Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения
Рассмотрены особенности расчета геометрических и гидравлических параметров магистралей трубопроводных систем для технологий гидромеханизации при добыче техногенных россыпей, сформированных в хранилищах отходов обогащения. Показано, что для рассматриваемых технологий гидромеханизации режимы работы у...
Saved in:
| Published in: | Геотехнічна механіка |
|---|---|
| Date: | 2018 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2018
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174409 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения / Е.В. Семененко, О.А. Медведева, С.Н. Киричко, Л.Г. Татарко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 140. — С. 118-129. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859789597514399744 |
|---|---|
| author | Семененко, Е.В. Медведева, О.А. Киричко, С.Н. Татарко, Л.Г. |
| author_facet | Семененко, Е.В. Медведева, О.А. Киричко, С.Н. Татарко, Л.Г. |
| citation_txt | Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения / Е.В. Семененко, О.А. Медведева, С.Н. Киричко, Л.Г. Татарко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 140. — С. 118-129. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехнічна механіка |
| description | Рассмотрены особенности расчета геометрических и гидравлических параметров магистралей трубопроводных систем для технологий гидромеханизации при добыче техногенных россыпей, сформированных в хранилищах отходов обогащения. Показано, что для рассматриваемых технологий гидромеханизации режимы работы установок трубопроводного транспорта зависят не только от геометрических параметров хранилища, но и от гидравлических характеристик процессов течения пульп по магистралям.
У статті розглядаються особливості розрахунку геометричних та гідравлічних параметрів магістралей трубопровідних систем для технології гідромеханізації при видобутку техногенних розсипів, що утворюються у сховищах відходів збагачення. Показано, що для розглянутих технологій гідромеханізації режими роботи установок трубопровідного транспорту залежать не тільки від геометричних параметрів сховищ, але і від гідравлічних характеристик процесів потоку пульпи магістралями.
In the article, peculiarities of calculation of the main pipeline geometrical and hydraulic parameters for hydromechanization technologies for development of man-made placers formed in the washery refuse storages are considered. It is shown that for the hydromechanization processes under consideration, operating modes of the pipeline transport plants depend not only on geometric parameters of the refuse storage, but also on hydraulic characteristics of the processes of pulp flowing in the main pipelines.
|
| first_indexed | 2025-12-02T11:04:37Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
118
УДК 622.648.001.24:622.692.4.053:622.7.004.8
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ МАГИСТРАЛЕЙ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЙ
ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ ХРАНИЛИЩ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ
1Семененко Е.В., 1Медведева О.А., 1Киричко С.Н., 2Татарко Л.Г.
1
Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины,
2
Украинский государственный химико-технологический университет МОН Украины
ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТРІВ МАГІСТРАЛЕЙ ДЛЯ ТЕХНОЛОГІЙ
ГІДРОМЕХАНІЗАЦІЇ В УМОВАХ СХОВИЩ ВІДХОДІВ ЗБАГАЧЕННЯ
1Семененко Є.В., 1Медведєва О.О., 1Киричко С.М., 2Татарко Л.Г.
1
Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України,
2
Український державний хіміко-технологічний університет МОН України
SPECIFICITY OF CALCULATION OF PIPE-LINE PARAMETERS FOR
HYDROMECHANIZATION OF WASHERY REFUSE STORAGE
1Semenenko Ye.V., 1Medvedeva O.O., 1KyrychkoS.M., 2Tatarko L.G.
1 Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov of National Academy of Sciences of
Ukraine,
2
Ukrainian State University of Chemical Technology MES of Ukraine
Аннотация. В настоящее время в Кривбассе по разным оценкам в отвалах содержится до 13 млрд т
вскрышных пород, а в хвостохранилищах – до 6 млрд т отходов обогащения бедных железных руд. В последние
годы все активнее изучается возможность использования накопленной в отвалах и хвостохранилищах
минеральной массы. Ведь по сути хранилища отходов (ХО) являются сформированными техногенными
месторождениями. Рассмотрены особенности расчета геометрических и гидравлических параметров
магистралей трубопроводных систем для технологий гидромеханизации при добыче техногенных россыпей,
сформированных в хранилищах отходов обогащения. Показано, что для рассматриваемых технологий
гидромеханизации режимы работы установок трубопроводного транспорта зависят не только от геометрических
параметров хранилища, но и от гидравлических характеристик процессов течения пульп по магистралям.
Гидравлические характеристики потока гидросмеси будут оказывать влияние на потери напора в магистрали
только после наращивания дамбы обвалования выше некоторой величины, зависящей от гидравлического
уклона, то есть от параметров трубопровода, концентрации и расхода пульпы. Проведенными исследованиями
установлено, что при течении пульп высокой концентрации угол наклона трубопровода не оказывает влияния на
гидравлический уклон. Поэтому в режиме течения гидросмеси как гетерогенной жидкости для таких пульп
гидравлический уклон рассчитывается в соответствии с решением уравнения Букингама. Показано, что для
рассматриваемых технологий гидромеханизации режимы работы установок трубопроводного транспорта будут
зависеть не только от геометрических параметров хранилища отходов, но и от гидравлических характеристик
процессов течения пульп по магистралям. С использованием полученных зависимостей могут быть
разработаны рекомендации и методы расчета параметров гидротранспортирования высококонцентрированных
гидросмесей, позволяющие проектировать перспективные технологии добычи техногенных россыпей,
сформированных в хранилищах отходов обогащения.
Ключевые слова: гидротранспорт, хранилища отходов обогащения, гидросмесь, высокая концентрация.
Введение. В настоящее время в Кривбассе по разным оценкам в отвалах
содержится до 13 млрд т вскрышных пород, а в хвостохранилищах – до 6 млрд
т отходов обогащения бедных железных руд. В последние годы все активнее
изучается возможность использования накопленной в отвалах и
хвостохранилищах минеральной массы. Ведь по сути хранилища отходов (ХО)
являются сформированными техногенными месторождениями, которые начали
заполняться еще в ХХ веке.
С учетом геометрии дамб ХО и технологии их возведения, геометрические
© Е.В. Семененко, О.А. Медведева, С.Н. Киричко, Л.Г. Татарко, 2018
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
119
параметры магистралей, обеспечивающих доставку добытых техногенных
россыпей на обогатительное производство самотеком с текущей отметки дамбы
ХО, и магистралей, обеспечивающих отведение отходов обогащения,
описываются одинаковыми формулами.
Выражение для расходно-напорных характеристик (РНХ) магистрали таких
гидротранспортных установок, обслуживающих технологии гидромеханизации
на текущей отметке дамбы ХО, будет иметь вид:
nhZihmnLkH z 00 , hmnLL 0 , nhZZ 0 , (1)
h
b
,
sin
1
m ,
где H потери напора в магистрали при течении гидросмеси; zk
коэффициент местных гидравлических потерь; i гидравлический уклон при
течении пульпы; 0L длина горизонтальных участков труб, проложенных
параллельно периметру ХО по дамбам, а также длина трубопровода от упорной
дамбы до обогатительного производства; n номер дамбы текущего яруса;
относительная ширина верха дамбы обвалования; m заложение наруж-ного
откоса дамб обвалования; h высота дамб обвалования; 0Z перепад
геодезических высот начала и конца трубопровода от упорной дамбы до
обогатительного производства; b ширина верха дамбы обвалования.
При определении рабочей точки магистрали, обеспечивающей отведение
отходов обогащения, выражение (1) приравнивается обобщенной РНХ насосов [1,
2], а в случае магистрали, обеспечивающей доставку добытых техногенных
россыпей на обогатительное производство самотеком с текущей отметки дамбы
ХО, выражение (1) преобразуется к следующему виду:
gi
i
,
nii
ii
k
i
i
Lm
mZ
z
m
g 1 ,
0
0
L
Z
iZ ;
0L
h
iL ,
m
im
1
, (2)
где gi – эффективный геодезический уклон магистрали; Li относительная
высота дамбы обвалования; mi форм параметр профиля дамбы; Zi
фиктивный геодезический уклон неизменяемой части магистрали;
Из формул (2) видно, что в зависимости от соотношения величин mi и Zi
увеличение порядкового номера яруса намыва будет приводить к увеличению
или к уменьшению значения gi . В случае если mi превышает Zi , то с
увеличением n значение gi уменьшается, а если mi меньше Zi – то
увеличивается. Если же эти две величины равны друг другу или имеют близкие
значения, то можно считать, что рассматриваемая величина gi не зависит от
номера текущего яруса намыва и для всего периода эксплуатации ХО равна
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
120
z
m
g
k
i
i .
В этом случае относительные длина или геодезический перепад высот
магистрали изменяются при переходе на новый ярус намыва по одному закону,
а для размерных величин справедлива зависимость:
00 Z
Z
L
L
,
которую, с учетом выражения
mL
Z
1
0
0 ,
легко переписать в следующем виде:
m
L
Z
.
Из формул (1) и (2) также следует, что влияние номера дамбы на длину и
геодезический перепад высот магистрали будет превышать 10 %, начиная с
соответствующих ярусов намыва:
L
m
L
i
i
n 1,0 ,
L
Z
Z
i
i
n 1,0 . (3)
Если номер текущего яруса намыва не превышает величины, определяемые
по формулам (3), то формулы (1), с инженерной точностью можно заменить
следующими выражениями:
01,1 LL , 01,1 ZZ . (4)
Из формул (1) – (4) следует, что на начальной стадии заполнения ХО от
номера текущего яруса намыва не зависит величина длины или геодезического
перепада высот магистрали, а на завершающем этапе – величина эффективного
геодезического уклона магистрали.
Для анализа значащих величин выражение (1) рационально переписать в
следующем виде:
HnHH 0 ; 000 ZiLkH z ; imkhH z , (5)
где 0H стационарная или неизменяемая часть потерь напора; H
приращение потерь напора при наращивании одной дамбы обвалования.
С учетом преобразований можно показать, что выражение для потерь
напора магистрали можно записать в следующем виде:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
121
n
H
H
HH
0
0 1 ,
при этом переменная часть потерь напора будет существенной по сравнению со
стационарной, если выполняется следующее неравенство:
H
H
n
01,0 . (6)
Неравенство (6) с учетом формул (1) для неизменяемой части и приращения
потерь напора легко преобразуется в следующее условие для порядкового
номера дамбы, начиная с которого переменную часть потерь напора
необходимо учитывать как отдельное слагаемое:
0nn ;
Zz
mZ
m
L
i
i
k
ii
i
i
n 11,00 , (7)
где 0n порядковый номер дамбы, начиная с которого переменную часть
потерь напора необходимо учитывать как отдельное слагаемое.
В случае если порядковый номер дамбы меньше 0n потери напора
рассматриваемой магистрали можно рассчитывать по упрощенному уравнению:
01,1 HH .
Из формулы (7) видно, что величина 0n зависит от гидравлического уклона,
то есть от параметров трубопровода, концентрации и расхода пульпы. Поэтому
для выбора параметров технологий гидромеханизации при попутной добыче
техногенных россыпей важно проанализировать случай, когда 20 n .
Подставляя выражение (7) в последнее неравенство, после несложных
преобразований и приведения подобных членов, будем иметь:
Z
L
m
Z
m
z i
i
i
i
i
i
k
05,0
1
05,01 . (8)
Очевидно, что знак второго слагаемого в скобках в формуле (8) зависит от
соотношения величин mi и Zi . Если mi превышает Zi , то сохраняется плюс, а
если mi меньше Zi – то минус.
Из формул (1) (8) видно, что для рассматриваемых технологий
гидромеханизации режимы работы установок будут зависеть не только от
геометрических параметров ХО, но и от гидравлических характеристик
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
122
процессов течения пульп по магистралям. Учитывая, что традиционно на
ГОКах используется напорный гидротранспорт, самотечному виду
трубопроводного транспорта внимания практически не уделялось. Особенно
для условий доставки техногенных россыпей из ХО на обогатительное
производство, когда параметры дамбы обвалования обеспечивают течение
пульпы в том или ином режиме.
В формулы (1) и (2) входит величина гидравлического уклона при течении
гидросмеси по трубопроводу, которая вычисляется по разным формулам в
зависимости от концентрации пульпы и соотношения фактической и
критической скоростей (табл. 1) [1-3, 5-6].
Таблица 1 Классификация режимов течения пульп различной концентрации
Классификация пульп
по концентрации
Классификация режимов течения пульп
Гетерогенная жидкость Однородная жидкость
Низкая
kpVV 25,1 kpVV 25,1
Средняя
Высокая Стержневой режим Турбулентный режим
В таблице использованы следующие обозначения: V средняя расходная
скорость течения пульпы; kpV критическая скорость гидротранспортирова-
ния [3-5,7].
К пульпам низкой концентрации относят гидросмеси, массовая
концентрация которых соответствует такому условию [1 – 10]:
mCC ;
Ar
Ar
Cm
1
2,0
,
W
WSAr
,
где C массовая концентрация пульпы; mC граничное значение массовой
концентрации для пульп низкой концентрации [1 – 4]; Ar параметр Архимеда
транспортируемого материала; S средневзвешенная плотность частиц
транспортируемого материала; W плотность воды.
Значение mC получено экспериментальным путем и соответствует
максимуму в зависимости критической скорости от концентрации гидросмеси.
Массовая концентрация пульп средней концентрации изменяется в
следующем диапазоне [11]:
Pm CCC ;
1
33,2
1
1
Ar
СP ,
где PC граничное значение массовой концентрации для пульп средней
концентрации [11].
Значение PC предложено на основе анализа публикаций, посвященных
гидротранспортированию сгущенных пульп [11].
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
123
Массовая концентрация пульп высокой концентрации изменяется в таком
диапазоне [9 – 12]:
LP CCC ,
Ar
P
Ar
CL
1.02
33,3
1
,
где LC предельно возможная массовая концентрация гидросмеси, соответ-
ствующая плотной упаковке твердых частиц [9 – 12]; 1.0P – доля в транспорти-
руемом материале частиц диаметром менее 0,1 мм [2 - 4].
Для расчета величины LC известны различные рекомендации, которые
учитывают большое количество факторов [4, 5, 8, 9].
Для пульп низкой концентрации критическая скорость
гидротранспортирования определяется по формуле [11, 12]:
4,015 43 wDVkp , 4,0
0
65,1
Ar
ww ,
90
103
d
d
,
C
Ar
Ar
1
1
1
,
где D диаметр трубопровода; w – усредненная гидравлическая крупность
транспортируемого материала; относительная плотность пульпы; 0w –
гидравлическая крупность эталонного материала [2 – 4]; – коэффициент
однородности; 10d – диаметр частиц, соответствующий 10 % содержанию
фракций; 90d – диаметр частиц, соответствующий 90 % содержанию фракций.
Для выбора величины 0w рассчитывается средневзвешенный диаметр
частиц транспортируемого материала [2 – 4]:
iiср Pdd ,
где срd – средневзвешенный диаметр частиц транспортируемого материала,
мм; id – средняя крупность i-ой стандартной фракции, мм; iP – содержание i-
ой фракции по весу в составе пробы, в долях единицы.
Для пульп средней концентрации величина критической скорости несколько
снижается по сравнению со значением, которое оно достигает при
концентрации mC , и для расчетов рекомендовано использовать следующую
формулу [2 – 4]:
343 1
8,12
ArC
Ar
wDVkp
.
Для пульп высокой концентрации понятие критической скорости
гидротранспортирования отсутствует, поскольку при таких высоких
концентрациях твердые частицы не выпадают на дно трубопровода. С
понижением, до определенного значения, скорости транспортирования
изменяется режим течения. При этом, однородный режим течения переходит в
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
124
стержневой, при котором формируется недеформируемое ядро потока [9 – 11].
При дальнейшем снижении перепада давления ядро потока увеличивается в
диаметре, пока не достигнет внутренней поверхности трубы, после чего
течение высококонцентрированной пульпы по трубопроводу прекращается.
При течении пульп низкой и средней концентрации в горизонтальном
трубопроводе в режиме гетерогенной жидкости гидравлический уклон
рассчитывают по следующим формулам [3, 4]:
V
V
iii
kpkp
00 ; 115015,1
D
dcp
;
gD
V
i
2
2
0
;
gD
V
i
kpkpkp
2
2
0
;
2
1lg24,3
1
w
DV
;
2
1lg24,3
1
w
kp
kp
DV
, (9)
где 0i гидравлический уклон при течении воды;
kp
i0 гидравлический уклон
при течении воды с критической скоростью; коэффициент, учиты-вающий
влияние диаметра и плотности частиц; коэффициент гидравли-ческого
сопротивления трения; g ускорение свободного падения; kp коэффициент
гидравлического сопротивления трения в критическом режиме; w
кинематический коэффициент вязкости воды.
Часть трубопроводов рассматриваемых гидротранспортных установок
проложено по наружным откосам дамб обвалования, и поэтому наклонены к
горизонту на угол, равный углу между откосом и основанием дамб. При этих
углах наклона трубопроводы нельзя рассматривать как вертикальные [5]. С
учетом этого при течении пульп низкой и средней концентрации в наклонных
трубопроводах, при углах наклона близких к углам наружных откосов дамб
обвалования, в режиме гетерогенной жидкости гидравлический уклон
рассчитывают по следующим формулам:
2
0
0 cos
ii
ii
, (10)
где i гидравлический уклон при течении гидросмеси по трубопроводу,
наклоненному к горизонту под углом .
Подставив в выражение (10) формулы (9), и проведя соответствующие
преобразования, получим:
2
3
0 cos1
V
V
ii
kp
; ……… (11)
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
125
10
Re
log 2
10
Rekp
;
w
DV
Re ;
w
kp
kp
DV
Re , (12)
где Re число Рейнольдса; kpRe критическое число Рейнольдса.
Учитывая сверхкритический режим течения гидросмеси фактическую
скорость в трубопроводе можно выразить через величину критической
скорости [1, 5]:
kpKVV , (13)
где K параметр режима гидротранспортирования, величина которого
изменяется в интервале 21 K .
Как показали результаты ряда исследователей [1, 5 – 6, 8 – 10] критические
режимы гидротранспортирования соответствуют турбулентному течению,
поэтому для критического числа Рейнольдса справедлива следующая оценка:
k
kp 10Re , (14)
где k показатель степени со значением 3k .
С учетом (13) и (14) формулу (12) можно записать в виде выражения
2
10 1log1 Kk ,
которое после разложения в степенной ряд логарифма и соответствующих
преобразований, преобразуется в следующую приближенную формулу:
2
1
328,0
1
k
.
Последнее выражение позволяет получить оценку среднего значения для
величины
19,1cp ,
с учетом которого выражение (11) примет следующий вид:
2
30 cos2,11
K
ii .
В случае использования для расчета величины вместо логарифмического
закона, формулы (5), степенного закона
pp
p
w
VD
N
, (15)
вместо формулы (15) нужно использовать следующее выражение:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
126
2
3
0 cos1
p
kp
V
V
ii , (16)
где N коэффициент пропорциональности; p показатель степени.
При течении пульп низкой и средней концентрации в режиме однородной
жидкости гидравлический уклон не зависит от угла наклона трубопровода и для
расчетов рекомендовано использовать следующую формулу:
0ii . (17)
Сравнивая правые части выражений (16) и (17), а также оценив интервал
изменения относительной плотности пульпы (рис. 1), можно сделать вывод, что
условие (17) может быть реализовано при значениях параметра режима
гидротранспортирования удовлетворяющих неравенству KK , где
3
2cos
1
2,1
K . (18)
1
1,1
1,2
1,3
1,4
0 10 20 30 40
C, %
Рисунок 1 – Зависимость относительной плотности пульпы от массовой концентрации
твердого материала
В случае использования для расчета величины вместо логарифмического
закона, формулы (5), степенного закона, формула (15), вместо выражения (18)
получим:
pK
3
2
1
cos
.
При течении пульп высокой концентрации угол наклона трубопровода не
оказывает влияние на гидравлический уклон. В режиме гетерогенной жидкости
для таких пульп гидравлический уклон рассчитывают в соответствии с
решением уравнения Букингама [9 – 12]:
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
127
Q
Q
i
0
0 ;
0
0
c
gDw ;
c
Dgw
Q
4
, (19)
где 0 начальное касательное напряжение (НКН); 0 модуль НКН; Q
модуль расхода; 0c , c уточняющие константы; структурная вязкость
пульпы высокой концентрации.
Выводы.
Показано, что для рассматриваемых технологий гидромеханизации режимы
работы установок трубопроводного транспорта будут зависеть не только от
геометрических параметров хранилища отходов, но и от гидравлических
характеристик процессов течения пульп по магистралям. Так гидравлические
характеристики потока гидросмеси будут оказывать влияние на потери напора
в магистрали только после наращивания дамбы обвалования выше некоторой
величины, зависящей от гидравлического уклона, то есть от параметров
трубопровода, концентрации и расхода пульпы. На основании проведенных
исследований установлено, что при течении пульп высокой концентрации угол
наклона трубопровода не оказывает влияние на гидравлический уклон.
Поэтому в режиме течения гидросмеси как гетерогенной жидкости для таких
пульп гидравлический уклон рассчитывают в соответствии с решением
уравнения Букингама. С использованием полученных зависимостей могут быть
разработаны рекомендации и методы расчета параметров
гидротранспортирования высококонцентрированных гидросмесей,
позволяющие проектировать перспективные технологии добычи техногенных
россыпей, сформированных в хранилищах отходов обогащения.
______________________________
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Семененко Е.В. Научные основы технологий гидромеханизации открытой разработки титан-цирконовых россыпей.
Киев: Наукова думка, 2011. 232 с.
2. Криль С.И. Напорные взвесенесущие потоки. К: Наукова думка, 1990. 170 с.
3. Методика расчета гидротранспортных установок для транспорта и намыва хвостов железорудных ГОКов. К.: НИИСП
Госстроя УССР, 1970. 64 с.
4. П 59-72: Инструкция по гидравлическому расчету систем напорного гидротранспорта грунтов. Л.: Энергия, 1972. 24 с.
5. Баранов Ю.Д., Блюсс Б.А., Семененко Е.В. [и др.] Обоснование параметров и режимов работы систем
гидротранспорта горных предприятий, Днепропетровск: «Новая идеология», 2006. 416 с.
6. Гуменник И.Л., Сокил А.М., Семененко Е.В. [и др.], Проблемы разработки россыпных месторождений, Днепропетровск:
Січ, 2001. 224 с.
7. Брагін Б.Ф., Маркунтович Ф.Д., Чернецька Н.Б. Проектування споруджень і систем трубопровідного й інших видів
транспорту, Луганськ: Вид-во СНУ ім. В. Даля, 2004. 208 с.
8. Потураев В.Н., Фитерер Владимир. Исследование гидротранспорта россыпей на наклонных участках: Ин-т геотехн.
механики НАН Украины. Днепропетровск, 1996. 11 с. – Рус. – Деп. в ГНТБ Украины 28.02.96 – № 659 – Ук 96.
9. Круть О.А. Водовугільне паливо, К.: Наукова думка, 2002, 172 с.
10. Киричко С.Н., Семененко Е.В. Обоснование методики расчета гидравлического уклона при течении пульпы с концентрацией пасты ,
Геотехническая механика: Днепропетровск: ИГТ М НАН Украины, 2013, вып. 110, С. 121-134
11. Александров В.И. Методы снижения энергозатрат при гидравлическом транспортировании смесей высокой
концентрации, Санкт-Петербург: СПГГИ (ТУ), 2000, 117 с.
12. Киричко С.Н., Ртищев А.Б., Семененко Е.В. Реологические параметры высококонцентрированных отходов обогащения
ЦГОКа. / Форум гірників – 2014: Мат. міжн. конф., жовтень 2014р, Дніпропетровськ, 2014, С. 177 – 183.
REFERENCES
1. Semenenko E.V. (2011), Nauchnye osnovy tehnologiy gidromehanizatsii otkrytoy razrabotki titan-tsirkonovyh rossypey
[Scientific basis for the technology of hydromechanization of open development of titanium-zircon alluvial deposits], Naukova
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
128
Dumka, Kyiv, Ukraine.
2. Kril S.I. (1990), Napornye vzbenesuschie potoki [Pressure suspended flows], Naukova Dumka, Kyiv, Ukraine.
3. NIISP Gosstroy (1970), Metodika rascheta gidrotransportnykh ustanovok dlya transporta I namyva khvostov zhelezorudnykh
GOKov [The method of calculating hydrotransport installations for transport and alluvium tailings of iron ore mining and processing
plants], Moscow, SU.
4. P 59-72 Instruktsiya po gidravlicheskomu raschetu sistem napornogo gidrotransporta gruntov [P 59-72: Instructions for the
hydraulic calculation of the systems of pressure hydrotransport of soils] (1972), Energiya, Leningrad, SU.
5. Baranov Yu.D., Blyuss B.A., Semenenko E.V. and Shurygin V.D. (2006), Obosnovanie parametrov I rezhimov raboy sistem
gidrotransporta gornyh predpriyatiy [Justification of the parameters and modes of operation of the systems of hydrotransport mining],
New Ideology, Dnepropetrovsk, UA.
6. Gumenik I.L., Sokil A.M., Semenenko E.V. and Shurygin V.D. (2001), Problemy razrabotki rossypnyh mestorozhdeniy [Problems
of development of placer deposits], Sich, Dnipropetrovsk, UA.
7. Bragin B.F., Markuntovich F.D. and Chernetska N.B. (2004), Proektuvannya sporudzhen I sistem truboprovIdnogo I inshyh
vydiv transportu [Design of constructions and systems of pipeline and other types of transport], Izdatelstvo SNU im. V. Dalya,
Lugansk, UA..
8. Poturaev V.N. and Fiterer V. (1996), ―Investigation of placer hydrotransport on inclined sites‖, Dep. v GNTB Ukraine, no. 659,
11 p.
9. Krut O.A. (2002), Vodovugilne palyvo [Carbon fuel], Naukova Dumka, Kyiv, UA.
10. Kyrychko S.N. and Semenenko E.V. (2013), ―Justification of the method of calculating the hydraulic slope during the flow of the
pulp with the concentration of paste‖, Geo-Technical Mechanics, no. 110, pp. 121-134.
11. Aleksanrov V.I. (2000), Metody snizheniya energozatrat pri gidravlicheskom transportirovanii smesey vysokoy kontsentratsii
[Methods to reduce energy consumption in the hydraulic transportation of mixtures of high concentration], SPGGI (TU), St.
Petersburg, RU.
12. Kyrychko S.N., Rtischev A.B. and Semenenko E.V. (2014), ―Rheological parameters of highly concentrated waste treatment plant
TsGOK‖, Forum Girnykiv – 2014 [Miners Forum-2014], Dnipropetrovsk, Ukraine, October 2014, pp. 177 – 183.
______________________________________
Об авторах
Семененко Евгений Владимирович, доктор технических наук, старший научный сотрудник, заведующий отделом
проблем шахтных энергетических комплексов, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной
академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, evs_igtm@i.ua
Медведева Ольга Алексеевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник
отдела геодинамических систем и вибрационных технологий, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова
Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, medvedevaolga1702@gmail.com
Киричко Сергей Николаевич, кандидат технических наук, научный сотрудник отдела геодинамических систем и
вибрационных технологий, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины
(ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, skyrychko@gmail.com
Татарко Лариса Гавриловна, кандидат технических наук, старший преподаватель факультета физики, Украинский
государственный химико-технологический университет (УГХТУ) Министерства образования и науки Украины, Днепр,
Украина, larisa.tatarko@gmail.com
About the authors
Semenenko Eugeniy Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences (D.Sc), Senior Researcher, Head of Department of Mine
Energy Complexes, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM,
NAS of Ukraine), Dnepr, Ukraine, evs_igtm@i.ua
Medvedeve Olga Alekseevna, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Senior Researcher, Senior Researcher in
Department of Geodynamic Systems and Vibration Technologies, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics NAS of
Ukraine (IGTM, NAS of Ukraine), Dnepr, Ukraine, medvedevaolga1702@gmail.com
Kyrychko Serhii Mykolaivich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Researcher in Department of Geodynamic Systems
and Vibration Technologies, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics NAS of Ukraine (IGTM, NAS of Ukraine), Dnepr,
Ukraine, skyrychko@gmail.com
Tatarko Larisa Gavrilovna, Candidate of Technical Sciences, Senior Teacher of the Physics Department, Ukrainian State
University of Chemical Technology MES of Ukraine, Dnepr, Ukraine, larisa.tatarko@gmail.com
_______________________
Анотація. Нині у Кривбасі за різними оцінками у відвалах міститься до 13 млрд т вскришних порід, а у
хвостосховищах – до 6 млрд т відходів збагачення бідного залізняку. Останніми роками все активніше вивчається
можливість використовування накопиченої у відвалах і хвостосховищах мінеральної маси. Адже по суті сховища
відходів є сформованими техногенними родовищами. У статті розглядаються особливості розрахунку
геометричних та гідравлічних параметрів магістралей трубопровідних систем для технології гідромеханізації при
видобутку техногенних розсипів, що утворюються у сховищах відходів збагачення. Показано, що для розглянутих
технологій гідромеханізації режими роботи установок трубопровідного транспорту залежать не тільки від
геометричних параметрів сховищ, але і від гідравлічних характеристик процесів потоку пульпи магістралями.
mailto:evs_igtm@i.ua
mailto:medvedevaolga1702@gmail.com/
mailto:skyrychko@gmail.com
mailto:larisa.tatarko@gmail.com
mailto:evs_igtm@i.ua
mailto:medvedevaolga1702@gmail.com/
mailto:skyrychko@gmail.com
mailto:larisa.tatarko@gmail.com
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. № 140
129
Гідравлічні характеристики потоку гідросуміші будуть мати вплив на втрату напору в магістралі після
нарощування дамб обвалування вище деякої величини, що залежить від гідравлічного ухилу, тобто від
параметрів трубопроводу, концентрації та витрати пульпи. Проведеними дослідженнями встановлено, що при
течіях пульпи високої концентрації кут нахилу трубопроводу не впливає на гідравлічний ухил. Тому в режимі течії
гідросуміші, як гетерогенної рідини, для таких пульп гідравлічний ухил розраховується відповідно до рішення
рівняння Букінгама. Показано, що для даних технологій гидромеханізації режими роботи установок
трубопровідного транспорту залежатимуть не тільки від геометричних параметрів сховища відходів, але і від
гідравлічних характеристик процесів перебігу пульп магістралями.
З використанням отриманих залежностей може бути розроблено рекомендації та методи розрахунку
параметрів гідротранспорту висококонцентрованих гідросумішей, що дозволять проектувати перспективні
технології видобутку техногенних розсипів, які утворюються в сховищах відходів збагачення.
Ключові слова: гідротранспорт, сховища відходів збагачення, гідросуміш, висока концентрація.
Annotation. Presently in Kryvbass by different estimation there are to 13 billion т of overburden breeds in dumps,
and in tailing ponds – to 6 billion т wastes of enrichment of poor iron-stones. Last years all more active possibility of the
use of accumulateds in dumps and tailing ponds mineral mass is studied. In fact the depositories of wastes are the
formed technogen deposits. In the article, peculiarities of calculation of the main pipeline geometrical and hydraulic
parameters for hydromechanization technologies for development of man-made placers formed in the washery refuse
storages are considered. It is shown that for the hydromechanization processes under consideration, operating modes of
the pipeline transport plants depend not only on geometric parameters of the refuse storage, but also on hydraulic
characteristics of the processes of pulp flowing in the main pipelines. Hydraulic characteristics of the fluid flow affect the
loss of head in the main pipeline only when dike dam exceeds a certain height, which depends on hydraulic slope, that
is, on the pipeline parameters, pulp concentration and its flow rate. On the basis of the conducted research it was
established that in case of highly-concentrated pulp flowing, angle of the pipeline inclination does not affect the hydraulic
slope. Therefore, in the regime of flowing of hydromixture as a heterogeneous fluid for such pulps, hydraulic slope is
calculated in accordance with the solution of the Buckingham equation. It is shown that for the examined technologies of
the hydromechanization operation modes of options of pipeline transport will depend not only on the geometrical
parameters of depository of wastes but also from hydraulic descriptions of processes flow of pul'p on highways.
By using the obtained dependences, recommendations and methods for calculating parameters of hydrotransport
for highly concentrated hydromixtires can be elaborated, which allow designing of promising technologies for developing
the man-made placers formed in the washery refuse storages.
Keywords: hydrotransport, waste depositories of enrichment, hydrosmixture, high concentration.
Стаття надійшла до редакції 22.05. .2018
Рекомендовано до друку д-ром техн. наук Б.О. Блюссом
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-174409 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T11:04:37Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Семененко, Е.В. Медведева, О.А. Киричко, С.Н. Татарко, Л.Г. 2021-01-17T15:36:34Z 2021-01-17T15:36:34Z 2018 Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения / Е.В. Семененко, О.А. Медведева, С.Н. Киричко, Л.Г. Татарко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 140. — С. 118-129. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174409 622.648.001.24:622.692.4.053:622.7.004.8 Рассмотрены особенности расчета геометрических и гидравлических параметров магистралей трубопроводных систем для технологий гидромеханизации при добыче техногенных россыпей, сформированных в хранилищах отходов обогащения. Показано, что для рассматриваемых технологий гидромеханизации режимы работы установок трубопроводного транспорта зависят не только от геометрических параметров хранилища, но и от гидравлических характеристик процессов течения пульп по магистралям. У статті розглядаються особливості розрахунку геометричних та гідравлічних параметрів магістралей трубопровідних систем для технології гідромеханізації при видобутку техногенних розсипів, що утворюються у сховищах відходів збагачення. Показано, що для розглянутих технологій гідромеханізації режими роботи установок трубопровідного транспорту залежать не тільки від геометричних параметрів сховищ, але і від гідравлічних характеристик процесів потоку пульпи магістралями. In the article, peculiarities of calculation of the main pipeline geometrical and hydraulic parameters for hydromechanization technologies for development of man-made placers formed in the washery refuse storages are considered. It is shown that for the hydromechanization processes under consideration, operating modes of the pipeline transport plants depend not only on geometric parameters of the refuse storage, but also on hydraulic characteristics of the processes of pulp flowing in the main pipelines. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехнічна механіка Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения Особливості розрахунку параметрів магістралей для технологій гідромеханізації в умовах сховищ відходів збагачення Specificity of calculation of pipe-line parameters for hydromechanization of washery refuse storage Article published earlier |
| spellingShingle | Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения Семененко, Е.В. Медведева, О.А. Киричко, С.Н. Татарко, Л.Г. |
| title | Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения |
| title_alt | Особливості розрахунку параметрів магістралей для технологій гідромеханізації в умовах сховищ відходів збагачення Specificity of calculation of pipe-line parameters for hydromechanization of washery refuse storage |
| title_full | Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения |
| title_fullStr | Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения |
| title_full_unstemmed | Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения |
| title_short | Особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения |
| title_sort | особенности расчета параметров магистралей для технологий гидромеханизации в условиях хранилищ отходов обогащения |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/174409 |
| work_keys_str_mv | AT semenenkoev osobennostirasčetaparametrovmagistraleidlâtehnologiigidromehanizaciivusloviâhhraniliŝothodovobogaŝeniâ AT medvedevaoa osobennostirasčetaparametrovmagistraleidlâtehnologiigidromehanizaciivusloviâhhraniliŝothodovobogaŝeniâ AT kiričkosn osobennostirasčetaparametrovmagistraleidlâtehnologiigidromehanizaciivusloviâhhraniliŝothodovobogaŝeniâ AT tatarkolg osobennostirasčetaparametrovmagistraleidlâtehnologiigidromehanizaciivusloviâhhraniliŝothodovobogaŝeniâ AT semenenkoev osoblivostírozrahunkuparametrívmagístraleidlâtehnologíigídromehanízacíívumovahshoviŝvídhodívzbagačennâ AT medvedevaoa osoblivostírozrahunkuparametrívmagístraleidlâtehnologíigídromehanízacíívumovahshoviŝvídhodívzbagačennâ AT kiričkosn osoblivostírozrahunkuparametrívmagístraleidlâtehnologíigídromehanízacíívumovahshoviŝvídhodívzbagačennâ AT tatarkolg osoblivostírozrahunkuparametrívmagístraleidlâtehnologíigídromehanízacíívumovahshoviŝvídhodívzbagačennâ AT semenenkoev specificityofcalculationofpipelineparametersforhydromechanizationofwasheryrefusestorage AT medvedevaoa specificityofcalculationofpipelineparametersforhydromechanizationofwasheryrefusestorage AT kiričkosn specificityofcalculationofpipelineparametersforhydromechanizationofwasheryrefusestorage AT tatarkolg specificityofcalculationofpipelineparametersforhydromechanizationofwasheryrefusestorage |