Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов - Ржевский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Достоверные границы изменения суммарной нагрузки на рыхлителе определялись по основному уравнению расчета допусков размерной цепи. Среднее значение удельного усилия резания для рыхлителя модели I составило 18,1—19,1 кгс/см2, для рыхлителя модели II среднее удельное усилие резания равно 50,2 кгс/см2. Средневзвешенный коэффициент перегрузки не превышал 1,3.
В процессе резания был получен материал следующего ситового состава: класса до 5 мм — 28%; класса 5—10 мм ¦—22%; класса 10—20 мм — 18%; класса 20—30 мм — 20%; класса 30— 40 мм — 18%; класса 40 мм — 4%. Данный гранулометрический состав является характерным для фрезерных рыхлителей с диаметром 500 мм, шагом резания до 40 мм и изменяющимся в процессе работы углом резания б = 85ч-65°. Полученные фракции имеют разнообразную форму в зависимости от содержания илов и степени цементации. Крупная фракция, содержащая большой процент иловых включений, имеет крупнокристаллическую структуру и неправильную форму куска, близкую к шаровой или кубической.
Фракции, содержащие небольшой процент иловых включений или без илов, имеют резко выраженную мелкокристаллическую или полуаморфную структуру и призматическую форму со стеклянным блеском на изломе.
Для определения экономической эффективности подводной добычи мирабилита-стеклеца, кроме расчета энергетических показателей рыхления, необходимо было установить энергоемкость гидротранспорта кусковатого стеклеца в рапе по напорному пульпопроводу.
Высокий удельный вес рапы при сравнительно незначительном параметре Архимеда для мирабилита-стеклеца (по отношению крапе) потребовал в процессе натурных экспериментов постановки специальных замеров параметров гидропотока, которые производились на специально смонтированном жестком участке плавучего пульпопровода диаметром 300 мм, длиной 20 м, снабженном датчиками индукционного электромагнитного расходомера РИ-4, мембранного дифманометра типа МД модели 3564, радиоизотопного
плотномера ПР-1024, а также образцовыми манометрами, шприцем для ввода в поток красителя при определении движения пульпы, щупа для замера величины заиливания трубопровода при малых скоростях транспортирования, т. е. при отр > икр.
Вторичные приборы с самозаписывающими устройствами размещались в корпусе земснаряда. Запись показаний приборов производилась одновременно самописцами и регистрировалась визуально со шкал в картах наблюдения. Отбор проб на анализ средней крупности твердой фазы и консистенции гидропотока производился при помощи специально изготовленной плавучей мерной емкости грузоподъемностью 10 т. Температура гидросмеси экспериментального участка пульпопровода, а также температура рапы в зоне работы фрезерного рыхлителя и в районе сброса пульпы замерялись ртутными погружными термометрами. Одновременно определялась вязкость отбираемых проб рапы и пульпы, а также растворимость твердой фазы потока при различных скоростях транспортирования. В процессе экспериментов плотность пульпы мирабилита-стеклеца изменялась в пределах от 1,22 до 1,45 т/м3, средняя крупность твердых частиц (кусков) в потоке была от 10 до 40 мм.
Расшифровка полученных диаграмм и статистического материала наблюдений показали, что при гидротранспортировании рапа проявляет себя как жидкость, близкая к ньютоновской, а пульпа кускового мирабилита-стеклеца транспортируется с меньшими сопротивлениями по сравнению с песчано-гравийными и угольными гидросмесями аналогичной консистенции и средней крупности твердого в потоке.
Обработка опытного материала и анализ ранее полученных зависимостей, описанных в работах целого ряда исследователей при изучении параметров гидротранспорта песчано-гравийных пульп, водоугольных смесей, нерастворимых крупнокусковатых полускальных пород, и т. д. позволили найти зависимость для расчета потерь напора i при гидравлическом транспортировании растворимой кусковой полускальной породы — мирабилита-стеклеца в напорном потоке рапы — естественном насыщенном солевом растворе:
‘г=(у^ -Цр-+ьк^ ^ ) - (б-3)
где i — потери напора при движении пульпы мирабилита-
стеклеца по напорному пульпопроводу, м. вод. ст.; утР. уКр — соответственно действительная и критическая скорости гидропотока, м/с.
Х0 — коэффициент гидравлических сопротивлений трубопровода
где Re — число Рейнольдса;
D — диаметр пульпопровода, м;
Кр — поправочный коэффициент на плотность рапь1, установлен экспериментально, /Ср = 0,82 -ь0,87 соответственно при плотности рапы vP = 1,18 -т-1,31 т/м3;
б — коэффициент, учитывающий влияние относительной
dcр — средневзвешенная крупность транспортируемого, материала, мм;
Кщ, — поправочный коэффициент критической скорости пульпы, учитывающий растворимость транспортируемых частиц, установлен экспериментально, /Скр = = 0,06-^0,14 соответственно при плотности пульпы
С — съемная концентрация твердой фазы в пульпе;
J р — средневзвешенный коэффициент разнозернистости
твердого в потоке:
где d10, d90 — крупности частиц, меньше которых в составе
