Оборудование для гидромеханизации

Тема № 39

Гидромеханизация - способ проведения земляных работ с использованием кинетической энергии потока воды для разработки, транспортировки и укладки грунта. Применение гидромеханизации целесообразно при больших объемах земляных работ и наличии достаточных ресурсов воды и электроэнергии.

Имеются два способа разработки грунтов: гидромониторный, при котором грунт размывается водной струей, и землесосный, когда грунт всасывается из-под воды землесосным снарядом.

Для повышения эффективности гидромеханизации грунт предварительно рыхлят: при гидромониторном способе плотные грунты разрабатывают механическим или взрывным способом. Затем разрыхленный грунт размывают струей гидромонитора для дальнейшего транспортирования и укладки. Плавучий землесосный снаряд (земснаряд) разрабатывает плотные грунты с помощью фрезерного, гидравлического или роторно-ковшового груптозаборного устройства.

Механическую смесь воды с грунтом, получаемую в результате воздействия струи или потока воды па грунт, принято называть пульпой.

Основные преимущества гидромеханизации перед другими способами земляных работ: сравнительно небольшая масса и простота оборудования, высокая производительность, высокое качество укладки грунта. К недостаткам относятся: необходимость значительного количества воды, наличие электроэнергии, сезонность.

По конструкции и принципу работы оборудование для гидромеханизации делят па землесосные снаряды, гидромониторы и гидроэлеваторы.

Землесосные снаряды. Землесосные снаряды (земснаряды) применяют для подводной разработки грунтов: при углублении и очистке каналов, отстойников, рек, для добычи строительных материалов из-под воды (песок, гравий), для намыва плотин, дамб, площадей.

Земснаряд представляет собой плавучую машину непрерывного действия, все агрегаты и механизмы которой смонтированы па корпусе-понтоне. В передней его части шарнирно укреплена рама несущая на конце фрезу и грунтозаборник. Фреза приводится во вращение от электродвигателя системой механических передач. Грунтозаборник соединен со всасывающим пульпопроводом, по которому пульпа подается к землесосу. От землесоса через напорный пульпопровод пульпа попадает в магистральный пульпопровод.

Техническая производительность земснаряда

U=QK, где Q - подача грунтового насоса по объему пульпы, м3/ч;

К - средний коэффициент консистенции грунта в пульпе (К = 0,1...0,25). Нижний предел соответствует разработке гравийно-галечных, а верхний — песчаных грунтов.

Гидромонитор и верхнее подвижное колено соединены плоским фланцевым. Гидромонитором называют механизм, предназначенный для создания компактной напорной струи воды и направления ее в нужную часть забоя для разрушения и смыва грунтов или горных пород. Его применяют для разработки выемок (каналы, котлованы и др.) с транспортированием грунта самотеком или под напором землесосной установки или гидроэлеватором.

Гидромониторы изготавливают стандартного типа (давление 0,5...1,2 МПа) для разработки грунтов средней трудности и специального назначения - разрушения плотных связных грунтов (давление 1,5...2,5 МПа). Гидромониторы бывают дальнего и ближнего боя.

Наибольшее применение получили гидромониторы стандартного типа, которые выпускаются стационарными и передвижными на гусеничном и колесном ходу, па салазках и понтонах. Нижнее неподвижное колено шарниром, который позволяет вращать ствол с насадкой в горизонтальной плоскости на 360°, а ствол и верхнее колено соединены шарниром, допускающим поворот ствола в вертикальной плоскости на 50,..70°.

Гидромонитор имеет несколько сменных насадок для изменения диаметра струи и расхода воды. В зависимости от системы управления поворот ствола гидромонитора может осуществляться вручную либо с помощью электрогидравлического управления.

Гидромонитор устанавливают в забое для разрушения грунта струей воды "снизу вверх" (встречный забой) или "сверху вниз" (попутный забой). Рабочий направляет струю в необходимое место и постепенно вырабатывает забой. Для более эффективной работы вначале забой размывают в нижней части (подрезают), тогда верхняя часть обрушивается и обрушенный и разрыхленный грунт смывается водой.

Наименьшее расстояние установки гидромонитора от стенки забоя (по условиям техники безопасности) определяют по зависимости

l=Kli,

где h - высота забоя, м; К — коэффициент обрушения (1,2 — для лёсса и лёссовидных пород; 0,6...0,8 — для песков; 0,4...0,6 -для суглинков; 1 -для глин).

Гидроэлеватор. Гидроэлеваторы применяют для подъема и горизонтального перемещения пульпы; если противодавление не превышает 10 м, условия работ стесненные, возможно попадание воздуха в трубопровод. Работают гидроэлеваторы по принципу водоструйных насосов (эжекторов).