Создание комплекса для закладки выработанного подземного пространства на основе насосного оборудования природоподобного типа

Треть компаний мира, занимающихся добычей рудных полезных ископаемых, используют на своих предприятиях системы добычи, сопряженные с закладкой выработанного пространства. Мероприятия по проведению закладочных работ проводятся с целью повышения безопасности ведения горных работ, а именно с целью управления горнымдавлением, снижения возможных потерь полезного ископаемого при выемке, предотвращения возникновения подземных пожаров, а также внезапных выбросов угля и газа, охраны от разрушения объектов на селитебных территориях. Особое внимание уделяется применению гидрозакладки в качестве меры по предотвращению техногенно-тектонических землетрясений при длительной и непрерывной разработке месторождений. При этом для приготовления закладочной смеси используются хвосты обогащения горных пород. Однако ряд причин снижают эффективность гидрозакладки. Так, гидроабразивный износ рабочих поверхностей, применяемых для подачи закладочной смеси грунтовых насосов вызывает снижение напорных характеристик, общего технического состояния гидротранспортной системы и как результат - низкий рабочий ресурс насосов и высокое энергопотребление используемого оборудования. Этот факт обуславливает необходимость поиска новых конструктивно-технологических решений, применяемых при проектировании и изготовлении насосного оборудования, использования новых износостойких материалов.В этой связи внимание заслуживают природоподобные технологии, действующие по законам живой природы, через класс магнитоуправляемых материалов, свойства которых обратимо изменяются под действием магнитного поля. Свойства материала определяются процессами диполь-дипольного взаимодействия между намагниченными частицамимагнитного наполнителя, а также процессами обратимого перемещения анизотропных частиц наполнителя внутри полимерной матрицы. В рамках дальнейшего развития данного направления перспективным вектором совершенствования насосного оборудования представляется создание перистальтических моно-насосов, работающих по принципу статического смесителя. В них отсутствует механическое воздействие на гибкий шланг, а магнито-активный эластомер выполняет роль элемента привода, реализуя принцип перистальтического транспортирования, а именно сокращая сечение рабочей камеры-канала, и, как следствие, перемещая порцию транспортируемого вещества, реагируя на бегущее магнитное поле. Данная технология может найти практическое применение для транспортирования пастообразных гидросмесей при проведении работ по гидрозакладке выработанного пространства, а также тяжелой асфальтеновой нефти. Однако закономерности работы моно-насосов природоподобного типа, реализующих принцип перистальтического транспортирования для транспортирования гидросмеси с высокой концентрацией и крупностью фракции твердого, не установлены. Поэтому разработка научно обоснованных рекомендаций по выбору конструктивных параметров насосов, подбора оборудования и его рабочих характиристик, обеспечивающих реализацию закладки выработанного подземного пространства при рациональных режимах процесса, является весьма актуальной проблемой.