Земснаряды и песчано-гравийные карьеры добывают и перемещают песок и гравий гидравлическим способом — в виде пульпы. Это требует мощных шламовых насосов, устойчивых к абразиву. Разберём, какие насосы применяют на земснарядах, как организуют перекачку и как подобрать оборудование.
Гидравлическая добыча песка и гравия
При гидромеханизированной добыче грунт размывают и превращают в песчаную пульпу, которую перекачивают по трубопроводу на берег или к месту складирования. Песок крайне абразивен и склонен к осаждению, поэтому оборудование должно быть износостойким и поддерживать частицы во взвешенном состоянии. Свойства такой среды мы разбирали в статье про насос для песка.
Какой насос нужен
Для земснарядов и карьеров применяют шламовые насосы с проточной частью из высокохромистого чугуна и агитатором. Часть моделей выпускается для монтажа на плавсредство или на раму земснаряда. По задачам это близко к гидромеханизации: та же песчаная пульпа и напорный гидротранспорт.
Ключевые требования
- Износостойкая проточная часть;
- Агитатор для взмучивания песка;
- Высокий напор для транспорта на берег;
- Достаточный проходной диаметр;
- Возможность монтажа на плавсредство.
Как организуют перекачку
Насос опускают к забою, где агитатор взмучивает песок, и полученную пульпу перекачивают по плавучему или береговому трубопроводу. Важно поддерживать скорость потока выше критической, чтобы песок не осаждался в трубе. При большой дальности применяют последовательные насосные станции.
Как подобрать
Подбор ведут от крупности и концентрации песка, требуемой производительности, дальности транспорта и способа монтажа. Для дальнего транспорта важен напор, для плотной пульпы — мощность агитатора. Общие принципы — в статье как выбрать шламовый насос, а модели — в каталоге.
Частые вопросы
Почему для песка нужен шламовый насос?
Песок абразивен и быстро изнашивает обычную гидравлику. Нужен шламовый насос с износостойкой проточной частью и агитатором.
Как перекачать песок на берег?
По напорному трубопроводу в виде пульпы; для дальности нужен высокий напор или каскад станций.
Можно ли монтировать насос на земснаряд?
Да, есть модели для монтажа на плавсредство и раму земснаряда.
Почему песок — самая тяжёлая среда для насоса
Песчаная пульпа сочетает три свойства, каждое из которых по отдельности уже проблема.
Высокая абразивность. Кварцевый песок твёрже стали, а его частицы имеют острые грани. Износ проточной части идёт быстрее, чем на большинстве других сред, см. абразивность среды.
Быстрое осаждение. Песок не удерживается во взвеси — он выпадает из потока при малейшем снижении скорости. Отсюда жёсткие требования к режиму трассы и необходимость агитатора на заборе, см. насос с агитатором.
Высокая плотность пульпы. Песчаная гидросмесь заметно тяжелее воды, и нагрузка на привод растёт соответственно, см. плотность и вязкость пульпы.
Именно поэтому паспортные кривые, снятые на воде, на песчаной пульпе просаживаются, и подбор «по воде» даёт заниженные фактические подачу и напор, см. характеристику насоса.
Критическая скорость: главное ограничение трассы
В пульпопроводе поток обязан двигаться быстрее скорости, при которой песок начинает выпадать в осадок. Нарушение этого условия запускает самоусиливающийся процесс: осадок сужает сечение, растёт сопротивление, падает подача, скорость снижается ещё сильнее — и труба зарастает.
Практические следствия для эксплуатации. Нельзя произвольно снижать подачу задвижкой ради «экономии». Нельзя останавливать систему, оставив пульпу в трубе, — перед остановкой трассу промывают чистой водой. И нельзя бесконтрольно увеличивать длину пульпопровода без пересчёта: потери растут, подача падает, скорость уходит вниз.
Про расчёт трубопровода — в статье про обвязку и трубопровод насоса.
Компоновка на земснаряде
Насосное оборудование на плавучей установке размещают по одной из двух схем, и выбор влияет на всё остальное.
Насос на палубе. Грунтовый насос стоит на раме, пульпа поднимается к нему по всасывающей линии. Проще в обслуживании, но упирается в предел всасывания: чем глубже разработка, тем труднее поднять плотную гидросмесь, см. высоту всасывания и NPSH и кавитацию.
Погружной насос на раме. Опускается непосредственно в забой и работает на нагнетание — ограничения по глубине снимаются, а всасывающая линия исчезает как источник проблем. Обслуживание сложнее: насос надо поднимать.
На практике встречается и комбинация: погружной насос подаёт пульпу к палубному, который гонит её дальше по трассе.
Что изнашивается и как планировать замену
На песке проточная часть — плановый расходник, а не аварийная позиция. Первым срабатывается рабочее колесо, затем входная пластина и улитка; на агитаторе износ идёт наравне с колесом.
Ранний признак — падение напора при неизменной трассе; отслеживается манометром и даёт запас времени до отказа. Регулировка зазора между колесом и входной пластиной часто возвращает подачу без замены деталей, см. замену рабочего колеса и срок службы насоса.
Практика сезонных работ: комплект расходников заказывают заранее, до начала сезона. Ожидание колеса в разгар добычи стоит дороже самого комплекта, см. запчасти для шламовых насосов.
Карта намыва и фракционирование
Пульпа поступает на карту, где песок осаждается, а осветлённая вода возвращается в водоём. Полезный побочный эффект: при правильной организации карты происходит естественное разделение по крупности — крупная фракция оседает ближе к выпуску, мелкая уносится дальше. На товарных карьерах это используют для получения песка разных фракций.
Площадь карты рассчитывают под объём и время осаждения: недостаточная площадь означает вынос взвеси обратно в водоём. Смежные материалы: насосы для гидромеханизации, насос для песка, насос для дноуглубления.
Подберём под ваш карьер
Пришлите глубину разработки, крупность песка, требуемую производительность и длину трассы до карты намыва — рассчитаем рабочую точку и предложим компоновку. Ассортимент — в каталоге.
Подобрать насос → или звоните +7 (499) 397-84-51