CC BY
32
- © С.А. Тимухин, А.В. Долганов,
А.Н. Пискарев, Ю.В. Попов, Е.П. Салтанов, 2015
УДК 622.532
С.А. Тимухин, А.В. Долганов, А.Н. Пискарев, Ю.В. Попов, Е.П. Салтанов
ШАХТНЫЕ, ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ, СЕКЦИОННЫЕ НАСОСЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Длительное время базовыми водоотливными горизонтами шахт ОАО «Севурал-бокситруда» были гор. -110 м и -140 м оборудованные спиральными насосами главного водоотлива 14М8х4 (ЦН 900/360), а в настоящее время горные работы переместились на самые нижние горизонты: гор. -950 и -1040 м, где при значительных водопритоках наблюдается повышенный уровень остаточных напоров подземных вод. В этой связи необходимо формирование технических требований на разработку и производство насосной техники, максимально отвечающей реальным условиям горного производства. Анализ существующего насосного оборудования показывает, что оно не в полной мере удовлетворяет таким требованиям и поэтому необходима разработка и промышленное производство принципиально новых шахтных насосов отвечающих самым различным гидрогеологическим и горнотехническим условиям отработки месторождений полезных ископаемых. Таким требованиям и условиям отвечают шахтные центробежные секционные насосы нового поколения, создаваемые на основе двухпоточной гидравлической схемы и разрабатываемые в настоящее время на кафедре горной механики УГГУ совместно с ООО «Линк-Продукт» г. Тула. Двухпоточные насосы имеют более высокий (на 5-6%) КПД по сравнению с известными однопоточными насосами типов ЦНС, ЦНСК, ЦНСГ и др. Достигается это за счет устранения из гидравлической схемы насосов дополнительных разгрузочных устройств, являющихся источником значительных объемных и механических потерь.
Ключевые слова: шахтные двухпоточные секционные насосы, сравнительная оценка, ремонтопригодность, область промышленного использования, подача, напор.
Длительное время базовыми водоотливными горизонтами шахт ОАО «Севуралбокситруда» были гор. -110 м и -140 м. Они были оборудованы спиральными насосами главного водоотлива 14М8х4 (ЦН 900/360) в количестве 6 насосных агрегатов и тремя нагнетательными трубопроводными ставами. При дальнейшем углублении горных работ насосные станции этих горизонтов служили в качестве перекачных, оставаясь последней ступенью в многоступенчатых схемах водоотлива шахт СУБРа.
Поскольку за период истекший со времени проектирования и пуска в
эксплуатацию этих, а также многих других нижерасположенных насосных станций значительно изменились как гидрогеологические так и горнотехнические условия отработки месторождения, проводившаяся в настоящее время реконструкция водоотливных установок СУБРа должна осуществляться с учетом этого фактора. Особенно это следует учитывать при переходе в настоящее время горных работ на самые нижние горизонты: гор. -950 и -1040 м, на которых при значительных водопритоках наблюдается повышенный уровень остаточных напоров подземных вод. В этой связи
необходим всесторонний анализ во-допритоков, их прогнозных значений и формирование на этой основе технических требований на разработку и производство насосной техники, максимально отвечающей реальным условиям горного производства. Подобный анализ был выполнен техническими специалистами соответствующих служб ОАО «Севуралбокси-труда» и на его основе разработаны мероприятия по ведению горных работ в условиях остаточных напоров подземных вод, в том числе, по самой крупной шахте предприятия «Красная шапочка». В рамках этой работы были установлены фактические водоприто-ки в горные выработки, в том числе, нормальные и максимальные в случае прорыва вод из карстовых полостей или провала бетонных русел рек, протекающих по поверхности месторождения. В результате этого были установлены прогнозные значения притоков (нормальных, паводковых, максимальных на случай прорыва вод из карстовых полостей или провалов бетонных русел рек) в том числе и по водоотливным горизонтам, насосные
станции которых подлежат реконструкции с заменой морально и физически изношенного насосного оборудования. Зачастую в таких случаях простая замена насосов невозможна или неэффективна, так как, чаще всего, требуется более производительное и совершенное современное насосное оборудование: технологичное в изготовлении, надежное и малозатратное в эксплуатации.
Анализ существующего насосного оборудования как отечественного так и зарубежного производства, например известных фирм Германии DUCHTJNG PUMPEN, ENGELHARDT GMBH, GRUNDFOS показывает, что оно не в полной мере удовлетворяет таким требованиям и поэтому необходима разработка и промышленное производство принципиально новых шахтных насосов в максимально возможной степени отвечающих самым различным гидрогеологическим и горнотехническим условиям отработки месторождений полезных ископаемых.
Таким требованиям и условиям отвечают шахтные центробежные секционные насосы нового поколения,
150 200 250 500 750 1000 lijo
Области промышленного использования двухпоточных секционных насосов
создаваемые на основе двухпоточной гидравлической схемы и разрабатываемые в настоящее время на кафедре горной механики УГГУ совместно с ООО «Линк-Продукт» г. Тула [1].
На рисунке приведены области промышленного использования этих насосов.
Их анализ показывает, что представленный типоряд двухпоточных секционных насосов практически полностью может удовлетворить потребности водоотливных режимов многоступенчатых схем водоотливов горных предприятий страны.
Так, например, на насосной станции гор. -155 м. ш. № 16 ОАО «Се-вуралбокситруда» находится в настоящее время 8 насосов 14М8х4 (ЦН 900/360), подлежащих замене ввиду их чрезмерного физического износа и многократного превышения нормативного срока службы до списания. Ввиду большого нормального притока воды (1320 м3/ч), (максимального - 3500 м3/ч) постоянно в работе находятся 3-4 рабочих насоса, а в случае откачки максимального притока - 6-7 насосов. С учетом того, что ожидается дальнейшее увеличение притоков воды, существующее насосное оборудование, даже в случае его равноценной замены новым оборудованием, явно не удовлетворяет требованиям ЕПБ. И только применение
двухпоточных секционных насосов типа ЦНСД 1700-240...600 может эффективно решить проблему реконструкции рассматриваемой насосной станции.
При прочих равных условиях двух-поточные насосы имеют более высокий (на 5-6%) КПД по сравнению с известными однопоточными насосами типов ЦНС, ЦНСК, ЦНСГ и др. Достигается это за счет устранения из гидравлической схемы насосов дополнительных разгрузочных устройств, являющихся источником значительных объемных и механических потерь [2]. Кроме того, отпадает потребность в частой замене изношенных (в среднем четыре раза за время одного цикла текущего ремонта) разгрузочных дисков. Следовательно, повышается надежность работы насосов (количественная оценка этого повышения тема отдельного исследования), их наработка на отказ и до капитального ремонта, что значимо снижает затраты на эксплуатацию, текущее обслуживание и ремонты [3].
Дальнейшее конструктивное совершенствование рассматриваемых насосов нового поколения может идти по пути увеличения их напорно-сти, что в конечном итоге приведет к значительному повышению энерго и ресурсоэффективности шахтного водоотливного оборудования.
1. Тимухин С.А., Долганов А.В., Попов Ю.В., Чураков Е.О., Ислентьев А.О., Торо-пов Э.Ю. О разработке шахтных центробежных секционных двухпоточных насосов // Известия Уральского государственного горного университета. - 2014. - № 2 (34). -С. 48-51.
2. Долганов А.В., Ислентьев А.О., Чура-
ков Е.О., Торопов Э.Ю. Анализ эффектив-
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ности разгрузочных устройств шахтных центробежных секционных насосов // Известия Уральского государственного горного университета. - 2014. - № 2 (34). - С. 31-35.
3. Долганов А.В. Повышение эффективности эксплуатации водоотливных установок медноколчеданных рудников: Автореф. дис. канд. техн. наук. - Екатеринбург: УГГУ, 2012. - С. 17. ЕИЗ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Тимухин Сергей Андреевич1 - доктор технических наук, профессор, e-mail: Sergey.Timuhin@m.ursmu.ru,
Долганов Алексей Владимирович1 - кандидат технических наук, доцент, e-mail: AV.Dolganov@yandex.ru,
Пискарев Алексей Николаевич - начальник технического отдела, ООО «Линк-Продукт», e-mail: to@linkprodukt.ru
Попов Юрий Владимирович1 - доктор технических наук, зав. кафедрой,
e-mail: Yuriy.Popov@m.ursmu.ru,
Салтанов Евгений Петрович - главный механик,
шахта «Красная шапочка» ОАО «Севуралбокситруда»,
1 Уральский государственный горный университет.
UDC 622.532
NEW-GENERATION VERTICAL SPLIT CASE CENTRIFUGAL MINE PUMPS
Timukhin S.A.1, Doctor of Technical Sciences, Professor, e-mail: Sergey.Timuhin@m.ursmu.ru, Dolganov A.V.1, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, e-mail: AV.Dolganov@yandex.ru, Piskarev A.N., Head of Technical Department, «Link-Produkt», 300028, Tula, Russia, e-mail: to@linkprodukt.ru,
Popov Yu.V.1, Doctor of Technical Sciences, Head of Chair, e-mail: Yuriy.Popov@m.ursmu.ru, SaUanov E.P., Mechanical Supervisor, Krasnaya Shapochka Mine, Sevuralboksitruda JSC, 1 Ural State Mining University, Ekaterinburg, Russia.
For a long time baseline dewatering horizons mines of JSC "severalpossible were mountains. - 110 m and 140 m equipped with a spiral main dewatering pumps Mx4 (TSN 900/360), and is currently mining moved into the lower horizons: the mountains. -950 - 1040 m, where significant water inflows observed elevated levels of residual pressures groundwater. In this regard, the formation of technical requirements for the development and manufacture of pumping equipment that best meets the real conditions of the mining industry. Analysis of the existing pumping equipment shows that it does not fully meet these requirements and therefore required the development and industrial production of new mine pumps meet the various hydrogeological and geotechnical conditions of the mining of mineral deposits.Such requirements and conditions meet mine sectional centrifugal pumps are a new generation, created on the basis of the two-flow hydraulic circuits and currently under development at the Department of mining mechanics uggu together with LLC "link-Product", Tula. Double-flow pumps have a higher (5-6%) efficiency in comparison with the known single-threaded pumps types of the CNS, CNSK, CNSG etc. this is Achieved by eliminating from the hydraulic circuit pumps additional handling devices, which is a source of significant volumetric and mechanical losses.
Key words: mine double-flow sectional pumps, comparative evaluation, maintainability, area industrial use, supply, pressure.
REFERENCES
1. Timukhin S.A., Dolganov A.V., Popov Yu.V., Churakov E.O., Islent'ev A.O., Toropov E.Yu. Izvestiya Uralskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta. 2014, no 2 (34), pp. 48-51.
2. Dolganov A.V., Islent'ev A.O., Churakov E.O., Toropov E.Yu. Izvestiya Uralskogo gosudarstvennogo gornogo universiteta. 2014, no 2 (34), pp. 31-35.
3. Dolganov A.V. Povyshenie effektivnosti ekspluatatsii vodootlivnykh ustanovok mednokolchedannykh rudnikov (Enhancement of operational efficiency of pumping plants in copper sulfide mines), Candidate's thesis, Ekaterinburg, UGGU, 2012, pp. 17.
