4). Гидромеханические способы разработки грунта: гидромониторный и землесосный. Оборудование для гидромеханизации. Гидротранспорт

Гидромеханическая разработка грунта, его перемещение и укладка осуществляются при помощи воды двумя способами: гидромониторным и землесосным. Преимуществом гидромеханизации являются непрерывность процесса, позволяющая автоматизировать его, невысокая стоимость, простота и высокая производительность оборудования, а также возможность обеспечить качественную укладку грунта в сооружения. В строительном производстве гидромеханическую разработку грунта применяют при намыве плотин и дамб, больших площадок и повышения их уровня, образования выемок.

При гидромониторном способе сухой грунт в забое размывают мощной водяной струей, выбрасываемой из гидромонитора, под воздействием которой образуется гидромасса — пульпа. Для разработки грунтов часто используют гидромониторные установки (гидромонитор, насос и землесос).

Гидромонитор состоит из стального ствола с насадкой, фасонных патрубков (нижнего и верхнего колен) и рукоятки управления. Ствол шарнирно соединен с верхним коленом. Вода под большим давлением, создаваемым специальной нагнетательной насосной станцией, подается по трубопроводу в ствол через нижнее колено, а затем с большой скоростью струи (20—50 м/дек), зависящей от напора и диаметра насадки, выбрасывается в необходимом направлении. Ствол гидромонитора может вращаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Гидромониторами можно размывать грунт снизу с обрушением грунта подрубом или сверху. Первый способ — наиболее эффективный— состоит в том, что гидромонитор устанавливают у подошвы забоя, а струю направляют к подошве . его откоса, в результате чего в вышележащем слое нарушается связь между частицами и грунт обрушивается, превращаясь под воздействием воды в пульпу. Недостаток этого способа заключается в необходимости направлять пульпу в обход гидромонитора.

.

Р ис. Схемы способов гидромеханической разработки грунта

а — гидромониторный; б — землесосный; в — комбинированный;

1 — гид.монитор; 2 —зумпф;3 — грунтовый насос;

4 — пульпопровод; 5 — обвал 6 — напорный водопровод;

7 — фрезернозасасывающая головка; 8 — по 9—поплавки;

10 — экскаватор одноковшовый; 11 — бункер

При гидромониторном способе (рис. 191, а)(есть встречный забой( снизу вверх), есть попутный забой(сверху вниз)), применимом в сухих забоях, грунт размывается струей воды, вбрасываемой под высоким давлением из насадки в бойного снаряда, называемого гидромонитором. Вода-гидромонитору подается по трубопроводу отнасос станции, располагаемой у ближайшего водоема.

Размытый грунт, смешиваясь с водой, образует пульпу, которая отводится самотеком непосредственно к месту укладки по пульпопроводу или стекает в приямок, зумпф, откуда перекачивается специальным грунтов насосом по пульпопроводу к месту укладки.Чтобы предотвратить выпадение грунта из пульпы, потоку должна быть сообщена определенная скорость. На месте укладки пульпы заливается на участок, огражденный земляными валами. При заливке поток теряет скорость, и грунт осаждается на заливаемой поверхности. Обволакивающие вещества делают из фильтрующего грунта, пропускающего воду задерживающего частицы грунта.

Разрыхленный грунт месте с водой засасывается через грунтозаборное устройство грунтовыми насосами, установленными на плавучих земснарядах, и направляется к месту укладки по пульпопроводу, который может быть частично плавучим, а частично пролегать по суше.

Разрыхление грунта при землесосном способе может производиться струей воды или при более твердых грунтах с механическим разрыхлением в виде шаровой фрезы. Разрыхлитель устанавливают вблизи входного отверстия пульпоприемника — всасывающей трубы грунтового насоса — и приводят во вращение от двигателя, установленного на земснаряде.

При комбинированном способе разработки (рис. 191, в) используют два метода: грунт разрабатывают механическим способом, а транспортировку разрыхленного и разжиженного грунта осуществляют земгрунтовым насосом. При этом способе грунт, разработанный одноковшовым экскаватором, грузится в специальный бункер — зумпф, в который подается вода, образующая смесь с грунтом — пульпу. Пульпа засасывается из зумпфа грунтовым насосом и направляется но пульпопроводу к месту укладки.

По принципу действия гидравлический транспорт подразделяется на безнапорный, напорный и комбинированный. При безнапорном гидравлическом транспорте гидросмесь, перемещаясь по наклонным желобам, лоткам (при подземной гидродобыче), траншеям, канавам (в карьерах со средствами гидромеханизации) или не полностью заполненным трубам, имеет свободную поверхность, на которой давление равно атмосферному. При напорном гидравлическом транспорте гидросмесь, заполняя все сечения трубопровода, находится под избыточным давлением, создаваемым главным образом насосами (грунтовыми, шламовыми, углесосами и др.). Системы напорного гидравлического транспорта могут быть одно- и многоступенчатыми, с зумпфами на промежуточных перекачивающих станциях или без них. При работе с зумпфами система менее чувствительна к неравномерной подаче гидросмеси: остановка одного из насосов (в зависимости от вместимости промежуточных зумпфов) не вызывает необходимости немедленной остановки всех последующих насосов; насосы могут иметь разную производительность; уменьшается опасность гидравлических ударов. Однако по сравнению с системой непосредственного соединения трубопроводов не полностью используется напор, развиваемый насосами, возрастают капитальные затраты на сооружение промежуточных зумпфов. При комбинированном гидравлическом транспорте на одной части трассы применяют безнапорный гидравлический транспорт, на другой — напорный.