Файл: Лобанов, Д. П. Гидромеханизация геологоразведочных и горных работ учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

при помощи троса лебедки, установленной на палубе. В первый момент забуривания снаряда необходимо, чтобы трос был в натяну­ том положении, иначе снаряд может отклониться от вертикали и лечь на дно. Этому же способствует и волновое воздействие на корпус и коммуникации снаряда,- а также частичный дрейф и качка плавучего основания.

При работе снаряда возможен значительный диапазон колеба­ ния концентрации гидросмеси — в пределах Т : Ж от 1 : б до 1 : 30 (по объему). Концентрация материала в гидросмеси в первую оче­ редь зависит от характера и состояния осадков, проходимых снаря­ дом в процессе бурения (песок, галька, плотные илы, глины и т. д.), а также от эффективности действия гидродолота (напорных струй из насадков). Наиболее устойчивый режим бурения эрлифтным

снарядом

получался

при концентрации материала в гидросмеси

Т : Ж =

1 :

10. Этот

режим соответствует наибольшей произво­

дительности

бурения.

 

Для предварительной оценки подводных осадков на стадиях мелкомасштабных геологоразведочных работ целесообразно приме­ нение легких пробоотборников для взятия проб в верхних слоях (скважины глубиной 1,5—4 м). Гидромеханизированный процесс про­ ведения мелкой скважины достигается применением простейшего вакуумно-гидростатического пробоотборника.

Установка состоит из трех узлов: пробоотборника типа ВГП, направляющего устройства и силового агрегата, включающего дви­ гатель Д-300, лебедку, водяной и вакуумный насосы (рис. 57 и 58). Расположение установки в кормовой части судна показано на рис. 57.

Пробоотборник представляет собой колонковую трубу, герме­ тично закрытую сверху и снизу, из которой откачан воздух. Корпу­ сом пробоотборника служит колонковая труба, на нижний конец, которой навинчена обойма. Верхняя часть трубы герметично за­ крыта крышкой, снабженной подпружиненным обратным клапаном и серьгой. Нижняя часть трубы герметично закрыта составным поршнем, фиксируемым внутри.

Поршень предназначен для разгерметизации нижнего торца колонковой трубы во время заполнения ее грунтом. В свою очередьгерметизация достигается с помощью резиновой манжеты, устано­ вленной на поршне. Фиксация поршня производится с помощью трех стопоров, входящих в кольцевую проточку обоймы. Для удер­ жания пробы грунта в трубе служит лепестковый клапан. Внутри трубы с помощью пружинного кольца закреплен полиэтиленовый рукав, который служит упаковкой пробы грунта и значительно-

ускоряет

и облегчает процесс ее выемки. Толщина рукава

200 мк.

опусканием пробоотборника за борт из него откачивается

Перед

воздух. Срабатывание пробоотборника происходит при соприкос­ новении опорной пяты штока с грунтом. При этом пята вместе со штоком перемещается вверх и освобождает стопоры, удерживающие

14&



Ряс. 57. Схема установит с вакуумно-гидро­ статическим пробоотборником ВГП:

1—з — рамы (нижняя, средняя, верхняя); 4 — регу­ лируемая опора; 5 — фальшборт; в — струбцина;

.7 — вращающийся ролик; 8 — рычажный фиксатор; 9 — рукоятка и 10 — неподвижный ролик; J, II и III — положения^пробоотборника

Рис. 58. Схема вакуумно-гидростатического пробоотборника ВГП:

1 — колонковая труба; 2

— крышка; 3 — обратный

клапан; 4 — серьга;

5 — поршень; в — стопор; 7 —

■шток; 8 — опорная пята;

» — лепестковый клапан;

1 0 — полиэтиленовый

рукав; 11 — башмак; 12

 

кольцо

F T

J s \

il: “ ; !ф|

r a t

тг(Ж

поршень в обойме. Освобожденный поршень вместе с породой про­ ходит через лепестковый клапан внутрь трубы. Внедрение пробоот­ борника происходит под действием кинетической энергии, накоплен­ ной им во время свободного падения и гидростатического давления.

Направляющее устройство представляет собой изогнутый в вер­ тикальной плоскости желоб с закрепленными в нем вращающимися роликами, по которым производится спуск и подъем пробоотбор­ ника. Устройство снабжено специальными рычажными приспособле­ ниями для закрепления пробоотборника в удобном для разгрузки положении и зажимами для крепления к фальшборту судна.

Процесс заглубления пробоотборника длится 1—2 сек, подъем занимает несколько секунд (в зависимости от глубины водоема). Таким образом, взятие пробы может происходить без постановки судна на якорь. За время перехода с точки на точку производится промывка узлов пробоотборника струей воды, сборка и подготовка его к следующему спуску.

П р и р а з р а б о т к е п о д в о д н ы х м е с т о р о ж д е ­ н и й в зависимости от горнотехнических условий комплекс техни­ ческих средств гидромеханизации выполняется в обычном (для реч­ ных русел или озер) и морском исполнениях. В последнем случае корпус плавучего основания выполняется более устойчивым в соответ­ ствии с требованиями регистра для морских судов. Кроме того, для более плотных (а часто и более грубых) осадков морского дна тре­ буются грунтозаборные устройства повышенной механической проч­

ности.

Существенное значение

имеет глубина разработки, которая

в современной практике не превосходит 40—60 м.

Для

горно-геологических

условий россыпных месторождений

золота, олова, руд редких и рассеянных элементов применяют в ос­ новном так называемые дражные комплексы оборудования или драги. В этих комплексах, помимо оборудования для подводного (или над­ водного) черпания рыхлых пород и их подъема на борт плавучего основания (или судна), применяют обогатительные устройства, а также устройства для извлечения минералов (металла) и удаления хвостов. Этим драги отличаются от землесосных снарядов.

В технологических схемах рассматриваемых комплексов встре­ чаются два варианта грунтозаборных устройств: 1) черпакового и 2) гидравлического типов. В последнем случае комплекс имеет типичное для землесосных снарядов исполнение данного узла.

Наиболее эффективными являются черпаковые драги, в которых технологический процесс ведется с применением технических средств гидромеханизации. На рис. 59 представлена технологическая схема драги такого типа. В общем случае драги отличаются по типоразмеру, соответствующему определенной емкости черпаков. Крупными дра­ гами являются, например, 750-литровые установки.

В драге по схеме рис. 59 предусматривается при надобности раз­ деление горной массы на три класса: песчаный (или песчано-мелко­ гравийный), гравийный и валунистый. В зависимости от горнотех­ нических условий граничная крупность песчаного класса может

151


изменяться, что связано с содержанием полезного минерала. В каж­ дом конкретном случае извлечение минералов (или металла) выпол­ няется в технологической цепи обогатительных аппаратов (на схеме не показаны). В общем случае промпродукт может направляться на склад или для дальнейшей переработки на суше. Выделенные пес­ чаные или гравийные хвосты могут представлять интерес как сырье для строительной промышленности.

1

Рис. 59. Технологическая схема дражного гпдромеханпзпрованпого комплекса:

1 — цепь черпаковая; з — камиеуловптель; з — приемный лоток; 4 — бочка (наружные отверстия 8 мм); S — бочка (внутренние отверстия 135 мм); S — орошение; 7 — пескосборник; S — зумпф; 9 — грунтовой насос; 10 и Л — трубопровод на драге н плавучий; 13 — гравий­ ная шахта; 13 — конвейер на драге; 14 — плавучий конвейер

При разработке морских россыпей и месторождений строитель­ ных материалов находят применение гидромеханизированные тех­ нологические комплексы, выполненные аналогично схеме рис. 49 на основе земснарядов.

§5. КОМПЛЕКСЫ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ ДЛЯ ЗАКЛАДОЧНЫХ

ИЗАИЛОВОЧНЫХ РАБОТ. ОЧИСТКА ОТСТОЙНИКОВ

При ведении закладочных работ гидромеханизированные комп­ лексы применяют в следующих технологических схемах:

1)при гидравлической добыче и последующем непрерывном гид­ равлическом транспорте закладочных или заиловочных материалов на поверхности и в шахте до выработанного пространства;

2)для гидравлического транспортирования по трубам и укладки

вмассив закладочного материала;

3)при пневматической закладке, когда потоком воды осуще­

ствляется транспортирование материала с поверхности до блока, в пределах которого доставка и укладка закладочного материала производятся пневматическим способом; в последнем случае произ­ водится обезвоживание закладочного материала с помощью простей­ ших устройств (например, водоотделителя со шпальтовым ситом).

В качестве закладочных материалов наиболее широко исполь­ зуются естественные пески, хвосты обогатительных фабрик и реже —

152


дробленые горные породы, что в первую очередь ы обусловливает применение той или иной технологической схемы.

По первой схеме в качестве закладочных материалов исполь­ зуются пески (в т. ч. рудные хвосты). Гидравлическая добыча ве­ дется вблизи расположенного карьера или хвостохранилища. В про­ цессе размыва породы (или на простейших аппаратах) выделяются и сбрасываются шламы, поскольку они затрудняют фильтрацию воды в очистном пространстве (что не относится, конечно, к заиловочиым материалам, представленным в основном глинистыми ча­ стицами в целях достижения профилактической обработки вырабо­ танного пространства от возможного самовозгорания потерянной руды или угля). Как в добыва­

емых песках, так и рудных хвостах

 

количество

шламов

(—0,074

мм)

 

не должно

быть

более

 

20—

 

25%.

 

гидравлической

добыче

 

При

 

закладочных материалов и после­

 

дующем

гидротранспорте

исполь­

 

зуются

описанные выше

(см.

§ 2

 

и 3) комплексы гидромеханизации,

 

связанные в единую технологиче­

 

скую

схему.

 

 

 

хвостов

 

При

использовании

 

вариант

простейшей

технологиче­

Рпс. 60. Схема закладочного ком­

ской

схемы

приобретает

 

вид

 

плекса:

рис.

60.

В

комплексе оборудова­

1 — подводящий хвостопровод; 2 — зумпф;

ния

включается

хвостовод

и за­

3 — песковый насос; 4 — гидроциклон; s

кладочная

установка,

которая'

чан; в — рабочий трубопровод; 7 — сброс

включает сгуститель <— чан

емко­

 

стью 150—300 м3 с импеллером. При загрузке чана производится одновременно сгущение гидросмеси и отделение шламов крупностью менее 0,074 мм (количество их допускается до 25% от всего коли­ чества хвостов).

После наполнения чана (или резервуара) и образования гидро­ смеси определенной концентрации пески подаются в шахту самоте­ ком или с помощью насоса для гидросмеси по трубам диаметром 50—200 мм. В случае подачи гидросмеси самотеком горизонтальный участок трубопровода на поверхности составляет не более 7—10 м, вертикальный по шурфу — 100—300 м, горизонтальный в шахте — до 2000 м.

Отделение шламов из хвостов производится в гидроциклонах. Пески из нижнего слива циклона направляются затем в агитацион­ ный чан, откуда после перемешивания и сгущения гидросмесь с со­ держанием до 70% твердого материала (по весу) поступает в шахту по трубопроводу (в отдельных случаях на глубину до 700 м). В за­ висимости от диаметра труб и плотности гидросмеси поток переме­ щается со скоростью от 1,5 до 4,5 м.

153