RU2768523C1

RU2768523C1 - Slurry cascade hydraulic transport

Info

Publication number: RU2768523C1
Application number: RU2021113727A
Authority: RU
Inventors: Наталья Анатольевна Кострикова; Светлана Александровна Ногай; Абдурашид Яруллаевич Яфасов
Priority date: 2021-05-14
Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2022-03-24

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: invention relates to the mining industry for lifting and transporting slurry during the development of mineral deposits. Cascade hydraulic slurry transport contains a slurry lifting stage in the form of a conveying pipeline, a slurry splitter separating the slurry into transported and transporting flows through holes, the size of which is determined by the size of the stored target product. The conveying pipeline is connected to the tank by a supply pipeline with a suction pump and a discharge pipeline with a discharge pump and an upper-level sensor controlling the process of filling and emptying the tank. The cascade hydraulic pulp transport additionally contains at least one slurry lifting stage installed in series, containing a conveying pipeline, a slurry splitter separating the slurry into transported and transporting flows through holes, a tank with an upper-level sensor connected to the conveying pipeline by a supply pipeline with an electric valve and a discharge pipeline with a discharge pump. An electric valve is installed in the upper head of the conveying pipeline of each lifting stage.

EFFECT: transportation of pulp to the required distance and height without impact on the target product and maintaining the quality of the extracted target product.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности для подъема и транспортирования пульпы при разработке месторождений полезных ископаемых, в которых не желательно дробление целевого продукта, в частности, при разработке месторождения янтаря и соответственно при гидротранспорте пульпы содержащей янтарь.The invention relates to the mining industry for lifting and transporting pulp during the development of mineral deposits, in which crushing of the target product is not desirable, in particular, during the development of an amber deposit and, accordingly, during the hydrotransport of pulp containing amber.

Акционерное общество Калининградский янтарный комбинат использует технологию гидромеханизации при промышленной добычей янтаря. Вскрышные породы разрабатываются гидромониторами и драглайнами по бестранспортной системе и накапливаются в хвостохранилище. Янтарь содержащая порода разрабатывается драглайном и складируется в конус. Далее конус гидромониторной мощной струёй воды размывается, и пульпа содержащая янтарь по пульповодной траншее самотеком поступает на насосную станцию в накопительный зумпф для перекачки на фабрику. Крупные куски янтаря ловятся вручную сачками, а более мелкие фракции через насосную станцию по трубопроводу поступают на первичный узел обогащения янтаря [1].The joint-stock company Kaliningrad Amber Plant uses hydromechanization technology in the industrial production of amber. Overburden rocks are developed by hydraulic monitors and draglines using a transportless system and accumulate in a tailing dump. Amber-bearing rock is mined by dragline and stored in a cone. Further, the cone is eroded by a powerful jet of water, and the pulp containing amber flows by gravity through the pulp trench to the pumping station in the storage sump for pumping to the factory. Large pieces of amber are caught manually with nets, and smaller fractions through a pumping station through a pipeline enter the primary amber enrichment unit [1].

Недостатком данного технического решения является, что на всём технологическом процессе происходит разрушение целевого продукта, приводя к потере качества и снижению стоимости его, в частности янтаря, и особенно при гидротранспорте, когда янтарь содержащая пульпа проходит через нагнетательный насосный агрегат, проходя через рабочую полость нагнетательного насоса, а также невозможность подать на любую требуемую высоту янтароносную пульпу превышающую подъёмную способность нагнетательного насоса или высокая материалоемкость и сложность всей системы при подаче янтароносной пульпы с помощью нескольких отдельных установок гидротранспорта пульпы на требуемую высоту и отдалённость.The disadvantage of this technical solution is that the destruction of the target product occurs throughout the technological process, leading to a loss of quality and a decrease in its cost, in particular amber, and especially during hydrotransport, when amber-containing pulp passes through the injection pump unit, passing through the working cavity of the injection pump , as well as the inability to supply amber-bearing pulp to any required height exceeding the lifting capacity of the injection pump or the high material consumption and complexity of the entire system when supplying amber-bearing pulp using several separate pulp hydrotransport units to the required height and remoteness.

Известен гидротранспорт пульпы, который состоит из трубопровода, пульподелителя с камерой, разделяющего пульпу на транспортируемый и транспортирующий потоки. Транспортирующий поток посредством нагнетательного насоса закачивается под давлением в трубопровод, обеспечивая энергией продвижение по трубопроводу транспортируемый поток пульпы. При этом корпус пульподелителя сообщен с камерой отверстиями, величина которых определяется размером сохраняемого целевого продукта, а сама камера сообщена с резервуаром, посредством накопительного и нагнетательного насосов, управляемых датчиками верхнего и нижнего уровней резервуара и управляющих клапанами трубопровода [2].Known hydrotransport of pulp, which consists of a pipeline, a pulp divider with a chamber that separates the pulp into transportable and transporting streams. The conveying stream is pumped under pressure into the pipeline by means of a pressure pump, providing energy for the movement of the transported pulp stream through the pipeline. At the same time, the body of the pulp divider is connected to the chamber with holes, the size of which is determined by the size of the stored target product, and the chamber itself is connected to the reservoir by means of a storage and injection pumps controlled by sensors of the upper and lower levels of the reservoir and pipeline control valves [2].

Недостатками данного технического решения являются: невозможность подать на любую требуемую высоту янтароносную пульпу превышающую подъёмную способность нагнетательного насоса или высокая материалоемкость и сложность всей системы при подаче янтароносной пульпы с помощью нескольких отдельных установок гидротранспорта пульпы на требуемую высоту и отдалленность.The disadvantages of this technical solution are: the inability to supply amber-bearing pulp to any required height exceeding the lifting capacity of the injection pump or the high material consumption and complexity of the entire system when supplying amber-bearing pulp using several separate pulp hydraulic transport units to the required height and distance.

Наиболее близким техническим решением является гидротранспорт пульпы, который включает трубопровод, пульподелителя с камерой, разделяющего пульпу на транспортируемый и транспортирующий потоки. Транспортирующий поток посредством нагнетательного насоса закачивается под давлением в трубопровод, обеспечивая энергией продвижение по трубопроводу транспортируемый поток пульпы. При этом корпус пульподелителя сообщен с камерой отверстиями, величина которых определяется размером сохраняемого целевого продукта, а сама камера сообщена с всасывающим насосом, подающим пульпу в резервуар с датчиками верхнего и нижнего уровней, управляющих работой всасывающего и нагнетательного насосов, а через них и клапанами трубопровода. Нагнетательный насос сообщен с подводящей частью трубопровода [3].The closest technical solution is the hydrotransport of the pulp, which includes a pipeline, a pulp divider with a chamber that separates the pulp into transportable and transporting flows. The conveying stream is pumped under pressure into the pipeline by means of a pressure pump, providing energy for the movement of the transported pulp stream through the pipeline. At the same time, the body of the pulp divider is in communication with the chamber with holes, the size of which is determined by the size of the stored target product, and the chamber itself is in communication with the suction pump supplying the pulp into the tank with upper and lower level sensors that control the operation of the suction and discharge pumps, and through them the valves of the pipeline. The injection pump is connected to the inlet part of the pipeline [3].

Недостатками данного технического решения являются: невозможность подать на любую требуемую высоту янтароносную пульпу превышающую подъёмную способность нагнетательного насоса а также высокая материалоемкость и сложность системы при подаче янтароносной пульпы с помощью нескольких отдельных установок гидротранспорта пульпы на требуемую высоту и отдаленность.The disadvantages of this technical solution are: the inability to supply amber-bearing pulp to any required height exceeding the lifting capacity of the injection pump, as well as the high material consumption and complexity of the system when supplying amber-bearing pulp using several separate pulp hydraulic transport units to the required height and remoteness.

Задача изобретения – транспортирование янтароносной пульпы на требуемую отдаленность и требуемую высоту, превышающую нагнетательную способность нагнетательного насоса, а также сохранение качества добываемого целевого продукта, путем предотвращения попадания его в полость нагнетательного насоса той части целевого продукта, размер которых является одним из основных показателей качества добываемого целевого продукта и расширение ассортимента средств гидротранспорта пульпы.The objective of the invention is to transport the amber-bearing pulp to the required distance and the required height, which exceeds the injection capacity of the injection pump, as well as to preserve the quality of the extracted target product by preventing it from entering the cavity of the injection pump of that part of the target product, the size of which is one of the main indicators of the quality of the extracted target product. product and expansion of the range of means of pulp hydrotransport.

Поставленная задача решается тем, что каскадный гидротранспорт пульпы содержит ступень подъёма пульпы в виде транспортирующего трубопровода, пульподелителя, разделяющего пульпу на транспортируемый и транспортирующий потоки посредством отверстий, величина которых определяется размером сохраняемого целевого продукта. Транспортирующий трубопровод сообщен с резервуаром, имеющим подводящий трубопровод с всасывающим насосом на первой ступени и отводящим трубопроводом с нагнетательным насосом. Резервуар имеет датчик верхнего уровня управляющий процессом наполнения и опорожнения резервуара. Каскадный гидротранспорт пульпы содержит несколько ступеней транспортирования янтароносной пульпы, в верхнем оголовке каждого транспортирующего трубопровода ступени установлен электроклапан. На второй и более ступенях на каждом подводящем трубопроводе каскадного гидротранспорта пульпы установлен электроклапан The problem is solved by the fact that the cascade hydrotransport of the pulp contains a stage for lifting the pulp in the form of a conveying pipeline, a pulp divider that separates the pulp into transportable and transporting flows through holes, the size of which is determined by the size of the stored target product. The conveying pipeline is in communication with the reservoir, which has an inlet pipeline with a suction pump at the first stage and an outlet pipeline with a pressure pump. The tank has a top-level sensor that controls the process of filling and emptying the tank. The cascade hydrotransport of the pulp contains several stages of transportation of the amber-bearing pulp; an electrovalve is installed in the upper head of each conveying pipeline of the stage. At the second and more stages, an electrovalve is installed on each supply pipeline of the cascade pulp hydrotransport

На рис. 1 схематично изображен каскадный гидротранспорт пульпы (показано наполнение резервуара второй ступени) и на рис. 2 графически показан процесс заполнения и опорожнения трехкаскадного гидротранспорта пульпы.On fig. 1 schematically shows the cascade hydrotransport of the pulp (filling of the tank of the second stage is shown) and in fig. 2 graphically shows the process of filling and emptying a three-stage hydraulic slurry transport.

Каскадный гидротранспорт пульпы состоит из нескольких ступеней нагнетания.Cascade hydraulic pulp transport consists of several injection stages.

К первой ступени нагнетания относится резервуар 1 с датчиком верхнего уровня 2 с подводящим трубопроводом 3 и отводящим трубопроводом 4 резервуара 1. На подводящем трубопроводе 3 установлен всасывающий насос 5 сообщенный с пульподелителем 6. Полость пульподелителя 6 сообщена отверстиями 7 с полостью транспортирующего трубопровода 8 первой ступени. На отводящем трубопроводе 4 смонтирован нагнетательный насос 9 первой ступени, подающий янтароносную пульпу на вторую ступень. В нижнем оголовке транспортирующего трубопровода 8 установлен клапан всасывания 10, а в верхнем оголовке транспортирующего трубопровода 8 электроклапан 11, при открытии которого происходит поступление пульпы на вторую ступенъ. The first injection stage includes a tank 1 with an upper level sensor 2 with an inlet pipeline 3 and an outlet pipeline 4 of the tank 1. A suction pump 5 is installed on the inlet pipeline 3 and is connected to a pulp divider 6. The cavity of the pulp divider 6 is connected by holes 7 with the cavity of the transport pipeline 8 of the first stage. An injection pump 9 of the first stage is mounted on the outlet pipeline 4, which supplies the amber-bearing pulp to the second stage. A suction valve 10 is installed in the lower head of the transport pipeline 8, and an electrovalve 11 is installed in the upper head of the transport pipeline 8, upon opening of which the pulp enters the second stage.

Вторая ступень нагнетания снабжена резервуаром 12 с датчиком верхнего уровня 13, а также подводящим трубопроводом 14 и отводящим трубопроводом 15. Верхний оголовок подводящего трубопровода 14 присоединен к резервуару 12, а нижний оголовок к пульподелителю 16. Полость последнего сообщена с полостью транспортирующего трубопровода 17 отверстиями 18. На подводящем трубопроводе 14 установлен электроклапан 19, управляющий поступлением пульпы в резервуар 12. На отводящем трубопроводе 15 установлен нагнетательный насос 20. В верхнем оголовке транспортирующего трубопровода 17 установлен электроклапан 21, управляющий потоком поступления янтароносной пульпы, на третью ступень при необходимости дальнейшего её подъёма. Конструкция третьей ступени повторяет конструкцию второй ступени. Число ступеней не ограничено. The second injection stage is equipped with a reservoir 12 with an upper level sensor 13, as well as an inlet pipeline 14 and an outlet pipeline 15. The upper head of the inlet pipeline 14 is connected to the reservoir 12, and the lower head to the pulp divider 16. The cavity of the latter is connected with the cavity of the transport pipeline 17 through holes 18. An electrovalve 19 is installed on the inlet pipeline 14, which controls the flow of pulp into the tank 12. An injection pump 20 is installed on the discharge pipeline 15. An electrovalve 21 is installed in the upper head of the transport pipeline 17, which controls the flow of amber-bearing pulp to the third stage if it is necessary to further lift it. The design of the third stage repeats the design of the second stage. The number of steps is not limited.

Гидротранспорт пульпы работает следующим образом.Hydrotransport pulp works as follows.

При закрытом электроклапане 11 и включении всасывающего насоса 5, происходит понижение давления, в результате чего открывается клапан всасывания 10 и происходит поступление пульпы через всасывающий патрубок в транспортирующий трубопровод 8. Через отверстия пульподелителя 7 происходит разделение пульпы на транспортируемый (янтароносный) и транспортирующий потоки. Транспортирующий поток пульпы по подводящему трубопроводу 3 поступает в резервуар 1. При наполнении резервуара 1 пульпой срабатывает датчик верхнего уровня 2, электросигнал от которого отключает насос 5. В результате клапан 10 закрывается. Одновременно по электросигналу включается нагнетательный насос 9, открываются электроклапаны 11 и 19 и закрывается электроклапан 21. В результате повышается давление в трубопроводе 8 и начинается процесс подачи пульпы на вторую ступень.When the solenoid valve 11 is closed and the suction pump 5 is turned on, the pressure decreases, as a result of which the suction valve 10 opens and the pulp enters the transport pipeline 8 through the suction pipe. The conveying flow of the pulp through the supply pipeline 3 enters the tank 1. When the tank 1 is filled with pulp, the upper level sensor 2 is triggered, the electrical signal from which turns off the pump 5. As a result, the valve 10 closes. At the same time, the pressure pump 9 is switched on by an electric signal, the electrovalves 11 and 19 open and the electrovalve 21 closes. As a result, the pressure in the pipeline 8 increases and the process of supplying the pulp to the second stage begins.

При поступлении пульпы в транспортирующий трубопровод 17 включается в работу вторая ступень. Пульпа в транспортирующем трубопроводе 17 через отверстия 18 пульподелителя 16 разделяется на транспортируемый (янтароносный) и транспортирующий потоки. Транспортирующий поток пульпы по подводящему трубопроводу 14 через открытый электроклапан 19 поступает в резервуар 12. При наполнении резервуара 12 пульпой срабатывает датчик верхнего уровня 13, по электросигналу которого отключается насос 9, закрываются электроклапаны 11 и 19, включается нагнетательный насос 20 и открывается электроклапан 21. В результате работы нагнетательного насоса 20 повышается давление в транспортирующем трубопроводе 17 и начинается процесс подачи пульпы на третью ступень. Одновременно при закрытии электроклапана 11 подается сигнал на включение в работу всасывающего насоса 5, начиная процесс наполнения резервуара 1.When the pulp enters the conveying pipeline 17, the second stage is put into operation. The pulp in the conveying pipeline 17 through the openings 18 of the pulp divider 16 is divided into transported (amber-bearing) and transporting streams. The transporting pulp flow through the supply pipeline 14 through the open solenoid valve 19 enters the tank 12. When the tank 12 is filled with pulp, the upper level sensor 13 is triggered, the electrical signal of which turns off the pump 9, closes the solenoid valves 11 and 19, turns on the pressure pump 20 and opens the solenoid valve 21. As a result of the operation of the injection pump 20, the pressure in the conveying pipeline 17 increases and the process of pulp supply to the third stage begins. At the same time, when the solenoid valve 11 closes, a signal is given to turn on the suction pump 5, starting the process of filling the tank 1.

После наполнения резервуара третьей ступени происходит закрытие электроклапана 21. Включается нагнетательный насос третьей ступени, начиная процесс подачи пульпы либо на следующую ступень подъёма, либо на пункт обогащения янтаря.After filling the reservoir of the third stage, the solenoid valve 21 closes. The pressure pump of the third stage is turned on, starting the process of supplying the pulp either to the next stage of lifting, or to the amber enrichment point.

При наполнении резервуара 1 подается сигнал на открытие элелектроклапанов 11 и 19 и включение в работу нагнетательного насоса 9 первой ступени, начиная подачу пульпы из резервуара 1 в резервуар 12 и т.д.When tank 1 is filled, a signal is given to open solenoid valves 11 and 19 and turn on the pressure pump 9 of the first stage, starting the supply of pulp from tank 1 to tank 12, etc.

В каскадном гидротранспорте пульпы число ступеней не ограничено, работа третьей и более ступеней аналогична работе второй ступени.In cascade hydrotransport of pulp, the number of stages is not limited, the operation of the third and more stages is similar to that of the second stage.

На рис. 2 графически показан процесс заполнения и опорожнения трех каскадного гидротранспорта пульпы, где Р1, Р2, Р3 – резервуары каскада; Т – время наполнения/опорожнения резервуара зеленным показана подача пульпы в резервуар; желтым - опорожнение резервуара, синим - пульпа в накопительном зумпфе.On fig. 2 graphically shows the process of filling and emptying three cascade pulp hydrotransport, where P1, P2, P3 are the reservoirs of the cascade; Т – time of filling/emptying the tank green indicates the supply of pulp into the tank; yellow - tank emptying, blue - pulp in the storage sump.

Разработка каскадного гидротранспорта пульпы позволяет транспортировать янтароносную пульпу на любую требуемую высоту и отдаленность, без ударного воздействия на целевой продукт, размер которых является одним из основных показателей качества. Расширен ассортимент устройств осуществляющих гидротранспорт янтароносной пульпы. При этом уменьшено число насосных агрегатов, наиболее сложной составляющей ступени подъёма янтаря в пульпе по сравнению, если её подъем осуществлять отдельными установками гидротранспорта пульпы The development of cascade hydrotransport of the pulp makes it possible to transport the amber-bearing pulp to any required height and distance, without impact on the target product, the size of which is one of the main quality indicators. The range of devices for hydrotransport of amber-bearing pulp has been expanded. At the same time, the number of pumping units, the most complex component of the stage of lifting amber in the pulp, is reduced compared to if it is lifted by separate pulp hydrotransport units.

Источники информацииSources of information

1. Янтарь Full HD ТОМС 2017. Калининградский янтарный комбинат. Опубликовано: 18 января 2018 г. URL https://youtu.be/kISFaxiQ_8s (дата обращения 20.06.2018)1. Amber Full HD TOMS 2017. Kaliningrad Amber Plant. Published: January 18, 2018 URL https://youtu.be/kISFaxiQ_8s (Accessed 06/20/2018)

2. Пат. 2718893 МПК МПК E02F 3/90; B65G 7/00, Гидротранспорт пульпы опубл. 2020.2. Pat. 2718893 IPC IPC E02F 3/90; B65G 7/00, Hydrotransport of pulp publ. 2020.

3. Пат. 2716074 МПК МПК E02F 3/90; E02F 7/00, Гидротранспорт пульпы опубл. 2020 (прототип)3. Pat. 2716074 IPC IPC E02F 3/90; E02F 7/00, Hydrotransport of pulp publ. 2020 (prototype)

Claims

A cascade hydrotransport of the pulp, containing a pulp lifting stage in the form of a conveying pipeline, a pulp divider that separates the pulp into transportable and conveying flows through holes, the size of which is determined by the size of the stored target product, the conveying pipeline is connected to the tank by an inlet pipeline with a suction pump and an outlet pipeline with an injection pump and an upper level sensor that controls the process of filling and emptying the tank, characterized in that it additionally contains at least one pulp lifting stage installed in series, containing a conveying pipeline, a pulp divider that separates the pulp into transportable and conveying flows through the holes, a reservoir with an upper level sensor, connected to the conveying pipeline by an inlet pipeline with an electrovalve and an outlet pipeline with a pressure pump, while in the upper head of the conveying pipeline an electrovalve is installed in the pipeline of each stage of lifting.