Einführung

Bei der Grubenentwässerung wird häufig die Pumpe dafür verantwortlich gemacht, dass an der Entlastungsstelle nicht der erforderliche Durchfluss erreicht wird.

Aber die Pumpe arbeitet nicht alleine.

Das Wasser muss durch die gesamte Rohrleitung fließen, und eine lange Entwässerungsleitung erzeugt auf dem Weg Widerstand. Je länger das Rohr und je höher die Durchflussrate, desto mehr Aufmerksamkeit muss dem Geschehen im Rohrinneren gewidmet werden.

Die innere Oberfläche ist ein Teil des Problems.

HDPE-Bergbaurohre haben eine glatte Innenwand aus Polyethylen, die günstige Bedingungen für den Wasserfluss bietet. Außerdem rostet es nicht, wodurch innere Korrosion und Rostbildung vermieden werden, die metallische Abflussrohre beeinträchtigen können.

Bei unterirdischem Grubenwasser und der Entwässerung über große Entfernungen können diese Details einen praktischen Einfluss auf die Leistung der Pipeline haben.

Eine lange Rohrleitung kann Pumpendruck verbrauchen

Eine Entwässerungspumpe liefert Druck, um Wasser durch das System zu bewegen. Ein Teil dieses Drucks wird zur Überwindung des Höhenunterschieds verwendet, während ein anderer Teil durch Reibung im Rohrinneren und Widerstand durch Armaturen, Ventile und Richtungsänderungen verloren geht.

Bei einer kurzen Rohrstrecke können diese Verluste relativ gering sein.

Bei einer langen unterirdischen Entwässerungsleitung ist das anders. Wasser kann durch einen Schacht, entlang einer Straße und dann durch einen vergrabenen oder oberirdischen Abschnitt fließen, bevor es die Einleitungsstelle erreicht. Die Reibung bleibt auf der gesamten Strecke bestehen.

Dies ist einer der Gründe, warum die Rohrauswahl mit zunehmender Entwässerungsstrecke immer wichtiger wird.

Wenn die hydraulischen Bedingungen nicht richtig berücksichtigt werden, benötigt eine Rohrleitung, die allein aufgrund ihrer Druckstufe ausreichend aussieht, möglicherweise dennoch eine höhere Pumpenförderhöhe als erwartet.

Was das Wasser im Rohr sieht

Das Wasser steht während seines gesamten Wegs mit der Rohrinnenwand in Kontakt.

Eine rauere Oberfläche erzeugt einen größeren Strömungswiderstand. Der Effekt kommt nicht von einem Rohrabschnitt; es wird über die gesamte Länge der Rohrleitung wiederholt.

HDPE hat eine glatte Innenoberfläche, da der Fluss in Kontakt mit Polyethylen und nicht mit einer rauen Metalloberfläche kommt.

Das bedeutet nicht, dass HDPE den Druckverlust verhindert. Dies bedeutet, dass das Rohr eine günstige Innenfläche für den Wassertransport bietet.

Dies wird umso relevanter, wenn in einem Bergwerk Wasser über eine große Entfernung transportiert oder eine hohe Durchflussrate aufrechterhalten werden muss, ohne den Pumpbedarf unnötig zu erhöhen.

Korrosion kann die interne Strömungsoberfläche verändern

Es gibt noch ein weiteres Problem, das bei der Rohrauswahl leicht übersehen wird.

Grubenwasser ist nicht immer chemisch neutral. Je nach Bergwerk kann es saure Bestandteile, gelöste Salze, Mineralien und andere Stoffe enthalten, die gegenüber metallischen Werkstoffen aggressiv wirken können.

Bei einem Stahlrohr kann es nach und nach zu Korrosion im Rohrinneren kommen. Rost und Ablagerungen können während des Betriebs die Innenoberfläche verändern.

HDPE weist einen anderen Versagensmechanismus auf, da die Rohrwand selbst aus Polyethylen besteht. Es rostet nicht.

Für die Minenentwässerung ist dies mehr als nur ein Vorteil der Korrosionsbeständigkeit-. Die Innenoberfläche ist weniger von der Art der Rostbildung betroffen, die bei herkömmlichen Entwässerungsleitungen aus Stahl auftreten kann.

Dies kann dazu beitragen, die hydraulischen Eigenschaften des Rohrs während des Betriebs stabiler zu halten.

Der Durchmesser hat immer noch einen größeren Einfluss als die Oberflächenbeschaffenheit allein

Eine glatte Innenwand ist nützlich, aber sie kann nicht dazu führen, dass ein unterdimensioniertes Rohr die gleiche Leistung erbringt wie ein größeres.

Wenn in einem Bergwerk eine große Wassermenge durch eine lange Rohrleitung transportiert werden muss, hat der Rohrdurchmesser einen großen Einfluss auf die Strömungsgeschwindigkeit und den Reibungsverlust.

Wenn beispielsweise die Durchflussrate durch dasselbe Rohr erhöht wird, erhöht sich die Geschwindigkeit des Wassers. Auch der resultierende hydraulische Widerstand verändert sich.

Aus diesem Grund sollte DN zusammen mit dem erforderlichen Entwässerungsdurchfluss, der Rohrleitungslänge und dem verfügbaren Pumpendruck berücksichtigt werden.

Es geht nicht darum, das größtmögliche Rohr auszuwählen. Das Ziel besteht darin, einen Durchmesser auszuwählen, der dem tatsächlichen Entwässerungsbedarf entspricht.

Langstreckenentwässerung bedeutet auch mehr Verbindungen und Armaturen

Eine lange Rohrleitung enthält normalerweise mehr als gerade Rohre.

Es kann zu Kurven an unterirdischen Straßen, Ventilen in der Nähe von Pumpstationen, Abzweigverbindungen und Höhenunterschieden kommen. Jeder zusätzliche Einbau bringt lokalen Widerstand mit sich.

Auch aus praktischer Sicht der Installation ist die Anschlussart von Bedeutung.

HDPE-Bergbaurohre können durch Stumpfschweißen oder Elektroschweißen verbunden werden. Eine ordnungsgemäß hergestellte Schweißverbindung schafft eine durchgehende Polyethylenverbindung, anstatt sich auf eine herkömmliche Gewindeverbindung zu verlassen.

Bei langen Entwässerungsleitungen sind zuverlässige Verbindungen wichtig, da hydraulische Probleme nicht das einzige Problem darstellen. Leckagen im Untergrund können zu zusätzlichem Wartungsaufwand führen und die Verwaltung einer ohnehin schon schwierigen Installation erschweren.

Wo HDPE-Bergbaurohre Sinn machen

HDPE ist besonders relevant, wenn die Pipeline Grubenwasser und keine stark abrasive Mineralschlämme transportiert.

Typische Anwendungen sind Untergrundentwässerung, Minenentwässerung, erdverlegte Wasserleitungen und Oberflächenentwässerungsleitungen. Unter diesen Bedingungen können Korrosionsbeständigkeit, eine glatte Innenwand und ein relativ geringes Rohrgewicht nützlich sein.

Die Situation ändert sich, wenn das Medium eine hohe Konzentration an harten Mineralpartikeln enthält.

Ein Standard-HDPE-Rohr ist nicht als Universallösung für stark abrasiven Schlamm gedacht. Wenn der Verschleiß das Hauptproblem darstellt, ist UHMWPE oder eine andere verschleißfeste Rohrstruktur möglicherweise besser geeignet.

Wichtiger als die bloße Auswahl eines Rohres ist die Auswahl des Materials entsprechend dem Medium, da dieses häufig im Bergbau verwendet wird.

HDPE-Bergbaurohrparameter

Die oben genannten Parameter beziehen sich direkt auf die in diesem Artikel besprochenen Bedingungen.

Der DN-Bereich ermöglicht die Anpassung des Rohrs an unterschiedliche Abflussanforderungen. Die Druckklasse muss dem Arbeitsdruck des Systems entsprechen und darf nicht allein anhand des Durchmessers ausgewählt werden.

Die Standardlängen 9 m und 12 m können auch bei der Planung einer langen Rohrleitung sinnvoll sein, da die Anzahl der Rohrabschnitte und Verbindungen Einfluss auf die Installationsarbeiten haben.

Bei unterirdischen Projekten ist die Verbindungsmethode ein weiterer praktischer Gesichtspunkt. Stumpfschweißen und Elektroschweißen ermöglichen die Verbindung von HDPE-Abschnitten zu einer durchgehenden Entwässerungsleitung, wenn der Installationsvorgang ordnungsgemäß kontrolliert wird.

Warum die Innenwand bei der Minenentwässerung wichtig ist

Der Wert einer glatten Innenoberfläche kann leicht übersehen werden, da der Käufer sie nach der Installation des Rohrs nicht mehr sehen kann.

Aber das Wasser sieht es jede Sekunde, in der das System in Betrieb ist.

In einer langen Entwässerungsleitung ist selbst ein relativ geringer Widerstand entlang jedes Abschnitts Teil des gesamten hydraulischen Verlusts. Wenn die Rohrleitung außerdem Biegungen, Ventile und Höhenunterschiede aufweist, muss die Pumpe alle diese Widerstände gemeinsam überwinden.

HDPE beseitigt diese Systemverluste nicht. Es sorgt für eine glatte, nicht-korrodierende Strömungsoberfläche, die sich gut für den Wassertransport eignet.

Für Bergwerke, in denen Entwässerungsleitungen kontinuierlich über große Entfernungen betrieben werden, ist dies ein praktischer Grund, HDPE in Betracht zu ziehen, anstatt nur den Nenndruck und den Rohrdurchmesser zu berücksichtigen.

FAQ

Verhindert eine glatte HDPE-Innenwand den Druckverlust?

Nein. In jeder Entwässerungsleitung kommt es immer noch zu Druckverlusten. Rohrlänge, Durchflussrate, Durchmesser, Armaturen, Ventile und Höhenunterschiede wirken sich alle auf den endgültigen hydraulischen Verlust aus. Eine glatte Innenwand trägt dazu bei, den Widerstand entlang des Rohrs selbst zu verringern.

Warum ist Korrosionsbeständigkeit für die hydraulische Leistung relevant?

Korrosion kann den inneren Zustand eines Metallrohrs verändern. Durch Rost und Ablagerungen kann die Strömungsoberfläche mit der Zeit rauer werden. HDPE rostet nicht und vermeidet daher diese besondere Art der inneren Beschädigung.

Ist HDPE für die unterirdische Minenentwässerung geeignet?

Ja. HDPE-Bergbaurohre können für unterirdische Grubenwasser-, Entwässerungs- und Entwässerungsleitungen verwendet werden. Sein geringes Gewicht kann im Vergleich zu schwereren Metallrohren auch den Transport und die Handhabung erleichtern.

Ist HDPE für Minenschlamm geeignet?

Standard-HDPE eignet sich hauptsächlich für Wasser- und Entwässerungsanwendungen. Für stark abrasive Schlämme, die harte Mineralpartikel enthalten, ist ein verschleißfestes Material wie UHMWPE im Allgemeinen besser geeignet.

Welche Informationen werden bei der Auswahl von HDPE-Bergbaurohren benötigt?

Abschluss

Teil des Pumpsystems ist eine lange Minenentwässerungsleitung. Druckverlust kann durch Rohrreibung sowie durch Armaturen, Ventile, Höhenunterschiede und andere Komponenten entstehen.

HDPE-Bergbaurohre verfügen über eine glatte Innenwand aus Polyethylen und entwickeln keinen inneren Rost vom Typ Stahl{0}}. Bei Grubenwasser- und Entwässerungsanwendungen können diese Eigenschaften dazu beitragen, während der gesamten Lebensdauer der Pipeline günstige Strömungsbedingungen aufrechtzuerhalten.

Der Schlüssel liegt nicht einfach darin, ein Rohr mit einer glatten Oberfläche zu wählen. Durchmesser, Druckstufe, Verbindungsmethode und tatsächliche Minenentwässerungsbedingungen müssen alle zusammenarbeiten. Wenn diese Anforderungen erfüllt sind, ist HDPE eine praktische Option für die Untertage- und Langstreckenentwässerung von Minen.

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Wasserchemie / pH + Temperatur + Schwebstoffe

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