Файл: Упоров, Н. Г. Землесосные снаряды и перекачивающие установки учебник.pdf

участка, где сечение струи увеличивается; форма этого участка струи цилиндрическая, струя монолитная. Второй участок струн ко­ нический, струя также монолитная; третий — струя насыщена воз­ духом и состоит из большого количества отдельных струек. Наи­ более эффективно размывается грунт в зоне первого участка, не­ сколько хуже в зоне второго и совсем плохо в зоне третьего. Пер­ вый и второй участки струи называются зоной компактной струи.

Длина компактной струи гидромонитора обычно составляет око­ ло 0,3 от напора подведенной к гидромонитору воды. Например, при напоре воды у гидромонитора 60 м вод. ст. длина компактной струи равна 60X0,3=18 м.

Кроме того, по мере удаления забоя от гидромонитора падает так называемое среднее удельное давление струи. Это удельное дав­ ление изменяется по длине струи и зависит от расхода воды через насадок гидромонитора. Таким образом, при одном и том же дав­ лении в гидромониторе, но при разных диаметрах насадок удельное давление струи будет тем больше, чем больше диаметр насадки. Следовательно, размыв грунта гидромониторами выгоднее вести с

Таким образом, основные правила размыва грунта гидромони­ торами следующие:

для обеспечения максимальной производительности гидромони­ тора размыв грунта вести с допустимо близкого расстояния;

гидромонитор своевременно передвигать вслед за забоем; правильно выбирать диаметр насадки и обеспечивать необходи­

мый напор перед насадкой.

Большое влияние на производительность гидромонитора по грун­ ту имеет высота уступа (забоя). Особенно заметно увеличение про­ изводительности гидромонитора с ростом высоты уступа из неплот­ ных грунтов (например, супесей, легких суглинков). Это объясняет­ ся тем, что при одном и том же расходе воды на подрезку забоя при большой высоте его обрушается больший объем грунта. Так, при увеличении высоты забоя из суглинистых грунтов с 5 до 16 м производительность гидромонитора по грунту увеличивается на 20%• Однако по правилам безопасного ведения работ высота усту­ па ограничивается 25 м.

228

Напор струи у насадки гидромонитора определяют в зависимо­ сти от вида грунта, высоты забоя, а также условий эффективного размыва данного грунта. Например, при высоте забоя 10—20 м для размыва легких супесей необходим напор 50—75; для легких суг­ линков 70—100, суглинков тяжелых — 90—180; глин песчаных —

90—200 м вод. ст.

§ 78. Разработка грунта

Грунт разрабатывают гидромониторами по двум схемам: встреч­ ным забоем и попутным.

При работе встречным забоем гидромонитор находится на ниж­ ней площадке уступа и его струя направлена перпендикулярно к груди забоя, а сток пульпы направлен обратно к гидромонитору. При работе попутным забоем гидромонитор устанавливают на верх­ ней площадке уступа и направление струи совпадает с направле­ нием потока пульпы.

На практике з основном ведут размыв грунта встречным забоем, так как при этом лучше используется ударная сила струи, выше производительность за счет обрушения больших масс грунта, при­ чем производительность тем выше, чем больше высота забоя. Од­ нако при нарушении технологии ведения размыва не исключена возможность замыва гидромонитора и водоводных труб.

Размыв грунта попутным забоем в основном применяют при вспомогательных работах: при срезке козырьков забоя и обруше­ нии высоких забоев.

При разработке крупных песков с включением гравия применяю г смешанный способ разработки грунта гидромониторами — попутно­ встречный:- При этом используют струю гидромонитора для под­ гонки потока пульпы к зумпфу. Гидромониторщик обязан вести размыв грунта таким образом, чтобы обратный поток воды был максимально загружен грунтом. Это получается после обрушения забоя или при смыве несвязных грунтов. Обрушенный грунт смы­ вают, начиная от пульповодной канавы, постепенно переводя струю по обрушенной породе. Периодически канаву промывают на уча­ стке канавы у забоя забойным гидромонитором, а со стороны зумп­ фа —• зумпфовым гидромонитором.

П л о т н ы е г р у н т ы (супеси, суглинки, глины) разрабатывают гидромониторами с подрезкой забоя, т. е. струю гидромонитора на­ правляют в нижнюю часть забоя и производят вруб высотой не бо­ лее 0,3—0,5 м, глубиной 0,8—1,5 м в зависимости от свойств грун­ та. Подрезку ведут равномерно по всему фронту, без резких пово­ ротов ствола гидромонитора.

Следом за струей, продвигающейся по забою, происходит обру­ шение грунта. Характер обрушения зависит от вида грунтов; лес­ совидные глины и суглинки опрокидываются, поэтому минимальное расстояние гидромонитора от забоя принимается 1,2 высоты забоя.

229

При подрезке забоя производительность гидромонитора по грун­ ту минимальная, поэтому необходимо подрезку забоя вести с повы­ шенным напором воды и с близкого расстояния. Кроме того, струю надо направлять строго перпендикулярно к забою. Для повышения скорости движения воды, как правило, применяют насадку с мень­ шим диаметром или включают в водоводную сеть подрезающего гидромонитора дополнительный последовательно соединенный цент­ робежный насос.

кается обратным потоком воды.

В забое в большинстве случаев устанавливают два гидромони­ тора: рабочий и резервный. По мере разработки грунта грудь забоя удаляется от гидромонитора. Как только это расстояние будет равно длине эффективной струи, гидромонитор передвигают ближе к за­ бою на расстояние, называемое шагом передвижки гидромонитора.

Шаг передвижки равен разности длины компактной струи и ве­ личины допустимого приближения гидромонитора к забою. На­ пример, для забоя из суглинка высотой 20 м шаг передвижки опре­ деляют следующим образом. Необходимый напор перед насадкой гидромонитора для суглинков принимаем ПО м вод. ст., тогда дли­ на компактной струи будет равна 0,3x110 = 33 м. По правилам безопасного ведения работ минимальное расстояние гидромонитора до забоя должно быть равно высоте забоя 1x20 = 20 м, тогда шаг передвижки будет равен 33—20=13 м.

Пульпа, образовавшаяся у груди забоя, по пульповодной ка­ наве поступает в зумпф, откуда забойной землесосной станцией перекачивается по трубам на карты намыва. Если место укладки грунта находится ниже подошвы забоя, пульпу из забоя направ­ ляют по канавам или лоткам непосредственно к месту укладки грунта. Эта схема работы без землесосной установки является про­ стой и более производительной, стоимость работ при этом весьма низкая, а выработка высокая. Однако такие условия в практике встречаются редко.

Наиболее распространены гидромониторно-землесосно-насосные установки (рис. 125). Разрабатываемый гидромонитором 2 грунт в виде пульпы самотеком поступает по подошве забоя в зумпф 3, образуя при этом определенный уклон подошвы забоя.

При движении пульпы от забоя к зумпфу поток стремится рас­ шириться и разделиться на несколько отдельных потоков, при этом происходит выпадение грунта из потока на подошву забоя, т. е. грунт не попадает в зумпф. Чтобы этого не произошло, создают бульдо­ зером или струей гидромонитора пульповодную канаву, в которой сосредоточивается поток пульпы, способный транспортировать грунт в зумпф.

Скорость потока в канаве обеспечивается уклоном ее дна, кото­ рый зависит от характера разрабатываемого грунта, расхода пуль­ пы и высоты уступа. Чем крупнее частицы грунта в пульпе, тем ук­

230

Убирать недомывы струей гидромонитора нерентабельно из-за большого расхода воды на 1 м3 смываемого грунта, поэтому при­ меняют экскаваторы, оборудованные драглайном, или бульдозеры.

Для уменьшения недомыва надо чаще передвигать землесосную станцию вслед за разрабатываемым забоем. Расстояние, на которое передвигают землесосную забойную станцию к груди забоя за один цикл, называется шагом передвижки землесосной станции и опреде­ ляется проектом производства работ; для забоев из крупных песков он не превышает 50, для средних зернистых песков — 75, для суг­ линков и глин— 100—150 м. При назначении шага передвижки учитывают рельеф подошвы разрабатываемой горной массы и при благоприятных условиях — наличие одноименного уклона кровли; передвижку землесосной станции иногда производят один раз в год.

Процесс передвижки землесосных станций весьма трудоемок и занимает много времени. Поэтому в большинстве случаев для гидро­ мониторных работ применяют грунтовые насосы средней производи­ тельности (ЗГМ-1-350; 16Гру-8Л; 12НЗУ), имеющие небольшую массу. Изредка применяют грунтовые насосы 20Р-11. Небольшие за­ бойные землесосные станции передвигают при помощи двух тракто­ ров, а более мощные установки — посредством полиспастов. Пере­ движку землесосных станций совмещают с ремонтом оборудования.

В месте, намеченном для установки передвигаемой забойной землесосной станции, бульдозером снимают весь слой недомыва до проектных отметок (до кровли полезных ископаемых) и готовят горизонтальную площадку. Размер площадки назначают с учетом методов производства монтажных работ, установки подъемных ме­ ханизмов, возможности подвозки узлов землесосной станции, распо­ ложения трубопроводов и гидромониторов. Здесь же у площадки

делают зумпф.

Параллельно с подготовкой новой площадки для установки зем­ лесосной станции наращивают пульпопровод и водовод.

Для сокращения непроизводительных простоев в практике гид­ ромониторных работ применяют резервные землесосные установки.

Впериод передвижки основной установки работают на резервной. На угольных резервах, где для зачистки пласта угля применяют

мощные экскаваторы, умышленно оставляют большие недомывы с целью сокращения числа перестановок забойных землесосных стан­ ций. Благодаря этому увеличивается выработка землесосной стан­ ции ЗГМ-1-350 до 1,3—1,6 млн. м3 грунта в год при 500—600 тыс. м3 по норме.

§ 79. Пуск гидромониторно-землесосных установок

Безаварийная работа оборудования и благоприятные условия эксплуатации обеспечиваются правильной его установкой (рис. 126),. а также правильной раскладкой трубопроводов и арматуры в забое.

Землесосную станцию устанавливают на строго горизонтальной площадке так, чтобы пэн плотно прилегал к грунту по всей его пло­

232