Шахтный и карьерный водоотлив: насосы для тяжёлых условий

Шахтный водоотлив работает круглосуточно, и остановка насоса означает затопление горизонта. В горнодобыче вода поступает постоянно и редко бывает чистой: песок, абразив, иногда густой шлам. Поэтому выбор насоса определяется в первую очередь средой, а уже потом объёмом. Это тяжёлый режим — техника работает на износ.

Что такое шахтный и карьерный водоотлив

Водоотлив в шахтах и карьерах — это откачка воды, поступающей в горные выработки: грунтовых вод, атмосферных осадков, технологической воды. Без постоянного водоотлива выработки затапливает, что останавливает добычу и угрожает безопасности. Особенность задачи в том, что вода здесь редко бывает чистой — она несёт песок, породу, шлам и абразив, а откачивать её нужно с большой глубины и часто круглосуточно. Поэтому насосы для шахтного и карьерного водоотлива работают в одних из самых тяжёлых условий, и требования к их надёжности, напору и стойкости к абразиву особенно высоки.

Какие насосы применяют

Выбор зависит от состава воды и глубины. Для водоотлива с невысоким содержанием твёрдых частиц применяют дренажные насосы, для воды с песком и породой — грязевые, а для тяжёлого абразивного шлама и пульпы — шламовые (см. перекачка пульпы и шлама). Ключевые требования — стойкость к абразивному износу и достаточный напор, чтобы поднять воду с большой глубины на поверхность. Эта задача тесно связана с применением насосов в горнодобывающей промышленности.

Глубина, напор и схема откачки

Главная гидравлическая особенность водоотлива — большая высота подъёма. Чем глубже выработка, тем выше требуемый напор, а на больших глубинах воду нередко поднимают ступенчато — через несколько насосов и промежуточных горизонтов. Реальный напор всегда меньше паспортного из-за потерь в длинных трубопроводах, поэтому насосы подбирают с запасом. При больших притоках применяют несколько агрегатов или параллельную работу, а схему рассчитывают под пиковый приток, чтобы выработку не затапливало в периоды интенсивного поступления воды. Как складываются напоры ступеней, объясняет статья о последовательном подключении насосов.

Откачка воды из карьера и осушение карьера

У карьера две разные задачи. Первая — осушение затопленного карьера перед разработкой. В начале насосы работают с большой подачей и малым напором, а по мере снижения уровня напор растёт. Поэтому насосы опускают вслед за водой на тросах или ставят на понтоны. Вторая задача — текущая откачка воды из карьера: приток собирают в зумпф на нижнем уступе, откуда насос или каскад насосов поднимает воду наверх. Такой шахтный водоотлив и карьерный устроены по одним правилам.

Надёжность, автоматика и безопасность

Водоотлив ведут непрерывно, поэтому надёжность критична: остановка насосов грозит затоплением выработки. Предусматривают автоматику уровня, защиту от сухого хода и обязательно резерв, включающийся при отказе основного насоса. В шахтах с риском взрывоопасной атмосферы (метан, угольная пыль) применяют взрывозащищённое исполнение с подтверждающим сертификатом — это требование промышленной безопасности, а не только надёжности. Из чего состоит такая система и сколько насосов в ней нужно, объясняет статья о водоотливной установке.

Почему водоотлив проектируют как систему

В шахтах и карьерах водоотлив — это не отдельный насос, а инженерная система. От её работы зависят и добыча, и безопасность людей. Поэтому проектируют её комплексно.

Оценка притока. Сколько воды поступает в выработку в обычном режиме? Насколько приток вырастет в паводок или после ливней? Производительность считают по пиковому значению, а не по среднему.

Схема подъёма. Воду поднимают с рабочих горизонтов на поверхность. На больших глубинах это каскад из насосов и промежуточных водосборников: вода идёт ступенями.

Резервирование. Дублирующие машины и запас производительности. Остановка водоотлива в шахте недопустима.

Характер воды. Чем больше в ней песка, породы и шлама, тем стойче к абразиву нужна техника. И тем чаще потребуется замена изнашиваемых деталей.

Безопасность. В опасных по газу и пыли выработках применяют сертифицированное взрывозащищённое оборудование.

Надёжным водоотлив становится только тогда, когда все элементы увязаны между собой. Приток, напор, схема подъёма, состав воды, резерв и безопасность — вместе, а не по отдельности.

Поэтому насосы для шахт и карьеров подбирают не по одному параметру. Считают всю систему под конкретный объект.

Производитель оборудования — шведская компания Grindex.

Под какую среду — какой насос

• относительно чистая вода — мощные дренажные (Senior, Maxi);
• вода с песком/абразивом — Sandy;
• густой шлам ГОК — серия Bravo (Bravo 600);
• ил и крупные включения — грязевые;
• кислая вода — нержавеющие Inox, см. статью о насосе для шахтных вод.

Что учесть

• объём притока и нужная производительность;
• глубина подъёма и напор (расчёт);
• абразивный износ проточной части;
• режим 24/7 — резерв и обслуживание.

Эксплуатация в тяжёлых условиях

Контролируйте износ рабочего колеса, регулярно промывайте проточную часть, следите за кабелем. Как продлить ресурс — подробнее.

Типичные ошибки

• дренажник в песке/шламе — быстрый износ или отказ;
• недооценка глубины подъёма;
• отсутствие резерва при непрерывной откачке;
• игнорирование контроля износа.

Покупка, гарантия и доставка

Подбор под объект — услуга подбора; цена и КП — как получить КП; оформление — как купить. Гарантия 12 мес (сервис), доставка по России, запчасти.