Файл: Хныкин В.Ф. Гидровскрышные работы на карьерах горнорудной промышленности.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.07.2024

Просмотров: 79

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

тору выпускается с интервалом 10—25 мм. Во-вторых, при выбо­ ре необходимого диаметра насадки приходится расход воды через насадку гидромонитора определять в зависимости от расходной характеристики землесосной установки. В этих условиях не всегда удается получить компактные гидромониторные струи и одно­

временно

обеспечить нормальную совместную работу землесоса и

а

гидромонитора. В связи с этим

Ън'.см

проанализируем изменение длины

 

начального участка струи в за­

 

висимости от диаметра насадки

 

гидромонитора.

 

5

 

1м, СМ

 

 

 

 

 

 

 

300

 

Ф

 

7

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

50

75

 

100 1Z5

Ід, мм

100О А20

 

tO

60

 

80dn,MM

Рис. 50.

Графики

зависимости

длины начального участка

струи

1п

от

диаметра

 

 

 

 

насадки do для гидромониторов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

а — КУГУ-350/200;

б - ГМН-250с;

/ -

/ н = ( Л - В к е )

<*о п т = ^ 0

п т ;

/ / - / /

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- зона

(0,7 rf0I)T < d„

<1,3 d o n T )

 

 

 

 

Н а

рис.

50

 

представлены

кривые

изменения

длины

начального

участка

струи

 

в зависимости от принятого диаметра

насадки

д л я

двух типов гидромониторов. К а к видно из общего характера

кри­

вых, все они имеют явно в ы р а ж е н н ы й

экстремум, соответствующий

оптимальному

 

значению диаметра насадки dom,

которое

зависит

от конструкции

проточных

каналов

гидромонитора

и

принятого

напора

воды. Применение насадки

с оптимальным диаметром

при

соответствующем напоре воды обеспечивает получение наиболее

компактной струи. Значения всех оптимальных

диаметров наса­

док,

соответствующие определенным значениям

напоров воды,

ле­

ж а т

на прямой, проходящей через начало координат графика

(см.

рис.

50) и пересекающей кривые в экстремальных точках. Подста ­

вив в уравнение (19)

частное значение диаметра насадки, опреде­

ляемое по уравнению (32), получим выражение д л я

определения

максимальной длины

начального участка струи

 

 

^н.гаах — ~ £ ^опт-

(35)

1ГИ


Н е о б х о д и мо иметь в виду, что на

практике при совместной ра­

боте

гидромониторов и

землесосной

установки часто

прибегают

к увеличению диаметров

насадки

сверх оптимального значения из-

за необходимости соответствия

расходных

характеристик земле­

соса

и гидромониторов. Однако

это может

привести к

ухудшению

компактности струи и уменьшению длины ее начального участка . Повышение или снижение расхода воды гидромонитора путем изменения диаметра насадки д о л ж н о производиться в разумных пределах. Пр и установлении этих пределов следует иметь в виду, что коэффициенты А и В, входящие в уравнения (19) и (32), опре­ делялись по результатам экспериментальных исследований, точ­ ность которых обычно не превышает 5—10%. Поэтому при выбо­ ре диаметра насадки будет вполне допустимым уменьшить длину

начального участка гидромониторной струи т а к ж е на 5—10%.

К а к видно из рис. 50, кривые вблизи экстремума имеют до ­ вольно широкую область максимума, в пределах которой при не­ значительном уменьшении длины начального участка струи и ухуд­ шении ее компактности диаметр насадки может изменяться в большом диапазоне . Расчеты показали [34], что при изменении диаметра насадки в пределах 0 , 7 г і п П т < ^ о < 1,Згі0 П т длина началь ­ ного участка гидромониторной струи уменьшается по сравнению с максимально возможной величиной лишь на 10%. Это имеет боль­ шое практическое значение, поскольку позволяет задаватьс я диа­ метром насадки в указанных широких пределах, исходя из по­ требности нормальной работы землесосной установки без ухуд­ шения компактности струи.

После выбора диаметра насадки по известному расходу воды, необходимому дл я обеспечения запланированного объема гидромеханизационных работ, и принятому напору воды определяется число одновременно работающих гидромониторов

 

Г

nd2Qv0

ndlvV

2gH0'

При выборе диаметра насадок гидромониторов и определении

расходов воды

можно

пользоваться

т а к ж е совмещенной диаграм ­

мой (рис. 51).

П о этой

д и а г р а м м е

можно

определять диаметр на­

садки

гидромонитора по известному расходу землесоса и напору

перед

насадкой, а т а к ж е находить расход воды

через насадку гид­

ромонитора по напору у насадки при 'известном

диаметре насадки,

в том числе и при оптимальном .

 

З н а я производительность землесоса и расход воды через один гидромонитор, с помощью этой д и а г р а м м ы можно т а к ж е найти необходимое число одновременно работающих гидромониторов при оптимальном или любом другом диаметре насадки; выбрать тип гидромонитора с целью максимального приближения к оптималь ­ ному режиму работы, а т а к ж е определить коэффициент к' при про­ ектировании новых гидромониторов.

Н и ж е приведен примерный порядок пользования совмещенной


д и а г р а м м о й . Если по условиям размыва горных пород требуемый

напор у насадки должен составлять

80 м, то определяемый

по диа­

грамме оптимальный

диаметр насадки

д л я гидромонитора

Г М Н -

250 будет равен 84

мм. Б л и ж а й ш а я

по

размеру стандартная на­

садка дл я гидромонитора этого типа имеет диаметр 89 мм. Расход

воды через гидромонитор ГМН-250 при установленных

исходных

параметрах составит 840 м3 /ч. При использовании землесоса

произ­

водительностью

Q = 3400

м3 /ч по­

0,мм

 

 

 

 

 

требуется иметь в забое четыре

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рабочих гидромонитора ГМН-250.

 

 

 

 

 

 

 

Выше было показано, что диа­

 

 

 

 

 

 

 

метр насадки гидромонитора до­

 

 

 

 

 

 

 

пускается

 

принимать

равным

 

 

 

 

 

 

 

1,Зс?опт-

Поэтому,

 

задавшис ь

 

 

 

 

 

 

 

диаметром

насадки

гидромонито­

 

 

 

 

 

 

 

ра ГМН-250, равным

й 0

= Ю 2 м м ,

 

 

 

 

 

 

 

увеличим

 

его

 

расход

до

 

 

 

 

 

 

 

1115 м3 /ч. Это позволит

 

сокра­

 

 

 

 

 

 

 

тить

число

 

гидромониторов

 

 

 

 

 

 

 

ГМН-250,

обслуживающих

один

 

 

 

 

 

 

 

землесос, до трех. При примене­

 

 

 

 

 

 

 

нии

гидромониторов

 

 

КУГУ-

71

1

I I

I

L__S

--Lt-L 1 1

350/200

с

оптимальным

диамет­

20 W SO 80

WO 120 ПО 160 180Оан

ром насадки

109

мм

и

 

макси­

Рис.

51.

Совмещенная

диаграмма

мально

допустимым

диаметром

для

определения

диаметра

насадок

насадки

140

мм

расход

 

одного

и расхода воды

через насадку гидро­

гидромонитора

 

возрастет

до

 

 

монитора:

 

 

2000 м3 /ч. Следовательно, в этом

 

 

 

 

 

 

 

случае

для

 

нормальной

работы

 

 

 

 

 

 

 

гидроустановки

на

один

землесос

 

 

 

 

 

 

 

с расходом! 3400 м3 /ч потребуются

в

забое

лишь

два

рабочих

гидромонитора КУГУ-350/200.

 

 

 

 

 

 

 

П а р а м е т р ы

 

г и д р о м о н и т о р н о г о

з а б о я .

От

принятых

размеров гидромониторного забоя в значительной степени зависит эффективность гидравлического разрушения горных пород, коэф ­ фициент использования рабочего времени гидравлического обору­ дования при гидравлических разработках, производительность гид­ ромониторно-землесосной установки и стоимость разработки 1 м я породы.

Наиболее важными параметрами гидромониторного забоя явля­ ются: высота уступа; максимально допустимое расстояние от на­ садки гидромонитора до забоя, при котором обеспечивается' сохра­ нение необходимого контактного динамического давления струи; ширина забоя и шаг передвижки гидромонитора.

Производительность гидромонитора при размыве обрушенных пород возрастает с увеличением высоты уступа. Эксперименталь­ ными исследованиями [35] установлено, что наибольшая интенсив­ ность возрастания производительности гидромонитора наблюдает -


ся при высоте уступа 10—12 м. Д а л ь н е й ш е е увеличение высоты

уступа не оказывает заметного влияния на увеличение

производи­

тельности гидромонитора. Это объясняется тем, что по

П р а в и л а м

технической эксплуатации расстояние между насадкой гидромони­ тора и забоем необходимо принимать равным высоте уступа. По ­

этому

с

изменением

высоты

уступа

д о л ж н о изменяться и мини­

мально

допустимое

расстояние от насадки гидромонитора до за­

боя.

Увеличение

высоты

уступа

приводит к увеличению

обрушаемого за одну подрезку объема породы, уменьшению удель­ ного расхода воды на размыв породы и увеличению часовой про­ изводительности гидромонитора. Но с увеличением высоты уступа одновременно увеличивается расстояние от гидромонитора до за­

боя, при этом ухудшаются

условия

д л я размыва пород гидромони­

тором и в конечном счете

снижается

его производительность.

 

Производственные 'наблюдения и промышленные эксперименты

[35] показали, что максимальная производительность

гидромонито­

ра,

соответствующая

оптимальной

высоте уступа гидромониторно­

го забоя, не зависит

от категории

р а з р а б а т ы в а е м ы х

пород,

диамет­

ра

насадки и напора

воды. Однако область оптимальных

значении

высоты уступа является довольно широкой, что позволяет при вы­ боре ее учитывать и некоторые другие факторы без заметного сни­ жения эффективности разработки .

Обобщение опыта гидромеханизации на карьерах [4, 36] показа ­ ло, что в большинстве случаев высота уступа гидромониторного забоя при средних расходах воды гидромониторами составляет 10—18 м, а при использовании мощных гидромониторов (КУГУ350/200) на карьерах К М А —20—40 м.

Остальные параметры гидромониторного забоя находятся в определенной функциональной зависимости от принятого напора

воды перед

насадкой гидромонитора. Поэтому в к а ж д о м варианте

расчетов,

соответствующем принятому значению напора воды,

определяются следующие параметры гидромониторного забоя:

максимально допустимое

расстояние

от насадки до забоя, ширина

забоя и ш а г передвижки

гидромонитора.

 

Д л я условий гидромеханизации

на открытых разработках и с

учетом уравнений (18) максимальное расстояние от

насадки гид­

ромонитора до забоя определяется

по следующему

уравнению:

 

 

l™* = lu(J±y,

м,

 

 

(37)

где

Рт—оптимальное

осевое динамическое давление

струп по

 

контакту

с р а з р а б а т ы в а е м ы м и

породами,

кгс/м2 .

 

Ширина гидромониторного забоя

определяется в

зависимос­

ти

от принятых значений высоты уступа и

максимально

допусти­

мого расстояния менаду гидромонитором и забоем . Чем шире за­ бой, в котором работает один гидромонитор, тем меньше ша г передвижки гидромонитора, больше объем разработанных с одной


стоянки гидромонитора пород и меньше вынужденные простои, связанные с перестановкой оборудования.

Исследования [37] влияния параметров забоя на эффективность работы гидроустановки показали, что для наиболее распростра­ ненной на карьерах системы гидравлической разработки горных пород встречным забоем оптимальный шаг передвижки гидромони­ тора необходимо определять по следующему уравнению:

 

о>о п т

1

,

м,

(до)

где h — принятая

высота

уступа, м.

 

 

 

Оптимальная

ширина

гидромониторного з а б о я

 

 

6 0 пт =

2 V

/ m . x - ( A + S o n

T ) s ,

м.

(39)

И з л о ж е н н а я

методика

определения оптимального

режима ра­

боты гидроустановок рекомендуется д л я

условий гидравлической

разработки россыпных

месторождений,

строительных

материалов

и

гидровскрышных работ на карьерах в случае применения транс­

портирования пород на

сравнительно

небольшие расстояния (3—

4

к м ) . Если по условиям

применения

гидромеханизации возни­

кает необходимость транспортировать породу по пульповоду на

значительные расстояния, удельный вес з а т р а т

на

электроэнергию

в общей стоимости

1 м 3

породы будет возрастать. В этих

условиях

оптимальные параметры

технологического

режима

работы гидро­

установок

д о л ж н ы выбираться с учетом з а т р а т

на

гидротранспор­

тирование,

для чего

необходимы расчеты

критической

скорости

транспортирования пульпы по пульповоду и его диаметра, количе­ ства транспортируемой пульпы при оптимальном режиме .