Реферат
Общие сведенья
Состояние вопроса и задачи исследования
Область применения эрлифтов
Анализ существующих способов очистки зумпфов
Литература
Общие сведенья:
Водоструйный насос. Принцип работы заключается в том, что в
водоподъемную трубу заключенную в обсадной трубе через форсунку подается сжатый
воздух от компресора по трубе при этом образуется смесь воздуха и воды. Движение
водовоздушной смеси вверх происходит вследствие подъемного действия Принцип
действия водоструйного насоса или гидроэлеватора основан на передаче
кинетической энергии рабочей жидкостью перекачиваемой жидкости. Рабочая жидкость
обладает большим запасом кинетической энергии по сравнению с запасом энергии
перекачиваемой жидкости. Достоинство гидроэлеваторов - простота устройства,
небольшие габариты, надежность работы; недостатки - низкий КПД и затраты
большого количества вспомогательной воды под давлением.
Эрлифт. Для подачи воды из глубинных скважин нашли
применения пневматические подъемники или эрлифты; они также удобны для подачи
кислот и других химических жидкостей и смесей жидкостей с твердыми частицами
(пульпы). Принцип работы заключается в том, что в водоподъемную трубу
заключенную в обсадной трубе через форсунку подается сжатый воздух от
компрессора по трубе при этом образуется смесь воздуха и воды. Движение
водовоздушной смеси вверх происходит вследствие подъемного действия пузырьков
воздуха, которые опережают движение воды, проскальзывая через движущийся поток,
увлекая за собой воду.
Состояние вопроса и задачи исследования
:
В угольной промышленности, как и в других отраслях народного хозяйства, наблюдается стремление к механизации всех основных и вспомогательных процессов, где это только возможно, с целью повышения производительности труда, снижения себестоимости продукции, уменьшения материалоемкости и энергозатрат, улучшения условий труда и повышения техники безопасности, а также, по возможности, исключения тяжелого неквалифицированного труда.
В наше время все большее внимание уделяется механизации вспомогательных процессов, так как они механизированы практически в 2 раза меньше чем основные. Из вспомогательных процессов в угольной промышленности удельный объем приходиться на чистку зумпфов, водосборников, предварительных отстойников, шахтных колодцев и других аналогичных объектов, а так же на откачку загрязненной воды из проходческих забоев и на очистку различного рода отстойников на обогатительных фабриках.
Несовременная чистка зумпфов стволов, водосборников и приемных колодцев от твердого приводит к затоплению горных выработок, что нарушает нормальный ритм работы шахт и приводит к значительным затратам материальных и трудовых ресурсов.
Наиболее прогрессивными и соответствующими нынешним требованиям являются установки с гидроэлеваторными (водоструйными) аппаратами и эрлифты. При этих способах чистки совмещаются в один процесс чистка и откачка воды. Основным оборудованием, обеспечивающим чистку по новой технологии, является гидроэлеватор или эрлифт. Эти аппараты не имеют вращающихся и движущихся частей, просты в изготовлении, имеют небольшие массу и габариты, их применение исключает постоянное присутствие в зумпфах обслуживающего персонала, обеспечивают высокую надежность откачки в условиях завалов аппаратов большими объемами твердого и повышает производительность труда по сравнению с механическими способами. Эти качества при низких капитальных и эксплуатационных затратах и высокой подаче обеспечивают надежную и долговечную работу в сложных и стесненных подземных условиях. Однако следует также отметить, что применяемые одноступенчатые типы установок с такими аппаратами характеризуются существенными недостатками: пониженными напорами, всасывающей способностью и экономичностью. Из исследований проводимых в НИИГМ им. М.М.Федорова установлено, что указанные недостатки устраняются с использованием двух-, а иногда трехступенчатых схем установок.
Область применения эрлифтов:
Эрлифты различной производительности применяются: 1) для подачи активного циркуляционного ила и подъема сточной жидкости на небольшую высоту на канализационных очистных сооружениях; 2) для подачи химических реагентов на водопроводных очистных сооружениях; 3) для подачи воды из скважин. Опыт показал, что наряду с некоторыми недостатками (сравнительно малый кпд, невозможность подъема жидкости с малой глубины), эрлифты обладают рядом достоинств, которые наиболее заметны при эксплуатации на очистных сооружениях:
• простота устройства;
• отсутствие движущихся частей;
• допустимо содержание взвешенных частиц в неограниченном количестве в транспортируемой жидкости;
• источником энергии служит сжатый воздух, поступающий от воздуходувок.
Анимация состоит из 8-и кадров, 10-и циклов, сделана MP Gif Animator. Размер анимации 77,6 Kb
На приведенной анимации представлен
двухступенчатый струйный насос, первой ступенью которого является гидроэлеватор,
а второй - эрлифт
Анализ существующих способов очистки зумпфов:
В практике эксплуатации и проектирования угольных шахт в нашей стране и зарубежём известно около 30 различных способов и схем чистки зумпфов скиповых стволов. Многочисленность применяемых и предлагаемых способов явилась следствием разнообразных условий. Она объясняется главным образом отсутствием достаточно эффективных способов осуществления этого трудоёмкого процесса. Главным признаком, положенным в основу классификации, является вид подъёма просыпавшейся горной массы из зумпфа на горизонт околоствольного двора или непосредственно на поверхность. По этому признаку рассматривается три способа: механический, гидравлический и комбинированный.
Механический способ чистки зумпфов имеет исключительно широкое применение на действующих шахтах. Сущность этого способа заключается в том, что просыпающаяся горная масса выдаётся на горизонт околоствольного двора или на поверхность средствами механизированной доставки или подъёмами по стволу. Преобладающее число схем при механическом способе чистки зумпфов предусматривает наличие в зумпфе улавливающего бункера, в котором аккумулируется и из которого перегружается в вагонетки, скипы или бадьи просыпающаяся горная масса. Накопленная горная масса попадает в загрузочное устройство скипов путём перегрузки из скипа зумпфового подъёма в вагонетку. В бункер загрузочного устройства или непосредственно в скип главного подъёма путём перепуска горной массы по накопительной выработке с использованием виброжелоба, вертикального элеватора, улавливающего скипа, конвейера. Все перечисленные способы транспортирования горной массы из зумпфа на уровень околоствольного двора или на поверхность имеют значительные недостатки, главными из которых являются:
1) усложнение организации работ и снижение производительности подъёма из-за необходимости использования главного подъёма для выдачи просыпавшегося материала;
2) ограниченная область применения из-за наличия посадочных балок в зумпфах;
3) высокая трудоёмкость из-за значительного объёма работ, производимых вручную по очистке зумпфов от мелких фракций просыпавшегося угля;
4) обязательное присутствие человека в зумпфе во время работ по его очистке, сложность автоматизации работ;
5) большой дополнительный объём горных выработок (камеры, гезенки, спуски и т.д.) необходимых для размещения оборудования, что влечёт за собой резкое увеличение затрат при строительстве и эксплуатации;
6) откачка зумпфового притока производится специальными насосами как отдельная операция;
7) невысокая надёжность схем из-за большого количества различного оборудования в технологической схеме (вагонеток, специальных скипов, конвейеров и т.д.).
Гидравлический способ чистки зумпфов предусматривает транспортирование горной массы на уровень околоствольного двора с помощью гидроэлеваторов, углесосов или шламовых насосов, эрлифтов и загрузочных аппаратов. Достоинствами этого способа является:
- непрерывность процесса;
- отсутствие по длине трубопровода каких либо движущихся деталей, что обеспечивает высокую надежность, простоту и низкую трудоемкость обслуживания;
- непрерывность и малооперационность технологических процессов, что создает условия для применения автоматического управления транспортной системой.
- он обеспечивает совместное выполнение одним технологическим звеном операций по удалению просыпающейся горной массы, чистке водосборной части зумпфа от шлама и откачке зумпфового притока.
Схемы чистки зумпфов с помощью гидроэлеватора предусматривают забор горной массы непосредственно из водосборной части зумпфа, либо из улавливающего бункера. При этом напорная вода для гидроэлеватора подаётся, как правило, от нагнетательного трубопровода главного водоотлива. Пульпа откачивается на горизонт околоствольного двора, где производится отделение твёрдого на обезвоживающих установках, ситах и т.д.
В некоторых схемах пульпа перекачивается гидроэлеватором в водосборник главного водоотлива, а в других к углесосной установке, в шламонакопители, в качестве которых используется выработанное пространство лав, заброшенные или специальные выработки в районе околоствольного двора.
Чистка зумпфов с гидротранспортом горной массы углесосами ведётся, как правило, с перекачкой её в шламонакопитель, сооружаемый на горизонте околоствольного двора.
При применении эрлифтного подъёма просыпающаяся горная масса аккумулируется в водосборной части зумпфа, где и организуется её забор всасывающим устройством эрлифта. Пульпа транспортируется на обезвоживающее сито, после которого твёрдое направляется в загрузочный бункер главного подъёма и выдаётся на поверхность.
Схемы чистки зумпфов с использованием загрузочных аппаратов (шламосборочных камер, трубчатых питателей и т.п.) предусматривает различные варианты загрузки последних горной массой: непосредственно с решётки, установленной в зумпфе или от углесоса, к которому пульпа подаётся гидроэлеватором, отбирающим твёрдое из улавливающего бункера в зумпфе и т.п.
При гидравлическом способе чистки как шлам, образующийся от просыпающейся в зумпфе горной массы, так и вода является предметом транспортирования, и удаляются из зумпфа в виде пульпы.
Гидравлический способ чистки скиповых стволов считается наиболее совершенным и с той точки зрения, что может быть применён на всех шахтах. Однако во многих схемах гидротранспорта имеются вертикальные или наклонные участки. В этом случае, как показали исследования Донецкого Национального Технического Института и опыт эксплуатации, для подъема воды и гидросмесей рациональными оказываются эрлифты, в которых используется энергия сжатого воздуха. Это обеспечивает высокую надежность, долговечность, простоту эксплуатации, и в сочетании со свойством самонастраивания позволяет создать систему автоматического управления эрлифтами.
Этот способ в принципе позволяет все операции по очистке зумпфа, выдаче горной массы, шлама и откачке притока воды производить одновременно одним устройством. Семы этого способа чистки выгодны и с экономической, и с санитарно-технической точки зрения и лучше других решают вопрос ликвидации тяжёлого ручного труда. Недостатком данного способа является повышенный расход электроэнергии.
Комбинированные способы чистки зумпфов скиповых стволов объединяют в себе элементы механического и гидравлического способов, т.е. для чистки зумпфов применяется механическое оборудование в комплексе с гидравлическими машинами и устройствами.
Эти способы и являются наиболее перспективными для шахт Донбасса.
Литература:
1. Збірник наукових праць, Випуск 101. Відкрите Акционерне
Товариство «НДІГМ ім.М.М.Федорова», «Проблеми експлуатації обладнання шахтних
установок». Донецьк 2007 р.
2. В.Б. Малеев, Е.И. Даниов, В.М. Яковлев «Специальные средства водоотлива и гидромеханизированной очистки шахтных водосборных емкостей» Донецк, ДонНТУ, 1986 г.
3. «Методические рекомендации по применению средств механизации очистки шахтных водосборных емкостей» Донецк, ДонНТУ, 1983 г.
4. В.Г. Гейер, В.С. Пащенко, Л.Н. Козыряцкий, Я.К. Антонов «Эрлифтные установки» Донецк, ДонНТУ, 1982 г.
|
