Įvadas

Vamzdynas, einantis kasyklos šlaitu, brėžinyje gali atrodyti nesudėtingas: sekite reljefą, sujunkite atkarpas ir nuveskite skystį į žemesnį aukštį. Tačiau eksploatacijos metu aukščio profilis turi įtakos slėgiui, o pats nuolydis gali sukelti judėjimą, kuris apkrauna vamzdį ir jo jungtis.

Šios problemos yra ypač svarbios, kai kasyklos drenažo linija kerta atvirų duobių suoliukus arba kai srutų vamzdynas eina stačiu, nelygiu gruntu. Trasa turi būti vertinama kaip visa sistema, o ne tik kaip vamzdžių sekcijų serija.

Pakeitus aukštį, pasikeičia slėgio profilis

Nejudančiame vandens stulpelyje maždaug 10,2 metro vertikalus aukščio skirtumas atitinka maždaug 1 baro slėgio skirtumą. Šis ryšys yra naudingas atliekant pradinį įvertinimą, tačiau jis nepakeičia hidraulinės konstrukcijos.

Apsvarstykite vandens vamzdyną, besileidžiantį 50 metrų. Statinio slėgio skirtumas, susijęs su šiuo aukščio pokyčiu, yra maždaug 4,9 baro. Veikiančioje sistemoje siurblio slėgis, trinties nuostoliai, srauto sąlygos ir trumpalaikiai įvykiai taip pat turi įtakos slėgiui skirtinguose maršruto taškuose.

Srutoms reikia skirti daugiau dėmesio, nes jos tankis gali viršyti vandens tankį. Esant tokiam pačiam vertikalaus aukščio skirtumui, tankesnė suspensija sukuria didesnį hidrostatinio slėgio skirtumą. Todėl naudojant vandens tankį tankioms srutoms apskaičiuoti gali būti nepakankamai įvertintas slėgio indėlis iš aukščio.

Projektuotojas turėtų nustatyti slėgį aukštuose ir žemuose maršruto taškuose ir patikrinti visą veikimo diapazoną. Slėgis netoli ilgo besileidžiančio dujotiekio apatinio galo gali lemti pasirinkimą net tada, kai slėgis prie įleidimo angos yra daug mažesnis.

Šlaitas gali judėti taip pat, kaip ir skystis

Slėgis yra tik pusė problemos. Stačiame grunte gali atsirasti erozija, dirvožemio šliaužimas, negilios nuošliaužos arba skirtingos nuosėdos. Įkastas vamzdis gali būti traukiamas arba sulenktas, kai žemė juda, o atviras vamzdis gali prarasti atramą, jei po atrama eroduoja dirvožemis.

Šios sąlygos skirtingai veikia skirtingas vamzdžių sistemas. Lankstus vamzdis gali šiek tiek judėti, tačiau išlieka didelė deformacija arba jungties poslinkis. Sustiprinimas gali pagerinti tam tikras konstrukcines charakteristikas, tačiau tai nepanaikina būtinybės įvertinti pagrindo ir atramos išdėstymą.

Keičiant aukštį ar kryptį, projektuotojas turėtų išnagrinėti suvaržymo reikalavimus, jungties apkrovas ir slėgio jėgų perkėlimo į atramas ar inkarus būdą. Taip pat reikėtų peržiūrėti trasą dėl drenažo ir erozijos kontrolės, ypač ten, kur nuotėkis gali pažeisti pakraščius arba atviras atramas.

Vamzdžių parametrai preliminariam nuolydžio įvertinimui

Toliau pateikti pavyzdžiai parodo, kaip anksti projektuojant galima organizuoti vamzdžių matmenis ir aukščio scenarijus. Jie neatitinka produktų rekomendacijų.

Sienelės storis apskaičiuojamas apytiksliai iš išorinio skersmens padalijus iš SDR. Statinio slėgio skirtumai apskaičiuojami naudojant maždaug 1000 kg/m vandens tankį ir 9,81 m/s gravitacinį pagreitį. Jie neapima siurblio slėgio, trinties nuostolių, trumpalaikio slėgio ar didesnio suspensijos tankio.

SDR pavyzdžiai yra įprastos PE100 etaloninės konfigūracijos. Jie nenustato konkretaus HDPE, UHMWPE ar SRTP produkto tinkamumo išvardytiems aukščio atvejams.

Vamzdžio pasirinkimas tikram maršrutui

UHMWPE gali būti tinkamas abrazyvinėms srutoms, kai atsparumas dilimui yra pagrindinis reikalavimas. Stačiame maršrute taip pat reikia patikrinti slėgio profilį, jungties pajėgumą, atramos išdėstymą ir galimą žemės judėjimą.

DTPE gali būti naudojamas tinkamoms kasyklų drenažo ir vandens pernešimo reikmėms. Jo SDR ir slėgio reitingas turėtų būti parinktas pagal apskaičiuotas eksploatavimo sąlygas, o atvirose atkarpose reikia atramos priemonių, kurios atitiktų šiluminį judėjimą ir trasos apkrovas.

SRTP gali būti svarstomas, kai projektui reikalinga sustiprinta kompozitinė slėginių vamzdžių sistema. Turi būti patvirtintos nurodyto produkto faktinės slėgio ribos, jungties pajėgumas ir elgsena esant atramai arba judant į žemę.

Medžiaga turi atitikti aptarnavimo reikalavimus. Tada trasos projekte turėtų būti nustatyta, kaip tas vamzdis yra paremtas, suvaržytas, užkastas ar apsaugotas.

DUK

Kokį statinį slėgį vandens vamzdyne sukuria 100 metrų kritimas?

Maždaug 9,81 baro slėgio skirtumas stacionariai vandens stulpelyje. Faktinis darbinis slėgis priklauso nuo visos hidraulinės sistemos.

Ar HDPE vamzdį galima montuoti ant stačios kalvos šlaito?

Jis gali būti tinkamas kai kurioms programoms. Projektuotojas turi patikrinti slėgio profilį, SDR, atramos išdėstymą, suvaržymą, grunto stabilumą ir įrengimo sąlygas.

Ar plieninės vielos sutvirtinimas apsaugo SRTP nuo šlaito judėjimo?

Ne. Sustiprinimas nepanaikina žemės poslinkio, jungties apkrovų ar atramos praradimo rizikos. Reikia įvertinti visą vamzdžių sistemą ir trasą.

Ar srutų vamzdyne turėtų būti naudojamas toks pat slėgio skaičiavimas kaip ir vandens linijai?

Neatsižvelgiant į skysčio tankį. Tankesnė suspensija sukuria didesnį hidrostatinio slėgio skirtumą tame pačiame vertikaliame aukštyje.

Išvada

Stačiame kasybos maršrute aukštis ir žemės judėjimas turi būti vertinami kartu. Aukštis lemia dalį slėgio profilio, o šlaito stabilumas, erozija ir atramos sąlygos turi įtakos vamzdžio ir jo jungčių keliamoms apkrovoms.

Praktinis atskaitos taškas yra maršruto profilis, faktinė pernešama terpė ir jos tankis, eksploatavimo sąlygos ir grunto įvertinimas. Šios įvestys sudaro pagrindą pasirenkant UHMWPE, HDPE arba SRTP ir projektuojant įrenginį atsižvelgiant į realią riziką.

Pagrindinis raktinis žodis

kasybos dujotiekio projektavimas stačiuose šlaituose

Antriniai raktiniai žodžiai

kasybos dujotiekio aukščio slėgis, HDPE vamzdžio šlaito įrengimas, UHMWPE srutų vamzdynas, SRTP slėgio vamzdis, kasyklos dujotiekio žemės judėjimas, kasybos dujotiekio atramos konstrukcija