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
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 |
(і0,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 .