2.4 Итоги исследования влияния шахтного шлама на работу поршневых насосов

В ходе анализа и исследования существующих научно–технических литературных источников, были выявлены определяющие показатели и характеристики шахтного шлама. Полученные данные были использованы для разработки методики расчёта поршневых насосов для перекачки шахтного шлама. На данный момент методика включает в себя 3 этапа расчёта.

При разработке методики, были произведен анализ и исследование формул и их составляющих, применяющихся для гидравлических расчётов параметров гидротранспорта. Данная методика учитывает характеристики поршневого насоса (производительность и напор), гидросмеси, в нашем случае шахтного шлама (средневзвешанный размер частиц, весовое содержание твёрдого в шламе, критическая скорость движения шлама) и трубопровода (диаметр трубопровода).

По итогам анализа и исследования были полученные следующие результаты:

– в настоящее время в большинстве применяемых формул для гидравлических расчётов параметров гидротранспорта не учитываются такой немаловажный показатель шахтного шлама, как размер частиц. В нашем случае для анализа принимался средневзвешанный размер частиц шлама;

– при расчёте критических скоростей и рассмотрении графиков было определено, что при средневзвешенном размере твёрдых частиц d_ср от 0,02 мм до 1,5 мм критическая скорость достигла максимального значения 7,84 м/с, а при d_ср> 1,5 мм всего 6,05 м/с. Таким образом, нельзя с уверенностью утверждать, что с увеличением средневзвешенного размера твёрдых частиц d_ср критическая скорость будет увеличиваться или же наоборот уменьшаться;

– было произведено подтверждения утверждения о том, что в различных методиках расчётов имеются расхождения в значениях критических скоростей;

– выдвинуто предположение, что приведённые формулы справедливы для определенного, возможно какого-то узкого диапазона значений d_ср, D, P₁, но не для широкого интервала основных параметров гидротранспорта.

Полученные результаты указывают нам на необходимость проведения дальнейших экспериментальных исследований в области гидравлического транспортирования шахтного шлама для выяснения и уточнения закономерности влияния размера частиц, диаметра трубопровода, консистенции шлама и удельного веса твёрдой составляющей на величину критических скоростей.

3 Разработка технологических мероприятий и рациональных схем расположения оборудования насосов

Одним из способов повышения эффективности применения высоконапорных поршневых насосов для перекачки шахтного шламам в данной работе предлагается разработка технологических мероприятий, связанных с сооружением насосной камеры и осветлительных выработок и монтажом насосного и вспомогательного технологического оборудования.

В качестве примера предлагается разработка технологических мероприятий по сооружению осветлительных выработок и узла откачки шлама необходимы для технического и технологического обеспечения и поддержания определённого состава шлама, которые позволят поршневому насосу работать в оптимальных режимах.

Оптимальный режим работы поршневого насоса подразумевает низкое энергопотребление, уменьшенный износ рабочих элементов и максимальные эксплуатационные показатели производительности и напора поршневого насоса. Данные показатели режима работы непосредственно взаимосвязаны с показатели и характеристиками перекачиваемого шахтного шлама такими как плотность шахтного шлама, его минеральный состав, процентное содержание твёрдых частиц, средневзвешанный размер частиц, а также скорость гидросмеси.

Таким образом, в разработку технологических мероприятий по сооружению осветлительных выработок и узла откачки шлама необходимо включать не только технические и технологические мероприятия по монтажу высоконапорного поршневого насоса, но и вспомогательного оборудования, обеспечивающего подачу к всасывающей магистрали поршневого насоса шлама, с определёнными свойствами и составом.