониторы крепятся с помощью фланцевого соединения.

Насосы предназначены для перекачивания жидкостей и могут иметь различное конструктивное исполнение. В практике гидромеханизации преимущественно используются центробеж­ные насосы для чистой воды и пульпы (гидросмесей). В от­дельных случаях применяются водоструйные насосы (эжекторы и гидроэлеваторы) и насосы специальных конструкций (напри­мер, вакуумные).

Центробежный насос состоит из рабочего ко­леса с лопатками криволинейной формы, вала рабочего колеса, корпуса, нагнетательного патрубка, к которому при­соединяется напорный трубопровод. С всасывающей стороны к насосу присоединяется всасывающий трубопровод.

Принцип работы центробежного насоса состоит в следую­щем. При перекрытом напорном трубопроводе корпус насоса и всасывающий трубопровод заполняются водой, включается дви­гатель, и вследствие вращения рабочего колеса развивается центробежная сила, которая перемещает частицы воды по ло­паткам от центра к периферии и далее в улиткообразный кор­пус.

Наибольшее распространение получили одноступенчатые одноко­лесные пульпонасосы. Однако для создания больших напоров изготовляют двухступенчатые пульпонасосы, при этом два отдельных корпуса соединяют обводным патрубком, а на общем валу устанавливают два колеса, лопатки ко­торых расположены так, что осевые реакции от колес уравновешиваются и подшипники освобождаются от осевых нагрузок. В зависимости от вида транспортируемого груза пульпонасосы называют углесосами, землесосами, шламовыми насосами, рудососами, грунтовыми насосами и т.д.

Пульпонасосы центробежного типа отличаются от обычных центро­бежных насосов малым числом лопаток в рабочем колесе и большой площа­дью поперечного сечения проходных каналов для пропуска кусков транспор­тируемого груза. Кроме того, в корпусе пульпонасоса предусмотрены съем­ные бронедиски, предохраняющие корпус от быстрого износа; люк с крыш­кой, через который можно осмотреть рабочее колесо и в случае необходимо­сти освободить его от застрявшего груза; подача воды к корпусам подшип­ников для их охлаждения, а также специальное устройство, компенсирующее осевое усилие на подшипники, появляющееся при работе пульпонасоса.

Для гидротранспортных установок с искусственным напором исполь­зуют трубопроводы, собираемые из стальных цельнотянутых или сварных труб длиной 2 – 6 м и диаметром 150 – 600 мм. Трубы соединяют между собой фланцевыми соединениями либо специальными безболтовыми быстроразъемными соединителями, состоящими из двух обойм, прокладки, разъемного хомута и клина. При транспортировании абразивных пород и руд с применением гидротранспорта используют трубы, внутренняя поверхность которых упрочнена посредством термообработки или армировки литым ба­зальтом, либо листовой резиной.

Для перекрытия трубопровода используют задвижки или вентили, не­обходимые при пуске гидротранспортной установки, остановке и регулиро­вании ее производительности. Наибольшее распространение получили кли­новые задвижки с ручным механическим или электромеханическим приво­дом. При больших диаметрах трубопроводов используют задвижки с электромеханическим приводом. Та­кие задвижки необходимы также при дистанционном и автоматиче­ском управлении гидротранспорт­ными установками. Привод осуще­ствляется от электродвигателя через червячный редуктор, который вра­щает шестерню с гайкой, переме­щающей винт, связанный с клапа­ном задвижки.

Для предохранения пульпонасосов и насосов от гидроударов при внезапной их остановке (например, при аварийном отключении элек­троэнергии) на трубопроводах уста­навливают обратные клапаны.

В процессе работы гидротранспортных установок через неплотности в сальниках, в прокладках и других соединительных элементах внутрь трубо­провода просачивается воздух, скапливающийся в некоторых местах трубо­провода и образующий воздушные пробки, которые могут привести к нару­шению нормального режима работы гидротранспортной установки, а иногда и к более серьезным последствиям из-за возникновения гидроудара. Поэтому в местах предполагаемого скопления воздуха устанавливают небольшие ем­кости с кранами, через которые периодически выпускают воздух. Такие устройства называют вантузами.

В процессе эксплуатации трубопровод в течение года находится под воздействием различных температур, поэтому в нем возникают деформации по длине и он может прорваться, главным образом, в местах соединения от­дельных труб. Для компенсации температурных удлинений трубопровода устраивают так называемые компенсаторы температурных деформаций. Наибольшее распространение получили компенсаторы в виде петель, ком­пенсирующие изменение длины трубопровода за счет деформации изгиба петли, и сальниковые, допускающие относительное перемещение соединяе­мых отрезков труб без нарушения герметичности.

Кроме указанного оборудования, для контроля за работой гидротранс­портных установок используют различные приборы. На всасывающем тру­бопроводе устанавливают вакуумметр, а на нагнетательном – манометр. По­ступление пульпы в пульпонасос контролируется датчиком скорости движе­ния пульпы. Для контроля плотности пульпы используют консистометры, ус­танавливаемые на нагнетательном трубопроводе.

Управление гидротранспортом и контроль за ним осуществляются авто­матически. Оно предусматривает запуск насосов воды и землесосов и их аварийную остановку, контроль напора в трубопроводах, консистенции пульпы и расхода воды.