Насоси промислові
Повітродувки промислові
Контрольно вимірювальне обладнання
Клінінг та дезінфекція
Комплексні рішення
Водопідготовка
Послуги
Сфери використання
Обрані товари
Доставка і оплата
Гарантія та повернення
Контакти
Про компанію
Шахтний насос для водовідливу та осушення гірничих виробок
Приплив води у гірничі виробки та завдання водовідливу
Будь-яка гірнича виробка нижче рівня ґрунтових вод постійно обводнюється.
Приплив складається з ґрунтових вод, атмосферних опадів через стовбур і технологічної води, яка йде на пилопридушення та охолодження обладнання.
У підземних шахтах приплив до головного водозбірника сягає 900 м³/год, а підняти воду потрібно на висоту до 1050 м.
У кар’єрах витрата буває більшою — до 1800 м³/год, але напір зазвичай не перевищує 400 м.
Відкачування йде цілодобово: зупинка на кілька годин піднімає рівень у зумпфі та підтоплює нижні горизонти разом з обладнанням, тому водовідлив відносять до систем життєзабезпечення шахти.
Через це шахтний насос підбирають не за однією цифрою, а за сукупністю умов — приплив, висота підняття, склад води та режим роботи.
Насос для відкачування води з шахти працює в середовищі, яке помітно відрізняється від чистої води, і саме ці відмінності задають вимоги до обладнання.
Чим шахтна вода відрізняється від чистої води
Шахтна вода майже ніколи не буває чистою.
Вона несе буровий шлам, частинки породи та вугільну дрібноту, які потрапляють у неї під час проходки та від руху транспорту по горизонтах.
Ці тверді частинки працюють як абразив: вони зрізають метал робочих коліс і корпусу, і за неправильного вибору обладнання колесо втрачає геометрію за тижні.
Друга особливість — хімія води. На багатьох родовищах, особливо вугільних і сульфідних, утворюється кислий стік з pH нижче 4.
Така вода розчиняє навіть нержавіючу сталь, розраховану на харчові середовища.
Третя особливість стосується вугільних шахт: в атмосфері виробки присутній метан, і будь-яке електрообладнання, зокрема привід насоса, повинно мати вибухозахищене виконання.
Через це насоси для відкачування шахтних вод проєктують під конкретне поєднання абразиву, агресивності середовища та глибини підняття.
Шахтні водяні насоси загального призначення, розраховані на чисту воду, у таких умовах швидко виходять з ладу.
Перш ніж розбирати типи обладнання, потрібно зрозуміти, як влаштована сама схема відкачування.
Ступенева схема водовідливу в шахті
Підняти воду з глибини в кілька сотень метрів одним насосом технічно складно і невигідно: з напором падає ККД, а навантаження на ущільнення стає критичним.
Тому водовідлив будують ступенями.
Воду із забою та окремих виробок збирають переносними або заглибними насосами і перекачують у місцеві водозбірники.
З проміжних горизонтів її передають вище, а головний водозбірник біля стовбура обслуговує станція потужних насосів, яка піднімає воду на поверхню в один або кілька підйомів.
Кожен ступінь висуває свої вимоги до обладнання.
У забої потрібен компактний забійний насос, який витримує брудну воду та роботу з частковим зануренням.
На головній станції — напірне обладнання з великим ресурсом для попередньо відстояної води.
Тому в одній шахті одночасно працюють різні типи насосів, і далі розберемо кожен.
Типи насосів для шахтного водовідливу
Під різні ступені водовідливу та різний склад води застосовують чотири основні типи обладнання.
Вони відрізняються принципом роботи, робочим діапазоном і тим, яку воду здатні перекачувати без прискореного зношування.
-
Багатоступеневі відцентрові насоси ЦНС
Кілька робочих коліс встановлено на одному валу, а корпус зібрано з секцій — число секцій на одну менше за число коліс, зазвичай їх від 2 до 10.
Кожне колесо додає напір, тому такі насоси дають подачу 38–500 м³/год за напору 50–1300 м.
Це основне обладнання головного водовідливу, де воду потрібно підняти на сотні метрів: за напору вище 200 м багатоступенева схема практично безальтернативна.
Шахтні відцентрові насоси секційного типу зручні в ремонті — горизонтальний корпус розбирається посекційно, а число секцій змінюють під потрібний напір.
Обмеження одне, але важливе: чутливість до твердих частинок.
На невідстояній абразивній воді колеса та ущільнення зношуються швидко, тому на вході ставлять відстійник.
Переглянути товари -
Заглибні дренажні насоси
Насос разом з двигуном опускають просто у воду, охолодження йде перекачуваним середовищем, а всмоктування не потребує заливання.
Це основне обладнання дільничного водовідливу — відкачування зумпфів, ухилів і тимчасових скупчень води.
Заглибна схема виключає зрив усмоктування та кавітацію, критичні в глибоких затоплених виробках.
Для напору вище 100 м застосовують багатоступеневі заглибні моделі.
Обмеження: ресурс залежить від глибини занурення та підпору, а за вмісту твердих частинок вище 5–8% звичайний дренажний насос доводиться міняти на шламовий.
Переглянути товари -
Забійні пневматичні насоси
Турбінний пневмодвигун і насосна частина зібрані в одному корпусі, а привід працює від стисненого повітря.
Насос шахтний пневматичний не має електрики, тому безпечний у загазованій атмосфері та не боїться сухого ходу — він здатний працювати на повітрі без пошкодження.
Конструкція самовсмоктувальна і пропускає тверді включення розміром до 13 мм.
Основне застосування — проходка та поглиблення стовбурів: за двоступеневої схеми такий насос перекачує воду із забою по шлангах на висоту до 40 м у підвісний бак, звідки її забирає наступний насос.
Обмеження — витрата стисненого повітря та невисокий напір одного ступеня, через що сфера застосування замикається на забої та тимчасовому водовідливі.
Переглянути товари -
Шламові насоси
Відцентровий насос з потовщеними стінками, змінним футеруванням і збільшеними зазорами під проходження великих частинок.
Шламовий насос для шахт ставлять там, де воду не можна відстояти, а вміст твердого високий — злив гідротранспорту, освітлювачі, зумпфи з породою.
Конструкція свідомо жертвує частиною ККД заради зносостійкості.
Обмеження: відцентрова схема втрачає ефективність і швидко зношується за вмісту твердого вище 40–50% за масою — за цим порогом підбирають обладнання під високу концентрацію пульпи.
Переглянути товари
Порівняння типів за ключовими параметрами допомагає співвіднести обладнання зі ступенем водовідливу та складом води.
| Тип насоса | Де застосовують | Подача та напір (орієнтир) | Тверді частинки | Основне обмеження |
|---|---|---|---|---|
| ЦНС (багатоступеневий) | Головний водовідлив | 38–500 м³/год, 50–1300 м | Тільки відстояна вода | Чутливий до абразиву |
| Заглибний дренажний | Дільничний водовідлив, зумпфи | Середня подача, до 100 м (1 ступінь) | До 5–8% | Ресурс залежить від підпору |
| Забійний пневматичний | Проходка стовбурів, забій | Мала подача, до 40 м (ступінь) | Включення до 13 мм | Витрата повітря, малий напір |
| Шламовий | Гідросуміші, породна вода | Середня–висока подача | До 40–50% за масою | Знижений ККД |
Вибір типу — лише перший крок. На ресурс шахтного насоса не менше впливає те, з яких матеріалів зроблено проточну частину і який привід встановлено.
Матеріали корпусу, ущільнень і привід
Термін служби шахтного насоса визначається не гідравлікою, а матеріалами проточної частини.
Для абразивної води корпус і колеса роблять із високохромистого білого чавуну з 25–30% хрому і твердістю понад 600 HB — це один із найбільш зносостійких ливарних матеріалів.
Але в нього є межа: у кислому середовищі нижче pH 4 кислота витравлює метал між твердими карбідами, і абразивостійка структура руйнується.
Для кислого стоку застосовують дуплексні нержавіючі сталі типу CD4MCu, які тримають діапазон pH приблизно 2–12 за твердості 280–350 HB, або високохромисті марки з 27–30% хрому.
Звичайна нержавіюча сталь AISI 316 у кислій шахтній воді кородує швидко і для таких умов не підходить.
Ущільнення валу — найуразливіший вузол.
Торцеве ущільнення руйнується за сухого ходу за кілька хвилин, тому на всмоктуванні ставлять захист від падіння рівня.
Привід для вугільних шахт обирають тільки у вибухозахищеному виконанні: двигун з маркуванням Ex, теплові датчики, контроль вологи в обмотці та захист від витоку на землю — це вимоги стандартів ATEX та IECEx.
Вибухозахищений насос у газовій атмосфері обов’язковий, і економія на виконанні приводу тут неприпустима.
Підбір насоса за параметрами
Підбір починають з трьох величин: приплив води, геодезична висота підняття та склад води.
Приплив задає подачу — насос має відкачувати не менше, ніж надходить, із запасом на піковий стік.
Висоту підняття перераховують у повний напір: до різниці відміток додають втрати в трубопроводі, які на довгому ставі з великою витратою сягають помітної частки напору.
Третя величина — вміст твердих частинок і pH води; вони визначають не стільки розмір насоса, скільки його тип і матеріал проточної частини.
Корисний прийом — обирати насос більший за тихохідним двигуном.
За тієї ж подачі та напору в нього більші зазори в проточній частині, і ризик засмічення та зношування помітно знижується.
Насоси для осушення шахт майже завжди працюють на брудній воді, тому запас за зазорами важливіший за гонитву за максимальним ККД.
Типові помилки під час експлуатації шахтних насосів
-
Сухий хід. Найдорожча помилка — пуск насоса без води на всмоктуванні.
Торцеве ущільнення руйнується за хвилини, далі перегрівається і заклинює вал.
Реле протоку або датчик рівня на вході знімають цю проблему.
-
Засмічення зависю. Буровий шлам і бруд від транспорту — найчастіша причина відмови дренажних насосів.
Обладнання з малими зазорами забивається, струм двигуна зростає, і захист вимикає насос.
Рішення — збільшені зазори або шламове виконання під фактичний склад води.
-
Неправильний тип під тверді частинки. За вмісту твердого вище 5–8% звичайний дренажний насос зношується за тижні.
Під таку воду потрібен шламовий насос, інакше ремонт стане регулярним.
-
Пропуск ревізій. На важкій абразивній воді огляд проводять кожні 500–1000 годин роботи.
Товщину коліс і футерувань контролюють штангенциркулем або ультразвуковим товщиноміром, а зношені деталі міняють у разі досягнення приблизно половини початкової товщини — до наскрізного протирання, яке веде до аварії.
Купити шахтний насос в Україні
Щоб купити шахтний насос під конкретну виробку, потрібен не каталог, а розрахунок: приплив, висота підняття, довжина і діаметр ставу, склад води за абразивом і pH.
Від цих даних залежить і тип насоса, і матеріал проточної частини, і виконання приводу — звичайне чи вибухозахищене.
Помилка на етапі підбору обертається або недостатнім напором, або прискореним зношуванням, тому підбір варто довіряти постачальнику, який працює з водовідливним обладнанням, а не пропонує насоси за таблицею.
Компанія ТОВ «ІНЖИНІРИНГОВІ СИСТЕМИ» підбирає насоси шахтного водовідливу за фактичними параметрами об’єкта, постачає обладнання з документацією та забезпечує технічний контакт на етапах монтажу й експлуатації.
Чому варто купити обладнання саме в нашій компанії?
- Професійний інженерний підбір Підбираємо обладнання під конкретні задачі, умови роботи та вимоги вашого виробництва
- Широкий асортимент промислового насосного обладнання Пропонуємо рішення для різних типів рідин, технологічних процесів і виробничих потреб
- Гарантія якості Постачаємо надійне обладнання від перевірених виробників із гарантією та підтримкою
- Технічні консультації Допомагаємо з вибором, налаштуванням та правильною експлуатацією обладнання
- Вигідні умови постачання по всій Україні Організовуємо швидку доставку, зручні умови оплати та супровід на всіх етапах
Покупець отримує не окремий насос, а рішення під свою схему водовідливу — від забійного відкачування до головної насосної станції.
Купити обладнання можна з попереднім розрахунком параметрів під конкретну глибину та приплив.
Часті запитання про шахтні насоси
На якій глибині вигідніше переходити з одноступеневого насоса на багатоступеневий ЦНС?
Жорсткої цифри немає — межа залежить від припливу та терміну служби шахти. Практика така: що більша глибина і що довше працює об’єкт (від п’яти років і вище), то вигідніша багатоступенева відцентрова схема порівняно з ланцюгом одноступеневих підйомів. За напору вище 200 м багатоступеневий насос майже завжди економічніший і надійніший. Враховувати потрібно глибину разом з повною вартістю володіння за весь термін експлуатації.
За якого вмісту твердих частинок потрібен шламовий насос замість дренажного?
Орієнтир — 5–8% твердого за об’ємом. Нижче цього порога справляється дренажний насос зі зносостійкою проточною частиною. Вище — потрібен шламовий насос зі збільшеними зазорами і футеруванням. За вмісту твердого вище 40–50% за масою відцентрова схема в принципі втрачає ефективність, і обладнання підбирають окремо під високу концентрацію пульпи.
На яку глибину занурювати заглибний насос, щоб уникнути кавітації?
У заглибного насоса підпір створюється стовпом води над всмоктуванням, тому глибина занурення замінює висоту всмоктування і завжди працює в плюс. Головне — щоб насос був укритий водою із запасом і у воронку на всмоктуванні не підсмоктувалося повітря за зниження рівня. Мінімальне занурення вказують за конкретною моделлю; за його недотримання починаються кавітація та підсмоктування повітря.
Чому торцеве ущільнення руйнується так швидко?
Найчастіше причина — сухий хід: без води ущільнення перегрівається і руйнується за кілька хвилин. Інші причини — термоудар, перевищення тиску та перекіс валу під час монтажу. На абразивній воді ущільнення додатково витирається частинками. Захист від падіння рівня на всмоктуванні та правильне центрування валу знімають більшу частину відмов.
Як часто проводити ревізію насоса на абразивній воді?
На важкій абразивній воді огляд роблять кожні 500–1000 годин роботи. Товщину робочих коліс і футерувань контролюють штангенциркулем або ультразвуковим товщиноміром і міняють деталі за зношування приблизно до половини початкової товщини — раніше, ніж з’явиться наскрізне протирання. Такий підхід дешевший, ніж усувати наслідки руйнування колеса на ходу.
Чому в забої вугільних шахт застосовують пневматичний насос, а не електричний?
В атмосфері вугільної шахти присутній метан, і електричний привід потребує вибухозахищеного виконання. Пневматичний насос працює на стисненому повітрі, не має електрики та іскроутворення, тому безпечний у загазованому середовищі. Додатково він витримує сухий хід і не боїться брудної води, що зручно під час проходки стовбурів. Плата за це — витрата стисненого повітря та невисокий напір одного ступеня.
Чи можна використовувати високохромистий насос для кислої шахтної води?
Не для всякої. Високохромистий білий чавун добре тримає абразив, але в кислому середовищі нижче pH 4 кислота витравлює метал між карбідами, і матеріал руйнується. Для кислого стоку беруть дуплексні нержавіючі сталі (діапазон pH приблизно 2–12) або спеціальні високохромисті марки з 27–30% хрому. Перед вибором матеріалу потрібно знати фактичний pH води, а не одне лише вміст твердого.
Українська