پمپ شن و ماسه افقی

پمپ شن و ماسه افقی پمپ شنی نوعی پمپ گل گریز از مرکز است که برای حمل و نقل سوسپانسیون های حاوی ذرات شن، سرباره و غیره استفاده می شود. پروانه عمدتاً باز است. پوشش داخلی پمپ به طور کلی به دو نوع تقسیم می‌شود: فلز-مقاوم در برابر سایش و لاستیک مقاوم به سایش. علاوه بر این، آب با فشار بالا به قسمت‌های کشویی شفت پمپ تزریق می‌شود تا از ورود ماسه و سیلت به قسمت‌های کشویی جلوگیری شود. از این پمپ می توان برای انتقال مایعات حاوی مواد جامد درشت با اندازه ذرات بالای 48 مش استفاده کرد. پمپ شن و ماسه صرفاً یک پمپ کاربردی خاص از پمپ گریز از مرکز است و به این نام خوانده می شود. در اصل، پمپ شن و ماسه فقط یک اصطلاح کلی است. به طور کلی، عمدتا در صنایعی مانند معدن، زغال سنگ، متالورژی، صنایع شیمیایی و حفاظت از محیط زیست استفاده می شود. در یک مفهوم کلی، پمپ شن و ماسه بیشتر در صنایعی مانند حفاظت از محیط زیست، حفاری شن و ماسه و لایروبی رودخانه استفاده می شود.

تفنگ های آبی پمپ شن و ماسه افقی برای شستن و استخراج شن و ماسه{0}}سنگ های دارای بار استفاده می شود و روش های استخراج شامل حمل و نقل تحت فشار یا حمل و نقل گرانشی است. چین مدتها پیش استخراج شن و ماسه مصنوعی را آغاز کرد. در سال 1673، آنها از منبع آب طبیعی کوه های مجاور برای حفر کانال ها و هدایت آب برای شستن سنگ های شن و ماسه استفاده کردند. در سال 1929، تفنگ های آب و پمپ های شنی برای استخراج سنگ معدن شن و ماسه در سد Shuiyao در گوانگشی مورد استفاده قرار گرفت. در معدن ماسه و قلع Wanggao از فشار طبیعی آب با دستگاه بالابر آب برای استخراج استفاده می شد که باعث صرفه جویی در مصرف برق و اثرات اقتصادی خوبی شد. پس از سال 1949، استخراج-آب روباز{10}}معدن معدنی شن و ماسه گسترش یافت و شامل استخراج تنگستن{11}}تیتانیوم{12}}سنگ معدنی منگنز، نیوبیم{13}}تانتالوم{14}}سنگ آهن، زیرکونیوم سیلیکات سیلیکات، و حتی استفاده از دی‌موند سیلیکات شد. معادن با استفاده از نیروی آب دارای دوره های ساخت کوتاه، سرمایه گذاری کم، تجهیزات ساده، بهره وری بالا، هزینه کم، بازگشت سریع سرمایه و اثرات فنی و اقتصادی مناسبی هستند.
توسعه بستر پمپ شن و ماسه
روش توسعه گودال پایه: یک گودال پایه به طول حدود 40-50 متر و عرض 10 متر در منطقه معدن حفر کنید. پمپ های شن و ماسه برای انتقال سنگ معدن استفاده می شود. بسته به ضخامت بدنه کانه، گودال پایه را می توان به یکباره یا در بخش هایی تا کف کانسار حفاری کرد. عمق حوضچه دوغاب سنگ معدن در گود به طور کلی حدود 1.5 متر است.
روش توسعه کانال: یک کانال حفر کنید و یک کانال حمل و نقل در داخل کانال برای حمل و نقل سنگ معدن شن و ماسه راه اندازی کنید. در صورت عبور از یک فرورفتگی، می توان آن را با یک لوله معکوس گرانشی بدون برق ترکیب کرد که مقرون به صرفه و قابل اعتماد است.
روش توسعه شفت شیبدار شفت افقی و شفت شیبدار: شفت های افقی و شفت های شیبدار منتهی به بدنه سنگ معدن را حفر کنید. یک لوله انتقال را در شفت شیبدار نصب کنید و پایین شفت افقی را با یک گودال شستشوی سنگ بپوشانید. این روش برای بلوک‌های سنگی کم- و پراکنده در مناطق کوهستانی کارست مناسب است. برای صرفه جویی در مصرف برق، باید تا حد امکان از حمل و نقل خود{4} استفاده شود تا از انتقال پمپ شن و ماسه جلوگیری شود. طول فعلی شفت های شیبدار در حال استفاده به 2.6 کیلومتر رسیده است. محورهای شیبدار از نوع عمودی و شیبدار هستند و نوع اولی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. شفت های شیب دار توسط ستون های متراکم پشتیبانی می شوند. قطر لوله انتقال معمولاً 350 میلی متر است و دوغاب سنگ معدن از طریق این لوله به داخل گودال شستشوی سنگ در شفت افقی ارسال می شود. دو نوع طرح خندق شستشوی سنگ وجود دارد: ① ساخته شده در پایین شفت افقی، مناسب برای معادن با عمر مفید کوتاه. ② زیر پایین شفت افقی حفاری شده است. نقطه اتصال بین خط لوله و گودال شستشوی سنگ به یک حوضچه بافر برای کاهش نیروی ضربه و جلوگیری از پاشش دوغاب سنگ معدن مجهز شده است. ورودی بالایی خط لوله باید مجهز به یک صفحه شبکه باشد تا از انسداد قطعات بزرگ و گل و لای خط لوله جلوگیری شود.

روش های استخراج افقی پمپ شن و ماسه
روش اصلی استخراج هیدرولیک است، گاهی اوقات نیاز به بازیابی سنگ معدن باقیمانده است و در برخی از خاک های شنی، سنگ ضایعات باید از قبل شل و پاکسازی شود. قطر لوله ورودی تفنگ آب برای استخراج هیدرولیک 150-200 میلی متر است، قطر نازل معمولاً 38-65 میلی متر است و سر فشار 50-150 متر است. مصرف آب 1.7 تا 14 برابر معدن شن و ماسه است و در مناطقی که کمبود آب در کوهستان های مرتفع وجود دارد باید کمتر از 3 برابر آن را کنترل کرد. حداقل فاصله بین تفنگ آب و صفحه کار معمولاً مشابه مقدار ارتفاع مرحله است. فاصله گام متحرک تفنگ آب 4-6 متر و فاصله گام متحرک پمپ شن و ماسه 50-200 متر است. یا ابتدا مخزن دوغاب سنگ معدن به جلو حرکت داده می شود و سپس با افزایش لوله مکش پمپ ماسه تا 50-90 متر پمپ ماسه حرکت داده می شود و سپس پمپ ماسه حرکت می کند.
استخراج هیدرولیک معمولاً در مناطق سردسیر قابل اجرا نیست. در مناطقی که دمای متوسط ​​آنها کمتر از 5 درجه است، باید اقداماتی برای جلوگیری از سرما انجام شود، مانند جلوگیری از یخ زدگی پمپ های آب، پمپ های شنی و لوله های آب. نصب دروازه تخلیه آب در نقطه پایین لوله آب و توجه به تخلیه آب در هنگام توقف کار. راه اندازی لوله های آب پشتیبان; هنگام استفاده از مرحله بالا، باید اقداماتی برای کاهش حجم آب انجام شود تا فشار آب 50-60٪ افزایش یابد. شیب کف منطقه معدن باید 25-30٪ نسبت به تابستان و غیره افزایش یابد.
روش های استخراج هیدرولیک شامل روش های استخراج هیدرولیک معکوس، جانبی، رو به جلو و ترکیبی می باشد. روش استخراج هیدرولیک معکوس رایج ترین مورد استفاده است (شکل 2). این روش شامل هدف گیری تفنگ آب به سمت سطح کار، استفاده از جت برای ایجاد شکاف در پایین پله، باعث فرو ریختن خاک شنی و مخلوط شدن با آب برای تشکیل دوغاب می شود که در جهت مخالف مخزن دوغاب و خندق معدن جریان می یابد و از نیروی ضربه جت به طور کامل استفاده می شود و مصرف آب کاهش می یابد. از آنجایی که مقداری از سنگ معدن باقیمانده قابل بازیافت نیست، هنگامی که صفحه پایینی منطقه معدن دارای شکاف یا غار است و مقداری ذخایر سنگ باقی می ماند، نرخ از دست دادن سنگ به طور کلی 5-10٪ است. در حین استخراج هیدرولیک، خاک سطحی و لایه های میانی با هم مخلوط می شوند که باعث کاهش عیار سنگ معدن می شود. اما در همان زمان، مقداری سنگ ضایعات غربال می شود که می تواند عیار سنگ معدن را نسبتاً افزایش دهد و نرخ واقعی تخلیه به طور کلی 5-10٪ است.
قبل{0}}شل کردن سنگ معدن ماسه می تواند کارایی تفنگ آب را بهبود بخشد، مصرف آب و هزینه های معدن را کاهش دهد. روش های سست شدن شامل روش های انفجار و فشار آب می باشد. اولی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد و اثرات اقتصادی خوبی دارد، به ویژه در مناطقی با کمبود آب در کوه های مرتفع، جایی که مصرف آب در هر تن سنگ ماسه را می توان به 1.7 تن کاهش داد. دومی برای سنگ‌های شنی با نفوذپذیری مناسب است و یک ردیف لوله فولادی در فاصله حدود 2 متری از خط بالایی شیب صحنه با فاصله لوله‌ها حدود 3 متر وارد می‌شود و آب با فشار بالا تزریق می‌شود. پس از چند ساعت، خاک و سنگ فرو می ریزند و برای استخراج یک تن سنگ شن و ماسه، 0.5-0.7 تن آب لازم است. این روش با شکاف پایین ترکیب می شود و تأثیر خوبی دارد.
بازیابی کانه باقیمانده مقداری کانسنگ باقیمانده در اثر شیب صفحه زیرین صفحه کار تشکیل می شود و مقداری نیز در غارهای کارستی باقی می ماند. اولی معمولاً با انفجار سنگ باقیمانده ابتدا، سپس استخراج هیدرولیک در جهت مخالف، و سپس تنظیم قطر نازل برای استفاده از روش استخراج هیدرولیک پیشرو برای تمیز کردن سنگ معدن باقیمانده در صفحه پایین، و استفاده از یک پمپ شن و ماسه متحرک کوچک برای انتقال دوغاب به مخزن ماسه اصلی یا مخزن شن کش استفاده می شود. سنگ های زائد را که نمی توان از بین برد، می توان با وسایل دستی یا مکانیکی پاک کرد. دومی را می توان با استفاده از یک تفنگ آب کوچک شلنگ لاستیکی و یک پمپ شنی متحرک کوچک استخراج کرد. اگر غار باریک باشد، می توان از بالابرهای جت آب برای بازیابی استفاده کرد.

حمل و نقل هیدرولیک
به دو نوع تقسیم می‌شود: آزاد-جریان و تحت فشار. اولی برق مصرف نمی کند و هزینه تولید کمتری دارد. بیشتر به حمل و نقل کانال و حمل و نقل خط لوله تقسیم می شود. حمل و نقل کانالی می تواند از مواد محلی استفاده کند و سرمایه گذاری زیرساختی کمتری دارد. این به طور گسترده در چین پذیرفته شده است. وقتی شرایط زمین محدود است، لوله‌های{6}}خود جریان و سیفون‌های معکوس اغلب به‌عنوان تسهیلات تکمیلی استفاده می‌شوند.
انتخاب مسیرهای خط لوله کانال
این باید شرایط زیر را برآورده کند: ① حجم مهندسی ساخت و ساز کوچک است، قسمت سربار کمتری وجود دارد، ساخت و ساز راحت است و برای تعمیر و نگهداری مفید است. ② مسیر باید تا حد امکان مستقیم باشد و زاویه چرخش نباید کمتر از 120 درجه باشد. ③ بیشتر معادن شن و ماسه یا مواد شن و ماسه باید با جریان{1} خود حمل شوند و پمپ های ماسه کمکی کمتری باید استفاده شوند. ④ شیب کانال انتقال خود-جریان باید بیشتر از شیب هیدرولیکی بحرانی برای جریان شن و ماسه باشد و بهتر است در نقطه عطف افت 100 میلی متری داشته باشید. ⑤ هنگامی که شیب کانال خیلی زیاد است، افت آبشار باید برای کاهش سایش تنظیم شود. ⑥ زمانی که زمین دارای موج‌ها باشد، می‌توان از لوله‌های{4}}خود جریان و سیفون‌های معکوس استفاده کرد و یک شیر تخلیه باید در پایین‌ترین نقطه تنظیم شود.
حمل و نقل خود-جریان
① بخش کانال بخش‌های نیم دایره-مستطیل شکل و ذوزنقه‌ای شکل وجود دارد. دو مورد اخیر به طور گسترده در تولید استفاده می شود. حجم مهندسی گودبرداری بخش مستطیلی کم، عمق جریان زیاد است و ساخت و ساز مناسب است، اما تعویض صفحات آستر پایینی راحت نیست و هنگامی که توده های گل بزرگ وجود دارد، کانال مستعد انسداد است. شعاع هیدرولیک کوچک است. قسمت ذوزنقه ای برعکس است. با توجه به مزایای هر دو، قسمت بالایی می تواند مستطیلی و قسمت پایینی می تواند ذوزنقه ای باشد. عمق کانال فلاشینگ باید بیش از دو برابر عمق جریان دوغاب باشد.
② شیب کانال حداقل شیب کانال خود جریان دوغاب- به اندازه ذرات خاک و سنگ در دوغاب، غلظت دوغاب و مواد پوشش مربوط است. هرچه اندازه متوسط ​​ذرات بزرگتر باشد، شیب مورد نیاز بیشتر است. به طور کلی، باید 10٪ یا بیشتر از شیب بحرانی باشد. هنگامی که غلظت دوغاب 20-30٪ است، حداقل شیب کانال شستشو تقریبا 4-6٪ است.
③ مواد پوششی مواد پوششی معمولاً مورد استفاده شامل سنگ آهک، مرمر، گرانیت، چدن مقاوم در برابر سایش و محصولات ریولیت است. مزایا و معایب مواد مختلف پوشش اصلی و میزان سایش واقعی مواد یک میلیون تن سنگ معدن در جدول نشان داده شده است.
نسبت سایش سمت کانال و پایین تقریباً 1:3 است. ناحیه بالای 5 سانتی متر از پایین به ندرت پوشیده می شود.
④ درمان با گلوله گل هنگامی که دوغاب در کانال فلاشینگ جریان می یابد، تعداد زیادی گلوله گل از چسبندگی گل و سنگ تشکیل می شود که کانال فلاشینگ را مسدود می کند و باعث بروز حوادث می شود. مناطق معدنی با محتوای گل بالا به ویژه شدید هستند. گلوله های گل کروی و نسبتاً سخت هستند و برای شکستن آنها باید در اثر ضربه خرد شوند. امکانات اصلی برای درمان گلوله های گلی شامل صفحه نمایش شش لایه و صفحه استوانه ای برقی است.
⑤ انتقال سیفون معکوس از طریق یک فرورفتگی گسترده و عمیق، شن و ماسه را می توان با جریان خود- انتقال داد. سیفون معکوس از لوله های فولادی و لوله های چدنی تشکیل شده است. سیفون های معکوس با روکش سنگ ریخته گری ریولیت اثرات استفاده بهتری دارند. هنگامی که سرعت جریان بزرگتر و غلظت دوغاب بیشتر است، هد فشار استاتیک مورد نیاز بیشتر است. برای کاهش شیب هیدرولیک و فشار نیروی ساکن، لازم است قطر لوله را به طور منطقی انتخاب کنید. قطر لوله باید به تدریج از بزرگ به کوچک کاهش یابد و با باریک شدن تدریجی لوله ها به هم متصل شود. سرعت جریان دوغاب در قسمت ورودی باید بیشتر از 1.4 متر بر ثانیه باشد، سرعت جریان در قسمت انتقال کمتر از 3 متر بر ثانیه نباشد و سرعت جریان دوغاب در خط لوله 1.1 برابر سرعت جریان بحرانی باشد. یک فاصله 25 میلی متری از صفحه میله باید در ورودی دوغاب تنظیم شود و دریچه های کروی باید در قسمت ملایم دره نصب شود تا سنگ های معدنی خشکی که خط لوله را مسدود کرده اند تمیز و تخلیه کنند. یک حوضچه آب شفاف نیز باید در ورودی دوغاب تنظیم شود تا غلظت دوغاب و سرعت جریان را تنظیم کند و در صورت قطع ناگهانی برق از آن برای شستشوی دوغاب در خط لوله استفاده شود. گودال دوغاب قبل از صفحه میله باید مجهز به دروازه ها و حوضچه های ذخیره برای کنترل و تنظیم مقدار شن و ماسه باشد. زاویه خمش بخش ملایم باید بیشتر از 120 درجه -160 درجه باشد تا از ناحیه گردابی تشکیل شده در نقطه عطف جلوگیری شود.

حمل و نقل تحت فشار: زمانی که شرایط زمین اجازه حمل و نقل گرانشی را نمی دهد، از پمپ های شنی برای حمل و نقل هیدرولیک تحت فشار استفاده می شود. پمپ های شنی عموما از نوع مکش هستند. در صورت نیاز به عملیات موازی، بوستر پمپ میانی می تواند از نوع تزریقی باشد. با این حال، عملیات موازی به طور کلی استفاده نمی شود. دوغاب در داخل خط لوله در حالت متلاطم قرار دارد. وضعیت حرکت ذرات جامد در دوغاب کاملاً پیچیده است، از جمله وضعیت سرعت جریان بالا، وضعیت نرخ جریان بحرانی و وضعیت سرعت جریان پایین. سرعت جریان دوغاب داخل خط لوله با غلظت دوغاب، قطر لوله، اندازه ذرات سنگ معدن و ضریب مقاومت خط لوله مرتبط است. وضعیت نرخ جریان بحرانی اقتصادی ترین است. انتخاب صحیح مقدار نرخ جریان می تواند مصرف برق و هزینه های تولید را کاهش دهد، افت فشار و فرسودگی خط لوله را کاهش دهد. برای جلوگیری از انسداد خط لوله، حداقل سرعت جریان باید 1.5 تا 2 برابر سرعت ته نشینی آزاد بزرگ ترین شن ذرات باشد.
افت هد فشار حرکت دوغاب در داخل خط لوله بر اساس افت فشار جریان آب و با توجه به تأثیر چگالی دوغاب و انرژی اضافی تعیین می شود. از دست دادن هد فشار بسیار به سرعت جریان مربوط می شود: زمانی که نرخ جریان کمتر از نرخ جریان بحرانی باشد، ذرات جامد در پایین خط لوله قرار می گیرند و مقاومت را افزایش می دهند. هنگامی که نرخ جریان بیش از حد بالا باشد، به دلیل اصطکاک در داخل خط لوله، انرژی مصرف می شود و افت فشار نیز افزایش می یابد. انتخاب صحیح دبی بحرانی می تواند حداقل افت فشار را تضمین کند. انتخاب مناسب‌ترین نسبت آب سنگ معدن (نسبت وزن سنگ خشک حمل‌شده در واحد زمان به مصرف آب) می‌تواند مصرف آب و برق را کاهش داده و ظرفیت حمل و نقل پمپ ماسه و خط لوله را افزایش دهد.
سایش خط لوله ملات قابل توجه است. هنگام انتخاب خط لوله، باید به ضخامت دیواره لوله توجه شود، به ویژه انتخاب قطر لوله مناسب برای دبی بحرانی برای کاهش سایش. لوله های فولادی مورد استفاده باید هر ربع یک بار و هر بار بین 60 درجه تا 120 درجه برگردانده شوند تا عمر مفید آنها افزایش یابد. در صورت استفاده از لوله های فولادی 200 میلی متری بدون درز با ضخامت جداره 8 میلی متر، پس از عبور از 350 تا 400 هزار متر مکعب سنگ ماسه، کاملاً فرسوده شده و دیگر قابل استفاده نیست.
تامین آب
استخراج هیدرولیک به مقدار زیادی آب نیاز دارد. روش های تامین آب شامل جریان ثقلی، فشار مکانیکی و روش های ترکیبی است. برای صرفه جویی در مصرف آب، آب مورد استفاده در منطقه معدن عمدتاً از حوضچه باطله کارخانه بهره برداری (یا زباله های هیدرولیک) می آید. آب مصرفی تصفیه و بازیافت می شود و منبع آب به عنوان مکملی برای اتلاف آب در فرآیند تولید استفاده می شود که حدود 15 درصد از کل آب مصرفی را تشکیل می دهد. در فصل خشک، تلفات آب بیشتر است و 20 تا 25 درصد است، در حالی که در فصل بارندگی فقط 5 تا 10 درصد است. موقعیت ایستگاه تحت فشار باید در ارتفاعات مرکزی منطقه معدن باشد تا از هد استاتیک آب و کوتاه شدن طول خط لوله و کاهش افت فشار هد بهره کامل برده شود. حجم مخزن ذخیره آب ایستگاه تحت فشار باید قابلیت ذخیره 4 تا 5 ساعت آب مصرفی را داشته باشد.

پمپ شن و ماسه صرفاً یک کاربرد خاص از یک پمپ گریز از مرکز است و بنابراین نامگذاری شده است. در اصل، پمپ شن و ماسه فقط یک اصطلاح کلی است. این عمدتا در صنایعی مانند معدن، زغال سنگ، متالورژی، مهندسی شیمی و حفاظت از محیط زیست استفاده می شود. به طور کلی، پمپ های شن و ماسه بیشتر به پمپ هایی اطلاق می شود که در حفاظت از محیط زیست، حفاری شن و ماسه، لایروبی رودخانه ها و سایر صنایع استفاده می شوند. این سری از پمپ های شنی عمدتاً از سری ES یا G تشکیل شده است. علاوه بر این، بسیاری از انواع پمپ های شن و ماسه مانند پمپ شن و ماسه SB در زمینه نفت، سری پمپ های شن و ماسه PS در معدن و غیره وجود دارد. پمپ های شنی معرفی شده در این مقاله عمدتاً مربوط به پمپ های شنی سری ES یا G هستند که در صنایع حفاری شن و ماسه و حفاظت از محیط زیست استفاده می شوند.
پمپ های شنی سری ES همگی پمپ های گریز از مرکز تک پوسته افقی هستند. آنها از گیره های مخصوص برای محکم کردن بدنه پمپ و پوشش پمپ استفاده می کنند و جهت تخلیه پمپ می تواند در هر موقعیتی در 360 درجه باشد و نصب و استفاده را راحت می کند. مجموعه یاتاقان پمپ شن و ماسه ساختاری استوانه ای دارد که برای تنظیم شکاف بین پروانه و بدنه پمپ مناسب است و می تواند در طول تعمیر و نگهداری کاملاً حذف شود. بلبرینگ ها با گریس روغن کاری می شوند. اشکال آب بند شفت پمپ شنی شامل آب بند پکینگ، مهر و موم پروانه کمکی و آب بند مکانیکی می باشد. کانال جریان پمپ شن و ماسه گسترده است و عملکرد کاویتاسیون خوب، راندمان بالا و مقاومت در برابر سایش خوب دارد. روش‌های انتقال عمدتاً شامل درایو تسمه نوع V، درایو کوپلینگ الاستیک، درایو جعبه دنده کاهش، درایو کوپلینگ هیدرولیک، دستگاه درایو فرکانس متغیر، و تنظیم سرعت 可控硅 و غیره است.
پمپ با سرعت های مختلف و انواع مختلف، در شرایط کاری بهینه کار می کند. دارای عمر طولانی، راندمان عملیاتی بالا، و می تواند شرایط حمل و نقل سخت مختلف را برآورده کند.