МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

Временная

отраслевая инструкция по проектированию систем гидравлического транспорта отходов флотации и воззрата оборотной воды на обогатительных фабриках Минуглепрома СССР

ВНТП 18-80

Минуглепром СССР

МИНИСТЕРСТВО УГОЛЬНОЙ ПРОШШЛЕННОСТИ СССР

Временная отраслевая инструкция по проектированию систем гидравлического транспорта отходов флотации и возврата оборотной воды на обогатительных фабриках Минуглепрома СССР,

ВНТП 18- 80 Минуглепром СССР

Утверждена Минуглепроыом СССР протоколом от 21 июля 1980 г*

Москва I960 г

10

2.13.    Предусматривать оснащение пульповодов и водоводов компенсаторами и внешней противокоррозийной изоляцией.

2.14.    Для защиты криволинейных участков труб (интенсивность износа которых в 1,5-2 раза выше интенсивности износа прямолинейных участков) от повышенного износа предусматривать специальные мероприятия, такие как: усиление стенок предварительной наваркой пластин в месте максимального износа, изготовление износостойких конструкций колен по чертежам ИГМ АН ГССР

и "Укрниигидроуголь".

2.15.    С целью уменьшения коррозии пульповодов предусматривать применение соответствующих ингибиторов.

2.16.    Сборка труб, производство и контроль сварочных работ должны производиться в соответствии со СНиП III-30.

2.17.    Трассы трубопроводов, пересекающие овраги, прокладывать на специальных эстакадах, исключив монтирование линий с большими углами наклона относительно горизонта.

2.18.    При проектировании пульповодов предусматривать при необходимости прокладку труб из износоустойчивого материала (например, биметаллические трубы с плакирующем слоем).

II

3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ НАПОРНЫХ ГИДРОТРАНСПОР1НЫХ СИСТЕМ

3.1.    Настоящие гидравлические расчеты предназначены для выбора основного гидротранспортного оборудования (углесосов

и других центробежных насосов.пригодных для перекачки пульпы) и пульповодов для внешнего гидравлического напорного транспорта отходов флотации на углеобогатительных фабриках с плотностью транспортируемого вещества 1800 - 2500 кг/м³.

3.2.    Приведенные формулы, графические зависимости и табличные данные применяются для гидравлического расчета транспорта отходов флотации в пульповодах диаметром до 500 мм в диапазоне изменения крупности до I мм при средневзвешенном размере транспортируемых твёрдых частиц до 0,3 - 0,4 гам и максимальном объемном насыщении не более 25$.

3.3.    В расчетах учитывается зависимость удельных потерь напора от следующих основных факторов:скорости движения пульпы и ее концентрации, диаметра трубопровода и шероховатости его внутренней поверхности, плотности и средневзвешенной крупности транспортируемого материала.

3.4.    Гидравлические расчеты при проектировании систем гидротранспорта по удалению отходов флотации на углеобогатительных фабриках производятся на основе следующих исходных данных:

выход отходов флотации, тыс.т/год;

содержание твердого в пульпе, г/л;

плотность отходов флотации, кг/м³;

гранулометрический состав и средневзвешенный размер отходов флотации, %, мм;

минералогический состав отходов флотации с целью определения транспортнчх особенностей и абразивных свойств;

режим работы гидротранспортной системы (число рабочих смен, продолжительность смены, общее число рабочих часов в год);

12

коэффициент неравномерности выхода отходов флотации;

расчётный срок службы пульповодов, в годах;

продольные профили по предполагаемым трассам пульповодов;

общая протяженность гидротранспортной системы;

возможные пределы и колебания содержания твердого в пульпе;

температура исходной пульпы, °С;

возможность загрязнения отходов флотации и несущей среды растворимыми и нерастворимыми химическими соединениями, их характеристика, предполагаемые состав и количество.

3.5.    В зависимости от гранулометрического состава отходы флотации по аналогии с классификацией песчаных грунтов в соответствии со СНиП II-15 могут быть подразделены на следующие виды:

крупнозернистые - вес частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50#;

среднезернистые - вес частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50#;

мелкозернистые - вес частиц крупнее 0,10 мм составляет более 75#;

пылеватые (илистые} - вес частиц крупнее 0,10 мм составляет менее 75#.

Примечание: Для установления классификации последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемых отходов флотации, сначала крупнее 0,5, затем 0,25, далее 0,10 мм и т.д.

Классификация отходов флотации устанавливается и принимается по первому удовлетворяющему показателю з порядке расположения видов в данных рекомендациях.

3.6.    Результаты ситового (седиментационного} анализа отходов флотации при проектировании гидротранспортных систем на основании существующих аналогов рекомендуется задавать таблицей ситового состава или в виде кривой распределения гранулометрического состава.

13

3.7. По характеру распределения и процентному содержанию различных кгассов крупности, а также степени влияния гранулометрического состава на характер пульпы и параметры гидравлического транспортирования пульпы, составленные из отходов флотации, с достаточным для практики приближением могут быть отнесены к условно однородным, приближающимся к гомогенным средам.

3.8. В качестве расчётной крупности отходов флотации следует принимать средневзвешенную крупность - ciср, мм.

j _ %    _    d,p,    j-dz/j,. +.... ■Ktn.pn.

^v WT'. P/ + P,. tpn

U -ой стандартной крупности, мм;

pi - процентное содержание L -ой крупности по массе в составе пробы отходов флотации.

3.9. Расчёты основных параметров гидротранспортных систем выполняются на основании общей характеристики гранулометрического состава и средневзвешенного размера транспортируемых частиц. Как правило, расчёт произюдится, исходя из начального (исходного) ситового состава отходов флотации перед подачей его в гидротранспортную систему и напорный пульповод, который берется по данным бассейнового научно-исследовательского института.

ЗЛО. Режим работы гидротракспортной системы и, следовательно, режим движения пульпы в напорных пульповодах должен осуществляться в оптимальных условиях, при которых обеспечивается заданная производительность по гидравлическому удалению отходов флотации при наименьших затратах на транспортирование твердого материала.

3.II. Оптимальным гидравлическим условиям перемещения напорным потоком твердых материалов отвечает режим гидравлического транспортирования, определенный п.1.8 и п.3.13 настоящей инструкции кр. Vp >■

14

3.12.    Искомыми величинами при гидравлическом расчёте при заданной производительности гидротраяспортной системы по твердому материалу являются: производительность гвдротранспортной установки по пульпе, диаметр пульповода, критическая и рабочая скорость движения, полный напор.

Расчёт может производиться для различных вариантов по концентрации пульпы и соответственно диаметра пульповодов.

Комбинация заданных расчётных и искомых параметров гидротранспорта должна позволить отыскать допустимый в данных условиях минимум затрачиваемой энергии при непременном и жестком условии обеспечения надёжности работы гидротранспортной системы в целом (допускаемый износ пульповода с учетом его поворачивания, допустимая скорость движения гидросмеси, возможная концентрация) .

3.13.    Критическая скорость движения гидросмеси определяет^ ся по формуле института Укршшгидроуголь, полученной в результате обработки данных экспериментальных исследований и промышленных замеров параметров напорного гидротранспорта отходов флотации:

11 нр — Hi •KcL    (3.2)

где:    Ду    -    диаметр    пульповода, м;

(у - ускорение силы тяжести, м/с^;

oJо

CL— --у-*-~ параметр (безразмерная величина);

К s - коэффициент, зависящий от концентрации пульпы.

Определяется по графику, pic.3.1.

К<£    -    коэффициент,    принимаемый    равным    0,8.

Расчетная скорость (l^p, м/с) - средняя по поперечному сечению скорость пульпы, соответствующая минимальной скорости транспортирования, обеспечивающей надежную (без зебутовок) работу гидротранспортной системы; в зависимости от характеристики качества транспортируемого материала, принимается на 5-20$ выше критической.

"Временная отраслевая инструкция по проектирование систем гидравлического транспорта отходов флотации и возврата оборотной виды на обогатительных рабриках Минуглепрома СССР разработана Всесоюзным научно-исследовательским и проектным институтом угольной промышленности "Центрогипротахт", Украинским научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом по обогащение и брикетирование углей "Укрнииуглеобогащение" и Украинским научно-исследовательским и проектно-конструкторски* институтом подземной гидравлической добычи угля "Укрниигидро-уголь" с участием института горной механики им. Г.А. Цулукидзе Академии наук Грузинской ССР.

Составители: от Центрогипрошахта

A. И.Вульфович, В.Я.Тюкянова, Л.В.Горбачева

от Укрнииуглеобогащепяя

B. И.Волков. А.С.Тереховский

от Укрниигидроугля | Н.ЁГОфенгёндён], Ю.ф.Вдасов

от ИГМ АН Грузинской ССР А.Г.Джварюейивили, Т.Ш.Гочиташвили,

Временная отраслевая инст- внТИ 18 - 80

рукция по проектированию ___________

систем гидравлического    Минуглепром    СССР

транспорта отходов флорой и----^{А с}------

и возврата оборотной во-    Взамен

ды на обогатительных фабриках Минуглепрома СССР. _

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Хвостовое хозяйство должно быть выделено в самостоятельное подразделение фабрики.

1.2.    Системы гидротранспорта *о режиму работы подразделяются на безнапорные (самотечные), напорные и смешанные.

В безнапорных системах давление на свободную поверхность потока равно атмосферному. В напорных системах давление на стенки требопровода превышает атмосферное. Напорные системы подразделяются на напорно-принудительные, транспортирование пульпы в которых осуществляется за счет напоров, создаваемых насосами, и напорно-самотечные, в которых пульпа транспортируется за счет положительной разности геодезических высот.

Смешанные системы представляют комбинацию безнапорного и напорного гвдротранспорта.

1.3.    Системы гидротранспорта отходов флотации и возврата осветлённой воды состоят из магистральных, разводящих (распределительных) и аварийно-сбросных пульповодов, системы водоводов, насосных станций и аварийных бассейнов.

1.4.    Классы капитальности сооружений гидротранспорта устанавливаются в зависимости от выхода отходов флотации по табл.Ы.

Таблица IЛ

Классы капитальности сооружений гидротранспорта

Выход отходов I Класс капитальности гидротранспорта флотации, т/сут. I безнапорный ! напорный 1000-5000 5 4 до 1000 5 5

1.5.    При возможности организовать аварийный самотечный сброс отходов флотации в течение длительного срока (свыше 3 -5 суток) класс капитальности системы напорного гидротранспорта должен быть понижен на единицу.

1.6.    Класс капитальности системы гидротранспорта должен быть повышен на единицу при подаче пульпы на большие расстояния (свыше 20 км), при очень сложных условиях прокладки пульповодов, затрудняющих их нормальную эксплуатацию, или при транспортировании пульпы, содержащей особо вредные вещества.

1.7.    Общее количество пульповодов на фабрике должно быть не менее двух. Количество резервных пульповодов принимается соответственно количеству резервных насосов, которое назначается в зависимости от класса капитальности системы гидротранспорта и данных табл. 7.1.

1.8.    В работе принята следующая основная терминология и обозначения:

пульповод - система труб, по которой транспортируются отходы флотации;

водовод - система труб, по которой транспортируется осветленная вода;

пульпа (гидросмесь) - механическая смесь отходов флотации с водой;

насосная стация /головная, перекачная (промежуточная станция)^ - система, включающая транспортирующий агрегат с

5

приводным двигателем, заборное устройство и необходимую контрольно-измерительную аппаратуру;

расход пульпы ( О см, м³/ч; м³/с) - суммарный объём воды и твёрдого материала, проходящий через поперечное сечение пульповода за единицу времени;

критическая скорость (Цкр, м/с) - средняя по поперечному сечению трубы скорость движения пульпы, соответствующая началу выпадения частиц твёрдого материала на нижнюю стенку пульповода или лотка;

целесообразность выбора экономичного значения скорости транспортирования подтверждается технико-экономическими расчётами при проектировании систем дальнего (магистрального) удаления отходов;

Рсм,9о a (^кг/и³)~ плотность пульпы,воды и твердого материала;

$ ъ So    величина    безразмерная или выраженная

в %%) - объёмная концентрация по отношению к объёму пульпы или воды;

С и Со (величина безразмерная или выраженная в %%) - массовая концентрация по отношению к массе пульпы или массе воды;

Р (г/л) - содержание твёрдого в объёме пульпы.

Соотношение между величинами С₀ и Р определяется по табл Л. 2.

При этом плотность транспортируемого материала (    )

определяется по аналогам или лабораторным путём, а одна из величин, характеризующая концентрацию гидросмеси - на основании заданной производительности по твердому.

1.9. Настоящая "Отраслевая инструкция..." не затрагивает вопросы проектирования гидротехнических сооружений хвостового хозяйства углеобогатительных фабрик.

Та Cue* a 1.2.

Ясн S So C Co p Рем — •^l+Sps’^ £• K- ag& fi. i- £• . £lES 1 № Ps p.*p (<--&) s Рем - P. A - A — S. 1+S. p . -Am. C Ps Co Jin 1-C.' Po A 5o Рем — P# PS - Реи s 1-5 — J---A 1-C Ps p л C- & p p«-p c oxjoS o3o$ ' 1 o? c£ s-P- fc* — C. 1+Co p Рем c. icn “Jo Pi Ps-Pcm ?. _i_. A. 1-5 P. HS- C 1-C — P Pcm-Po p A." r/t-.p Ps -Po A Sfs . p i*s. CJL Ce .p 1+p. Гсм —

7

2. ТРАССА ПУЛЬПОВОДОВ И ВОДОВОДОВ

2.1.    Выбор трассы и взаимного расположения сооружений гидротранспорта на генплане должен производиться на основании материалов топографических, гидрометеорологических, инженерно-геологических, гидрогеологических и геотехнических изысканий и исследований.

2.2.    При выборе трассы трубопроводов (пульповодов и водоводов) необходимо стромиться к минимальной протяженности и наименьшему количеству поворотов, а также к осуществлению самотечного гидротранспорта в течение всего или большей части заданного срока эксплуатации фабрики.

Трубопроводы на всем протяжении трассы необходимо проектировать прямолинейными или из отдельных участков, соединенных под небольшим углом, считая углом поворота '/гол между её направлением до и после поворота.

2.3.    Безнапорные системы гидротранспорта следует проектировать в виде трубопроводов с неполным заполнением сечения и Ьткрытых лотков прямоугольного и трапецеидального сечения

со съёмными покрытиями из сборного или монолитного железобетона с футеровкой дна и боковых стенок плитками каменного литья.

При агрессивной среде лотки должны быть футерованы специальным кирпичём.

Уклон дна самотечных лотков должен обеспечивать режим движения пульпы при скоростях выше критических.

В пределах промплощедок обогатительных фабрик самотечный транспорт может осуществляться в проходных туннелях по безнапорному тдебопроводу.

2.4.    Количество лотков в самотечных системах следует определять, исходя из расхода пульпы и удобства сброса ее от основных технологических цехов в хвостохранилище.

2.5.    Сброс пульпы из самотечных лотков в хвосте хранилище

8

производится с длительным устойчивым перепадом уровней..Под-пОр лотков оо стороны хвостохранилиша не допустим.

При рассредоточенной сбросе пульпы в хйоетохранйлище от самотечных лотков необходимо укладывать распределительные, пульповоды с выпусками. 6 таких случаях на лотках необходимо устраивать камеры переключений с шиберными затворами И оголов» ки пульповодов в виде приемных- камер.

2.6-. Напорные пульповоды систем гидротранспорта подразделяются на магистральные и распределительные. Первые предназначены дли подачи пульпы от пулыгона сосны* станций до хвосто-хранилит , а вторые - для распределения пулыш по периметру хвостохранилищ.

Прокладку напорных пульповодов для отходов флотации осуществлять, как правило, наземным и надземным способом, с уклонами не менее L = 0,005, необходимыми для сброса пульпы при их опорожнении.

Подземный и комбинированный способы прокладки применять в исключительных случаях при соответствующем обосновании и с принятием Всех необходимых мер для их безаварийной работы и удобства восстановительных ремонтов.

2.7. Трассировку магистральных пульповодов следует производить с максимальным использованием рельефа местности. При этом необходимо стремиться к выбору рельефа, при котором трассы в вертикальной плоскости были бы с уклоном в направлении подачи пульпы и с минимальным количеством 1Г -образных понижений.

Не допускать наклонных участков с углом более 30°, поворотов с радиусом кривизны менее 6 диаметров пульповода. При длинных пульповодах и сложных их трассах схемные решения и результаты расчётов согласовывать с бассейновыми институтами "Внии-гидроуголь" или "Укршигидроуголь".

В пониженных местах профиля следует предусматривать аварийные емкости для выпуска пульпы из прилежащих к этим местам участков пульповодов. Объем аварийной емкости рекомендуется определять из условия 10-20 опорожнений в зимний период экс-

9

плуатации, прилежащих к выпускам участков пульповодов. Диаметр выпусков принимать в соответствии со СНиП II—31.

В повышенных местах при наличии переломов профиля необходимо устанавливать вантузы, а в пониженных - выпуски. Циа-метр вантуза 25-50 мм для труб диаметром до 500 мм.

2.8. Магистральные пульповоды размещать вдоль всей трассы параллельно друг другу с расстояниями в свету, обеспечивающими удобства сварки стыков, поворачивания и замены отдельных участков (но не менее 0,7 &0.

Вдоль трассы пульповодов и для подъезда к аварийным емкостям предусматривать устройство дорог для их обслуживания,шириной не менее 3 м для проезда механизмов, а также соответствующую землеройную технику и колёсный транспорт.

При трех параллельных нитках пульповодов достаточно предусмотреть односторонний подъезд к ним. При большем количестве пульповодов должен быть обеспечен двухсторонний подъезд механизмов. При этом вылет стрел грузоподъемных механизмов должен обеспечивать монтаж и демонтаж отдельных участков пульповодов.

2.9.    Магистральные и распределительные надземные пульповоды следует размещать на подвижных и неподвижных (анкерных;

опорах.

2.10.    Минимальное расстояние пульповодов от высоковольтных линий следует принимать равным 30 м при давлениях до

4 кгс/см² и 40 м - при давлениях более 4 кгс/см².

2.11.    Водоводы осветленной воды укладывать подземным способом рядом с пульповодами, обеспечив возможность промывки последних этой водой.

2.12.    На трассах пульповодов при подземной их прокладке через 50-100 м необходимо предусматривать смотрев ые колодцы, диаметром не менее 0,7 м. В местах устройства смотровых колодцев следует устанавливать отводы от трубопровода осветленной воды диаметром 100-125 ш с задвижками.