3.4.3. Расчет производительности закладочного комплекса

Производственная мощность закладочного комплекса Р_к (м³/год) вычисляется по формуле

где А_г – годовая производительность рудника, т/год; ρ_р – плотность руды, т/м³; К_нд – коэффициент неравномерности добычи (К_нд = 1,25–1,3); К_у – коэффициент усадки, для твердеющей закладки К_у = 1,01–1,02.

Согласно НТП, при расчете производительности трубопроводного транспорта закладочных смесей чистое время работы не более 15 ч в сутки (с учетом ПЗО), тогда часовая производительность закладочного комплекса, м³/ч:

где n_д – число рабочих дней в году; К_п – коэффициент технологических простоев.

3.4.4. Расчет трубопроводного транспорта закладочной смеси

Схема трубопроводного транспорта

Для доставки твердеющих закладочных смесей применяют самотечный, самотечно-пневматический трубопроводный транспорт (рис. 3.4.3).

Рис. 3.4.3. Схемы трубопроводного транспорта закладочных смесей:

а– самотечного;б– самотечно-пневматического;в– напорного гидравлического

Гидротранспорт не применяют для доставки твердеющих закладочных смесей, так как большое количество воды нарушает структуру смеси, разжижается и выносится цементная пульпа, что приводит к снижению прочности закладочного массива.

Преимущества самотечного трубопроводного транспорта – довольно высокая производительность (до 60–180 м³/ч) и простота конструкции, недостаток – ограниченное расстояние транспортирования, зависящее от высоты вертикальной части трубопровода и времени твердения закладочных смесей.

Применение самотечно-пневматического транспорта позволяет значительно увеличить длину доставки закладочных смесей за счет энергии сжатого воздуха, поступающего на горизонтальные части трубопровода через пневмоэжекторы (пневмоврезки), вмонтированные под углом 25–30^о к продольной оси трубопровода в направлении движения закладочной смеси.

Расчет самотечного транспортирования смеси

Основными параметрами трубопроводного транспорта являются производительность, диаметр трубопровода, длина транспортирования и др.

Техническая производительность самотечного трубопроводного транспорта по закладочной смеси, м³/ч:

Q_з = 3600πD²/4 ∙ V,

откуда диаметр трубопровода, м:

где V – скорость движения гидросмеси в трубопроводе, м/с.

Диаметр трубопровода рекомендуется проверять по его соотношению с размером δ (мм) крупного зерна заполнителя, т. е. D ≥ 5δ.

Скорость движения смеси при самотечном транспортировании принимают из условия устойчивости ее к расслоению и пропускной способности трубопровода. Оптимальная скорость V = 0,5–0,7 м/с (реже 1,5–2 м/с).

Скорость движения смеси по трубам должна быть больше критической на 10–20 %. Критическая скорость рассчитывается по формуле, м/с:

где С = 8,5–9,0 – экспериментальная величина; g = 9,81 м/с²; D – м; а = ρ_т – ρ_о / ρ_о – безразмерное соотношение твердых транспортируемых частиц плотностью ρ_т (т/м³) и несущей среды (воды), ρ_о = 1 т/м³; S_к – концентрация твердого в потоке (S_к = 0,15–0,2); К_т – обобщенный коэффициент трения частиц о нижнюю стенку трубопровода:

Для крепких пород 0,45–0,55;

Для пород средней крепости 0,35–0,45;

Для слабых пород 0,3–0,4.

Предельная длина L_г самотечного транспортирования по горизонтали, м:

^(3.4.4)

^{где ρ}_с – плотность закладочной смеси, т/м³ (3.4.4); Н – вертикальная высота трубопровода, м; К_н – коэффициент наполнения закладкой вертикальной части трубопровода, К_н = 0,7–0,8; Δр – удельные потери давления (напора) при движении смеси по трубопроводу, Па/м; β – угол наклона трубопровода к ^{горизонту, град; – суммарная эквивалентная длина колен и поворотов, расположенных по длине трубопровода, м.}

Эквивалентная длина l_э (90^о) для колена с углом поворота 90^о и радиусом закругления 2 м равна 12 м, а с радиусом закругления 1 м – 20 м. Для колен с углом поворота α_ш < 90^о эквивалентная длина, м: l_э = l_э (90^о) ∙ α_п/90^о.

Удельные потери давления, Па/м:

где τ₀ – статическое напряжение сдвига (смеси), Па; μ_см – вязкость смеси, Па∙с.

Ориентировочно рекомендуется принять удельные потери давления (потери давления на 1 м длины трубопровода) Δр = 0,1 МПа/м.

Высота столба смеси, м, обеспечивающая подачу заданного количества закладочной смеси на расстояние L: