» » Трубы из полимерных композиций различного шахтного назначения

Трубы из полимерных композиций различного шахтного назначения

30.08.2016

Кроме водоотлива и вентиляции, трубы из полимерных композиций с высоким эффектом могут применяться в шахтах и для других целей. Остановимся на некоторых из них.
Трубы для систем кондиционирования и противопожарных целей

К настоящему времени свыше 1000 очистных забоев шахт угольной промышленности эксплуатируются при температуре воздуха, превышающей +26° С. Для создания нормальных тепловых условий труда шахтеров на глубоких горизонтах применяется холодильное оборудование, как стационарное, так и передвижное. Эффективность его работы существенно зависит от потерь холода в трубопроводах, подающих хладоноситель к воздухоохладителям и охлажденную конденсаторную воду. Использование для этих целей металлических неизолированных трубопроводов ведет к большим потерям холода.
Так, например, по данным МакНИИ, при неизолированной сети холодоносителя потери холода через трубопроводы составляют 75% холодопроизводительности установки, при теплоизоляции только холодной ветви —42%. Применение для теплоизоляции трубопроводов скорлуп из стиропора, полистирола и других материалов значительно удорожает стоимость монтажных работ. Кроме того, образующаяся в металлических трубопроводах ржавчина оседает на теплообменных поверхностях систем кондиционирования, ухудшая их режим работы. В связи с этим не реже одного раза в год необходимо очищать поверхности теплообменников.
Кроме того, шахта имеет десятки километров противопожарнооросительных трубопроводов. Из-за коррозии они имеют ограниченный срок эксплуатации. Срок службы пожарнооросительных трубопроводов не превышает 10 лет, что приводит к необходимости частой замены в капитальных выработках шахты всего трубопровода. Это влечет за собой непроизводительные простои оборудования, потери сотен тонн металла из-за коррозии и большие затраты рабочей силы.
В основу конструктивных и технологических разработок противопожарных труб из полимерных композиций для этих целей ИГД им. А.А. Скочинского положены работы, проведенные по созданию бипластмассовых труб для шахтного водоотлива. Конструктивно труба состоит из несущего корпуса с фланцами, которые воспринимают всю приложенную к трубе нагрузку: внутреннее гидростатическое давление, собственный вес и вес рабочей жидкости.
Поверх цилиндрической поверхности трубы укладывается слой тепловой изоляции 4 толщиной, определяемой тепловым расчетом (от 0 до 100 мм). Теплоизоляционный слой защищен слоем 5 из стекложгутов (2—4 мм), пропитанным несгораемым (на основе жидкого стекла) или трудносгораемым (синтетическая смола с антипиренами) материалом. Наличие на внутренней поверхности стеклопластиковых труб сплошного гладкого герметизирующего слоя полиэтиленового футеровочно-го покрытия, обладающего требуемой стойкостью к воздействию транспортируемых сред, способствует сохранению ламинарного режима течения жидкости, снижает гидравлическое сопротивление и препятствует отложению осадков на стенках труб.
Такие трубы могут эксплуатироваться во взрывоопасной метановоздушной среде при наличии внешней агрессивной среды с pH 2—12, при окружающей температуре от -30 до +50°С, относительной влажности 50—100%. В процессе эксплуатации трубы могут подвергаться вибрациям, создаваемым насосами. Расчетный срок службы труб 12—15 лет.
Трубы для транспортировки газообразных продуктов

Высокопрочные ориентированные стеклопластики являются эффективным материалом для создания напорных трубопроводов, предназначенных для транспортировки сжатого воздуха и в системах дегазации. Ворошиловградским машиностроительным институтом (Н.Г. Цой, А.В. Колесников) проведен комплекс работ по созданию таких труб, включая исследования их состояния в условиях сложных и длительных нагрузок и разработку методики расчета.
Стеклопластиковые трубы диаметром 127—203 мм для пневмосистем и других целей во ВМИ изготавливались намоткой в виде трехслойной конструкции с поперечно-продольным армированием и внутренним герметизирующим слоем из бутафольной пленки. Намотка продольной и поперечной арматур подобрана в соотношениях 1:1,25—1:1,6, что обеспечивало надежное восприятие краевых изгибающих моментов. Толщина стеклопластиковой оболочки 3—4 мм, герметизирующего слоя 1,3—2 мм.
В качестве связующего для стеклопластиков использованы композиции горячего отверждения на основе полиэфирных смол ПН-1, ПН-3 и ПН-10 со специальными добавками для снижения до допускаемых норм горючести (12,5% трехокиси сурьмы, 12,5% хлорпарафина и 1% окиси хрома) и электризуемости (25% графита). Разработано три состава: первый — для сравнительно сухих шахт, второй — для условий с повышенной температурой, третий — для условий высокой обводненности и агрессивности. В качестве арматуры использованы стекложгуты из крученой нити в 20—40 сложений, подвергавшиеся перед намоткой прокаливанию для удаления влаги и замасливателя.
Стеклопластиковые трубы выполняются с быстроразъемным соединением — при помощи стальных фланцев стаканного типа с антикоррозионным покрытием, способом, подобным показанному на рис. 9.1, в. Испытания труб показали, что их разрушение происходит при давлении pp=10—12 МПа, что соответствует четырехкратному запасу прочности. Горючесть и электризуемость материала соответствуют нормам безопасности работ в шахтах, опасных по газу и пыли. Шахтные испытания показали, что соединение труб обеспечивает полную герметичность воздушных ставов при давлениях до 30 атм. Такие же трубы могут использоваться в других системах транспортировки газов.