Выбор эффективного карьерного насоса как залог снижения затрат разработки открытого месторождения

Е.В. Волков, Генеральный директор ООО «Технопамп» (Москва)

Правильное управление притоками и водопотоками на открытых разработках полезных ископаемых всегда были и остаются одним из основных условий успешной разработки месторождения – будь то водопонижение в карьере либо подача технологической воды для подготовки и обогащения полезных ископаемых.

Процесс освоения месторождения требует большого количества разнообразных центробежных и объемных насосов, которые в свою очередь делятся на погружные, самовсасывающие, диафрагменные, консольные насосы и т.д. В связи с этим на многих месторождениях мы можем видеть насосы, использующиеся не совсем для тех целей, для которых они изначально разрабатывались и создавались. Нецелевое использование приводит к низкой эффективности работы насоса, и что более важно – к высокой стоимости перекачки воды.Мобильная насосная установка Pioneer 100SH с двигателем Perkins 1106, производительность 250 м3/час, напор 60 м

Мобильная насосная установка Pioneer 100SH с двигателем
Perkins 1106, производительность 250 м3/час, напор 60 м

Ввиду многогранности затронутой темы остановимся на тех насосах, которые предназначены для водоотлива открытых разработок полезных ископаемых, сохраняя эти разработки сухими в сложных гидрогеологических и природно-климатических условиях. Карьерные насосы можно разделить на две большие группы: центробежные и объемные. Объёмные насосы в большинстве своём имеют невысокие показатели по производительности при низких затратах энергии, что ограничивает области их использования на месторождениях. А вот с центробежными насосами дело обстоит не так однозначно, и многие такие насосы используются неоптимально, затрачивая при этом неоправданно больше энергии, а главное – больше материальных средств в результате такого использования.

Используемые на карьерах центробежные насосы можно разделить на две основные группы: шламовые насосы и насосы для загрязненной и чистой воды. Конструкция насосов каждой из этих групп достаточно сильно отличается друг от друга, что приводит к существенным различиям рабочих характеристик насосов, равно как и к большому различию энергозатрат, необходимых для эффективной работы насосов каждой из этих групп.

Шламовые насосы изготавливаются из ковкого чугуна, с большим проходным сечением и спроектированы для работы в тяжелых условиях. В процессе своего изготовления эти насосы претерпевают минимальное вмешательство машинной обработки деталей и узлов, и поэтому относятся к идеальным для перекачки жидкости с большими твердыми включениями или с большими концентрациями (более 30% по объёму) твердых включений в ней. Земснаряды и шламовые насосы Warman и Metso (стандартные центробежные насосы) или погружные Dragflow/Toyo – наглядные представители этой группы насосов, для которых гидравлическая эффективность не на столько важна, насколько возможность стабильной перекачки жидкостей с большим содержанием твердых включений, песка, руды и т.д., не подвергая при этом повышенному износу деталей насоса и не прибегая к частым профилактическим остановкам их в работе.Общая рабочая диаграмма линейки дизельных насосов Pioneer Pump

Общая рабочая диаграмма линейки дизельных насосов Pioneer Pump

Насосы для загрязненной и чистой воды Pioneer Pump (СШАВеликобритания) намного отличаются от вышеперечисленных шламовых насосов, прежде всего своими гидравлическими характеристиками. Хотя эти насосы тоже спроектированы для работы в тяжелых условиях горнодобывающей промышленности и также изготавливаются из прочных материалов (высокопрочного чугуна и CA6NM нержавеющей стали), основное предназначение этих насосов – высокоэффективная откачка загрязненной воды из карьера в кратчайшие сроки и с минимальными затратами энергии (топлива).

Как правило, откачка воды из карьера или котлована не всегда требует использования шламового насоса. Зачастую горняки ввиду сложившейся практики используют по привычке шламовые насосы, затрачивая при этом больше ресурсов, тогда как насосы для чистой воды или воды с твёрдыми включениями более подойдут к решению такой задачи.

В таблице приведён пример использования шламовых насосов и насосов для загрязненных жидкостей в количестве 4 ед. производительностью 450 м3/час каждый и напором 120 м для осушения карьера. Из-за частого отсутствия в местах работы насосов электросетей насосы должны иметь дизельный привод. Как видно из таблицы использование оптимально подобранного насоса может сэкономить довольно внушительные суммы эксплуатационных затрат на разработку месторождения. В рассмотренном примере экономия достигает почти 900 тыс. долл. США за 7-летний период, благотворно влияя на показатели прибылей и убытков от операционной деятельности.

Также следует сказать и о факторе влияния на окружающую среду. Если насосы для загрязненной и чистой воды в этом случае будут использовать 9-литровый двигатель (например, Caterpillar C9 ACERT), то шламовые насосы из-за своего низкого КПД потребуют использования 11- или 13-литровых двигателей с заметно большим выбросом вредных веществ в атмосферу.

При рассмотрении стоимости эксплуатации того или иного насосного оборудования подбор гидравлически оптимального насоса является одной из важнейших задач, которая зачастую упускается из виду вообще. Представители горнодобывающих компаний при покупке оборудования обращают внимание, прежде всего, на полноту предлагаемого пакета, включающего комплект запасных частей и послепродажное сервисное обслуживание. Практически все международные компании предлагают подобный полный пакет обслуживания. А вот выбор максимально эффективного оборудования для конкретной задачи осушения месторождения – вот что должно в действительности ставиться во главу угла при приобретении насосного оборудования.Общая рабочая диаграмма линейки дизельных насосов Pioneer Pump

Компания Pioneer Pump предлагает на российском рынке центробежные насосы с дизельным и электрическим приводами для перекачки загрязненной и чистой воды производительностью от 100 м3/час до 4000 м3/час и напором до 200м. Это самый широкий спектр производительности подобного насосного оборудования одного производителя (см. общую рабочую диаграмму линейки насосных установок Pioneer Pump). Все насосы серии PP комплектуются автоматическим вакуумным всасом, который позволяет производить самовсасывание с глубины до 7–8 м. Самовсасывание происходит в автоматическом режиме и не требует постоянного присутствия персонала.

Дизельные двигатели, которыми комплектуются насосные установки Pioneer Pump отвечают экологическим требованиям ЕВРО-2 и ЕВРО-3. Как правило, это двигатели известных мировых производителей: Caterpillar, Deutz, Perkins, JCB, John Deere, а также двигатели Минского моторного завода.

Насосные установки Pioneer Pump поставляются на открытых рамах и в шумопоглощающих кожухах, на шасси и на салазках. Рамы установок включают интегрированный топливный бак и специально спроектированы для работы в тяжелых условиях горнодобывающих предприятий. Для районов с низкой температурой воздуха предусмотрены предпусковые обогреватели двигателя и насоса, позволяющие беспроблемно включать их в работу при температурах от –40°С до +50°С.

Компания ООО «Технопамп» – официальный дистрибьютор Pioneer Pump Ltd., занимается поставкой и обслуживанием насосов на территории России

www.pioneerpump.ru

Журнал "Горная Промышленность"