(一)管、槽选线原则
浆体输送管、槽线路选择一般应综合考虑下列原则:
(1)不占或少占农田;
(2)避免穿过市区和居民区;
(3)尽量采用自流输送或缩短线路长度;
(4)避免通过不良地质地段或洪水淹没区;
(5)要便于施工与维护。
(二)管、槽的敷设要求
A 敷设形式
主要有明设、埋设、暗设三种形式,其中以明设采用的最多,主要优点是便于检查和维修,但易受气温变化的影响及外界的破坏。目前,国外远距离浆体管道输送多用埋设,优点是可避免气温的影响,外界的破坏及与农业争地,但检修麻烦必需设有自检装置。暗设是将管、槽敷设于地沟或隧洞内,一般多用于交通频繁地区或受地形限制的区段。
B 敷设的要求
(1)目前国内浆体压力输送管多设备用。自流管、槽不设备用,但在交通繁忙或可能产生剧烈磨损的地段都采取特殊保护措施;
(2)压力输送管道的最大敷设坡度应根据试验确定,当无试验资料时应根据管径、矿浆特性、气温等因素考虑,但最小坡度一般不应小于2‰,在寒冷地区还应适量加大;
(3)应尽量减少自流管、槽的转折角,最大转角不应大于45°,如采用曲线时曲率半径不应小于5倍槽宽;
(4)地形高差过大的自流管、槽应考虑分段跌水;
(5)管、槽线路的路基面标高应高出频率为2~5%的最高洪水位0.5米。管(槽)间的净宽度应满足检修的需要,最小不宜小于0.4米,管(槽)外壁至路堤边的距离不宜小于0.3米。当管(槽)外有人行道时应加宽到0.5米;
(6)管、槽与铁路、公路、河流等出现交叉时应符合有关部门的规定。
(三)管、槽材料及附属设施
A 材料选择
压力管道目前国内最常用的管材是钢管与铸铁管,国外已广泛使用的聚乙烯塑料管(PVC)在国内尚少采用。铸铁管虽然要比钢管价格便宜一些,但只能用于工作压力在0.74百万帕斯卡(7.5千克/立方厘米)以下的浆体输送,而维修也比钢管麻烦,耐磨性能也差。
自流管道有钢、铸铁、钢筋混凝土等管材,个别矿山采用木管。自流槽多为砖石、混凝土、钢筋混凝土等结构,但个别地段或高架流槽采用木制或钢制槽。[next]
B 耐磨衬材
虽然国际上耐磨管材目前已有较多的品种,但至今为止国内耐磨管材还是以铸石制品为主,铸石制品(包括铸石管、铸石板、铸石管件)的耐磨性能一般要比普通碳素钢高5~50倍。而且对酸、碱类均有耐腐蚀能力。但由于它的抗冲击强度很差,故铸石管不宜作压力管使用,如果要作压力管使用时,铸石管必须有金属管作外套。由于铸石管材有些设计参数(如水头损失、耐压强度…等)长期未能取得公认的可靠数据,同时施工方法也较为复杂,很难保证施工质量,因而在矿浆输送管道中,特别是远距离输送管道,采用铸石衬里的实例并不很多。近年来,国内一些主要铸石制品厂家为了改变这种状态,做了大量测试与研究工作,如最近研制成功的“ 耐压铸石夹套管”就大大简化了施工程序,并保证了安装质量。但总的来看铸石管材还存在着不少的问题,如管段短、重量大、接头多而且复杂、设计参数不全…等都是急待解决的问题。
C 矿浆阀
目前国内所采用的矿浆阀大体上可分为铸铁阀、衬胶阀(包括胶管阀、颗粒泥浆阀等)三种类型,操纵动力主要有手动、电动、水压动、压缩空气作为动力等四种。铸铁阀由于耐磨性能差,目前已大部分为其他矿浆阀所代替。衬胶阀(包括胶管阀)的出现只有二十来年的历史,其工作寿命一般要比普通铸铁阀门高几倍到几十倍,故其价格虽然较高也为大量用户所欢迎。但由于衬胶阀不适用于输送含粗、尖、硬周体粒的浆体,因此还不能全部取代金属阀门的作用。
颗粒泥浆阀原是沈阳机油泵厂引进国外技术研制成功的一种新型金属泥浆阀,1982年5月通过鉴定开始成批生产。这两年,我国其他阀门厂家也有类似产品问世,其构造主要特点是将开有与管径同等大小圆洞的钢闸板插于双侧可以自动密封的阀体内。当闸板全开时,矿浆流动阻力只是管道的摩擦阻力,此外,并不因闸板而增加任何其他阻力。由于闸板较薄,开关阻力很小,故很容易开关。闸板密封装置是由密封件和水封层组成。水封层使密封件不与矿浆发生直接接触,因而闸阀上部的驱动部分不受矿浆的任何磨损,该种阀门目前已为许多厂矿所使用,但目前尚未见到使用者较为一致的意见。
D 排气装置与放矿阀
在低浓度矿浆压力输送管线向上弯管段的最高点一般都要安装排气装置,用以排除矿浆在管道输送中混入的空气,保证泵及管道的正常工作,过去都是在矿浆管上安装自动排气阀和排气支管,但实践证明使用效果不佳,现在多用普通闸阀代替,实践证明是可行的。
低浓度矿浆压力管还需考虑发生事故时的放矿措施。当管线发生事故,需将低凹管段的矿浆或冲洗水向外排放,一般应考虑在管线下弯段最低点附近装设排矿阀,但排矿阀位置的选择应与事故放矿临时堆置场的位置综合考虑。