Исследована расходно-напорная характеристика трубопровода пневмотранспортной установки, типичной для предприятий горнорудной и металлургической промышленности. Получена аналитическая зависимость производительности установки от параметров транспортируемого материала, компрессора, характеристик аэросмеси и условий транспортирования, которая позволяет проводить анализ динамических и колебательных режимов ее работы.

Исследована зависимость основных параметров гидротранспортной установки и транспортируемого материала от длительности процесса пульпообразования. Показана принципиальная зависимость плотности транспортируемых частиц, их гидравлической крупности и параметра Архимеда, а также напора насоса при работе на гидросмеси и скорости распространения волны повышения давления в трубопроводе от степени пропитывания частиц при взаимодействии с жидкостью до попадания в насос. Проведена оценка диапазонов изменения этих параметров. Экспериментально исследована динамика проникания в поры кускового песчаника карьера ВГГМК в процессе пульпообразования. Показано, что в существующих условиях эксплуатации гидротранспортного комплекса ВГГМК изменение параметров установки в результате пропитывания частиц транспортируемого материала при пульпообразовании незначительно и им можно пренебречь при проведении расчетов с инженерной точностью.

Приведены результаты экспериментальных исследований диапазонов регулирования при двух видах байпассирования центробежного насоса НШ-250-40. Эмпирическим путем определены границы и характер изменения производительности насоса, установки, расхода через байпас, а также энергетических характеристик процесса при каждом виде байпассирования. Проведено сравнение исследованных видов регулирования и выработаны рекомендации по применению.

Розглянуто можливість безкавітаційної роботи внутрішньофабричної гідротранспортної установки зі швидкостями вище критичних, відповідно до гранулометричного складу транспортованого матеріалу, концентрації гідросуміші, рівня у зумпфі та параметрів всмоктувального трубопроводу. Сформульовано умови для гідросумішей з кусковими фракціями, виконання яких забезпечує безкавітаційну роботу насоса.

Обогатительная фабрика Вольногорского государственного горно-металлургического комбината рассматрена как последовательная технологическая система, состоящая из трех функциональных подсистем. Исследована надежность работы подсистем по параметрам производительности, характеризуемая комплексными и единичными показателями.

Приведены экономико-математические модели для расчета затрат на строительство карьеров с учетом фактора времени. Рассмотрены проблемы гидротранспорта при разработке россыпных месторождений. Предложены модели, описывающие влияние процессов дезинтеграции транспортируемого материала и пропитывания его несущей жидкостью на потери напора при гидротранспорте. Проведена оценка эффективности работы гидротранспортных комплексов на карьерах, а также обоснование их параметров и рационального размещения насосного оборудования на магистрали при проведении добычных работ.

Предложены математические модели внутрифабричной транспортной установки с насосами центробежного типа, описывающие ее технические характеристики с учетом регулирования при помощи дросселирования и байпассирования. Проанализирована эффективность насосного оборудования в зависимости от режимов его работы и технического обслуживания. Обоснована экономическая целесообразность мероприятий и технических средств, направленных на повышение надежности технологического процесса за счет современного регулирования параметров насоса.

Представлены результаты исследований, методики и алгоритмы расчетов, которые получены на основе экспериментальных исследований и информационного, методического и программного обеспечения для прогнозирования параметров и режимов работы гидротранспортных систем. Рассмотрены особенности применения напорного гидротранспорта на горных предприятиях. Приведена информация о зарубежных центробежных насосах, используемых на данных предприятиях Украины. Проанализирован и обобщен более чем десятилетний опыт работы по эксплуатации, мониторингу и научному сопровождению данных систем. Предложены методики расчета критических скоростей и гидравлических уклонов при течении пульпы.

Приведены результаты моделирования параметров и режимов работы гидротранспортного комплекса Вольногорского государственного горно-металлургического комбината при перемещении головной насосной станции вслед за фронтом горных работ. Исследованы различные схемы гидротранспортирования, различающиеся видом устанавливаемых насосов, диаметрами их рабочих колес, а также длинами напорных трубопроводов. Проведено сравнение предложенных расчетных вариантов и даны рекомендации по применению.

Приведены результаты моделирования параметров и режимов работы гидротранспортного комплекса Вольногорского государственного горно-металлургического комбината при перемещении головной насосной станции вслед за фронтом горных работ. Исследован характер изменения производительности установки по твердому материалу и гидросмеси, а также условие возникновения кавитации во всасывающем трубопроводе насосов. Проведено сравнение предложенных вариантов расположения головной насосной станции и сделаны рекомендации по применению.

Отмечено, что на основании моделирования параметров и режимов работы гидротранспортного комплекса при перемещении головной насосной станции вслед за фронтом горных работ до конца отработки Восточного участка Малышевского месторождения производится расчет необходимого количества насосов, обоснование мест размещения насосных станций, сравнение энергоемкости и энергообеспеченности режимов гидротранспортирования. С использованием новых методов сравнения эффективности работы карьерных гидротранспортных комплексов сравниваются несколько схем гидротранспортирования, на основе чего сделаны рекомендации относительно диаметров рабочих колес насосов и мест размещения насосных станций.

Исходя из результатов исследования гидравлического сопротивления магистрали гидротранспортного комплекса ВГГМК при отработке до конца Восточного участка Малышевского месторождения в зависимости от длины трубопровода и параметров транспортируемого материала обоснованы концентрация и подача гидросмеси, обеспечивающие минимальные потери напора. Оценен рекомендуемый режим работы для различных схем гидротранспортирования. Рекомендованы относительно допустимые места размещения насосных станций, обеспечивающих сверхкритический и бескавитационный режим работы.

Надежность работы гидротранспортного комплекса рассмотрена с точки зрения прочности и герметичности его трубопровода. Проанализировано влияние бандажа на параметры радиальных колебаний трубопровода гидротранспортной установки при турбулентных пульсациях давления. Получено уравнение осесимметричных радиальных колебаний трубопровода, усиленного бандажом, с учетом режима работы гидротранспортного комплекса сформулированы ограничения на параметры бандажа, соблюдение которых обеспечивает снижение воздействий пульсаций давления на трубопровод.

На основании зависимостей критических скоростей и гидравлических уклонов от температуры при течении гидросмеси по вертикальным и горизонтальным трубопроводам разработан метод расчета параметров гидротранспортирования полидисперсных материалов в зимних условиях. Оценено влияние температуры гидросмеси на гидравлические уклоны, обусловленные частицами различной крупности, а также на величины критической скорости в горизонтальном и вертикальном трубопроводах.

Приведены результаты анализа возможности снижения гидравлического уклона при течении гидросмеси за счет использования труб, изготовленных из полимерных материалов и введением в пульпу растворов гидродинамически активных добавок.

Для существующих технологий добычи, транспортировки и обогащения минерального сырья на примере Вольногорского горно-металлургического комбината разработана модель системы замкнутого оборотного водоснабжения, которая учитывает процессы пульпообразования, гидротранспортирования исходных россыпей и отходов обогащения.

Впервые предложена научно обоснованная методика расчета диаметров выпусков для подачи пульпы из магистрального трубопровода в карты намыва в зависимости от характеристик пульпы, режима гидротранспортирования, диаметра магистрального трубопровода и параметров дамб хранилища отходов. Приведены результаты расчетов параметров течения пульпы в выпусках карт намыва для условий проектируемой второй карты хранилища отходов "Объединенное" ЮГОКа.

Отмечено, что важной задачей для горно-металлургической промышленности Украины является снижение содержания влаги в концентратах на обогатительных фабриках и на коксохимических заводах. Решение этой проблемы позволит существенно снизить затраты газа и электроэнергии, расходуемых на переработку минерального сырья, а также повысить качество кокса и товарных концентратов. Наибольшие трудности при удалении влаги из концентратов связаны с мелкими и тонкими зернами. Наиболее дешевыми, доступными и достаточно эффективными методами снижения влажности таких продуктов являются механические методы. Рассмотрен один из способов повышения скорости обезвоживания концентратов, основанный на приложении к осадку сдвиговых деформаций.

Предложена методика расчета критических скоростей и гидравлических уклонов при сверхкритических режимах течения в круглых трубах, которая впервые учитывает влияние гранулометрического и плотностного состава транспортируемого материала, диаметра трубопровода и концентрации гидросмеси. Приведено сравнение результатов расчета но данной методике с экспериментальными данными Института гидромеханики НАН Украины по гидротранспорту водо-песчаных смесей. Данная методика опробована в условиях Вольногорского горно-металлургического комбината при гидротранспорте исходных песков на обогатительную фабрику, а также в условиях Южного горно-обогатительного комбината при отводе отходов обогащения в хранилище отходов "Объединенное".

Приведены результаты пробного применения полиэтиленовых труб для напорного гидротранспортирования исходных песков на обогатительное производство Вольногорского горно-металлургического комбината. Рассмотрены возможные методы расчета параметров напорного гидротранспорта пульп в полиэтиленовых трубах. Показано, что выпускаемые в Украине полиэтиленовые трубопроводы, выдерживающие давление до 6 атм, можно использовать для напорного гидротранспорта россыпей и в этой области они составляют конкуренцию стальным трубопроводам.