Износостойкость и ремонтопригодность оборудования гидродобычи
Первые гидромониторные насадки для формирования струи воды давлением в 100 атмосфер из инструментальной стали работали всего несколько часов. Потом в гладко отполированной внутренней полости их возникали каверны, ранее гладкая поверхность становилась похожей на сплошные горные цепи. Струя из такой насадки вылетала форменной метлой и ничего не отбивала, шум стоял как от реактивного двигателя, вся тысячекиловаттная энергия превращалась в звук. Это результат эрозионного износа. На чистой воде износ был низкий, но чистую воду получить не удавалось в замкнутом цикле водоснабжения. Обогатительная или обезвоживающая (на энергетическом угле) фабрики не справлялись с осветлением оборотной воды, так как были именно, так и спроектированы ВНИИгидроуглем, чтобы не справлялись. Причины этого будут рассмотрены в соответствующем разделе. Здесь просто констатируем факт.
Износ насадок, это, наверное, всего одна проблема, которую ВНИИгидроуголь решил кардинально. Первоначально внутреннюю часть насадки стали армировать порошковым вольфрамокобальтовым сплавом ВК, но это оказалось слишком дорого, так как много порошка уходило в утиль при замене насадки на новую. Остатки сплава невозможно было извлечь. Потом попробовали силумин, но он очень хрупок, так как, собственно, является стеклом и погибает от кавитации в насадке. Остановились на армировании металлокерамикой. Она выдерживает кавитацию и изнашивается равномерно, не горными цепями. Срок службы насадки достиг 20 дней почти непрерывной работы. Этого вполне достаточно.
Второй проблемой был износ задвижек, их зеркала и корпуса в момент закрывания – начала открывания, когда они работают в режиме насадки. Эту проблему можно было решить применением прочных дорогих сталей, например, броневой стали танков с содержанием никеля до 20 процентов. Но такие стали правительство Страны Советов разрешало использовать только для выпуска танков. Как и оловянную бронзу, впрочем, которая была очень хороша для вкладышей подшипников катков гусениц горных комбайнов, работавших в жидкой грязи. Здесь, конечно, не вина ВНИИгидроугля, но сообразительности у ученых все–таки не хватило, как выйти из этой ситуации. Часто открываемая задвижка в забое работала всего несколько дней, переставала держать напор воды, не закрывала поток воды полностью, что совершенно недопустимо при напоре в 100 атмосфер.
Проблему решил главный механик шахты «Байдаевская–Северная» Борис Геннадьевич Гонилов довольно остроумно. Он начал изготавливать задвижки из высоконапорной трубы так, что все ее износившиеся внутренности можно было заменять по мере износа, а корпус не составляло труда сварить из подходящих по диаметру отрезков высоконапорной трубы. Как известно, корпуса всех задвижек в мире льются из жидкого металла, что и дорого, и очень специфично, в мехмастерских шахты такую технологию не освоишь. Задвижки –самоделки Гонилова служили столько же мало, зато сделать новую задвижку не составляло большого труда и материальных затрат. ВНИИгидроуголь тут же слямзил идею, нарисовал конструкторскую документацию и запатентовал ее на свое имя. Вот уже дважды русские решают неразрешимую для ВНИИгидроугля проблему, а евреи ее оформляют и присваивают. Так что, евреи хитры, но не изобретательны.
Об износе насосов и углесосов я уже говорил выше, осталось осветить износ трубопроводов, по которым перекачивается уголь с водой, т.е. пульпа на обогатительную фабрику на несколько, до 10–15, километров по поверхности. Обычно прокладывается несколько трубопроводов рядом, каждый пропускает до миллиона тонн угля в год. Нужны резервные трубопроводы и находящиеся в ремонте. Так что сооружение это довольно непростое. Каждое колено увеличивает довольно значительно потери напора на движение турбулентного потока, а гидротранспорт крупнокускового (до 100 мм) угля возможен только в высоко турбулентном потоке, поэтому тепловые компенсаторы, как это делается на теплотрассах в виде ворот, невозможны. Будут очень большими гидравлические потери напора и неравномерным износ труб на поворотах. Поэтому применяются сальниковые компенсаторы, которые дорогостоящи, сложны в изготовлении и требуют постоянного наблюдения и ремонта. По сравнению с железнодорожным такой транспорт очень дорог, раз в пять–десять дороже. Но полностью отвечает требованию «однооперационности» технологии, так полюбившейся «основателю». Я бы никогда не осмелился хоть слово написать против такого вида транспорта, будь это где–нибудь в горах или другом недоступном для строительства железной дороги месте. Но такой транспорт в горах и неприменим, так как наклон трубы к горизонту более 10–15 градусов приводит к скольжению больших частиц, опережая воду, и к закупорке трубы в месте перегиба от движения вниз к движению вверх. Ликвидация закупорок трубы – это такая неблагодарная работа, о которой мне просто не хочется вспоминать. При всем при этом «основоположники» запроектировали трубопровод рядом с проходящей железнодорожной веткой, параллельно ей, что было по моему разумению хотя и в струе, так сказать, «однооперационности и непрерывности технологического процесса», но выглядело достаточно глупо, если не сказать заведомо расточительно, не говоря преступно.
Итак, шахта глубиной в 200 метров. Диаметр трубы 350 мм, толщина стенки трубы 17 мм, хотя по давлению подошла бы и стенка в 5 мм. Скорость течения около трех метров в секунду, иначе крупные куски угля и породы станут оседать на дно и закупорят трубопровод. В шахте стоит углесос, качающий пульпу в трубу. Но так как углесосу для повышения напора «основатели» назначили сверхкритическую скорость вращения ротора, 1500 вместо 750 оборотов в минуту, высота всасывания у него понизилась с 5–6 метров до чуть больше 2 метров при глубине зумпфа 6 метров. Зумпф должен быть почти всегда полон пульпой, чтобы углесос мог бесперебойно всасывать ее. Но это чревато тем, что при экстренном увеличении притока пульпы из забоев в зумпф, последний не имеет никакого резерва, чтобы принять ее и углесос начинает затоплять. Но углесос железка, которому не страшны никакие затопления. Он и полностью затопленный будет качать. Страшно то, что углесос приводится во вращение высоковольтным асинхронным электродвигателем под напряжением 6000 вольт и мощностью 1600 киловатт, отнюдь не герметичным и стоит этот электродвигатель на одном фундаменте с углесосом. Кто–то, может быть, и не представляет себе, что будет, если в статор такой работающей махины залить хоть стакан воды, но главный механик шахты, уже упомянутый мной в связи с задвижками, Гонилов прекрасно представлял, что будет очень большой и страшный взрыв. «Основоположники» же нимало не были озабочены этим, ибо нарисовали в проекте шахты именно такую ситуацию. Ни одного рисовальщика проектов не посадили еще за аварию в шахте по его прямой вине, а вот главные механики и главные инженеры сидели, и не однажды на моем шахтерском веку.
