Геологическая энциклопедия - гидравлический транспорт

(a. hydraulic transport, pipeline transport; н. Hydrotransport; ф. transport hydraulique; и. transporte hidraulico) технологический процесс перемещения материалов потоком воды. Использование воды как средства Г. т., а также для промывки золотоносных песков в долинах pp. Тахо, Дуэро, Миньо и Гуадьяро (Испания) известно с 11-6 вв. до н.э. Самотёчный Г. т. начал применяться в России с кон. 18 в. при буторных работах на золотоносных россыпях Урала. В СССР широкое использование Г. т. связано с развитием гидравлич. разработки торфяных, угольных и др. м-ний п. и., стр-вом канала им. Москвы (1932-37), крупных ГЭС на Волге, Каме, Днепре, Оби и др.

По принципу действия Г. т. подразделяется на безнапорный, напорный и комбинированный. При безнапорном Г. т. гидросмесь, перемещаясь по наклонным желобам, лоткам (при подземной гидродобыче), траншеям, канавам (в карьерах со средствами гидромеханизации) или не полностью заполненным трубам, имеет свободную поверхность, на к-рой давление равно атмосферному. При напорном Г. т. гидросмесь, заполняя все сечения трубопровода, находится под избыточным давлением, создаваемым гл. обр. насосами (грунтовыми, шламовыми, углесосами и др.). Системы напорного Г. т. могут быть однои многоступенчатыми, с зумпфами на промежуточных перекачивающих станциях или без них. При работе с зумпфами система менее чувствительна к неравномерной подаче гидросмеси: остановка одного из насосов (в зависимости от вместимости промежуточных зумпфов) не вызывает необходимости немедленной остановки всех последующих насосов; насосы могут иметь разную производительность; уменьшается опасность гидравлич. ударов. Однако по сравнению с системой непосредственного соединения трубопроводов не полностью используется напор, развиваемый насосами, возрастают капитальные затраты на сооружение промежуточных зумпфов. При комбинир. Г. т. на одной части трассы применяют безнапорный Г. т., на др. напорный.

Гидротранспортирование осуществляется гл. обр. в турбулентном потоке воды (реже в структурированном), а также в разл. несущих суспензиях и в водно-воздушной смеси. При транспортировании скорость движения гидросмеси v не должна быть ниже некрой миним. величины (т.н. критич. скорости vкр), к-рая предшествует началу осаждения твёрдых частиц или соответствует миним. гидравлич. сопротивлениям. Для уменьшения удельных затрат электроэнергии транспортирование материала стремятся производить при скоростях близких к vкр и высоких концентрациях твёрдого вещества в гидросмеси. Гидравлич. сопротивления и гидроабразивный износ трубопроводов резко снижаются при уменьшении размера транспортируемых частиц ниже 1-2 мм. Поэтому Г. т. на значит. расстояния обычно ограничивается частицами этого размера.

Расчёт напорного и безнапорного Г. т. производится гл. обр. эмпирически; напорного Г. т. обычно сводится к выбору диаметра трубопровода и соответствующих насосов для обеспечения заданной производительности. При безнапорном Г. т. осн. характеристика транспортирующая способность потока Qт (кг/с), представляющая собой предельное кол-во твёрдого материала, к-рое поток способен переносить вместе с водой. Значения Qт зависят от коэфф. трения и нормальной составляющей силы веса перемещаемого куска материала; определяются уклоном, площадью поперечного сечения, формой, состоянием поверхности и видом материала лотка, расходом воды, гранулометрич. составом, плотностью и формой транспортируемого материала, величиной местных сопротивлений.

При открытой разработке м-ний п. и. с помощью средств гидромеханизации размытые струёй гидромонитора г. п. в виде гидросмеси самотёком по канавам поступают в зумпф насосной станции, оборудованной грунтовым насосом, и далее перекачиваются по трубопроводу. По трубопроводам также транспортируются гидросмеси при разработке залежей с помощью земснарядов и драг в водоёмах карьеров, на дне рек, озёр и морей.

При шахтной гидродобыче п. и. самотёчный Г. т. применяется для доставки п. и. и попутных г. п. от забоев до камеры Гидравлического подъёма. Гидросмесь при этом перемещается по металлич. желобам, уложенным по почве горн. выработок с уклоном 4-7%. При закладке выработанного пространства Г. т. используется для доставки в шахту песка, дроблёных г. п. Приготовленная на поверхности шахты гидросмесь поступает в подземные выработки по трубопроводу, состоящему из вертикального и горизонтального участков. По закладочным трубопроводам шахт иногда транспортируют бетонные смеси. Для увеличения длины их транспортирования по горизонтальным выработкам в трубопровод подаётся сжатый воздух, используются бетононасосы.

На обогатительных ф-ках, где применяют мокрые способы обогащения п. и., с помощью средств Г. т. перекачивают п. и., удаляют отходы их обогащения в илонакопители (гл. обр. отходы флотации), производят намыв дамб обвалования, ограждающих илонакопители. По магистральным трубопроводам большой протяжённости с помощью Г. т. перемещают разл. мелкораздробленные (менее 2-0,2 мм) п. и. (уголь, известняк, концентраты руд и др.).

Достоинства Г. т.: высокая производительность, возможность транспортирования на значит. расстояния при полной автоматизации процесса, отсутствие потерь перемещаемого материала, невысокие эксплуатац. расходы, возможность совмещения процесса транспортирования с др. технол. процессами (гидравлич. разрушением, обогащением), низкий уровень шума и возможность укладки трубопроводов под землёй. Недостатки: относительно большой расход энергии и воды, износ труб и насосов, ограниченное число материалов, перемещение к-рых возможно с помощью средств Г. т., измельчение и размокание материалов в процессе транспортирования.

Литература: Покровская В. Н., Пути повышения эффективности гидротранспорта, М., 1972; Смолдырев А. Е., Трубопроводный транспорт, 3 изд., М., 1980; Куприн А. И., Безнапорный гидротранспорт, 2 изд., М., 1980.

В. В. Трайнис.