Боги и человек (статьи) - Борис Синюков

Об износе насосов и углесосов я уже говорил выше, осталось осветить износ трубопроводов, по которым перекачивается уголь с водой, т.е. пульпа на обогатительную фабрику на несколько, до 10–15, километров по поверхности. Обычно прокладывается несколько трубопроводов рядом, каждый пропускает до миллиона тонн угля в год. Нужны резервные трубопроводы и находящиеся в ремонте. Так что сооружение это довольно непростое. Каждое колено увеличивает довольно значительно потери напора на движение турбулентного потока, а гидротранспорт крупнокускового (до 100 мм) угля возможен только в высоко турбулентном потоке, поэтому тепловые компенсаторы, как это делается на теплотрассах в виде ворот, невозможны. Будут очень большими гидравлические потери напора и неравномерным износ труб на поворотах. Поэтому применяются сальниковые компенсаторы, которые дорогостоящи, сложны в изготовлении и требуют постоянного наблюдения и ремонта. По сравнению с железнодорожным такой транспорт очень дорог, раз в пять–десять дороже. Но полностью отвечает требованию «однооперационности» технологии, так полюбившейся «основателю». Я бы никогда не осмелился хоть слово написать против такого вида транспорта, будь это где–нибудь в горах или другом недоступном для строительства железной дороги месте. Но такой транспорт в горах и неприменим, так как наклон трубы к горизонту более 10–15 градусов приводит к скольжению больших частиц, опережая воду, и к закупорке трубы в месте перегиба от движения вниз к движению вверх. Ликвидация закупорок трубы – это такая неблагодарная работа, о которой мне просто не хочется вспоминать. При всем при этом «основоположники» запроектировали трубопровод рядом с проходящей железнодорожной веткой, параллельно ей, что было по моему разумению хотя и в струе, так сказать, «однооперационности и непрерывности технологического процесса», но выглядело достаточно глупо, если не сказать заведомо расточительно, не говоря преступно.

Итак, шахта глубиной в 200 метров. Диаметр трубы 350 мм, толщина стенки трубы 17 мм, хотя по давлению подошла бы и стенка в 5 мм. Скорость течения около трех метров в секунду, иначе крупные куски угля и породы станут оседать на дно и закупорят трубопровод. В шахте стоит углесос, качающий пульпу в трубу. Но так как углесосу для повышения напора «основатели» назначили сверхкритическую скорость вращения ротора, 1500 вместо 750 оборотов в минуту, высота всасывания у него понизилась с 5–6 метров до чуть больше 2 метров при глубине зумпфа 6 метров. Зумпф должен быть почти всегда полон пульпой, чтобы углесос мог бесперебойно всасывать ее. Но это чревато тем, что при экстренном увеличении притока пульпы из забоев в зумпф, последний не имеет никакого резерва, чтобы принять ее и углесос начинает затоплять. Но углесос железка, которому не страшны никакие затопления. Он и полностью затопленный будет качать. Страшно то, что углесос приводится во вращение высоковольтным асинхронным электродвигателем под напряжением 6000 вольт и мощностью 1600 киловатт, отнюдь не герметичным и стоит этот электродвигатель на одном фундаменте с углесосом. Кто–то, может быть, и не представляет себе, что будет, если в статор такой работающей махины залить хоть стакан воды, но главный механик шахты, уже упомянутый мной в связи с задвижками, Гонилов прекрасно представлял, что будет очень большой и страшный взрыв. «Основоположники» же нимало не были озабочены этим, ибо нарисовали в проекте шахты именно такую ситуацию. Ни одного рисовальщика проектов не посадили еще за аварию в шахте по его прямой вине, а вот главные механики и главные инженеры сидели, и не однажды на моем шахтерском веку.

Над зумпфом должен сидеть машинист и не на секунду не выпускать из виду уровень пульпы в зумпфе. Как только уровень станет критически высоким, опасным затоплением электродвигателя, он должен немедленно отключить электродвигатель от сети, а выключается он не бытовым выключателем, а высоковольтной масляной ячейкой, весом в полторы тонны, а рукоятка у него напоминает большой лом, крутить которую не каждому под силу. И в мире нет человека, который бы не задремал ночью под равномерный шум агрегата, хотя бы на минуту. Выключив электродвигатель, машинист сразу должен был подумать о своем спасении, чтобы не утонуть в прибывающей пульпе, которая прибывает со скоростью по четверти кубометра, по 25 ведер, в секунду.

Но и это еще не все. Если уровень в зумпфе станет уменьшаться (где–то произошла ее остановка в пути из–за забучивания желобов), это тоже очень плохо при применении «гордости науки» очень высоконапорного углесоса, сделанного вопреки здравому смыслу и физической природе процесса. Как только уровень в зумпфе стал меньше высоты всасывания, т.е. 2 метров от оси углесоса, происходит, так называемый, срыв вакуума, разрыв потока, многотонный углесос начинает трясти от кавитации, происходит гидравлический удар, лопатки ломаются, в результате опять затопление и опасность короткого замыкания мощности в 1600 киловатт.

Вот какая плата за «техническое решение» повышения напора углесоса против природы его работы. «Конструкторы» не остановились ни перед чем, даже перед опасностью для жизни рабочих и страшнейшей аварии. Что, они не соображали, что творят? Очень сомневаюсь. Как сказал еще один еврей, заместитель директора ВНИИгидроугля, теперь уже покойный Эрих Борисович Голланд: «Нам надо натолкать побольше гидрошахт в стране, чтобы поставить всех перед фактом их существования, а потом займемся их доработкой». Несколько цинично, но откровенно. Если признать возможным, например, создание хорошего углесоса на неверно выбранном физическом принципе его работы. Физика не идеология, не меняется.

Механик Гонилов выбросил один из трех установленных по проекту ВНИИгидроугля углесосов (рабочий, резервный и «в ремонте»), оставив два: рабочий и резервный, чем ухудшил себе жизнь, так как ремонты пришлось производить сверх скоро. А на оставшемся свободным фундаменте установил бустерный землесос ЗГМ–3м с числом оборотов 750 в минуту и высотой всасывания из–за этого 6 метров. Бустер подавал пульпу в оставшиеся два углесоса попеременно, чем тоже не улучшил ремонт, а себе жизнь, т.к. землесос вообще был без резерва. Но этим действием он ликвидировал во многом большую опасность, а своим возросшим рабочим временем он не особенно был угнетен.

Как водится, «ученые» быстренько присвоили себе и это техническое решение Гонилова и в следующих своих проектах беззастенчиво стали его применять. В душе они, конечно, чувствовали свою ущербность и неумение найти приемлемый технический выход, но и опасались последствий уж слишком явного своего просчета, впрочем, вполне бессовестно и опасно пущенного в жизнь ради своего шкурного, в общем–то, интереса.

Стандартная ситуация по гидротранспорту может быть рассмотрена на примере шахт «Байдаевская_Северная» №1 и «Байдаевская–Северная №2, позднее объединенных в одну шахту «Юбилейная». Гидротранспорт по трубопроводам осуществляется из зумпфа на «дне» шахты по стволу, затем по поверхности на 10–11 километров до Центральной обогатительной фабрики «Кузнецкая», откуда уже обогащенный, обезвоженный и высушенный уголь поступает по ленточному конвейеру на коксохимпроизводство, на Западно–Сибирский металлургический комбинат. Со «дна» шахты его выкачивают одноступенчатый землесос и двухступенчатый (два последовательно соединенных патрубком рабочих колеса ) углесос, труба от которого на поверхности заведена в другой двухступенчатый углесос, который и доставляет пульпу до фабрики. Непрерывное гидравлическое соединение трех машин позволяет не потерять излишний напор при переходе от одной машины к другой, что произошло бы, если их соединить через какую–либо емкость. Но прямое соединение трех машин делает менее надежной их систему. Если надежность каждой машины равна 0.8, то надежность всей системы из трех машин составит 0.8 х 0.8 х 0.8 = 0.5, т.е. очень низкая: половину времени система должна быть «в отказе». Поэтому имеется 100–процентный резерв у углесосов, землесос, как надежная машина работает без резерва. Таким образом, надежность системы достигает ориентировочно 100 процентов. Но надежностью должен обладать и сам трубопровод, изнашивающийся и отказывающий, как и все остальное. К нему мы и приступим.

Как выше было сказано, толщина стенки трубопровода составляла 17 мм при необходимой по давлению в трубопроводе 5 мм. Это не просто лишний расход металла, а строгая необходимость – трубы изнашиваются на глазах. Каждые 80–100 тысяч тонн пропущенного по трубе угля «съедают» 1 мм диаметра трубы в нижней ее части. Каждая труба в год пропускает около миллиона тонн угля, значит, толщина ее стенки уменьшается на 11 мм из 17 мм. Другими словами, срок службы трубы составляет год, а горячекатаные высоконапорные трубы такого диаметра очень дороги. Износ трубы происходит узкой полосой, по ее нижней части, и этот факт помог решить вопрос до некоторой степени. После года работы сваренный трубопровод резали на отрезки по 40–50 метров и поворачивали на 120 градусов, а потом опять сваривали, заменяя при этом все колена на поворотах, не подлежащие развороту. Через год операция повторялась, через три года вся труба заменялась на новую, опять на три года. Если бы, например, железнодорожные рельсы и шпалы менялись на новые с такой же периодичностью, то, наверное, Стефенсон не был бы известен истории. Эта постоянная тягомотина очень дестабилизировала работу гидрошахт и являлась причиной многочисленных аварий, происходивших от разрыва труб и забучивания их углем после места утечки воды. Теоретически стенка в 5 мм должна была держать напор, но трубы попадались с браком, износ в каком–то специфическом месте оказывался больше расчетного, поэтому трубы разрывались непредсказуемо, а пульпа попадала в ручьи, а затем в реки, загрязняя их. Тем боле, что на обогатительной фабрике в качестве флотореагента при обогащении флотацией применялся керосин с химическими добавками и при оборотном технологическом водоснабжении попадал снова в пульпу.