книги из ГПНТБ / Упоров, Н. Г. Землесосные снаряды и перекачивающие установки учебник

тов с кольцами труб и правильной установкой накладок. Если ручьи хомутов не совпадают с кольцами, такое соединение не обес­ печит прочности; если сбита манжета, не будет достигнуто герме­ тичности соединения; если отсутствуют накладки, манжета быстро

Трубопроводы из труб с толщиной стенки менее 5 мм соединяют на сварке, и помимо основного сварочного шва накладывают ме­

203

таллические пластины — накладки (рис. 114, б), что обеспечивает

прочность соединения.

Для разводящего пульпопровода широко применяют быстро­ разъемное раструбное соединение (рис. 115). К концу трубы 5 при­ варен раструб 6, который имеет внутри чисто обработанную кони­ ческую поверхность, а к торцу трубы 1 приварено кольцо 7 с на­

или, если возможно, подсыпают грунт. На случай выпуска из трубо­ провода воды или пульпы по трассе трубопроводов устраивают водоотврдящие канавы, обычно для этого используют имеющиеся лощины и овраги.

В районе прокладки трубопроводов устраивают временную мон­ тажную площадку для сварки труб в плети длиной 30—50 м, кото­

204

рые затем развозят по трассе трактором. Во избежание забивки труб грунтом при перевозке на их торец надевают заглушки.

Плети укладывают на деревянные подкладки, лежащие плотно на земле через 4—6 м. При соединении между собой трубы и пле­ ти тщательно центрируют, так как несоосное соединение вызывает усиленный износ стыков и преждевременный выход трубопроводов из строя.

Одновременно с укладкой плетей (труб) на прямолинейных уча­ стках трубопроводов через 300—500 м устанавливают сальниковые компенсаторы. В местах установки компенсаторов подкладки укла­ дывают в непосредственной близости от стыков соединения труб с компенсаторами.

В местах поворота трубопровод закрепляют, забивая две — че­ тыре сваи и устанавливая проволочные скрутки, чтобы предупре­ дить разрыв трубопровода под действием гидравлических ударов и смещающих сил потока.

В повышенных местах трубопроводов устанавливают воздухо­ спускные устройства, а в пониженных местах — выпуски для опо­ рожнения трубопровода. Для перекрытия' потока пульпы или воды и для изменения направления потока устанавливают задвижки и переключатели, при этом учитывают удобство подхода к ним и их обслуживания.

Объемы работ по укладке разводящих пульпопроводов зависят от способа укладки грунта: с эстакад и опор или по подошве намы­ того грунта (безэстакадный способ).

Эстакадный способ намыва применяют для рассредоточенной подачи грунта на карту при укладке мелкозернистых песков, супе­ сей, суглинков и глин или при намыве узкопрофильных сооруже­ ний. Пульпу подают на карту намыва из нескольких выпусков, чис­ ло которых определяется проектом. В этом случае на картах намы­ ва устанавливают эстакаду или опоры и по ним с помощью крана прокладывают пульпопроводы. Стыки разводящего пульпопровода при этом осуществляют быстроразъемными соединениями или фланцами.

При монтаже эстакады и опор необходимо обращать внимание на прочность и надежность закрепления стоек, насадок и их соеди­ нения между собой.

Эстакада должна иметь продольные и поперечные диагональные растяжки, а для обслуживания пульпопровода — настил и леерное ограждение. В местах поворота пульпопровода устанавливают от­ тяжки или подпорки. Трубы с выпусками укладывают по эстакаде или опорам таким образом, чтобы пульпа из выпусков направлялась в сторону дамб обвалования под углом 5—8° к вертикали.

При монтаже трубопроводов все работы должны быть механи­ зированы. Ямы для опор делают ямобурами или же опоры забивают с помощью несложного приспособления, устанавливаемого на эк­ скаваторе, оборудованном стрелой драглайна (рис. 116). К подъем­ ному тросу 5 привязывают трубу 3, в верхней части которой между заглушками 4 помещают груз 6. На стойку 1 опоры, удерживаемую

205

растяжками 2, надевают трубу с грузом, которая одновременно служит и направляющей и «бабой».

Трубу экскаватором приподнимают с таким расчетом, чтобы стойка оставалась частично в трубе, и опускают трос: труба падает, ударяет заглушкой по торцу стойки и стойка погружается в грунт.

Эту операцию повторяют до тех пор, пока стойка опоры не будет погружена в грунт на 1—1,2 м. Для укладки груб используют трубоук­ ладчики.

Если на бульдозерах од­ нобарабанную лебедку за­ менить двухбарабанной и установить грузоподъемную стрелу, бульдозер одновре­ менно будет служить гусе­ ничным краном и может быть использован как трубо­ укладчик.

По окончании монтаж­ ных и сварочных работ ма­ гистральные и рабочие трубопроводы испытывают на давление, в

1,3—1,5 раза превышающее рабочее. Для этого на одном конце тру­ бопровода устанавливают заглушку с краном для выпуска воздуха, а с другого конца его заполняют водой. Под этим давлением трубо­ провод выдерживают в течение 10—15 мин. Если за этот период утечки воды не наблюдается, что определяют по показаниям конт­ рольного манометра, то трубопровод считается пригодным к экс­ плуатации. В зимнее время на повышенное давление трубопроводы испытывают воздухом.

Смонтированные и испытанные пульпопроводы и водоводы при­ нимает комиссия: проверяет соответствие выполненной работы про­ екту, знакомится с материалами испытания трубопровода на герме­ тичность, проверяет работу арматуры, после чего составляет акт приемки пульпопровода или водовода в эксплуатацию.

§ 67. Прокладка пульпопроводов через водные пространства

В тех местах, где разрабатываемые карьеры и площадки намы­ ва или склады нерудных материалов разделены рекой, пульпопро­ воды прокладывают через реку.

Когда реки не судоходны, неглубоки и колебания уровня воды в течение сезона работ незначительны, пульпопроводы проклады­ вают по установленным в воде опорам или эстакаде. Если же река судоходная, пульпопроводы укладывают по дну реки, такие пульпо­ проводы называются дюкерами.

206

По эстакадам, установленным в воде, пульпопроводы проклады­ вают так же, как на суше, только число опор и заглубление свай увеличивают. Кроме того, эстакаду закрепляют оттяжками из тро­ сов и защищают от ледохода.

На реках с быстрым течением рекомендуется применять плаву­ чий пульпопровод. Для плавучего пульпопровода в качестве опор применяют прямоугольные понтоны, на которые укладывают не­ сколько трубопроводов. Стыки пульпопроводов, уложенных на эста­ кадах, а также на понтонах, усиливают накладками, которые уве­

личивают их прочность.

Для укладки дюкера разрабатывают специальный проект. Дю­ кер обычно укладывают из двух трубопроводов: рабочего и резерв­ ного. В случае засорения процесс промывки рабочего дюкера тру­ доемок и требует много времени, поэтому на период прочистки включают в работу резервный дюкер.

Наиболее распространены три способа укладки дюкера: с воды, протаскиванием и со льда.

У к л а д к а д ю к е р а с в оды. На одном из берегов собирают трубопровод длиной, несколько большей ширины реки; стыки его усиливают накладками или лепестковыми муфтами. На трубопро­ воде устанавливают люки-ревизии для промывки дюкера.

Встворе укладки дюкера на дне реки с помощью земснаряда делают прорезь, которую должны осмотреть водолазы и, если есть неровности, устранить их.

Вбереговой части прорези грунт вынимают экскаваторами. По­ сле того как готова прорезь и сварен трубопровод, приступают к спуску последнего на воду. Перед спуском трубопровод испыты­ вают на повышенное давление. Спуск на воду осуществляют трак­ торами.

Спомощью катеров-буксиров трубопровод устанавливают над траншеей и начинают заливать воду в него через специальные от­ верстия с помощью насоса — трубопровод постепенно погружается под воду.

После полного погружения дюкера под воду и укладки его в траншею спускаются водолазы, которые проверяют плотность при­ легания трубопровода к грунту, исправность стыков и т. д. Затем

траншею'засыпают песком.

С обеих сторон дюкера На берегах в точках перегиба трубопро­ вода устанавливают воздухоспускные устройства, а иногда, кроме этого, в месте входа трубопровода в воду врезают трубу с задвиж­ кой. Эту задвижку в момент пуска земснаряда открывают, чтобы воздух, находящийся в пульпопроводе до дюкера, не проходил че­ рез дюкер, а выпускался в атмосферу, в противном случае дюкер может всплыть.

На противоположном от земснаряда берегу на пульпопроводе устанавливают обратный клапан, который перекрывает дюкер от остальной части пульпопровода при остановке грунтового насоса земснаряда и таким образом предохраняет дюкер от забивки грун­ том.

207

На реках с глубоким форватером углубления под дюкер обычно не делают, а для лучшего прилегания труб к грунту в местах изме­ нения профиля дна на трубопроводе устанавливают шаровые сое­ динения.

У к л а д к а д ю к е р а п р о т а с к и в а н и е м . Этот способ чаще применяют на реках с быстрым течением. После устройства тран­ шеи под дюкер трубопровод протаскивают по ее дну и одновременно заполняют его водой.

Для протаскивания дюкера к его головной части приваривают предохранительный кожух с крюком для строповки буксирного тро­ са. Отверстие для впуска воды делают на расстоянии 2—3 м от но­ совой части трубопровода.

земснаряда. Затем земснаряд траншейным способом делает выемку для укладки трубопровода. На льду на подкладках собирают тру­ бопровод, с нижней стороны по течению устанавливают направляю­ щие из труб: ог дна траншеи до верхней кромки льда. С помощью лебедок сваренный трубопровод стягивают в полынью и, заливая его водой, погружают на дно.

После погружения трубопровода на дно водолазы проверяют его состояние и положение в траншее. В случае необходимости произ­ водят окончательную посадку трубопровода на дно. Затем выпол­ няют предусмотренную проектом производства работ пригрузку трубопровода от всплытия.

Перед укладкой дюкера проверяют прочность льда, разрабаты­ вают проект производства работ, в котором предусматриваются все меры по обеспечению безопасных условий труда.

Г Л А В А XIX.

РАЗРАБОТКА ГРУНТА ЗЕМЛЕСОСНЫМИ СНАРЯДАМИ

§ 68. Подготовительные работы

В подготовительный период параллельно с монтажом земснаря­ да, очисткой карьера от деревьев, пней, кустарника, монтажом бе­ регового пульпопровода и другими работами участок, подлежащий разработке, оконтуривают знаками на местности, разбивают на захватки, а ось захватки обозначают створами.

В отдельных случаях разработку грунта начинают в пионерном котловане, находящемся на значительном расстоянии от водоема, поэтому одновременно с устройством котлована отрывают водопод­ водящую канаву.

Все подготовительные работы выполняют согласно проекту про­

208

Береговой трубопровод укладывают вдоль предполагаемой вы­ работки с расчетом его наращивания или сокращения по мере раз­ работки грунта. При этом учитывают очередность разработки уча­ стков, чтобы не допускать в дальнейшем устройства плавучих же­ стких пульпопроводов или прокладки пульпопровода на эстакадах по выработанному пространству.

От берегового пульпопровода в сторону выработки проклады­ вают стояки для соединения его с плавучим пульпопроводом. Стоя­ ки монтируют из усиленных труб с фланцевыми соединениями. Ме­ сто подключения стояка к береговому пульпопроводу, а также кон­ цевая труба его должны быть закреплены сваями для восприятия осевых и боковых усилий, возникающих при пуске и остановке зем­ снаряда и при натяжении плавучего трубопровода. Число стояков определяется проектом, но обычно не менее двух. В случае недоста­ точной глубины в месте подсоединения плавучего пульпопровода к береговому стояк выдвигают в водоем на эстакаде, которую хорошо раскрепляют. При монтаже берегового пульпопровода, а также стояков необходимо обеспечивать прочность и герметичность сое­ динений.

Плавучий и береговой пульпопроводы' соединяют резиновыми шлангами или трубами с двумя шаровыми шарнирами, которые обеспечивают подвижность плавучего пульпопровода относительно берегового при изменении уровня воды в водоеме, а также в период работы земснаряда.

Длина соединительной трубы 3—6 м в зависимости от размера колебания уровня воды в водоеме, а также высоты берега. На ней устраивают трап с ограждением и кронштейнами для укладки ка­ беля, питающего земснаряд. Во избежание поломки шаровых и шар­ нирных соединений концевой поплавок плавучего пульпопровода раскрепляют тросовыми растяжками.

Взависимости от контура забоя и его расположения длина пла­ вучего пульпопровода может быть от 40 до 300 м. При устройстве плавучего пульпопровода большей длины часть его собирают без шарниров на прямоугольных поплавках.

Вреках с быстрым течением или в больших открытых аквато­ риях на плавучих пульпопроводах через 10—12 звеньев имеются по­ плавки с установленными на них лебедками с якорями для закреп­ ления.

Встесненных условиях работы земснаряда, например при раз­ работке узких прорезей и наличии надводного забоя, на плавучем пульпопроводе устанавливают вертикальные сальниковые шарниры «зиг-заг», которые позволяют складываться пульпопроводу в верти­ кальной плоскости.

Впериод подготовки земснаряда к работе в новом карьере необ­ ходимо плавучий пульпопровод собирать из максимально возмож­ ного числа поплавков, при этом следует учитывать ограниченную возможность передвижения земснаряда при врезке в забой. Одно­ временно подготавливают оставшиеся от комплекта звенья плаву­ чего пульпопровода к подключению.

На плавучих пульпопроводах с шаровыми соединениями фланцы на трубы и шарниры не устанавливают, а соединяют трубы с по­ мощью сварного стыка.

Сборку (и демонтаж) звеньев плавучего пульпопровода осуще­ ствляют соединением (или разборкой) шарового шарнира по месту его разъема. Этот способ сборки является прогрессивным по срав­ нению с фланцевым соединением труб, так как в несколько раз

Рис. 117. Оборудование звена плавучего пульпопро­ вода при работе на волне:

1 — б р е в н а , 2 — к р о н ш т е й н , 3 — п у л ь п о п р о в о д , 4 — п о п л а в о к

В больших открытых акваториях, где волны могут перевернуть или даже разорвать плавучие пульпопроводы, для увеличения устойчивости к цилиндрическим поплавкам на кронштейнах подве­ шивают плавучие боны — два-три бревна 1 (рис. 117), скрепленные проволокой. Боны подвешивают с таким расчетом, что при наклоне поплавка 4 в одну сторону бревна с противоположной стороны от­ рываются от воды и становятся противовесом, не позволяющим по­ плавку опрокинуться.

После монтажа плавучий трубопровод испытывают давлением, равным 1,3 рабочего давления.

Подключение плавучего пульпопровода к земснаряду должно быть таким же гибким, как подключение его к береговому пульпо­ проводу.

При выборе схемы раскладки папильоиажных тросов руковод­ ствуются системой папильоиажных устройств земснаряда, контуром выработки, геологическими данными, назначением выработки и учитывают следующие правила:

чем дальше от земснаряда заложен якорь (мертвяк), тем реже требуется его перекладка;

в крайнем положении земснаряда (правом или левом) угол между его осью и тросом должен быть не менее 30°.

Для сокращения простоев земснаряда из-за перекладки якорей (мертвяков) в подготовительный период в забое закладывают не­ сколько мертвяков или якорей с прикрепленным буем, что дает воз­ можность в дальнейшем перекладывать трос без остановки земсна­ ряда. Надежность закрепления папильонажиого троса обеспечи­

210

вается правильным выбором якоря по массе и конструкции или пра­ вильным устройством мертвяка.

При устройстве мертвяков (рис. 118) поверхность выходной траншеи для троса с закладными стойками должна составлять угол

не более 90°.

В заключение подготовительного периода в забое выполняют электроналадочные работы и определяют оптимальные режимы ра­ боты земснаряда в данных условиях.

сооружения.

Наряду с вышеуказанными подготовительными работами необ­ ходимо производить вскрышу карьера бульдозерами, скреперами, а в том случае, если вскрыша обводнена, то земснарядами.

При дноуглубительных работах на месте работ устанавливают водомерные рейки. Ноль водомерной рейки принимается равным среднему уровню воды в межень, или на рейке наносят абсолютные отметки.

§ 69. ВыбО|р типа грунтозаборного устройства

Для разработки несвязных (сыпучих) грунтов применяют про­ стейшее грунтозаборное устройство земснаряда — всасывающую трубу. При этом конструкция всасывающего наконечника должна обеспечивать направление основного потока засасываемой воды со стороны откоса забоя. При работе земснаряда, оборудованного вса­ сывающей трубой, большое влияние на производительность оказы­ вает высота забоя; при малой высоте забоя (до 2-f-3 м) эффектив­ нее разрабатывать его роторно-ковшовым грунтозаборным устрой­ ством конструкции В. А. Мороза.

Глубина разработки несвязных грунтов обычно достигает 12—15 м. При большей глубине резко снижается консистенция за­ сасываемой пульпы из-за ограничения всасывающей способности грунтовых насосов. Для увеличения глубины разработки на всасы­ вающей трубе устанавливают дополнительные устройства — эжек­ торы, создающие дополнительное разрежение во всасывающем на­ конечнике и дополнительный напор во всасывающей трубе. Наи­ большее распространение получило эжектирующее устройство си­

I

стемы ВНИИНЕРУД (Всесоюзного научно-исследовательского ин­ ститута нерудной промышленности).

Увеличение глубины разработки можно обеспечить размещением грунтового насоса ниже горизонта воды на раме грунтозаборного устройства. При этом грунтовый насос выбирают с небольшим на­ пором и большой производительности. На палубе земснаряда уста­ навливают второй грунтовый насос с увеличенным напором.

Разработку грунта земснарядом, оборудованным всасывающей трубой, ведут на всю высоту забоя траншейным или веерным спо­ собом.

При производстве дноуглубительных работ, строительстве кана­ лов, добыче песка и гравия встречается неоднородное геологическое строение забоя: в песчаной толще забоя проходит слой суглинка или песок связан разложившимися органическими веществами. В этих случаях разработка грунта свободным всасом неэффективна, поэтому применяют гидравлические или механические рыхлительные устройства.

Гидравлический рыхлитель ударом струи производит подбой за­ боя, в результате чего верхний слой грунта сползает и разрушается. Обрушенный грунт легко разрабатывать. В этом случае забой раз­ рабатывают на полную высоту. Для укладки в насыпь качественно­ го грунта забои, имеющие верхние слои из суглинка, разрабаты­ вают воронками, т. е. при обрушении верхнего слоя грунтозаборное устройство приподнимают и перемещают на 2—3 м в сторону по за­ бою. Затем заглубляют всас, разрабатывая песчаный грунт до ново­ го обвала, после чего цикл повторяют. На подошве забоя образу­ ются воронки, покрытые слоем суглинка или глины.

Несмотря на простоту конструкции и несложность в эксплуата­ ции, гидрорыхлители широкого применения не получили: эффектив­ ность их работы находится в жесткой зависимости от условий зале­ гания грунта. Незначительное изменение условий работы вызывает резкое снижение производительности земснаряда.

В основном земснаряды, применяемые в строительстве, оборудо­ ваны механическими фрезерными рыхлителями различной конст­ рукции. Процесс рыхления грунта фрезой заключается в отделении от массива частиц грунта режущими кромками ножей при враще­ нии фрезы. Толщина срезаемого слоя грунта зависит от скорости перемещения фрезы по забою и числа ее оборотов. Конструкция ножа фрезы обеспечивает также подачу грунта к всасывающему наконечнику.

Несвязные грунты разрабатывают земснарядами с фрезерными рыхлителями подбойным способом, т. е. разрабатывают нижний слой, а верхняя часть забоя обрушивается. Подача земснаряда впе­ ред (на забой) не должна превышать 0,7 длины фрезы, иначе оста­ нутся пропуски грунта и при папильонировании рама рыхлителя будет перемещаться по грунту. В результате возможны выдергива­ ние якоря (мертвяка), обрыв папильонажного троса или поломка узлов крепления рамы рыхлителя. Несвязные грунты разрабаты­ вают закрытыми митрообразными фрезами.

212