Семененко Є. В. Розвиток наукових основ гідромеханізації для відкритої розробки розсипних родовищ

Об'єкт дослідження - процеси гідромеханізації при відкритій розробці розсипних родовищ, що супроводжуються переміщенням сипучих тіл гідравлічним способом. Мета роботи - розвиток наукових основ гідромеханізації при відкритій розробці розсипних родовищ шляхом урахування закономірностей механічних процесів, які відбуваються при пульпоутворенні та гідротранспортуванні полідисперсних матеріалів, які містять частинки з різною густиною, в режимах з усталеними пульсаціями тиску й витрати гідросуміші для мінімізації енергоємності та водоспоживання технологій гідромеханізації. У роботі використано комплексний метод, який включає аналіз й узагальнення результатів відомих досліджень, методи чисельного розв'язання нелінійних рівнянь та математичного моделювання. При розробці методики розрахунку гідравлічного ухилу використано рівняння Бернуллі для потоку гідросуміші, а при визначенні критичної швидкості - умова, що обмежує турбулентні дотичні напруги на поверхні трубопроводу. Під час оцінки інтервалів зміни показників режиму роботи гідротранспортної установки використано розв'язання системи рівнянь для нестаціонарного руху рідини в трубопроводі з урахуванням зміни характеристик відцентрового насоса при коливанні подачі. При побудові математичної моделі радіальних коливань трубопроводу з внутрішнім шаром обледеніння і розробці методики оцінки міцності трубопроводу використано теорію пружності та теорію тонкостінних безмоментних оболонок, а також залежності для розрахунку швидкості розповсюдження збурень у трубопроводах і підвищення тиску при гідравлічному ударі. Визначення граничної висоти зависання частинок виконано на основі рівняння Чена з використанням напівемпіричних теорій турбулентності. Розроблено метод розрахунку гідравлічного ухилу та критичної швидкості гідротранспортування полідисперсних розсипів і руд з частинками з різною густиною, метод оцінки інтервалів зміни цих параметрів у режимі усталених пульсацій тиску й витрати пульпи, обґрунтовано методи розрахунку параметрів і режимів роботи гідротранспортних установок при керуванні ними шляхом зміни частоти обертання робочого колеса насоса, а також визначено обмеження, які накладаються на параметри та режими роботи з боку насосного агрегату та магістралі. Розроблено модель системи водопостачання кар'єрного гідротранспортного комплексу, модель процесу пульпоутворення при використанні гідромоніторів для розмивання гірської маси. На основі запропонованих моделей розроблено методичне забезпечення розрахунків параметрів системи водопостачання і режимів роботи кар'єрних гідротранспортних комплексів. Розроблений комплект методик, які дозволяють істотно підвищити точність розрахунку параметрів і режимів роботи трубопровідних систем для гідротранспорту розсипів і руд упроваджено в промислових умовах, а також у практику наукових досліджень та проектно-конструкторських робіт.