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

торов необходимо снять насадки, чтобы не испортить частицами грунта их внутреннюю поверхность.

После промывки водоводов дают команду остановить насосную станцию, затем закрывают все задвижки, в первую очередь задвиж­ ку 9, чтобы из пульповода обратным потоком в водовод не попал грунт. Надевают насадки на гидромониторы и устраняют замечен­ ные течи в стыках.

Пуск в работу землесосной станции — ответственная операция, поэтому его надо выполнять всегда в определенной последователь­ ности во избежание затопления забоя и оборудования.

Перед подачей команды о пуске насосной станции проверяют исправность всех задвижек и гидромониторов. Задвижки должны легко открываться, в стыках не должно быть течи. Гидромонитор должен легко вращаться и не должно быть течи в соединениях, во­ дило гидромонитора должно быть прочным и иметь контргруз.

Затем перекрывают все задвижки, кроме дублирующей задвиж­ ки 18, и дают команду о пуске насосной станции. По получении сигнала о пуске насосной станции плавно открывают задвижку 9.

После того как вода поступит по водоводу к землесосной стан­ ции и промоет водовод, а затем и пульпопровод, приступают к пуску грунтового насоса. Для этого открывают полностью задвижку 13, затем немного задвижку 4 и заполняют зумпф водой. Когда он за­ полнится водой, открывают задвижку 10 и подают воду на эжектор и в сальниковую коробку грунтового насоса. Затем на 5—7 витков

открывают задвижку 5.

После заполнения грунтового насоса водой (из трубы эжектора изливается монолитная струя без воздуха) запускают его двига­ тель и одновременно плавно открывают задвижку 2 или 16. При этом ствол гидромонитора должен быть направлен в подошву забоя и закреплен. Затем закрывают задвижку 9.

После того как грунтовый насос заработал под нагрузкой (начал перекачивать воду), постепенно, наблюдая за горизонтом воды в зумпфе, полностью открывают задвижку 5 и задвижку работающе­ го гидромонитора. В случае резкого снижения горизонта воды в зумпфе задвижку 5 прикрывают до тех пор, пока в зумпфе не уста­ новится постоянный уровень воды. Если же в процессе работы бу­ дет недостача воды в зумпфе, останавливают насосную станцию, закрывают задвижку 13 и заменяют насадку у гидромонитора на насадку с большим диаметром.

Останавливают гидромониторно-землесосную установку в такой последовательности: одновременно открывают задвижку 9 и закры­ вают задвижку 13. После откачки воды из зумпфа останавливают грунтовый насос и закрывают задвижки 5 и 10. Гидромониторщик закрывает задвижку гидромонитора.

После промывки пульпопровода в течение 5—10 мин дают команду на остановку насосной станции и по получении сигнала из насосной станции об остановке перекрывают задвижку 9. Всасы­ вающую трубу землесосной установки поднимают на 0,8—1 м от дна зумпфа.

234

§ 80. Схемы высокопроизводительных приемов разработки грунта

Повышение производительности труда и снижение стоимости гидромеханизированных земляных работ обеспечиваются путем мо­ дернизации оборудования, совершенствования технологии разра­ ботки грунта, автоматизации управления процессами разработки и транспортирования грунта и более полной механизации вспомога­ тельных работ на картах намыва. Ниже рассматривается ряд техно­ логических схем и рациональных решений, давших увеличение про­ изводительности труда.

Разработка грунта с предварительным увлажнением забоя и об­ рушение его методом В. И. Карцева. Грунты при насыщении водой теряют прочность и легче размываются струей гидромонитора. Кро­ ме того, легче размывается водой обрушенный грунт. Поэтому при разработке грунта гидромониторами эффективно предварительно увлажнять грунт и искусственно обрушивать забои.

Увлажняют забой (рис. 127) подводом низконапорной воды в траншеи, которые обычно отрывают в 10—20 м от верхней бровки забоя параллельно ей. Налитая в траншеи вода фильтруется в ни­ жележащие слои грунта, увлажняет его, нарушая его прочность.

235

Воду к траншее подводят от магистрального водовода по трубе диаметром 100—150 мм. Расход воды регулируют задвижкой 4. По­ ка разрабатывают первый увлажненный участок забоя, воду пуска­

поступает в коллектор 5, к которому присоединены шланги 6 с иг­ лами (трубами). Диаметр иглы равен Уз"—3U", а длина равна высо­ те забоя. На конце иглы имеется скос под углом 45—60°. На рас­ стоянии 10—15 м от верхней бровки забоя последовательно погру­ жают иглы в грунт, при этом скос иглы обращают в сторону забоя. Расстояние между иглами равно 3—4 м.

Для обеспечения погружения иглы в грунт открывают вентиль 7, оставляя его открытым и после погружения иглы. Вода поступает по иглам в нижний слой грунта и увлажняет его. После полного увлаж­ нения нижнего слоя, когда на подошве забоя начинается выход во­ ды, подрубают забой гидромонитором. Массив груша обрушается, и грунт легко размывается струей гидромонитора.

При применении этого способа работу целесообразно произво­ дить в двух забоях: пока в одном увлажняют грунт, в другом ведут

этого процесс разработки грунта повторяют. При разработке грунта гидромонитором поток пульпы направляют по пульноводной кана­ ве, не допуская замыва водовода.

После того как гидромонитор переместили в положение //, нара­ щивают водовод. Сальниковый шарнир устанавливают на конце

236

При такой схеме резко возрастает выработка по грунту на одно­ го рабочего, так как число обслуживающего персонала уменьшает­ ся. Небольшая масса землесосной станции с грунтовым насосом средней производительности (ЗГМ-2М, ЗГМ-1-350, 12НЗУ) обеспе­ чивает быструю их передвижку.

Устанавливая резервные землесосные установки, повышают ко­ эффициент использования рабочих установок по времени; на лучших установках он достигает 0,8.

Для подачи воды к гидромониторам нескольких землесосных установок используют насосные станции, на которых установлено либо два насоса (один рабочий, второй резервный) с большой пода­ чей воды, либо несколько насосов (по одному на каждую землесос­ ную установку) с подачей, равной производительности установки. Воду в забой подают по одному водоводу.

§ 81. Комбинированный способ разработки грунта

На разработку 1 м3 плотных грунтов (например, глин, тяжелых суглинков, мела) мощной водяной струей гидромонитора требуется большой расход энергии, поэтому разрабатывать их гидромонитор­ ным способом нецелесообразно, убыточно. В этих случаях эффек­ тивно применять комбинированный способ: разрабатывать грунт экскаваторами или другими сухоройными механизмами, а транспор­ тировать и укладывать —■водой. Этот способ производства земля­ ных работ в зависимости от выбора типа землеройного оборудова­ ния подразделяют на два вида: с применением машин цикличного

ная установка, 9 — пульпопровод, 10 — водовод

238

зумпф, а из него засасывается забойной землесосной установкой и транспортируется по пульпопроводу на карты намыва. Недостатком такой схемы является наличие множества промежуточных звеньев, через которые проходит грунт от забоя до землесосной установки. Неполадки в одном из звеньев вызывают простои всего комплекса оборудования, поэтому эта схема большого распространения не по­ лучила.

Более совершенной является схема работ, при которой роторный экскаватор 1 (рис. 131) разрабатывает забой 2 и по транспортеру подает грунт на промежуточный передвижной самоходный транс­ портер 3, который дает возможность разрабатывать забой без пе­ редвижки землесосной станции.

С транспортера 3 грунт поступает в бункер 4, в который снизу подведена по водоводу 5 вода. В бункере образовывается пульпа. По всасывающему пульпопроводу 6 она поступает в забойную зем­ лесосную станцию 7, которая по пульпопроводу перекачивает пуль­ пу на карту намыва. Внизу бункера на всасывающей линии земле­ сосной станции имеется дробилка для дробления негабаритных кус­

ков породы.

Благодаря непрерывности процесса нарезания грунта роторным

недобора грунта в забое; нет необходимости в увлажнении подошвы забоя, что очень важно при добыче полезных ископаемых; снижение стоимости разработки грунта; удлинение сезона работ за счет воз­ можности работы при небольших отрицательных температурах.

Кроме рассмотренных выше схем имеется множество другие вариантов комбинированного способа разработки грунта. Напри­ мер, на карьерах Курской магнитной аномалии большое распростра­ нение получила схема предварительного разрыхления меловых по­ род взрывами с последующей разработкой гидромониторами с большим расходом воды (3600—-3800 м3/ч) и гидротранспортом зем­ лесосными установками 20Р-11 и 500-60.

Г Л А В А XXI.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ ГРУНТА

§ 82. Общие сведения

Гидравлический транспорт подразделяют на безнапорный (по открытым лоткам, желобам, канавам и трубам, работающим с не­ полным сечением) и напорный (по трубам, полностью заполненным пульпой, которая находится под давлением, созданным грунтовым насосом).

240

Безнапорный гидротранспорт может быть осуществлен только при наличии определенного уклона канаЕы или лотка, т. е. когда уровень подошвы забоя расположен выше места укладки грунта.

Напорный гидротранспорт грунта осуществляется по трубам посредством грунтовых насосов, создающих давление (напор).

Перемещение грунта при безнапорном и напорном гидротранс­ порте возможно только при определенной скорости потока.

При рассмотрении движения любого потока жидкости различают два режима движения: ламинарный и турбулентный. Ламинарный режим может быть осуществлен в очень узких трубках при движе­ нии вязких жидкостей с малыми скоростями; при этом режиме все частицы жидкости движутся в направлении, параллельном оси по­ тока.

При турбулентном движении частицы жидкости совершают сложное движение: перемещаются и вдоль оси лотка (трубы) и вер­ тикально. Так как сечение и скорость потока пульпы в лотках и з трубах имеют большие значения, в практике гидротранспорта грун­ та всегда наблюдается турбулентный режим потока. Частицы грун­ та, находящиеся в потоке пульпы, могут перекатываться или сколь­ зить по дну, совершать скачкообразные движения или находиться во взвешенном состоянии.

Характер движения частиц грунта зависит от скорости потока, размера и плотности частиц грунта, плотности пульпы (консистен­ ции пульпы).

Консистенция пульпы С0 выражается отношением объема грунта в плотном теле, который находится в объеме пульпы, протекающей за единицу времени через поперечное сечение трубопровода, к объ­ ему всей пульпы.

пульпы, м3; рем, рв, рт — плотность соответственно пульпы, воды и грунта, кг/м3.

Консистенцию пульпы можно выражать и отношением объема грунта в естественном сложении (с порами) в объеме пульпы, проте­ кающей за единицу времени через поперечное сечение трубопровода, ко всему объему пульпы

п1 __ <7тп

0 _ 0 п ’

ГДС *?тп расход грунта в естественном сложении (с порами), м3. Зависимость консистенции от плотности пульпы можно опреде­

лить по графику (рис. 132).

На частицы грунта в потоке пульпы воздействуют следующие силы:

собственная масса, которая сообщает частице определенную скорость падения:

взвешивающая сила от вертикальной составляющей скорости движения потока;

Рис. 132. График зависимости кон­ систенции от плотности пульпы

§83. Понятие о критической скорости

иоптимальном диаметре пульпопровода

В результате проведенных исследований напорного гидротранс­ порта грунта установлено следующее:

при движении пульпы часть грунта (наиболее крупные частицы) перемещается по дну трубы, а остальная часть движется во взве­ шенном состоянии;

между расходом и скоростью движения пульпы, ее плотностью, крупностью частиц и диаметром трубопровода существует зависи­ мость. Чем больше плотность пульпы, крупнее частицы грунта, тем больше должна быть скорость потока, и наоборот, чем меньше плот­ ность пульпы и мельче частицы грунта, тем меньше должна быть скорость.

Таким образом, для транспортирования грунта поток должен иметь такую скорость, при которой из него не будут выпадать части­

ния пульпы меньше критической, то трубопровод из-за частичного отложения частиц грунта начнет заиливаться.

Критическая скорость потока составляет при транспортировании песка 2,5—3, песчано-гравийных смесей — 3—4, а грунтовых смесей с наличием крупного гравия — 6—8 м/с.

Скорость потока зависит от объема пульпы, поступающей в пуль­ попровод от грунтового насоса, и диаметра пульпопровода. Диаметр пульпопровода D можно будет определить по формуле

242