汝城钨矿井下排水排泥系统设计.pdf

汝城钨矿井下排水排泥系统设计 徐海良，彭灿辉，赵海鸣 （ ， ， ） （中南大学 机电工程学院，湖南 长沙 ） （ ， ， ， ） 关键词排泥系统；矿山；水仓； 泥浆 ； ； ； 汝城钨矿是一座具有 多年历史的老矿山， 采用 矿脉留矿法采矿， 从上至下逐渐延伸， 现已开采至地下 约 。在井下排水排泥系统设计时， 考虑到金属 矿山泥砂量相对较少， 故采用港道水沟沉淀， 人工清理 的方法处理泥砂。但近几年随着采矿向下延伸， 向外 扩展， 只要人工清理不及时， 巷道就会淤积泥水。地下 水以及采矿用水夹带粉矿进入水仓， 造成水仓淤积， 水 泵在此状况下工作， 磨损十分严重。在丰水季节当水 泵不能正常工作时， 经常造成井下被淹， 给矿山生产造 成严重的影响， 经济损失巨大。因此必须采取措施解 决井下水仓排泥难题。 井下排泥方案选择 由于巷道水沟和水仓都发生淤积， 使用人工清理 全部巷道和水仓淤泥已不可能， 因此必须重新设计清 仓排泥系统。常用的清仓排泥系统有压气罐清 仓串联排泥系统；“压气罐配密闭泥仓用高压水排 泥系统；喷射泵清仓泥浆泵排泥系统；油隔离 泵清仓排泥系统。 前 个方案的压气罐必须埋设于水仓底板下， 而 且一个水仓需埋设多个压气罐； 后 个方案要求每个 水仓安装一套排泥系统。这 种方法都必须先清理水 仓淤泥， 工程量大、 施工难度高、 施工期长、 投资大。而 采用压气罐 真空泵组合排泥系统 （图 ） 即可克服上述 缺点， 系统由真空泵、 压气罐、 吸泥软管、 排泥管以及 个阀组成， 其工作原理为 ）关闭阀 、 ， 打开阀 、 ， 启动真空泵， 压 气罐在真空泵作用下达到一定真空度后， 通过吸泥软 管吸入泥浆， 当压气罐装满泥浆后， 关闭真空泵。 ）关闭阀 、 ， 打开阀 ， 然后打开阀 ， 高 压气进入压气罐， 罐内泥浆在高压气的作用下， 通过排 泥管把泥浆送到指定地点， 然后关闭阀 、 ， 打开阀 图 压气罐与真空泵组合排泥系统 真空泵； 输泥管； 高压气管； 压气罐； 软管； 水仓； 阀 、 ， 准备下一轮工作。 压气罐 真空泵排泥系统与传统排泥系统相比有 如下优点 ）机动性强。传统的排泥系统一旦安装以后就 不能移动， 而压气罐 真空泵排泥系统却可拆卸， 如果 把整个系统安装于一辆小车上， 机动性会更好。在泥 砂量不大的金属矿， 整个矿山只需要一套这样的排泥 系统就可以满足生产要求。 ）经济实用。传统排泥系统对井巷水仓有特殊 要求， 如传统压气罐排泥系统要求压气罐埋设在水仓 底板以下， 且一个水仓需多个压气罐， 每个水仓需一套 排泥系统， 工程量大、 设备投资大， 而压气罐 真空泵排 泥系统可同时用于多个水仓排泥， 因此造价相对较低。 ）压气罐 真空泵排泥系统具有安装操作方便、 事故少、 维修方便等优点。 压气罐 真空泵排泥系统设计 ）压气罐壁厚设计 第 卷第 期 年 月 ““ 收稿日期 第一作者男 讲师 与传统压气罐一样， 压气罐可加工成圆柱形状， 因 此壁厚 是一个主要参数， 可按下列公式计算 ［ ］ “ （ ） 式中 为罐体半径， 一般直径为 ； 为设计 压力， ；为焊缝系数， ；“为材料许用应力， ； 为壁厚附加量， 即考 虑腐蚀及下料偏差等必须增加的厚度， 。 ）排泥高度 压气罐的排泥高度一般根据管中流体流动原理计 算 ［ ］ （ ） 式中 ， 为压气罐排泥管进口和出口端压力；为 泥浆密度； ， 为压气罐排泥管两端泥浆流速； ， 为压气罐排泥管两端相对高度； 为泥浆在管中 流动的压力损失。 ）真空泵选用 由于真空度决定吸泥高度， 因此选用真空泵的主 要参数是真空度， 吸泥高度 可由下式求得 ［ ］ （ ） 式中为真空度； 为大气压强； 为泥浆密度。 井下排水排泥系统设计 汝城钨矿井下排水系统的水泵房有 个， 其中大 部分水仓已出现淤积， 特别是位于井底的水泵房 （图 ） 。按照设计， 井下大部分矿石通过箕斗提升至地面， 放矿过程中漏下的粉矿用斜井卷扬运出， 水及泥浆流 进水仓， 通过水泵把水排出地表。但在未设计排泥系 统前， 整个井下系统使用一段时间后， 水仓被泥浆淤积 充满， 水泵不能正常工作， 整个系统经常被水淹没， 影 响正常生产。安装了图 所示的压气罐 真空泵排泥 系统后， 能及时把水仓中的泥浆通过压气罐输送到竖 图 汝城钨矿井底排水排泥系统 矿仓； 提升箕斗； 排泥系统； 粉矿； 水仓； 水泵； 粉矿小车 井提升箕斗， 并通过竖井矿石运输系统把泥浆输送到 地表， 从而解决了影响生产的淤泥难题。 从图 可知， 压气罐把泥浆输入箕斗后， 提升箕斗 把泥浆输送到地表， 泥浆管道输送距离短。因此具有 如下显著优点 ）泥浆输送距离短， 耗气量小。 ）不需要装长距离的专用管道， 解决了管道磨损 快等问题。 ）显著降低投资和生产成本。 结论 压气罐 真空泵排泥系统除保留了传统压气罐的 效力高、 能力大、 使用时间长、 对泥砂颗粒适应性强、 机 械化程度高、 清仓时水仓仍可使用等外， 同时还增加了 机动性强、 投资少、 经济实用、 安装操作方便、 事故少、 维修方便等优点， 因此应在金属矿山中推广使用。 参考文献 ［ ］ 王心明 工程压力容器设计与计算 北京国防工业出版社， ［ ］ 岑可法 工程气固多相流动的理论及计算 杭州浙江大学出版 社， ［ ］ 周享达 工程流体力学 北京冶金工业出版社， “ “ “ “ 首届西南金属工业 （重庆） 博览会会议通知 为了促进重庆及西南地区金属工业的迅速发展和技术交流， 进一步扩大投资合作， 重庆机械设备成 套局、 重庆机械设备招标局、 重庆机械设备销售协会、 重庆钢铁集团以及全国十三家金属协会联合举办 首届西南金属工业 （重庆） 博览会， 展览会定于 年 月 日在重庆汽车展览交流中心举行。 本次博览会展览范围 各类黑色、 有色金属原材料、 生产设备、 检测设备及技术， 各类金属制品和生 产设备、 技术； 各类金属材料的表面处理和热处理设备及技术， 建筑用金属结构和桥梁结构。 有关展览会详细情况请与组委会杨先生、 王先生联系；电话 （ ） ， ；传真 （ ） ， ；地址重庆西南大酒店经协大厦 室；邮编 矿冶工程第 卷 汝城钨矿井下排水排泥系统设计汝城钨矿井下排水排泥系统设计 作者徐海良， 彭灿辉， 赵海鸣， XU Hai-liang， PONG Can-hui， ZHAO Hai-ming 作者单位中南大学,机电工程学院,湖南,长沙,410083 刊名 矿冶工程 英文刊名MINING AND METALLURGICAL ENGINEERING 年，卷期2000,203 参考文献3条参考文献3条 1.周享达 工程流体力学 1983 2.岑可法 工程气固多相流动的理论及计算 1990 3.王心明 工程压力容器设计与计算 1986 本文读者也读过10条本文读者也读过10条 1. 井下排水排泥系统研究与设计[期刊论文]-中南工业大学报（自然科学版）2000,31 1 2. 卢国栋.李纪玉 井下水仓排泥的设计与技术[期刊论文]-金属矿山20023 3. 曾伦生.邓宇静.ZENG Lun-sheng.DENG Yu-jing 铜坑矿排水排泥系统改造[期刊论文]-湖南有色金属2008,241 4. 姚喆.杜克辉.樊明昌.金桃 城郊煤矿东风井井底排水系统设计优化[期刊论文]-能源技术与管理20071 5. 徐海良.赵海鸣.Xu Hailiang.Zhao Haiming 汝城钨矿井下排水排泥系统研究与设计[期刊论文]-中国矿业2000,96 6. 金鑫.JIN Xin 盐井一矿排水设计方案选优浅析[期刊论文]-煤炭工程200810 7. 郭文娟.林海燕.郄燕秋.单晓峻.Guo Wenjuan.Lin Haiyan.Qie Yanqiu.Shan Xiaojun 北京市第九水厂排泥水处理系 统改造设计分析[期刊论文]-给水排水2010,369 8. 李井民 矿井主排水系统设计方法探讨[期刊论文]-科技信息201018 9. 李登伶.庹春燕 矿山自动排水排泥系统的研究与设计[期刊论文]-采矿技术2001,11 10. 张红亚.吴鹏.王宏耀 井下排水自动控制系统的设计与应用[期刊论文]-中州煤炭20101 本文链接