高寒地區(qū)膏體尾礦庫浮船泵站噴淋除冰系統(tǒng)應(yīng)用

周文彬

（中國黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 滿洲里 021400）

為解決高寒地區(qū)冬季浮船回水泵站不被凍結(jié)，保證尾礦庫庫內(nèi)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證生產(chǎn)用水穩(wěn)定供給，尾礦庫車間與選礦廠相關(guān)人員多次討論，多次實施再優(yōu)化，最終確立了安全、穩(wěn)定、可行的浮船泵站噴淋除冰系統(tǒng)應(yīng)用方案。

通過噴淋除冰系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用，解決了高緯度高寒地區(qū)-40℃極寒天氣，膏體尾礦庫匯水區(qū)冰面厚度達(dá)800mm～1000mm時浮船回水泵站不被凍結(jié)。

保證了尾礦庫庫內(nèi)冬季回水安全穩(wěn)定，保證了冬季生產(chǎn)用水穩(wěn)定供給。

浮船泵站的使用每三個月可以節(jié)約電力成本約75萬元。通過浮船泵站噴淋除冰系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)用，解決了高寒地區(qū)尾礦庫冬季回水安全問題，保證了冬季浮船泵站穩(wěn)定運(yùn)行與生產(chǎn)用水的供給，間接的為公司降本增效貢獻(xiàn)了力量。

本項目自主研發(fā)噴淋除冰系統(tǒng)，采用耐壓尼龍管與PE異徑三通組合形式作為噴淋水通道，較傳統(tǒng)鋼管噴淋管解決了噴淋管與噴淋口易結(jié)垢的問題。保證了噴淋系統(tǒng)能夠連續(xù)穩(wěn)定工作。

噴淋口安裝彎頭與水面形成25度左右夾角，噴淋口噴出的水會帶動浮船周邊的水形成沿浮船順時針旋轉(zhuǎn)的循環(huán)水流，循環(huán)水流不會凍結(jié)。解決了高緯度高寒地區(qū)-40℃極寒天氣，膏體尾礦庫匯水區(qū)冰面厚度達(dá)800mm～1000mm時浮船回水泵站凍結(jié)問題。保證了尾礦庫庫內(nèi)冬季回水安全穩(wěn)定，保證了冬季生產(chǎn)用水穩(wěn)定供給。優(yōu)化應(yīng)用以來運(yùn)行良好，間接經(jīng)濟(jì)效益明顯。

1 項目背景

烏努格吐山(簡稱烏山)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)滿洲里市西南22km，地處高緯度高寒地區(qū)。年氣溫平均-0.71℃，最低氣溫-40℃以下。冬季嚴(yán)寒，春季有暴風(fēng)雪。最大凍土深度3.89m。風(fēng)速最大達(dá)40m/s。

當(dāng)?shù)厮Y源十分缺乏，生產(chǎn)用水只能利用滿洲里的城市中水，用水價格達(dá)到5元/m3，不僅價格非常高，而且水量極為有限。

因此，最大限度地節(jié)約用水、合理用水是烏山銅鉬礦尾礦設(shè)計的首選方案。通過邀請多位專家討論和論證，確定了尾礦膏體排放工藝。

未使用浮船泵站以前，尾礦庫主要依靠壩下泵站回收生產(chǎn)水。浮船泵站投入使用后，回水能力能夠達(dá)到壩下泵站的水平，且浮船所在位置至高位水池的距離比壩下泵站更近，所在位置標(biāo)高比壩下泵站高，因此會極大的節(jié)約電力成本，每年大約節(jié)約電費(fèi)成本75萬元。

由于礦區(qū)位于高寒地區(qū)，冬季尾礦庫內(nèi)冰面厚度可達(dá)800mm～1000mm。浮船泵站位于尾礦庫匯水區(qū)域內(nèi)，如果不采取措施，浮船會被厚厚的冰面凍結(jié)。由于水在結(jié)冰時會產(chǎn)生膨脹力，浮船很容易便會被冰面擠壓漏水，存在極大的安全隱患。

為解決高寒地區(qū)冬季浮船回水泵站不被凍結(jié)，保證尾礦庫庫內(nèi)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證生產(chǎn)用水穩(wěn)定供給，尾礦庫車間與選礦廠相關(guān)人員多次討論，多次實施再優(yōu)化，最終確立了安全、穩(wěn)定、可行的浮船泵站噴淋除冰系統(tǒng)應(yīng)用方案[1，2]。

2 詳細(xì)技術(shù)內(nèi)容

尾礦庫車間與選礦廠相關(guān)人員多次討論，通過對以往多次實施的浮船泵站噴淋除冰經(jīng)驗總結(jié)基礎(chǔ)上，最終優(yōu)化確立了安全、穩(wěn)定、可行的浮船泵站噴淋除冰系統(tǒng)應(yīng)用方案。

浮船泵站噴淋除冰系統(tǒng)主要包括：噴淋泵、噴淋管和噴淋口三部分。噴淋泵采用IS型單級單吸離心泵，型號IS125-100-200。

傳統(tǒng)的噴淋管大多采用的是焊接鋼管，極易結(jié)垢導(dǎo)致噴淋系統(tǒng)不能正常工作。通過優(yōu)化后的噴淋管采用耐壓尼龍管，由于其內(nèi)部管壁十分光滑，因此不宜結(jié)垢。傳統(tǒng)的噴淋口大多是在焊接鋼管上開孔，然后焊接上需要口徑的細(xì)鋼管作為噴淋口。

由于尾礦庫內(nèi)水質(zhì)影響，噴淋管與噴淋口容易生銹，導(dǎo)致經(jīng)常結(jié)垢堵塞噴淋口。而優(yōu)化后的噴淋口是采用與噴淋管等徑的PE異徑三通作為出水口，三通出口設(shè)螺紋，再通過特定角度彎頭與三通出口連接作為噴淋口，最終組合形成噴淋系統(tǒng)。

傳統(tǒng)噴淋管口與水面夾角為90度，每個噴淋口的噴淋水為單個單元，不能保證浮船周邊沒有結(jié)冰處。優(yōu)化噴淋口與水面的角度控制在25度左右，所有的噴淋口圍繞浮船順時針排列。

噴淋口噴出的水會帶動浮船周邊的水形成沿浮船順時針旋轉(zhuǎn)的循環(huán)水流，循環(huán)水流不會凍結(jié)，保證了浮船泵站在冬季嚴(yán)寒天氣下不被凍結(jié)。

3 主要技術(shù)創(chuàng)新點

（1）通過噴淋除冰系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用，解決了高緯度高寒地區(qū)-40℃極寒天氣，膏體尾礦庫匯水區(qū)冰面厚度達(dá)800mm～1000mm時浮船回水泵站凍結(jié)問題。保證了尾礦庫庫內(nèi)冬季回水安全穩(wěn)定，保證了冬季生產(chǎn)用水穩(wěn)定供給。

（2）采用耐壓尼龍管與PE異徑三通組合形式作為噴淋水通道，解決了噴淋管與噴淋口易結(jié)垢的問題。保證了噴淋系統(tǒng)能夠連續(xù)穩(wěn)定工作。

（3）噴淋口安裝彎頭與水面形成25度左右夾角，噴淋口噴出的水會帶動浮船周邊的水形成沿浮船順時針旋轉(zhuǎn)的循環(huán)水流，循環(huán)水流不會凍結(jié)。

4 應(yīng)用情況

經(jīng)實踐后，噴淋除冰系統(tǒng)形成沿浮船順時針旋轉(zhuǎn)的循環(huán)水流不會凍結(jié)，保證了浮船泵站在冬季嚴(yán)寒天氣下不被凍結(jié)。減輕了員工人工破冰、除冰的勞動強(qiáng)度。解決了高寒地區(qū)尾礦庫冬季回水安全問題，保證了冬季浮船泵站穩(wěn)定運(yùn)行與生產(chǎn)用水的供給。

浮船泵站每月可節(jié)約電能543478度左右，每月節(jié)約電費(fèi)543478×0.46=250000元，冬季3個月節(jié)約電費(fèi)250000×3=75萬元。

浮船泵站噴淋除冰系統(tǒng)的應(yīng)用能夠保證浮船泵站在冬季正常使用，每年冬季3個月間接節(jié)約電費(fèi)成本約75萬元。

通過噴淋除冰系統(tǒng)優(yōu)化應(yīng)用，解決了高緯度高寒地區(qū)-40℃極寒天氣，膏體尾礦庫匯水區(qū)冰面厚度達(dá)800mm～1000mm時浮船回水泵站凍結(jié)問題。

保證了尾礦庫庫內(nèi)冬季回水安全穩(wěn)定，保證了冬季生產(chǎn)用水穩(wěn)定供給。

5 結(jié)論

（1）經(jīng)實踐后，噴淋除冰系統(tǒng)形成沿浮船順時針旋轉(zhuǎn)的循環(huán)水流不會凍結(jié)，保證了浮船泵站在冬季嚴(yán)寒天氣下不被凍結(jié)。減輕了員工人工破冰、除冰的勞動強(qiáng)度。解決了高寒地區(qū)尾礦庫冬季回水安全問題，保證了冬季浮船泵站穩(wěn)定運(yùn)行與生產(chǎn)用水的供給。

（2）浮船泵站的使用每三個月可以節(jié)約電力成本約75萬元。通過浮船泵站噴淋除冰系統(tǒng)的優(yōu)化應(yīng)用，解決了高寒地區(qū)尾礦庫冬季回水安全問題，保證了冬季浮船泵站穩(wěn)定運(yùn)行與生產(chǎn)用水的供給，間接的為公司降本增。

（3）烏山采用的膏體尾礦排放工藝在高緯度高寒地區(qū)屬世界首例，高寒地區(qū)膏體尾礦庫內(nèi)采用浮船回水泵站屬世界首例，因此沒有成功的先進(jìn)經(jīng)驗可以借鑒。正是通過烏山人的不斷創(chuàng)新與不斷探索，尾礦庫才能夠不斷完善，不斷克服高寒地區(qū)冬季尾礦庫安全管理上的諸多困難。