Технология выемки породы при добыче органо-минеральных илов в обводненной залежи

• Автор: Дементьев, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1. АНАЛИЗ ОПЫТА РАРАБОТКИ ИЛИСТЫХ ПОРОД С ПОМОЩЬЮ
ПОГРУЖНЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ КАМЕРНЫХ НАСОСОВ (ПКН)
1.1. Анализ применения погружных ПКН
1.2. Исследование влияния физико-механических характеристик и геологического строения илистых пород на технологию их разработки (на примере озера Насер)
1.3. Преимущества и недостатки, условия и перспективы применения ПКН при разработке илистых пород
1.4. Цель, задачи и методы исследования
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЫЕМКИ ИЛИСТЫХ ПОРОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПКН
2.1. Графо-аналитический метод определения оптимальной глубины погружения камер ПКН
2.1.1. Установление минимальной глубины разработки по ограниченной всасывающей способности ПКН
2.1.2. Установление максимальной глубины разработки при ограниченном рабочем давлении сжатого воздуха
2.1.3. Установление максимальной глубины разработки за счет удлинения всасывающего трубопровода
2.1.4. Увеличение глубины разработки илистых пород за счет использования дополнительных погружных перекачивающих камер ПКН
2.1.5. Установление зависимости между требуемой глубиной разработки и оптимальной глубиной погружения ПКН для подачи гидросмесей различной плотности
2.2. Исследование возможности снижения энергозатрат за счет повторного использования сжатого воздуха (рециркуляции)

2.3. Активизация породозабора сменными ГЗУ
2.4. Оптимизация скорости перемещения ГЗУ при горизонтальном способе разработки
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ
3.1. Производственный эксперимент по разработке морских илов в Северном море на глубине 200м способом промежуточного погружения ПКН
3.2. Производственный эксперимент по определению оптимальной скорости перемещения ГЗУ ПКН при горизонтальном способе разработке илистого пласта в Японском море
3.3. Описание новых технологических схем и способов работы с применением насосов ПКН
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБОРАЗНОСТЬ ПРОВЕДЕННЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Сравнение КПД предложенных решений с известными
4.2. Расчет эффективности применения ПКН при разработке донных илистых отложений в условиях водохранилища Высотной Асуанской плотины (озеро Насер, Египет)
4.2.1. Исходные данные
4.2.2. Расчет варианта с применением земснаряда с погружным центробежным грунтовым насосом
4.2.3. Расчет варианта с применением земснаряда с погружным ПКН
4.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность работы. Важность совершенствования технологии выемки илистых пород со дна обводненных месторождений диктуется растущей потребностью в добыче полезных ископаемых. При общем истощении богатых месторождений добывающая промышленность все шире осваивает бедные месторождений, в связи с чем все большее значение приобретают отстойники хвостов обогатительных комбинатов, которые содержат миллионы тонн полезных ископаемых в виде илистых осадков и являются важными источниками сырья для металлургической и химической промышленности. Донные осадки пресноводных озер Псковской и Ленинградской областей с высоким содержанием органики (сапропелем) являются основными источниками эффективных органических удобрений и кормов для сельского хозяйства, и требуют эффективного освоения.
Несмотря на существенное отличие физико-механических свойств илов от других пород, при их разработке используют земснаряды с осевыми грунтовыми насосами, для обеспечения устойчивого породозабора которых требуются механические или гидравлические рыхлители, уменьшающие естественную плотность разрабатываемой породы и дающие облако взвеси в забое. При этом качественный показатель гидротранспортирования, объемное соотношение между твердой и жидкой фазами (Т:Ж), может колебаться в больших пределах (1:5 - 1:18), что приводит к высокому удельному расходу воды, высокой энергоемкости процесса добычи, и негативно отражается на экологии.
Проблема повышения концентрации гидросмеси и снижения мутности в забое может быть решена с помощью земснарядов оснащенных пневматическими камерными насосами (ПКН), которые позволяют осуществлять подачу высококонцентрированной гидросмеси с плотностью до 1900 кг/м3. При этом применение ПКН остается достаточно эффективным лишь на глубинах до 15-20 м при плотности гидросмеси до 1300 кг/м3, т.к. с ростом
ОД 13 13 2р 2£ 3 р ЗД 43 4 Д 53 У,м/е
Рис. 2.3.1. График зависимости 1=1(У) для труб диаметром 55,80,100 мм.
Гидротранспорт плотным потоком есть режим гидравлического транспортирования с докритическими скоростями.
Для определения минимальной скорости надежного транспортирования (Кмин) предлагается формула А.Е.Смолдырева
в которой коэффициент С=2,5.
2. Удельные потери напора находятся в линейной зависимости от скорости транспортирования и с увеличением диаметра трубопровода уменьшаются. Кольцевой зазор остается постоянным для всех £> и его можно считать пропорциональным диаметру частиц, т.е. 5 = к, с1ср.
3. Для гидротранспорта плотным потоком с достаточной достоверностью применима зависимость для расчета /:
Коэффициентов зависит от свойств материала и стенок трубопровода.
(2.22)
(2.23)