Общие сведения, классификация, область применения

Гидравлические и пневматические транспортные установки, в которых груз перемещается по трубам в потоке воды или воздуха, относятся к транспортным установкам непрерывного действия. На угольных предприятиях гидротранспорт используется для перемещения угля от очистного забоя по технологическим выработкам шахт к стволу, подъема его на поверхность, доставки к обогатительной фабрике или на склад, а также для выдачи породы на поверхность или спуска закладочных материалов в шахту.

Рис.23.1 Схемы гидротранспортных установок: а – самотечная; б – с естественным напором; в, г – с углесосом и центробежными насосами

Действие гидравлических и пневматических установок основано на использовании свойств потока жидкости или газа оказывать давление на помещаемые в них грузы (определенной кусковатости) и при соответствующей скорости поддерживать их во взвешенном состоянии и перемещать.

Гидротранспорт используют для транспортирования мелких, мелкокусковых и кусковых материалов, которые не размокают в потоке жидкости, не прилипают к стенкам пульпопровода и не собираются во флоккулы (комья). По способу создания напора гидравлические транспортные установки разделяются на самотечные по открытым желобам и трубам, в которых скорость потоку сообщается за счет разности уровней, и напорные, в которых разность давлений жидкости в начале и в конце транспортной системы создается высотой вертикального ствола, углесосом или центробежным насосом, т.е. напорный гидротранспорт может быть с естественным и искусственным напором.

Самотечный гидротранспорт осуществляется в наклонных выработках до 20⁰ по желобам, а свыше 20⁰ – по трубам. Уклон трассы в сторону движения гидросистем принимают равным 0,05 – 0,07 для металлических рештаков. Простота монтажа, легкость наращивания желобов и их соединения, удобства загрузки и низкая аварийность являются бесспорными преимуществами самотечного транспорта перед другими схемами гидротранспорта. Ограничением к применению самотечного транспорта является необходимость содержать постоянным угол наклона в сторону перемещения груза.

Технологическая схема самотечного транспорта (рис.23.1, а) очень проста, она состоит из трубопровода подачи воды 1, загрузочного устройства 2, самотечного пульпопровода 3, узла приготовления пульпы 4 и узла сбора пульпы 5, откуда пульпа передается на другой транспорт.

Напорный гидравлический транспорт с естественным напором (рис.23.1, б) применяется для подачи в шахту с поверхности по стволам закладочных материалов в выработанное пространство лав. Производительность по породе таких установок составляет до 150 м³/ч. Технологическая схема гидротранспорта с естественным напором состоит из дробильного устройства 1, загрузочного устройства 2, пульпопровода 3 и разгрузочного устройства 4 в лаве для забутовки выработанного пространства.

В напорных гидротранспортных установках (рис.23.1, в) с естественным напором транспортируемый материал 1 вводится в пульпопровод 5 углесосом 4, который одновременно с загрузкой материала в пульпопровод создает в нем необходимую скорость гидросмеси. В других гидротранспортных напорных установках (рис. 23.1, г) материал подается в пульпопровод, в котором жидкость находится под давлением. Преимуществом гидротранспортных установок с углесосами в сравнении с другими видами транспорта является простота схемы. К недостаткам следует отнести: сравнительно невысокий напор; строгое ограничение загружаемых кусков по крупности, обусловленное размерами проходных сечений насосного колеса, значительное измельчение материала и более низкий к.п.д. углесосов по сравнению с насосами.

Применение гидротранспорта для бесперегрузочной выдачи угля из забоя на поверхность требует большого напора. Однако углесос не может его развивать и, кроме того, рабочее колесо углесоса пропускает куски материала строго определенных размеров, в связи с чем требуется предварительное дробление угля. Поэтому для шахт перспективны гидравлические транспортные установки с центробежными насосами и загрузкой угля с помощью питателей. Такие установки могут транспортировать уголь более крупных кусков. Применение таких установок ограничивается сложностью процесса загрузки угля (породы) в пульпопровод, по которому течет вода под большим давлением. Технологическая схема такой установки аналогична схеме с углесосами, но вместо углесоса используется центробежный насос 1 (рис.23.1, г), который захватывает воду из водосборника 2 и перемещает ее по трубопроводу 3. По пути трубопровода установлен питатель 4, который подает уголь в пульпопровод 5. Питатель загружается из бункера 9, в который уголь определенной фракции поступает из дробилки 10. Разгрузка угля осуществляется в обезвоживающем виброгрохоте 6. Далее крупные фракции поступают на конвейер 7, а штыб – в шламовый отстойник 8.

В последнее время угольные предприятия применяют гидромеханизацию для разработки угля и транспортирования угля и породы на поверхность. После осветления вода снова поступает в шахту.