5.1. Технология работы карьерного трубопроводного транспорта

Трубопроводный транспорт является транспортом непрерывного дейст­вия. На карьерах он представлен гидравлическим транспортом. Гидравлический транспорт горных пород на карьере, как и конвейерный, позволяет объединить в непрерывный поток выемку, доставку и отвалообразование, создавая автоматический гидравлический комплекс.

На горных предприятиях гидротранспорт применяют для перемещения вскрышных пород в отвалы и для транспортирования полезного ископаемого к потребителю. В последнем случае гидротранспортные установки достигают значительной длины (до нескольких сотен километров). При перемещении вскрышных пород гидротранспорт хорошо сочетается с гидромеханизиро­ванной разработкой пород, хотя может применяться и при экскаваторной вы­емке горной массы.

Принцип работы гидравлического транспорта – это перемещение смеси мягких или дробленых полу­реальных горных пород по трубам в воде с критической скоростью, создавае­мой работой землесоса (грунтососа).

Смесь воды с породой называется пуль­пой. Под критической скоростью понимают скорость потока, при которой частицы данного гранулометрического состава и плотности перемещаются без заиления трубопровода. Критическая скорость движения пульпы зависит от степени насыщения потока жидкости твердой породы, крупности фракций и плотности переме­щаемых горных пород, диаметра трубопровода и шероховатости его внутрен­них стенок.

Степень насыщения потока жидкости твердой породой называется кон­систенцией и измеряется отношением твердого материала к воде. Чем больше консистенция пульпы, тем больше производительность гидравлического транспорта по породе.

Обязательными условиями использования гидротранспорта являются наличие большого количества воды и возможность получения достаточно однородной смеси воды с транспортируемым грузом как по консистенции, так и по крупности. Наиболее легко поддаются транспортированию глини­стые, легко размываемые породы – меловые и меломергельные, а также мел­козернистые горные породы. Если обычная горная масса содержит куски бо­лее 200 мм, то ее необходимо предварительно раздробить. К таким породам (легко дробимым) относят энергетические угли и некоторые другие ископае­мые средней крепости.

Вода к гидромонитору в забое подается по трубопроводу из водоприемника на­сосом. При прямоточном водоснабжении вода по­дается прямо из водоема, а при использовании оборотной воды – из отстой­ника на гидроотвале с некоторой подпиткой (из-за неизбежных потерь воды), из водоема. Размытая порода поступает самотеком в приемное устройство (зумпф), откуда, при помо­щи землесосной установки, в виде пульпы направляется под напором по пульпопроводу в гидроотвалы, где осаждаются твердые фракции и вода стекает в отстойник. Потери воды вследствие фильтрации, испарения и т.д. компенсируют посредством подачи чистой воды в водоприемник по тру­бопроводу насосом, установленным у источника воды.

На показанной схе­ме используется оборотная вода.

При перемещении забоя на карьере трубы к гидромониторам и пульповоду наращивают специальным креплением или сваркой очередных секций труб. При перемещении фронта горных работ став труб разбирают (при сварочном соединении разрезают) на плети и перемещают на новую трассу бульдозерами, где вновь соединяют. Землесосные установки с силовой и пусковой аппара­турой перемещают бульдозерами как при подвигании забоев, так и фронта работ. Шаг передвижки в забое определяется эффективной длиной пути само­течного транспортирования пульпы от забоя до приемного устройства.

Загрузочные аппа­раты при транспортировании полускальных горных пород перемещают реже, т.к. от забоев до них горную массу доставляют средствами колесного транспорта (погрузчиками и автосамосвалами).

К достоинствам гидротранспортных установок можно отнести сле­дующие: значительную длину транспортирования без промежуточных пере­грузок; возможность проведения трубопровода по трассе сложной конфигу­рации, включающей горизонтальные, наклонные, вертикальные и криволи­нейные участки; отсутствие на трассе механических подвижных элементов, что обеспечивает высокую степень безопасности эксплуатации гидротранс­портных установок; возможность совмещения транспортирования с некото­рыми технологическими процессами (например, с мокрым обогащением по­лезного ископаемого); невысокая трудоемкость при эксплуатации.

Недостатками этих установок являются: необходимость большого ко­личества воды, возможность транспортирования в основном легко дробимых или легко размываемых горных пород, повышенный расход электроэнергии и возможность замерзания воды при низких температурах.