Повышение производительности гидрокомплекса разреза «Ерунаковский» Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

В настоящее время на разрезе «Ерунаков-ский» ОАО ХК «Кузбас-сразрезуголь» функционирует гидромониторно-землесосный

комплекс, в состав которого входят два гидромонитора ГМД-250М, грунтовые насосы Гр-2000/63 (работающие параллельно на трубопровод Ду = 700 мм) в забое и на пере-качной землесосной станции, а также водяные насосы Д-4000/95 (соединенные последовательно на трубопровод Ду = 700 мм). Разрабатываемые четвертичные вскрышные породы представлены суглинками и глинами. С целью повышения эффективности размыва плотных глин, применяется экскаваторное рыхление их драглайном перед гидромониторным размывом. Несмотря на это, плотность гидросмеси, транспортируемой на гидроотвал, не превышает 1,08-1,10 т/м3, что соответствует соотношению твердого к воде (Т:Ж) 1:12-1:10. Применяемое оборудование - грунтовые насосы - позволяют транспортировать гидросмесь плотностью 1,3 т/м3 (Т:Ж = 1:2,6). Имеющийся резерв -недогруженность грунтовых насосов целесообразно использовать в условиях разреза «Ерунаковский» для увеличения производительности гидрокомплекса по твердому. Для этой цели можно воспользоваться «Способом гидромониторно-землесосной разработки»

(Патент РФ №1742497) с повторным внутри-забойным циклом водоснабжения. В этом случае дополнительный гидромонитор работает на осветленной в забойном зумпфе гидросмеси. Размываемые им вскрышные породы поступают в виде гидросмеси в тот

же забойный зумпф. Известная расчетная зависимость для определения производительности гидроустановки по гидросмеси в нашем случае может быть представлена в виде:

б г ' = (т + а бт )•(!- т + Чн ^ м3/ч, (1)

где От - производительность гидроустановки по твердому без внутризабой-ного цикла, м3/ч; а-От - дополнительный объем твердого, который поступает в зумпф землесосной станции от гидромонитора, работающего на осветленной гидросмеси, м3/ч; т - пористость породы, дол. ед.; дн - удельный расход воды (с учетом повторного цикла водоснабжения в забое), м3/м3.

Условия функционирования гидрокомплекса с повторным циклом водоснабжения подразумевают, что магистральное гидротранспортное оборудование остается прежним. В таком случае величина

бг = бт •(!-т + Чс), м3/ч, где дс - прежний удельный расход воды, м3/м3, должна быть равна величине Ог’, которая рассчитывается по формуле 1.

Из равенства величин Ог и Ог’ можно получить зависимость для расчета величины нового расхода воды:

Чс-а-(1 - т) 3,

Чн = с 1 ¿, м3/ч, (2)

1 + а

В известную зависимость для расчета производительности гидротранспортной установки по твердому

бт = -Т6—. м3/ч.

1 - т + ч

подставим величину нового расхода воды и после преобразований получим:

бт = бГ '(иа), м3/ч. (3)

1 - т + чс

Рис. 1. График зависимости производительности гидроустановок по твердому при применении внутризабойного цикла водоснабжения

Рис. 2. График зависимости критической скорости гидротранспортирования от плотности перекачиваемой гидросмеси

Эта зависимость (3) позволяет построить график изменения (увеличения) производительности гидромониторно-землесосного

комплекса с внутризабойным циклом водоснабжения как функцию величины а - доли увеличения производительности по твердому от дополнительного гидромониторного размыва осветленной гидросмесью (рис. 1).

Из графиков видно, что для грунтовых насосов Гр-2000/63 и Гр-4000/71 повышение концентрации до номинальной плотности гидросмеси (рн = 1,3 т/м3) за счет функционирования внутризабойного цикла водоснабжения может достигнуть соответственно 675 и 1350 м3/ч. При этом при традиционной технологии их производительность составляет всего:

- при дс = 10 м3/м3 - 190 и 380 м3/ч;

- при дс = 7 м3/м3 -260 и 520 м3/ч.

Таким образом, за счет применения внут-ризабойного цикла водоснабжения произво-

дительность гидромониторно-землесосного комплекса может быть увеличена в 2,6-3,5 раза. При этом надо помнить, что в конкретных горно-геологических условиях предельная концентрация твердого в гидросмеси, транспортируемой на гидроотвал, ограничивается величиной критической скорости гидротранспортирования. Для условий разреза «Ерунаковский», когда критическая скорость движения гидросмеси в пульповоде составляет 2,14 м/с, максимальная плотность транспортируемой гидросмеси не должна превышать величины 1,22 т/м3 (рис. 2). Дальнейшие расчеты позволили обосновать параметры гидромониторно-землесосно

комплекса с внутризабойным циклом водоснабжения. При этом установлено, что для горнотехнических условий разреза «Еруна-ковский», за счет предлагаемой технологии, производительность гидрокомплекса может быть увеличена на 600 тыс. м3 за сезон.

/-------------------------------------------------7

Чаплыгин В.В. — главный инженер разреза «Ерунаковский».