Насосы промышленные
Воздуходувки промышленные
Контрольно измерительное оборудование
Клининг и дезинфекция
Водоподготовка
Услуги
Сферы использования
Избранные товары
Доставка и оплата
Гарантия и возврат
Контакты
О компании
Шахтный насос для водоотлива и осушения горных выработок
Приток воды в горные выработки и задачи водоотлива
Любая горная выработка ниже уровня грунтовых вод постоянно обводняется.
Приток складывается из грунтовых вод, атмосферных осадков через ствол и технологической воды, которая идёт на пылеподавление и охлаждение оборудования.
В подземных шахтах приток к главному водосборнику доходит до 900 м³/ч, а поднять воду нужно на высоту до 1050 м.
В карьерах расход бывает выше — до 1800 м³/ч, но напор обычно не превышает 400 м.
Откачка идёт круглосуточно: остановка на несколько часов поднимает уровень в зумпфе и подтапливает нижние горизонты вместе с оборудованием, поэтому водоотлив относят к системам жизнеобеспечения шахты.
По этой причине шахтный насос подбирают не по одной цифре, а по совокупности условий — приток, высота подъёма, состав воды и режим работы.
Насос для откачки воды из шахты работает в среде, которая заметно отличается от чистой воды, и именно эти отличия задают требования к оборудованию.
Чем шахтная вода отличается от чистой воды
Шахтная вода почти никогда не бывает чистой.
Она несёт буровой шлам, частицы породы и угольную мелочь, которые попадают в неё при проходке и от движения транспорта по горизонтам.
Эти твёрдые частицы работают как абразив: они срезают металл рабочих колёс и корпуса, и при неверном выборе оборудования колесо теряет геометрию за недели.
Вторая особенность — химия воды. На многих месторождениях, особенно угольных и сульфидных, образуется кислый сток с pH ниже 4.
Такая вода растворяет даже нержавеющую сталь, рассчитанную на пищевые среды.
Третья особенность касается угольных шахт: в атмосфере выработки присутствует метан, и любое электрооборудование, включая привод насоса, должно иметь взрывозащищённое исполнение.
Из-за этого насосы для откачки шахтных вод проектируют под конкретное сочетание абразива, агрессивности среды и глубины подъёма.
Шахтные водяные насосы общего назначения, рассчитанные на чистую воду, в таких условиях быстро выходят из строя.
Прежде чем разбирать типы оборудования, нужно понять, как устроена сама схема откачки.
Ступенчатая схема водоотлива в шахте
Поднять воду с глубины в несколько сотен метров одним насосом технически сложно и невыгодно: с напором падает КПД, а нагрузка на уплотнения становится критической.
Поэтому водоотлив строят ступенями.
Воду из забоя и отдельных выработок собирают переносными или погружными насосами и перекачивают в местные водосборники.
С промежуточных горизонтов её передают выше, а главный водосборник у ствола обслуживает станция мощных насосов, которая поднимает воду на поверхность в один или несколько подъёмов.
Каждая ступень предъявляет свои требования к оборудованию.
На забое нужен компактный забойный насос, который терпит грязную воду и работу с частичным погружением.
На главной станции — напорное оборудование с большим ресурсом для предварительно отстоянной воды.
Поэтому в одной шахте одновременно работают разные типы насосов, и дальше разберём каждый.
Типы насосов для шахтного водоотлива
Под разные ступени водоотлива и разный состав воды применяют четыре основных типа оборудования.
Они отличаются принципом работы, рабочим диапазоном и тем, какую воду способны перекачивать без ускоренного износа.
-
Многоступенчатые центробежные насосы ЦНС
Несколько рабочих колёс установлены на одном валу, а корпус собран из секций — число секций на одну меньше числа колёс, обычно их от 2 до 10.
Каждое колесо добавляет напор, поэтому такие насосы дают подачу 38–500 м³/ч при напоре 50–1300 м.
Это основное оборудование главного водоотлива, где воду нужно поднять на сотни метров: при напоре выше 200 м многоступенчатая схема практически безальтернативна.
Шахтные центробежные насосы секционного типа удобны в ремонте — горизонтальный корпус разбирается посекционно, а число секций меняют под нужный напор.
Ограничение одно, но важное: чувствительность к твёрдым частицам. На неотстоянной абразивной воде колёса и уплотнения изнашиваются быстро, поэтому на входе ставят отстойник.
Посмотреть товары -
Погружные дренажные насосы
Насос вместе с двигателем опускают прямо в воду, охлаждение идёт перекачиваемой средой, а всасывание не требует заливки.
Это основное оборудование участкового водоотлива — откачка зумпфов, уклонов и временных скоплений воды.
Погружная схема исключает срыв всасывания и кавитацию, критичные в глубоких затопленных выработках.
Для напора выше 100 м применяют многоступенчатые погружные модели.
Ограничение: ресурс зависит от глубины погружения и подпора, а при содержании твёрдых частиц выше 5–8% обычный дренажный насос приходится менять на шламовый.
Посмотреть товары -
Забойные пневматические насосы
Турбинный пневмодвигатель и насосная часть собраны в одном корпусе, а привод работает от сжатого воздуха.
Насос шахтный пневматический не имеет электрики, поэтому безопасен в загазованной атмосфере и не боится сухого хода — он способен работать на воздухе без повреждения.
Конструкция самовсасывающая и пропускает твёрдые включения размером до 13 мм.
Основное применение — проходка и углубка стволов: при двухступенчатой схеме такой насос перекачивает воду из забоя по шлангам на высоту до 40 м в подвесной бак, откуда её забирает следующий насос.
Ограничение — расход сжатого воздуха и невысокий напор одной ступени, из-за чего область применения замыкается на забое и временном водоотливе.
Посмотреть товары -
Шламовые насосы
Центробежный насос с утолщёнными стенками, сменной футеровкой и увеличенными зазорами под прохождение крупных частиц.
Шламовый насос для шахт ставят там, где воду нельзя отстоять, а содержание твёрдого высоко — слив гидротранспорта, осветлители, зумпфы с породой.
Конструкция сознательно жертвует частью КПД ради износостойкости.
Ограничение: центробежная схема теряет эффективность и быстро изнашивается при содержании твёрдого выше 40–50% по массе — за этим порогом подбирают оборудование под высокую концентрацию пульпы.
Посмотреть товары
Сравнение типов по ключевым параметрам помогает соотнести оборудование со ступенью водоотлива и составом воды.
| Тип насоса | Где применяют | Подача и напор (ориентир) | Твёрдые частицы | Основное ограничение |
|---|---|---|---|---|
| ЦНС (многоступенчатый) | Главный водоотлив | 38–500 м³/ч, 50–1300 м | Только отстоянная вода | Чувствителен к абразиву |
| Погружной дренажный | Участковый водоотлив, зумпфы | Средняя подача, до 100 м (1 ступень) | До 5–8% | Ресурс зависит от подпора |
| Забойный пневматический | Проходка стволов, забой | Малая подача, до 40 м (ступень) | Включения до 13 мм | Расход воздуха, малый напор |
| Шламовый | Гидросмеси, породная вода | Средняя–высокая подача | До 40–50% по массе | Пониженный КПД |
Выбор типа — только первый шаг. На ресурс шахтного насоса не меньше влияет то, из каких материалов сделана проточная часть и какой привод установлен.
Материалы корпуса, уплотнений и привод
Срок службы шахтного насоса определяется не гидравликой, а материалами проточной части.
Для абразивной воды корпус и колёса делают из высокохромистого белого чугуна с 25–30% хрома и твёрдостью свыше 600 HB — это один из самых износостойких литейных материалов.
Но у него есть граница: в кислой среде ниже pH 4 кислота вытравливает металл между твёрдыми карбидами, и абразивостойкая структура разрушается.
Для кислого стока применяют дуплексные нержавеющие стали типа CD4MCu, которые держат диапазон pH примерно 2–12 при твёрдости 280–350 HB, либо высокохромистые марки с 27–30% хрома.
Обычная нержавеющая сталь AISI 316 в кислой шахтной воде корродирует быстро и для таких условий не подходит.
Уплотнение вала — самый уязвимый узел.
Торцевое уплотнение разрушается при сухом ходе за несколько минут, поэтому на всасывании ставят защиту от падения уровня.
Привод для угольных шахт выбирают только во взрывозащищённом исполнении: двигатель с маркировкой Ex, тепловые датчики, контроль влаги в обмотке и защита от утечки на землю — это требования стандартов ATEX и IECEx.
Взрывозащищённый насос в газовой атмосфере обязателен, и экономия на исполнении привода здесь недопустима.
Подбор насоса по параметрам
Подбор начинают с трёх величин: приток воды, геодезическая высота подъёма и состав воды.
Приток задаёт подачу — насос должен откачивать не меньше, чем поступает, с запасом на пиковый сток.
Высоту подъёма пересчитывают в полный напор: к разнице отметок добавляют потери в трубопроводе, которые на длинном ставе с большим расходом достигают заметной доли напора.
Третья величина — содержание твёрдых частиц и pH воды; они определяют не столько размер насоса, сколько его тип и материал проточной части.
Полезный приём — выбирать насос покрупнее с тихоходным двигателем.
При той же подаче и напоре у него больше зазоры в проточной части, и риск засорения и износа заметно снижается.
Насосы для осушения шахт почти всегда работают на грязной воде, поэтому запас по зазорам важнее погони за максимальным КПД.
Типичные ошибки при эксплуатации шахтных насосов
-
Сухой ход. Самая дорогая ошибка — пуск насоса без воды на всасывании.
Торцевое уплотнение разрушается за минуты, следом перегревается и заклинивает вал.
Реле протока или датчик уровня на входе снимают эту проблему.
-
Засорение взвесью. Буровой шлам и грязь от транспорта — самая частая причина отказа дренажных насосов.
Оборудование с малыми зазорами забивается, ток двигателя растёт, и защита отключает насос.
Решение — увеличенные зазоры или шламовое исполнение под фактический состав воды.
-
Неверный тип под твёрдые частицы. При содержании твёрдого выше 5–8% обычный дренажный насос изнашивается за недели.
Под такую воду нужен шламовый насос, иначе ремонт станет регулярным.
-
Пропуск ревизий. На тяжёлой абразивной воде осмотр проводят каждые 500–1000 часов работы.
Толщину колёс и футеровок контролируют штангенциркулем или ультразвуковым толщиномером, а изношенные детали меняют при достижении примерно половины исходной толщины — до сквозного протира, который ведёт к аварии.
Купить шахтный насос в Украине
Чтобы купить шахтный насос под конкретную выработку, нужен не каталог, а расчёт: приток, высота подъёма, длина и диаметр става, состав воды по абразиву и pH.
От этих данных зависит и тип насоса, и материал проточной части, и исполнение привода — обычное или взрывозащищённое.
Ошибка на этапе подбора оборачивается либо недостаточным напором, либо ускоренным износом, поэтому подбор стоит доверять поставщику, который работает с водоотливным оборудованием, а не предлагает насосы по таблице.
Компания ООО «ИНЖИНИРИНГОВЫЕ СИСТЕМЫ» подбирает насосы шахтного водоотлива по фактическим параметрам объекта, поставляет оборудование с документацией и обеспечивает технический контакт на этапах монтажа и эксплуатации.
Почему стоит купить оборудование именно в нашей компании?
- Профессиональный инженерный подбор Подбираем оборудование под конкретные задачи, условия работы и требования вашего производства
- Широкий ассортимент промышленного насосного оборудования Предлагаем решения для разных типов жидкостей, технологических процессов и производственных задач
- Гарантия качества Поставляем надёжное оборудование от проверенных производителей с гарантией и поддержкой
- Технические консультации Помогаем с выбором, настройкой и правильной эксплуатацией оборудования
- Выгодные условия поставки по всей Украине Организуем быструю доставку, удобные условия оплаты и сопровождение на всех этапах
Покупатель получает не отдельный насос, а решение под свою схему водоотлива — от забойной откачки до главной насосной станции.
Купить оборудование можно с предварительным расчётом параметров под конкретную глубину и приток.
Часто задаваемые вопросы о шахтных насосах
На какой глубине выгоднее переходить с одноступенчатого насоса на многоступенчатый ЦНС?
Жёсткой цифры нет — граница зависит от притока и срока службы шахты. Практика такая: чем больше глубина и чем дольше работает объект (от пяти лет и выше), тем выгоднее многоступенчатая центробежная схема по сравнению с цепочкой одноступенчатых подъёмов. При напоре выше 200 м многоступенчатый насос почти всегда экономичнее и надёжнее. Учитывать нужно глубину вместе с полной стоимостью владения за весь срок эксплуатации.
При каком содержании твёрдых частиц нужен шламовый насос вместо дренажного?
Ориентир — 5–8% твёрдого по объёму. Ниже этого порога справляется дренажный насос с износостойкой проточной частью. Выше — нужен шламовый насос с увеличенными зазорами и футеровкой. При содержании твёрдого выше 40–50% по массе центробежная схема в принципе теряет эффективность, и оборудование подбирают отдельно под высокую концентрацию пульпы.
На какую глубину погружать погружной насос, чтобы избежать кавитации?
У погружного насоса подпор создаётся столбом воды над всасыванием, поэтому глубина погружения заменяет высоту всасывания и всегда работает в плюс. Главное — чтобы насос был покрыт водой с запасом и в воронку на всасывании не подсасывался воздух при понижении уровня. Минимальное погружение указывают по конкретной модели; при его несоблюдении начинаются кавитация и подсос воздуха.
Почему торцевое уплотнение разрушается так быстро?
Чаще всего причина — сухой ход: без воды уплотнение перегревается и разрушается за несколько минут. Другие причины — термоудар, превышение давления и перекос вала при монтаже. На абразивной воде уплотнение дополнительно вытирается частицами. Защита от падения уровня на всасывании и правильная центровка вала снимают большую часть отказов.
Как часто проводить ревизию насоса на абразивной воде?
На тяжёлой абразивной воде осмотр делают каждые 500–1000 часов работы. Толщину рабочих колёс и футеровок контролируют штангенциркулем или ультразвуковым толщиномером и меняют детали при износе примерно до половины исходной толщины — раньше, чем появится сквозной протир. Такой подход дешевле, чем устранять последствия разрушения колеса на ходу.
Почему на забое угольных шахт применяют пневматический насос, а не электрический?
В атмосфере угольной шахты присутствует метан, и электрический привод требует взрывозащищённого исполнения. Пневматический насос работает на сжатом воздухе, не имеет электрики и искрообразования, поэтому безопасен в загазованной среде. Дополнительно он терпит сухой ход и не боится грязной воды, что удобно при проходке стволов. Плата за это — расход сжатого воздуха и невысокий напор одной ступени.
Можно ли использовать высокохромистый насос для кислой шахтной воды?
Не для всякой. Высокохромистый белый чугун отлично держит абразив, но в кислой среде ниже pH 4 кислота вытравливает металл между карбидами, и материал разрушается. Для кислого стока берут дуплексные нержавеющие стали (диапазон pH примерно 2–12) или специальные высокохромистые марки с 27–30% хрома. Перед выбором материала нужно знать фактический pH воды, а не одно лишь содержание твёрдого.
Українська