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

входящим во всасывающую трубу земснаряда. Устье всасывающей трубы расположено вблизи разрыхляющего устройства.

Полученная таким образом пульпа грунтовым насосом по пла­ вучему и береговому пульпопроводам перекачивается к месту уклад­ ки грунта.

Выбор способа разработки грунта зависит от горнотехнических условий карьера и его гидрогеологических особенностей. Возможны случаи, когда на одном и том же карьере могут быть применены оба способа.

Землесосный способ разработки грунта по сравнению с гидромо­ ниторным характеризуется меньшими энергоемкостью и потреб­ ностью в трубах (не требуется прокладка водовода). Кроме того, при этом способе не требуются насосные станции; меньше обслужи­ вающего персонала участвует в производственном процессе. К недо­ статкам этого способа относятся меньшая консистенция пульпы, чем при разработке гидромониторным способом, и отсутствие зри­ тельного контроля за разработкой забоя.

Гидротранспортирование грунта водой может быть безнапорным (самотечным) или напорным.

Безнапорный способ применяют там, где место укладки грунта значительно ниже забоя и благодаря уклону пульпа движется по уложенным открытым лоткам, желобам или канавам с высокой ско­ ростью.

При отсутствии таких условий применяют напорный способ гид­ ротранспортирования по трубам с помощью грунтовых насосов, соз­ дающих в трубах необходимые скорости потока. При землесосном способе разработки грунта гидротранспорт может быть только на­

порным.

Укладка грунта. Пульпа по трубопроводу (или лоткам, канаве) поступает на карты намыва. Карта намыва — это часть площади намываемого сооружения, огражденная дамбами и имеющая уст­ ройства для отвода осветленной воды.

При поступлении на карту намыва поток пульпы постепенно рас­ ширяется, скорость его движения снижается, в результате грунт вы­ падает из потока и вода осветляется.

Существует несколько способов укладки грунта: эстакадный (рассредоточенный), с низких опор, безэстакадкый. При эстакад­ ном способе выпуск пульпы на карту намыва осуществляется через специальные отверстия в трубе — выпуски. При укладке грунта с низких опор пульпа может выпускаться через отверстия или через торец трубы, при безэстакадном способе — только из торца трубы.

§ 5. Понятия о схемах гидромеханизированных работ

В практике производства земляных работ способом гидромеха­ низации наибольшее применение получили следующие основные технологические схемы:

гидромониторная разработка грунта, безнапорный (самотечный) транспорт и укладка грунта в гидроотвалы и земляные сооружения; гидромониторная разработка грунта и напорный гидротранс­ порт при прямом снабжении водой и возведении тех же сооружений; землесосная разработка грунта с укладкой его в качественные

насыпи и гидроотвалы; работа на водообороте; комбинированная схема.

Гидромониторная разработка грунта и безнапорный (самотеч­ ный) транспорт. На рис. 3 показана схема намыва понура (защитно­ го водонепроницаемого слоя) водохранилища на горной реке ХачинЧай в Азербайджанской ССР.

2

Рис. 3. Схема самотечного гидротранспорта:

На реке установлена насосная станция 6, которая подает по во­ доводу 7 воду к гидромонитору 1. Гидромонитор струей воды раз­ мывает забой 2. Пульпа стекает в зумпф 8, откуда по пульпопрово­ ду 3, уложенному с уклоном в сторону ложа будущего водохрани­ лища, поступает к картам намыва. Ложе водохранилища разделе­ но дамбами обвалования 4 на отдельные карты намыва.

Пульпопровод 3, по которому пульпа транспортируется от карье­ ра до карт намыва, называется магистральным пульпопроводом. К нему подключен плавучий разводящий (рабочий) пульпопровод 5, через торец которого пульпа укладывается на карте намыва. По мере укладки грунта рабочий пульпопровод перемещают (наращи­ вают). Осветленная вода через трубу отводится на соседнюю кар­

ту намыва.

Гидромониторная разработка грунта и напорный гидротранс­ порт при прямом снабжении водой. Эта схема встречается чаще дру­

20

гих. От насосной станции 1 (рис. 4), установленной на реке, по во­ доводу 2 вода поступает к гидромонитору 3. Гидромонитор создает компактную струю, которая с большой скоростью направлена в грудь забоя 4. Грунт под действием струи разрушается, и образо­ вавшаяся пульпа по пульповодной канаве 5 стекает в зумпф 6. Ря­ дом с зумпфом установлена забойная землесосная станция 7, ко­ торая засасывает пульпу из зумпфа и под напором транспортирует ее по магистральному 8 и разводящему пульпопроводам на карту

намыва 9.

Грунт укладывается на карте, а осветленная вода через колодец по водосбросной трубе и водоотводящей канаве отводится в реку.

Рис. 4. Схема гидромониторной разработки грунта:

пульпопровод, 9 — карта намыва

Землесосная разработка грунта. При разработке подводных за­ боев применяют земснаряды. Процесс разработки (рис. 5) заклю­ чается в разрушении грунта дна и берега водоема грунтозаборным устройством 10. Разработанный грунт смешивается с окружающей его водой, образуя пульпу, которая поступает во всасывающую тру­ бу 3 установленного на земснаряде грунтового насоса 5. Грунтовый насос 5, создавая избыточный напор пульпы, подает ее по плаву­ чему 7 и береговому 8 пульпопроводам на карту намыва 9.

Для непрерывной и производительной разработки и транспорти­ рования грунта земснаряд должен перемещаться (плавать) по по­ верхности водоема в пределах рабочей зоны; засасывать пульпу; пе­ рекачивать ее на определенное расстояние или преодолевать соот­ ветствующую геодезическую высоту по отношению к поверхности водоема; разрабатывать как несвязные, так и связные грунты на

21

различных глубинах в пределах установленной ширины прорези (забоя).

Схема работы на водообороте. Выше были рассмотрены схемы работ, при которых обеспечение водой технологического процесса происходило непосредственно из реки или другого большого водое­ ма. При этом использование воды в процессе гидромеханизирован­ ной разработки грунта было разовым.

Рис. 5. Схема разработки и транспортирования грунта плаву­ чим землесосным снарядом:

Для ведения работ по этим схемам требуется забирать из водое­ ма большое количество воды — от 6 до 25 м3 воды на 1 м3 грунта. Далеко не всегда возможно использовать такое количество воды. Тогда применяют оборотное водоснабжение, т. е. гидромониторы или земснаряды работают на оборотной воде. На рис. 6 показана схема гидромониторной разработки грунта на водообороге.

От плавучей насосной станции 4, установленной на карте намы­ ва, по водоводу 5 вода поступает к гидромонитору 9. Образующая­ ся при размыве забоя 10 пульпа стекает в зумпф 8, откуда земле­ сосной станцией 7 по пульпопроводу 6 транспортируется на карту намыва 3. Грунт укладывается в пляжевой зоне карты намыва, а вода поступает в пруд-отстойник, где она отстаивается, а затем вновь забирается плавучей насосной станцией и направляется к гидромонитору.

Но надо учитывать, что при гидромеханизированных работах происходят безвозвратные потери воды (фильтрация в подошве за­ боя, фильтрация на карте намыва, испарение из пруда-отстойника, часть воды остается в порах уложенного грунта), которые в сред­ нем составляют 1—2 м3 на 1 м3 грунта, уложенного в тело соору­ жения или в отвал. Поэтому необходимо иметь какой-то источник дополнительного снабжения водой. На указанной схеме этим допол­ нительным источником являются артезианские скважины 1, вода из которых по водоводу 2 подается в пруд-отстойник карты намыва. Иногда же ее подают сразу в забой. В этом случае насосную стан­

22

цию, установленную в пруду-отстойнике, на некоторое время отклю­ чают и работу производят по схеме прямого водоснабжения.

Источниками подпитки могут быть кроме артезианских скважин небольшие речки, пруды и т. п.

J Ч

Рис. 6. Схема гидромониторной разработки грунта на водообороте:

1 — артезианская скважина, 2 и 5 — водоводы, 3 — карта намыва, 4 — плавучая на­ сосная станция, 6 — пульпопровод, 7 — землесосная станция, 8 — зумпф, 9 — гидро­ монитор, 10 — забой

Комбинированная схема производства земляных работ. Приме­ няют ее при разработке полускальных и плотных грунтов.

Грунт разрабатывают механическим способом (например, экска­ ватором, бульдозером), а транспортируют его и укладывают в со­ оружение — гидравлическим.

/

Р А З Д Е Л В Т О Р О Й

МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗЕМЛЕСОСНЫХ СНАРЯДОВ И ПЕРЕКАЧИВАЮЩИХ СТАНЦИЙ

Г Л А В А III.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ и КОМПОНОВКА ЗЕМЛЕСОСНЫХ СНАРЯДОВ

§ 6. Общие сведения и характеристика землесосных снарядов

Основным механизмом земснаряда, определяющим его произво­ дительность и дальность транспортирования грунта, является грун­ товый насос, который создает разрежение во всасывающей трубе, благодаря чему в нее с большой скоростью поступает поток воды.

отличающихся не только характером разработки, но и объемами, категорией грунтов, а также дальностью гидротранспорта, требует применения земснарядов различных типоразмеров и конструкций. Для кратковременной работы на строительстве наиболее распрост­ ранены полностью разборные земснаряды, узлы которых можно транспортировать по железной дороге и автотранспортом. Для ра­ боты в песчано-гравийных карьерах применяют земснаряды с не­ разборными корпусами, оснащенные утяжеленными грунтозабор­ ными устройствами, грунтовыми насосами и пульпопроводными коммуникациями, что повышает сроки их службы в условиях уси­ ленного износа.

Земснаряды различают по типам грунтового насоса и грунто­ заборного устройства. От типа грунтового насоса зависят разви­

24

ваемый напор и производительность земснаряда по пульпе. Тип грунтозаборного устройства определяется категорией грунта, для разработки которого он предназначен.

В зависимости от применяемого привода земснаряды разделяют на электрические, дизельные и дизель-электрические, первые полу­ чили наибольшее распространение в строительстве, так как устрой­ ство и эксплуатация их значительно проще. За последнее время на стройках Сибири и Дальнего Востока находят применение электри­ ческие земснаряды с питанием от автономных плавучих дизель-элек- трических станций. Дизельные земснаряды малой и средней мощ­ ности широко применяют в гидромелиоративном строительстве.

Основные характеристики земснаряда: производительность, на­ пор грунтового насоса и глубина разработки от поверхности воды

до подошвы забоя.

Различают техническую и эксплуатационную производительно­ сти земснаряда по грунту и производительность по пульпе.

Техническая производительность — производительность земсна­ ряда по грунту данной группы за час чистого времени работы при оптимальных условиях эксплуатации, т. е. при наиболее квалифи­ цированном управлении, наилучшей организации работ, при отрегу­

лированных механизмах.

При определении технической производительности земснаряда количество вынутого грунта определяют путем измерения выемки.

Эксплуатационная производительность — средняя производи­ тельность по грунту за общее время работы, включая перерывы по уходу за механизмами и технологические простои.

Производительность по пульпе — расход пульпы, соответствую­ щий технической производительности земснаряда.

Второй важной характеристикой земснаряда является развивае­ мый грунтовым насосом напор, выраженный в метрах (м), который расходуется на преодоление геодезической высоты подъема пульпы и гидравлических сопротивлений, возникающих при движении пуль­ пы по трубам. Следовательно, чем больший напор развивает грун­ товый насос, тем на большее расстояние он способен транспорти­ ровать пульпу по пульпопроводам.

Часто земснаряды маркируют двумя цифрами, отражающими его условную часовую производительность по грунту (м3/ч) и раз­ виваемый напор (м) при оптимальном режиме. Например, земле­ сосный снаряд 100-35 имеет производительность по пульпе 1000 м3/ч

дах. Напор, расходуемый на гидротранспорт грунта, составит 43—8= 35 м вод. ст., что и соответствует производительности по грунту и развиваемому напору при оптимальном режиме.

Третьей важной характеристикой земснаряда является глубина разработки (т. е. расстояние от поверхности воды до подошвы за­ боя), которая зависит от длины грунтозаборного устройства. Ме-

25