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.

Разработана методика расчета режимов работы и выбора рациональных параметров гидротранспортных систем горных предприятий с использованием ПЭВМ. Сравнение расчетных характеристик с опытными данными показало достаточную их адекватность.

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.

Приведена общая характеристика глубоководных гидротранспортных систем горно-морских предприятий. Проанализированы результаты экспериментальных исследований аэрогидродинамических характеристик элементов трубного става. Описаны основные этапы разработки математической модели совместного движения трубного става с протекающей по нему массой. Предложены методы исследования параметров напряженно-деформированного состояния трубного става, взаимодействующего с окружающей морской средой и протекающей пульпой, а также гидродинамических параметров эрлифтного течения с учетом влияния характеристик питающей пневмосистемы. Приведена методика определения рациональных параметров гидроподъемов на основе комплексного моделирования гидродинамических и механических процессов. Раскрыты некоторые аспекты эксплуатации глубоководного эрлифтного гидроподъема. Рассмотрены современные способы и средства гидроподъема твердых полезных ископаемых с больших глубин.

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.

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.

Приведена классификация существующих методик расчета параметров гидротранспорта твердых материалов по принципу, определяющему критический режим гидротранспортирования. Выявлены параметры, на которые может оказывать влияние гидродинамически активная добавка к несущей жидкости. Предложен метод расчета параметров гидротранспорта в присутствии гидродинамически активных добавок.

Розроблено метод розрахунку критичної швидкості та гідравлічного ухилу у разі течії гідросуміші за присутності гідродинамічно активних речовин (ГДАР), які є флокулянтами для певних компонентів транспортованого матеріалу. Розроблено модель процесу формування флокул з полідисперсних частинок твердої фази та полімерних іонів гідродинамічно активних речовин у разі напірної течії, яка передбачає врахування геометричних розмірів частинок, їх масової долі у матеріалі та заряд поверхні, а також типу та молекулярної маси полімеру. Сформульовано умову зважування флокул потоком рідини у трубопроводі, згідно з якою необхідно враховувати геометричні та густинні характеристики флокул, вплив частини ГДАР, що залишилася в розчині, та осереднені параметри турбулентних пульсацій швидкості. Установлено залежність додаткового ухилу від коефіцієнта гідравлічного опору, що дозволило одержати залежність для розрахунку гідравлічного ухилу гідросуміші, в якій використовується емпірична константа, яка не залежить від гранулометричного складу транспортованого матеріалу. Одержано залежності для розрахунку критичної швидкості гідротранспортування твердих матеріалів з розмірами, меншими 2 мм, за присутності ГДАР. За результатами експериментальних досліджень обгрунтовано можливість використання ланцюгових поліелектролітів як флокулянтів або ГДАР залежно від природи глинястих мінералів, що транспортуються. Розроблено та впроваджено в промислове виробництво та практику наукових досліджень і проектно-конструкторських робіт методики розрахунку параметрів гідротранспорту твердих матеріалів з гідродинамічно

Проаналізовано вплив коливань витратних параметрів на режими роботи гідротранспортної установки. Показано, що існуючі неминучі стрибкоподібні коливання густини суміші й об'ємної продуктивності установки неоднаково впливають на режими транспортування для різних видів сумішей. Із використанням законів збереження мас і кількості руху рідкої та твердої фаз розроблено математичну модель течії суміші твердих частинок і несучої рідини, в якій на відміну від існуючих моделей враховано градієнтну силу опору твердих частинок під час визначення міжфазних сил, а також силу взаємодії пульпи зі стінками трубопроводу. Встановлено, що максимальна розбіжність експериментальних і теоретичних даних не перевищує 26 %. Розроблено економіко-математичну модель гідротранспортної установки, в якій використано як функції мети повні витрати на транспортування, з урахуванням терміну служби трубопроводу, та вперше враховано вплив фізико-механічних властивостей транспортованого матеріалу, виду насосно-перекачувального обладнання, зносу трубопроводу та терміну служби насосного устаткування на значення сумарних наведених витрат. Визначено характер зміни величини раціонального діаметра нагнітального трубопроводу для розсипів частинок різних класів у разі зміни густини суміші та продуктивності транспортування гідротранспортною установкою твердих частинок у встановлених діапазонах. На підставі розробленої економіко-математичної моделі одержано залежність раціонального діаметра нагнітального трубопроводу від витратних параметрів проектованої гідротранспортної установки.

Розвинуто теорію динамічних процесів вібропневмотранспортування сипких матеріалів трубопроводами та з її використанням розроблено інженерні алгоритми та методики розрахунку вібропневмотранспортних машин і систем для закладки виробленого простору шахт. Одержано співвідношення для критичної швидкості зважування частинок сипкого матеріалу, а також співвідношення для дальності пневмотраспортування, що разом з умовою максимуму дальності або рівнянням характеристики компресора утворюють систему рівнянь, що дозволяють розв'язати пневмотранспортну задачу. На базі розроблених методик створено типорозмірний ряд машин ежекторного типу.

Розглядаються чисельні методи вирішення задач вимушених параметричних коливань підводних просторових гнучких гідротранспортних трубопроводів. Встановлено, що коливання зумовлюються детерміністськими або випадковими змінами густини пульпи, яка транспортується. Задачі вирішуються з урахуванням зосереджених сил та мас, зв'язаних з наявністю поплавців, а також дії зовнішнього потоку води. При розв'язанні задачі випадкових коливань використовується метод статистичних випробувань.

Побудовано нечіткі математичні моделі відцентрового та струминного насосів гідротранспортної системи, які використовують експертне знання та емпіричні дані, що забезпечують працездатність моделей за умов апріорної невизначеності та відсутності експериментальних досліджень. Синтезовано математичні моделі руху гідросуміші у напірному трубопроводі шляхом навчання штучних нейронних мереж на підставі експериментальних даних. Запропоновано нечіткий підхід щодо виконання розрахунку гідравлічних параметрів напірного транспортування, який забезпечує введення та формалізацію експертних та емпіричних даних. Удосконалено існуючий метод аналізу стійкості гідротранспортної системи із застосуванням нечітких і нейромережевих моделей. Розроблено блок підтримки прийняття рішень для оперативного керування процесом. Створено відповідне алгоритмічне та програмне забезпечення виконаних розробок. Запропоновано структурну систему підтримки прийняття рішень, що використовує розроблені засоби моделювання, розрахунків, ідентифікації та підтримки рішень.

Узагальнено досвід вітчизняної та зарубіжної практики та викладено теоретичні основи гідравлічного транспортування твердих сипких матеріалів. Наведено результати експериментальних досліджень, на основі яких розроблено методику розрахунку параметрів і режимів роботи гідротранспортних систем різного призначення, включаючи такі специфічні гідросуміші як водовугільні суспензії.

Обобщен опыт отечественной и зарубежной практики и изложены теоретические основы гидравлической транспортировки твердых сыпучих материалов. Приведены результаты экспериментальных исследований, на основе которых разработана методика расчета параметров и режимов работы гидротранспортных систем различного назначения, включая такие специфические гидросмеси как водноугольные суспензии.

Викладено теоретичні та практичні основи гідравлічного транспорту твердих сипких матеріалів. Особливу увагу приділено розрахунку гідротранспортних систем та їх елементів. Описано особливості гідравлічного транспортування висококонцентрованої водовугільної суспензії, вуглемасивного агломерату та "солоного вугілля". Проаналізовано вплив концентрації та швидкості потоку гідросуміші на тепловий обмін у трубопроводах.

Изложены теоретические и практические основы гидравлического транспорта твердых сыпучих материалов. Внимание уделено расчёту гидротранспортных систем и их элементов. Описаны особенности гидравлической транспортировки высококонцентрирования водоугольной суспензии, углемассивного агломерата и "соленого угля". Проанализировано влияние концентрации и скорости потока гидросмеси на тепловой обмен в трубопроводах.

Впервые в мировой практике рассмотрены вопросы выбора рациональных конструктивных, расходных и энергетических параметров глубоководных эрлифтных гидроподъемов в сопряженной постановке, путем комплексного моделирования механических и гидродинамических процессов в транспортном трубопроводе, нагруженном внутренним и внешним потоками жидкости. Предложены способы и средства функционирования глубоководных морских комплексов добычи твердых полезных ископаемых.