社论:采矿脱水需要耐用、可靠和高效的泵

14.04.2021
水在采矿中无处不在,其控制根据其在采矿过程中的作用而有所不同。这反过来又影响抽水技术的选择。除了工艺用水的安全供应和回收外,去除地下水也是一个挑战。
社论:采矿脱水需要耐用、可靠和高效的泵

KSB巴西公司的解决方案是在浮筒上安装KSB垂直涡轮B泵。(图片来源:KSB)

工艺用水和地下水中含有不同数量的磨料和腐蚀性元素,对泵的性能和寿命有不利影响。工作条件、位置偏远、温度变化范围和缺乏电力也是影响很大的因素。智利的铜矿和西澳大利亚的铁矿相距数千英里,但这些采矿作业仍然需要对可能受到污染的水进行脱水和安全处理。莫桑比克的煤矿和墨西哥的银矿也是如此。

它们的共同点是对高效和有效的水和泥浆泵的要求。匹配良好的解决方案有助于最大限度地延长系统的寿命和效率,并优化性价比,KSB的硬岩采矿部门实现了所有属性。

采矿业面貌的变化
对更稀有和珍贵的矿物和金属的寻找,使以前采矿规模较小或不存在的国家和地区的采矿工作得以开展。因此,采矿公司和设备制造商不得不开发新的技术和产品。由于大型矿业公司在全球许多地方都有业务,成为首选设备供应商至关重要。

澳大利亚KSB矿业经理Brett Lewis报告称:“脱水市场正慢慢从纯粹的资本支出角度转向日益增长的运营支出角度。”“对于那些意识到设计不良的设备经常出现故障,导致更换和维修成本显著增加的大型矿山来说,情况尤其如此。一些矿业公司现在正致力于在未来20到30年实现碳中和目标,因此他们将重点放在高效设备上。他们希望通过将大多数井眼连接到当地电网,逐步摆脱对柴油的依赖。”

KSB意识到,矿业公司正在记录泵的性能,并积累数据,以比较品牌,更好地排名它们的质量或缺陷。这对KSB来说是个好消息,因为该公司致力于提供高可靠性和高效率的泵,从而有助于减少采矿脱水作业的碳足迹。

有没有“一刀切”的水泵解决方案?
这个问题的答案是“不”,但通过在办事处之间分享经验,并经常与同一家国际矿业公司合作,KSB已经能够开发出适当的解决方案。KSB在巴西和澳大利亚的铁矿石行业的参与展示了两种不同的脱水方法,都使用垂直多级泵。

在巴西米纳斯吉拉斯州的露天铁矿,地下水过多,季风和地下湖是问题。为了保持生产用水的连续性,必须将水抽到一个脱水湖泊,这个湖泊的动态水位每年必须提高两到三次。KSB巴西公司的解决方案是在浮筒上安装KSB垂直涡轮B泵。浮筒随着水位的变化而上升和下降,因此不需要重新定位水泵。这为客户节省了成本。经过20年的成功,它已经成为南美这种类型设备的标准。

KSB巴西销售经理Jardel Ribeiro解释说:“浮站在浮筒上支撑泵,可满足客户要求的流量。“有时,泵、大功率电机和相关设备会导致浮站的尺寸增加。稳定200多吨重的设备需要大量的规划,此外,在如此偏远的地区建立一个系统也面临挑战。”

澳大利亚的钻孔
在西澳大利亚的皮尔巴拉地区,奇切斯特枢纽区(Chichester hub zone)宽5至9公里,长80公里,有几个地方开采铁矿石。该矿床位于地表以下90米至117米之间。随着地下水和地下水位在雨季定期补充,加上飓风加剧了洪水泛滥,超过75%的铁矿石都在地下水位以下。如果过多的水与铁矿石混合,铁矿石的品位就会降低,不适合出口,这将导致巨大的收入损失。此外,如果水非常高,地表脱水过程是非常昂贵的。

该地区公认的脱水工艺是通过钻孔将水抽出。然而,这并非没有挑战。高水温和高盐度会导致过度腐蚀,而铁细菌会在电机上生长,从而阻止有效的电机冷却。在某些区域,气体的存在是一个持续的威胁,因为它会导致叶轮气锁,导致剧烈振动,这对电机造成了很大的压力,流量损失和电机故障。

这意味着标准的现成产品并不总是合适的,而且故障的发生率很高。通常情况下,大多数钻孔泵在12个月内失效,有时仅在几周内失效。在澳大利亚西部的Hope Valley工厂,KSB为矿山运营商提供了UPA多级钻孔泵,可根据现场条件进行定制。虽然UPA比其竞争对手更昂贵,但它已被证明可以显著延长工作寿命并降低拥有成本。KSB拥有的抑制铁细菌生长的专有技术使UPA成为赢家。

拖车安装单元
在非洲,环境和正在开采的矿物需要创新的脱水方法。在刚果民主共和国的加丹加省,有几个露天开采和地下铜矿,雨季造成洪水肆虐。在这里,KSB提供了几种不同的泵送解决方案,包括UPA Z钻孔泵和地面安装的Omega泵。

撒哈拉以南非洲地区采矿业经理Rob Bond说:“为了防止采矿作业停止,需要在当地迅速作出反应。“我们的解决方案是提供安装在崎岖地形拖车上的Omega泵。我们提供由泵、发动机/电机、联轴器、变速箱、液压驱动器和辅助设备(包括真空泵、控制面板、显示器等)组成的完整套件,可提供高扬程泵。”

莫桑比克Moatize露天煤矿也提供了类似的解决方案,该煤矿的水位必须保持在低水平,才能保证连续生产的可靠性。虽然钻孔泵在持续的基础上提供良好的可靠性,但当雨季开始时,需要更多的资源,KSB SA提供了撬装式Omega单元。到目前为止,KSB SA已经提供了152台机组,所有机组都在可靠地工作。

南美
在墨西哥的萨卡特卡斯银矿,地下水一直是个问题。墨西哥KSB矿业公司销售经理Roberto Valenzuela表示,由于水中含有固体颗粒,因此高压封装的UPA钻孔泵应该具有长期的耐磨性能。由于脱水泵在高速工作,叶轮和磨损环可能会遭受过早磨损。使用Multitec水平多级泵与KSB的C6标准铬涂层,磨损大大降低。罗伯托·巴伦苏埃拉(Roberto Valenzuela)说:“我们的水泵已经在矿井里运行了两年多,而叶轮却没有换过。”“这是一个没有竞争对手提供的解决方案,通过减少维护、备件和延长采矿正常运行时间,为客户增加了价值。”

在智利的阿塔卡马沙漠,铜和黄金开采于海拔2000米至4500米之间。偏远的地点,矿井深处,以及驱动大容量泵所需的电力的缺乏,使脱水复杂化。大量被矿物污染的水会延误钻井和爆破,造成环境污染。KSB智利公司通过提供密封井眼泵和由柴油发动机驱动的悬臂式Etanorm泵来应对这些挑战。

KSB智利矿业主管Patricio Araya评论说:“我们的客户需要模块化配置的高压泵,可以随着露天矿井的扩建而移动。”“解决方案是使用水平定位的井眼泵,并在压力罩中安装特殊的滤砂器。这为客户提供了灵活性和多功能性,因为设备结构紧凑,可产生高压,并且易于在现场移动。”

为了适应不断增加的流量和排放压力,泵可根据客户的要求进行串联和并联配置。与柴油发动机相连接,可以在没有电力的情况下连续自主运行12到24小时而无需加油。垂直Etanorm泵和悬臂式UPA泵安装在筏子上,使它们能够处理矿井内的积水,消除了高海拔地区负吸扬程等因素。

KSB矿井排水设备提供标准版本,与安装在压力套的筏或井泵的变化。拥有可行的脱水解决方案可以为客户的运营增加价值,而且也很重要,因为每年都会在更深的地层中发现矿物质。

印度尼西亚的创新
印尼是世界上最大的动力煤出口国之一,也是铜、金、锡、铝土矿和镍的主要生产国。在这里,KSB泵以其出色的能力在严峻的露天矿现场得到认可。其开发的脱水和疏浚泵组(DnD),作为采矿应用的解决方案,特别是露天矿现场是KSB致力于持续产品改进和开发的一个例子。迄今为止,印度尼西亚和东南亚的矿山已经安装了260多台DnD泵和GWI LCC泵和LSA泵。2013年,KSB印度尼西亚推出了一款新车型,DnD巡洋舰与客户要求的增强。

KSB在驳船上建造了整个柴油驱动泵单元,包括油箱、真空泵、控制面板等,并将它们装在拖车上,便于现场调试。由于季风雨是季节性的,降水也是一种季节性活动,这意味着水泵在干旱时期可以闲置几个月。认识到这种情况,KSB推出了一项租赁计划,根据客户的要求提供全套装备的泵。由于不需要购买泵组,客户减少了拥有成本,并且知道当他们需要泵组时,泵组随时可以运行。

总结
KSB的矿井降水系统能够在露天降水、地下排水和钻孔排水应用中安全高效地降低地下水。无论矿井的位置、正在进行的采矿作业的类型、水的地质性质以及腐蚀性和腐蚀性,KSB的流体处理技术都能适应所有情况。这种局面的形成,得益于我们在世界各地的公司几十年来在研发方面的大量投资的支持下,所获得的思想、技术和经验的相互交流。在需要泵送解决方案的地方,我们可以采取协调一致的应对措施。

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