Насосы для горнодобывающей промышленности

25 декабря 2023
Насосы для горнодобывающей промышленности

Насосы, разработанные для использования в горнодобывающей отрасли рассчитаны на эксплуатацию в горных выработках открытого и подземного типа.

Специализированные насосные агрегаты применяются для:

  • откачки и рециркуляции воды;
  • перекачивания шламов;
  • нагнетания жидких сред при освоении или промывке скважин.

 

Оборудование характеризуется усиленной конструкцией, высокой устойчивостью к износу, что позволяет перекачивать сильнозагрязненные жидкости с большим количеством абразивных включений.

 

Насосы для открытых и подземных водоотливов

Для подъема на поверхность вод из шахт и карьеров применяют различные системы водоотлива:

  • прямой водоотлив – подача жидкости наверх напрямую из главного водосборника;
  • каскадный водоотлив – перекачка с использованием вспомогательных водосборников на разных по уровню горизонтах.

 

Главный водоотлив оснащают многоступенчатыми центробежными  насосами – это секционные агрегаты в горизонтальном исполнении, способные перекачивать воду с некоторым количеством твердых фракций.

 

На вспомогательных водосборниках устанавливают погружные агрегаты с подходящими параметрами производительности и подачи по высоте. Это могут быть насосные агрегаты:

  • Центробежные консольные. Жидкость подводится к рабочему колесу, которое расположено на конце вала, находящегося на удалении от привода. Оборудование размещается на одной платформе с двигателем или соединено с ним фланцами.
  • Моноблочные центробежного типа. Электродвигатель и насос установлены в одном корпусе.
  • Одновинтовые. Устройства объемного роторно-вращательного типа.
  • Турбонасосы. Пневматические центробежные устройства с турбинным приводом.

 

Если требуется откачивать неосветленные шахтные воды с крупными твердыми включениями, очищать водосборники от скопившегося шлама, задействуют специальные  насосы.

 

Шламовые насосы

Агрегаты разработаны специально для откачки пульпы с высоким содержанием твердых частиц размером. Такие насосы устанавливают в шламохранилищах, используют в открытых карьерах. Погружные устройства позволяют поднимать жидкие среды с большой глубины, перекачивать сжиженный газ. Модель шламового насоса выбирают в соответствии с условиями эксплуатации – содержание примесей может составлять до 70% от массы перекачиваемой жидкости, плотность среды – до 2500 кг/м3, размер твердых включений – до 20 мм.

 

Шламовые насосы работают в сложных условиях, поскольку шламы:

  • имеют непостоянный состав, размеры твердых частиц варьируются от нескольких микрометров до десятков миллиметров;
  • могут вести себя как ньютоновская и неньютоновская жидкость;
  • могут быть абразивными, коррозионно-активными.

 

Детали, которые контактируют со шламом, обычно выполняют сменными. Они изготавливаются из эластомеров либо сплавов с высокими показателями износостойкости.

По принципу действия шламовые насосы – это агрегаты центробежного типа. Конструкция включает корпус, броневой диск, рабочее колесо. Гидросмесь захватывается лопастями вращающегося рабочего колеса, после чего она проталкивается в выходной патрубок центробежной силой и выдавливается последующей порцией шлама. Устройства выпускаются в вертикальном и горизонтальном исполнении, а также в погружном варианте.

Вертикальные модели применяют для промывки скважин в процессе бурения. Предусмотрена сухая установка вертикальной помпы и ее использование в комплексе с резервуаром отстойника. Это позволяет избежать формирования воздушных пробок, из-за которых агрегат прекращает работу. Насосы в вертикальном исполнении рассчитаны на перекачку жидкостей плотностью до 1300 кг/м3 с содержанием твердых включений не более 20% объема.

Горизонтальные модели рассчитаны на сухую установку, при которой гидравлическая часть агрегата размещается снаружи резервуара отстойника. Популярность насосов данного типа объясняется широким диапазоном показателей создаваемого напора, параметров производительности. Оборудование рассчитано на работу с гидросмесью, плотность которой достигает 2500 кг/м3.

Погружные модели – это консольные насосы полусухой установки. У такого оборудования гидравлическая часть всегда погружена в шлам, при этом верх влагозащищенного двигателя выступает над поверхностью. Главные достоинства погружных насосов – эффективная защита от перегрева, низкий уровень шума и вибрации, высокие скорости прокачки. По мере откачки шлама насос, закрепленный на тросе, перемещается вниз.

 

Буровые насосы

В процессе освоения скважин методом бурения, для проведения промывочно-продавочных работ в ходе капремонта скважин, используется два типа насосов для нагнетания жидких сред.

Буровые плунжерные насосы обеспечивают циркуляцию промывочной жидкости в ходе геологоразведочного бурения на глубину до 2000 метров. Это устройства одинарного действия. Основной рабочий элемент – это плунжер, металлический цилиндр, который сопрягается с сальниковым уплотнением и совершает вращательно-поступательное движение. При движении плунжера влево открывается всасывающий клапан, и жидкость поступает в гидравлическую часть насоса. При движении плунжера вправо всасывающий клапан закрывается, и жидкость под давлением выбрасывается через нагнетательный клапан.

 

Буровые поршневые модели относятся к объемным насосам. Работают за счет вытеснения жидкости из неподвижных камер специальными вытеснителями. Агрегаты отличаются высокой мощностью и позволяют перекачивать воду, вязко-пластичные жидкости, в том числе текучие и нетекучие глинистые растворы, высоковязкую нефть. Популярностью пользуются двухцилиндровые и трехцилиндровые буровые поршневые насосы. С увеличением глубины скважины агрегаты повышают давление в напорном трубопроводе. Подача регулируется ступенчато с помощью коробки передач.

 

Заключение

От выбора насосов напрямую зависит эффективность горнодобывающих работ. Важно использовать  профессиональное горно-шахтное оборудование с подходящими рабочими характеристиками.