砂礦水力輸送是指砂礦混合的漿體在具有一定流速的條件下，流體即荷載固體物料運行的運輸作業。它是一種複雜的兩相流輸送，是砂礦水力機械開採或水力聯合開採土藝系統中的基本環節之一。砂礦水力輸送分為自流輸送和加壓水力輸送兩種方法。水力輸送必須保證正常輸送的最小流速。
基本介紹
- 中文名：砂礦水力輸送
- 外文名：Hydraulic conveying of placer.
- 學科：採礦工程
- 領域：能源
- 範圍：露天採礦
- 釋義：固體物料運行的運輸作業
自流水力輸送,加壓水力輸送,優缺點,
自流水力輸送
藉助溝槽的坡度形成流體的重力分力，使漿體流運。這是最經濟的方法。採用自流水力輸送時，漿體是在敞露的溝槽內流動；有時也採用管道代替溝槽，但漿體並不充滿管道的全斷面。為了保證自流水力輸送的可靠性。溝槽的實際坡度應該比臨界坡度增大10%-15%。
自流水力輸送廣泛採用梯形斷面的溝、只有當採用木板槽或漿體流量小時。才採用矩形斷面的溝槽。漿體流深度應大於最大固體物料塊度的1.5~2倍，溝槽的高度應為漿休流深度的1.5-2倍。運礦溝改變方向時，應採取130°-150°的折線變向，變向處的坡度也應適氣增大。為了增大運輸溝的壽命和減小維修工程量，通常在溝內襯耐磨材料，常用的襯砌材料有石灰岩、花崗岩，鑄鐵板和輝綠岩鑄石板。中國雲錫公司使用自流水力輸送礦砂。
在其有自流水力輸送的自然高差條件下，若要通過寬闊並較深的窪地或溪谷，當建設自流渡槽造價過高時。可用倒虹管水力輸送。其管路系統由傾斜向下、平緩、傾斜向上三部分組成。基本特點是：因各部分管路所處的條件不同，要分別確定各部分的管道直徑。首先根據土岩的粒級組成、漿體濃度及流量等條件。確定水平管路的水力輸送臨界流速，然後分別確定各部分管道所需要的實際流速。最後根據流量確定相應各部分的管徑。
加壓水力輸送
用機械把漿休送入管道並形成壓力而輸送，廣泛採用砂泵加壓輸送、根據輸送跟離、運輸景和揚程。可用單台砂泵加壓或者多台砂泵串聯加壓輸送。
水力開採砂礦形成的漿體屬於非均質漿體，固體顆粒容易沉降。為要達到水力輸送的目的，唯有依靠於瞥內漿沐紊流的脈動速度。特別是橫向脈動速度，及環繞固體顆粒的環流等作用，使固體物料處於懸浮狀態而移動。因此，合理進行加壓水力輸送的關鍵。在於確定管內漿體的平均流速。根據加壓水力輸送管道阻力損失與平均流速的關係可知，流速過高時，固體物料處於近似均勻浮流輸送，生產上很可靠，但因管內阻力描失急增。經濟上不合理。低流速時，大顆粒或塊狀物沉於管底甲形成固定的半固定的淤積層，管內阻力損失雖會降低，但當漿體濃度等因素稍有變化，導致管道堵塞事故的機率高，生產不可靠，理論與實踐證明，當流速等於或稍高於臨界流速時。固體物料處於非均勻懸浮流狀態，即固體物料主要集中在管道的下半部，粗顆粒或塊狀物接近管底跳躍式運行，但不會沉降淤積，故生產可靠，管內阻力損失也最小，經濟上合理。因此，當前加壓水力輸送中，漿休流速均採用等於或稍大於10%-15%的臨界流速值。
水力輸送臨界流速實質上是保證水力輸送，而管內阻力損失最小的最小平均流速；也可理解為管道(或溝槽)無淤積堵塞危險。保證正常輸送的最小平均流速。由於非均勻懸浮流機理的複雜性，尚無完善的理論計算公式用於確定水力輸送臨界流速。而只能根據具休條件借用有關的實踐經驗公式確定。計算水力輸送管道內阻力損失的基本原則，是在等速條件下清水流運阻力的基礎上，加上固體物料慧浮和移動所損失能量。
優缺點
水力輸送具有連續運輸和無設備回程運行的基本特點。與機械運輸的方式比較，其主要優點是：基建上程量少，設備簡單且維修工程量少。勞動生產率高(特別是自流水力輸送)，水力輸送過程對礦砂起到碎散和脫泥的作用。為選礦創造了有利條件。管道(溝槽)占用土地少，無噪音，無塵土污染，除嚴寒季節(-10℃以下)外生產均衡性好。
缺點是：單位水耗量大。加壓輸送時的能耗量大，砂泵和管道的磨損大。經濟效果受到輸送距離的限制。為了提高砂礦水力輸送的經濟效果和擴大其套用範圍，主要應研製高效率的砂泵結構及耐磨材質，使用耐磨性好管道或輝綠岩襯裡的鋼管，預先剔除漿體中的粗顆粒及礫卵石以及適當提高漿體的濃度等。
