Основные положения и подъем водоструйными насосами песков

16.06.2018
Промывная установка и отвалы на гидравлических разработках часто располагают выше плотика россыпи. В таких случаях производят подъем размытых песков на высоту от 1 до 50 м. Высота подъема Hп зависит от расположения приемной части промывной установки (рис. 90). При расположении ее на борту разреза высота подъема равна сумме мощности россыпи Hр и превышения приемной части Hк над поверхностью. Высота установки приемной части относительно поверхности обусловливает высоту сброса хвостов в отвалы, т. е. высоту отвалов h. Емкость отвала, в который хвосты могут быть размещены самотеком, а следовательно и срок работы промывной установки на одном месте, зависит от высоты подъема пород.

Увеличивать высоту подъема, а значит и срок работы промывной установки на одном месте, целесообразно до предела, при котором дополнительные расходы на подъем не будут превышать затрат, связанных с лишней перестановкой промывной установки. Стоимость переноса промывной установки зависит от сложности применяемого обогатительного оборудования. Так, промывка алмазоносных песков требует наиболее сложного обогатительного оборудования, перенос которого стоит дорого. В этих условиях стремятся увеличивать высоту подъема с таким расчетом, чтобы промывная установка была стационарной и работала на одном месте в течение нескольких лет. Пески с крупным золотом промывают на простейших шлюзах, перестановка которых стоит недорого и занимает мало времени, а бесперебойность работы разреза может быть обеспечена запасными шлюзами. Для наиболее производительного использования гидравлического транспорта необходимо увязывать количество поступающих размытых песков с производительностью подъемных установок, обеспечивая их равномерную загрузку.

Подъем размытых песков совместно с галькой и булыжниками на россыпях может быть осуществлен водоструйным насосом, землесосом или с помощью особого оборудования.

Водоструйные насосы (элеватор, гидроэлеватор) поднимают размытые пески на высоту 3—18 м, а по горизонтали перекачивают их на расстояние от 4 до 100 м. Эти насосы применяют для подъема песков в забоях на гидравлических работах, а также для подъема на промывные установки при бульдозерных работах. Высота подъема на гидравлических разрезах обычно составляет 6—12 м, а на бульдозерных работах 10—15 м при подаче воды под напором 6 ат.

Простейший водоструйный насос показан на рис. 91, а, б. Он состоит из смесителя с окнами, насадки, горловины и расширителя (диффузора). Изготовляют насос из труб диаметром 300—500 мм, снабжают стальной броней, а в случае необходимости также и всасывающим патрубком для присоединения всасывающей трубы. На всасывающей и подъемной трубах насоса не устанавливают ни задвижек, ни обратных клапанов.

Водоструйные насосы просты по конструкции и имеют небольшой вес. При снижении уровня воды в приямке и обнажении всасывающих отверстий насос не требует повторного запуска и по заполнении приямка начинает работать на полную производительность. Высота всасывания достигает 6—7 м. Для бесперебойной работы во избежание засорения горловины валунами необходимо, чтобы ее диаметр был на 20—25% больше наибольшего поперечника засасываемых камней.

Заводы объединения Северовостокзолото изготовляют водоструйные насосы по типу рис. 91, б; основные технические данные таких насосов приведены в табл. 29.

Горловину и расширитель этих насосов изготовляют литыми из легированной стали 70ХЛ и закаливают.

Подъемную трубу устанавливают с углом наклона 50—75° к горизонту с наименьшим числом поворотов. Скорость потока в подъемной трубе должна быть достаточной для подъема наиболее крупной гальки; при малой скорости потока возникают частые удары камней о стенки, и работа насоса становится непроизводительной. Производительность насоса изменяют установкой необходимого диаметра насадки, горловины и напора.

Для того чтобы насос работал в наивыгоднейшем режиме, необходимо, чтобы высота подъема с учетом вредных сопротивлений была меньше напора у насадки в 4—6 раз. При соблюдении этого условия к. п. д. насоса n достигает 0,15—0,25, в противных случаях снижается до 0,05.

Расход напорной воды приближенно можно определить из уравнения коэффициента полезного действия насоса. Имеются различные определения к. п. д. струйного насоса. Ниже приводится уравнение для определения расхода напорной воды на подъем, при этом к. п. д. понимается как отношение работы по подъему размытых песков к работе, совершаемой струей при вылете из насадки насоса:
Основные положения и подъем водоструйными насосами песков

где Q — расход напорной воды у насадки, м3/сек;

ус = 1,02—1,08 — удельный вес размытых песков;

Qп — расход засасываемых размытых песков, м3/сек;

А = 1,1—1,3 — коэффициент вредных сопротивлений;

Hп — высота подъема песков, м;

H — напор у насадки, м.

Водоструйные насосы применяют на гидравлических разработках с естественным напором, когда напорная вода дешевая, а электроэнергия дорогая и когда вода подается под напором более 30 м. Условия применения этих насосов на бульдозерных работах изложены в третьем разделе. Для увеличения высоты подъема в последних установках начали подавать воду под большим напором. С этой целью увеличивают диаметр водопровода, уменьшая этим вредные сопротивления, или центробежные насосы устанавливают последовательно; высота подъема при этом возрастает до 25 м.

Специальных рабочих для обслуживания насоса не требуется, для пуска его открывают задвижку на водопроводе. При большой валунистости необходимо убирать камни с решетки приямка. Перед остановкой следует промыть подъемный пескопровод; для этого прекращают подачу песков в приямок и промывают его чистой водой.

Для высокопроизводительной работы насоса по подъему пород необходимо выдерживать конструктивные соотношения между диаметром насадки, горловины и диаметром подъемной трубы, а также правильно располагать насадку относительно горловины и окон. В настоящее время нет достаточно совершенной теории работы водоструйного насоса, и расчет производится с небольшой точностью. Расход напорной воды, производительность и к. п. д. насосов наиболее точно определяются при использовании уравнений, приведенных в работе.