高い排水性能：採掘作業用の超高揚程ポンプの登場
2025年6月25日
採鉱には過酷で困難な作業条件がつきものです。採鉱場内に水があると、運用の遅延、安全上の危険、コストの増加につながる可能性があります。
絶え間なく浸入する水を管理するには排水ポンプが不可欠です。しかし、排水ポンプは、腐食性物質や研磨性物質を多く含んだ水があったり、遠隔作業には状況的に制約が多かったり、揚程や流量に関する極めて厳しい要件があるなど、克服すべき課題が非常に多いものです。排水ポンプが長期にわたって一貫性をもって効率的に機能するためには、満たすべき重要な基準がいくつかあります。
1. ポンプの堅牢性
排水ポンプは、鉱山環境の摩耗性や過酷な条件に耐えるものである必要があります。ポンプの物理的設計は、稼働中の鉱山の荒々しさに耐えられるよう、十分に堅牢でなければなりません。ポンプ構造における材料の選定も非常に重要です。耐摩耗性に優れた材料は、ポンプの寿命を延ばし、研磨粒子が存在する環境下でも性能を維持します。また、一部の鉱山に見られる化学的に腐食性の高い環境に耐えるには、耐腐食性材料が不可欠です。
採掘作業で使用されるアトラスコプコの新しい PAC SH（超高揚程）陸上排水ポンプ
2. ポンプ性能
鉱山が発展すれば、それに伴い排水要件も変化します。当初は水位が非常に低い場合もありますが、掘削深度が深くなるにつれて、ポンプへの要求は大幅に高まります。そのため、排水ポンプは、増加する水をより高く汲み上げる能力を備える必要があります。そのためには、高い揚程と高い流量が必要です。
3. メンテナンスが容易
排水のように安全性が重視される用途の場合、重要な機器のダウンタイムを最小限に抑えることが優先事項です。したがって、ポンプの保守や修理が容易であることが重要です。定期的な点検や交換では、摩耗部品へのアクセス性、および特殊ツールが必要かどうかは、重要な考慮事項となります。複雑さも問題です。狭い場所や薄暗い場所でポンプを分解し、シール、駆動系、潤滑剤を交換するのは理想的ではありません。部品の取り付けミスや紛失のリスクが高まるからです。調整可能な摩耗部品も、性能回復やメンテナンス間隔の延長に使用できるため、便利です。
4. 配備のしやすさ
水位が急速に上昇する可能性があるため、排水ポンプはポータブルで導入が簡単である必要があります。ポンプの物理的な寸法と重量は、特に通常の取り扱いが困難な限られた状況では重要な要素となります。さらに、電動水中ポンプには、電源ケーブルと、場合によっては始動・モーター保護パネルが必要です。これらは、狭いスペースでのポンプの移動を複雑にする可能性があるため、設計とポータビリティも考慮する必要があります。
5. ポンプの総合的な効率性
鉱山の多くは、恒久的な電力供給がない僻地にあることが少なくありません。したがって、排水ポンプは、電力を大量に消費することなく、長期にわたって最適な性能を発揮する必要があります。最初は水が非常に少ないかもしれませんが、鉱山が深くなるにつれて、排水量が増加します。さらに、水は汚れ、酸性度や粘度が高くなります。ポンプ油圧は、エネルギー効率を損なうことなく、鉱山の操業期間中に発生する容量と揚高の範囲を満たす必要があります。また、排水ポンプは、他の機器の性能を損なう可能性のある電力スパイクを発生させてはならないのです。
これらの技術はすべて、アトラスコプコの新しい PAC SH（超高揚程）排水ポンプの進化に応用されています。これらの強力な自吸式ポンプは、あらゆる媒体で優れた性能を発揮します。カートリッジシールを採用することで、平均修理時間（MTTR）の短縮だけでなく、交換部品がカートリッジのみであるため、メンテナンスの迅速化と簡素化が図れます。リンクベルトの採用により、メンテナンス性も向上しています。さらに、メカニカルシールオイルバスは十分な潤滑を確保し、ポンプのドライ運転能力を拡張します。
また、新しい設計技術によりカスタマイズも簡単になり、特定の採掘条件に合わせてポンプをより密接に調整できるようになりました。PAC SH シリーズは、性能を最適化するさまざまなインペラオプション、特に摩耗性の高い条件での耐摩耗性を向上させるための材料アップグレード、および鉱山オペレーターがポンプとエンジンパラメーターに完全にアクセスして制御できるようにするさまざまな制御オプションを備えています。
6. 新しいポンプ設計
一つの課題に対する技術的解決策が別の課題を引き起こす可能性があるため、これらの基準をすべて満たすことは簡単なことではありません。例えば、ポンプケーシングを厚い金属で作ることで堅牢性を向上させることができますが、これにより重量が大幅に増加し、ポンプのポータビリティが低下します。
幸いなことに、現代の技術により、ポンプの設計を最適化し、排水作業に必要な高い揚程と流量を可能にする新しい方法が実現しています。クラウドコンピューティングの進歩により、計算流体力学 (CFD) シミュレーションのスケーラビリティが大幅に向上し、より広範で複雑な分析が可能になりました。同時に、3D プリントの進歩はプロトタイピングに革命を起こし、厳しい設計期間内での開発サイクルの短縮を可能にしました。さらに、10年前には鋳造が困難または実現不可能であった複雑な形状も、3D プリント技術を使用して製造されたコアと鋳型を組み込んだ最新の鋳造方法により、高い信頼性で実現できるようになりました。
これらの技術はすべて、アトラスコプコの新しい PAC SH（超高揚程）排水ポンプの進化に応用されています。モデルによっては、PAC SH 排水ポンプは、最大 200 m (656 フィート) の揚程と最大 1980 m3/h (8710 usgpm) の流量を実現します。
これらの強力な自吸式ポンプは、すべての媒体で優れた性能を発揮します。カートリッジシールを採用することで、平均修理時間（MTTR）の短縮だけでなく、交換部品がカートリッジのみであるため、メンテナンスの迅速化と簡素化が図れます。リンクベルトの採用により、メンテナンス性も向上しています。さらに、メカニカルシールオイルバスは十分な潤滑を確保し、ポンプのドライ運転能力を拡張します。亜鉛メッキされたスキッドとビームにより、PAC SH シリーズの耐久性がさらに向上します。
また、新しい設計技術によりカスタマイズも簡単になり、特定の採掘条件に合わせてポンプをより密接に調整できるようになりました。PAC SH シリーズは、性能を最適化するさまざまなインペラオプション、特に摩耗性の高い条件での耐摩耗性を向上させるための材料アップグレード、および鉱山オペレーターがポンプとエンジンパラメータに完全にアクセスして制御できるようにするさまざまな制御オプションを備えています。
7. ベストバリューを導き出す
最適な性能を実現するには、技術的なメリットだけでポンプを選ぶだけでは不十分です。サプライヤーの専門知識とサポートも同様に重要です。排水ポンプは長期間稼働する必要があるため、寿命全体を通してスペアパーツやエンジニアリングのバックアップが確保できることが重要です。前述の通り、技術は急速に進化しており、信頼できるサプライヤーは、ポンプの性能をさらに向上させる開発やアップグレードについて常に情報を提供してくれます。ししたがって、ポンプサプライヤーの資格を確認し、事業を展開するすべての地域で確立された評判と強力な存在感があることを確認することをお勧めします。サプライヤーに求められるその他の重要な特徴としては、継続的な研究開発への取り組み、販売前のアドバイス提供、技術トレーニングや販売後のサポート、保証サポートなどがあります。
8. まとめ
最適な排水ポンプの選定は、単なる設備投資ではなく、運用効率と安全性に大きく影響する戦略的な意思決定です。ポンプと仕入れ先を選定する際には、製品の性能から購入後のサポートまで、あらゆるニーズを考慮してください。適切なポンプパートナーを選定することは、排水作業を最適化するだけでなく、採掘オペレーション全体の成功にも貢献します。
