§ 72. Желоба и пульпопроводы

Самотечный гидравлический транспорт осуществляется по желобам (лоткам) или трубам. Характер движения твердых частиц в желобах аналогичен движению в безнапорных трубопроводах. Форма лотков и желобов может быть различной – круглой, полукруглой, квадратной, прямоугольной, трапецеидальной, яйцевидной и т. д. Форма лотка характеризуется гидравлическим радиусом, который равен отношению площади поперечного сечения потока к смоченному периметру лотка. Чем больше гидравлический радиус, тем меньший уклон требуется для поддержания заданной скорости движения гидросмеси. Наиболее выгодный профиль лотка – полукруглый, так как при той же площади поперечного сечения он имеет наибольший гидравлический радиус.

В практических условиях выбор профиля лотков во многом зависит от срока их эксплуатации, характеристики перемещаемых материалов, режимов работы системы гидравлического транспорта и др. Так, при перемещении крупного кускового материала наилучшие условия транспортирования обеспечиваются в лотках прямоугольного поперечного сечения.

Лотки изготавливают из железобетона, листовой стали, прочных сортов дерева с армировкой в виде чугунных, базальтовых или диабазовых плит. Коэффициенты сопротивления стали, железобетона, дерева и резиновой ленты почти одинаковы.

Сборные коллекторы хвостов на обогатительных фабриках выполняются из железобетона, а гидравлический транспорт между аппаратами внутри фабрики осуществляется по металлическим желобам прямоугольного поперечного сечения. Нашли также применение желоба из металлических труб диаметром 450–500 мм, разрезанных пополам вдоль оси.

Во избежание переливания пульпы через край желоба высота его стенок и ширина потока должны быть равны двойной высоте потока.

Срок службы лотков и желобов зависит от перемещаемого материала (крупности, формы частиц), скорости движения пульпы, материала, из которого изготовлен лоток или желоб. Наименьший износ характерен при транспортировании пылевидных пород, наибольший – при перемещении кусковых острогранных материалов. Наиболее износостойки лотки и желоба из железобетона, особо прочных пород дерева (береза, белая сосна) и высококачественных марок стали.

При безнапорном движении пульпы с большими скоростями для предотвращения износа желобов следует на безнапорном участке системы устраивать перепады. Один из распространенных методов борьбы с износом лотков и желобов – футеровка их стенок резиной, в том числе использованной конвейерной лентой.

Для увеличения срока службы лотков эффективным является режим работы самотечного гидротранспорта с частичным заиливанием. Режим заиливания достигается укреплением на дне лотков и желобов деревянных брусков или металлических уголков, задерживающих твердые частицы пульпы, образующих естественную облицовку, толщина которой должна составлять 0,2-0,6 глубины потока. Работа с частичным заиливанием может быть рекомендована для мелкозернистых и пылевидных материалов.

Лотки и желоба выполняются стационарными или передвижными и укладываются на почве или на эстакадах при значительном изменении рельефа местности.

Самотечная система гидравлического транспорта должна быть рассчитана применительно к самым тяжелым условиям работы, т.е. принятые уклон, профиль и площадь поперечного сечения лотка или желоба должны обеспечивать максимальную пропускную способность.

Минимальный гидравлический уклон i пульпопровода и желобов зависит от средневзвешенного геометрического размера d транспортируемых частиц и содержания S твердого в пульпе.

d, мм	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	1	1,5	2
S, %	50	50	50	50	15	15	15	15	15	15	15
i, доли ед.	0,005	0,008	0,013	0,02	0,025	0,03	0,034	0,038	0,042	0,046	0,06

Повысить эффективность самотечного гидравлического транспорта можно в результате уменьшения уклона, применения дешевых износоустойчивых материалов для изготовления и футеровки лотков и желобов, а также устройств для поддержания равномерного поступления пульпы в гидротранспортную систему. В качестве таких устройств, при эксплуатации хвостового хозяйства обогатительных фабрик, применяют аккумулирующие приемники, обеспечивающие равномерное поступление пульпы в желоба в определенном объеме и с заданным содержанием твердого.

Напорный гидравлический транспорт осуществляется по трубам. Применяют чугунные, стальные, железобетонные, асбестоцементные, деревянные (фанерные; клепочные), пластмассовые трубы.

Магистральные пульпопроводы должны быть оборудованы следующей арматурой: предохранительными устройствами для защиты трубопровода от гидравлических ударов; компенсаторами, обеспечивающими изменение длины трубопровода в зависимости от колебания температуры; вантузами, предназначенными для выпуска воздуха; устройствами для аварийного выпуска пульпы; шиберными или секторными задвижками.

Износ пульпопроводов зависит от вида перемещаемого материала, скорости движения пульпы и содержания в ней твердого. Срок службы пульпопроводов колеблется в широких пределах и во многом зависит от условий эксплуатации. Например, при работе с частичным заиливанием труб срок службы их повышается в 2-3 раза. В целях равномерного износа при транспортировании кусковатых материалов трубы следует периодически поворачивать на 90°, срок службы труб в этом случае увеличивается почти вдвое. Заслуживает внимания способ повышения срока службы труб закалкой их внутренней поверхности токами высокой частоты. Для защиты пульпопроводов от абразивной пульпы применяют футеровочные резиновые смеси.