10.3.2. Конструкция землесосных снарядов

Основными частями земснаряда являются:

- понтон;

- рыхлитель;

- всасывающий трубопровод;

- землесос (грунтовый насос);

- напорный трубопровод;

- механизм перемещения;

- силовое оборудование;

- вспомогательное оборудование (лебедки, насосы, компрессоры);

- механизм управления;

- помещение надстройки.

Плавучий землесосный снаряд (см. схему) представляет со­бой судно с надстройкой. Для удержания земснаряда на рабо­чем месте и осуществления его рабочих движений служат свайный аппарат 11 и лебедка поворота 13, позволяющие про­изводить веерообразные перемещения всасывающего устрой­ства и поступательное движение земснаряда.

Для перемещения земснаряд закрепляется на одной из двух свай свайного аппарата 11. Постепенным разматыванием и сматыванием соответствующих заякоренных канатов 15 зем­снаряд поворачивается вокруг опорной сваи. При этом выемка грунта производится по дуге окружности, очерчиваемой в плане концом всасывающего патрубка (см. следующую схему). После перемеще­ния всасывающего патрубка по всей ширине забоя первая свая поднимается, а на дно водоема опускается вторая свая. В ре­зультате конец всасывающего патрубка может описывать дугу окружности вокруг нового центра, смещенного относительно первого в направлении рабочего перемещения земснаряда. Пе­ремещая таким образом опору с одной сваи на другую, полу­чают необходимые рабочие траектории земснаряда.

Для подъема и опускания свай применяются несколько спо­собов захвата. На небольших земснарядах свая захватывается за верхний конец с помощью клещевого зажима; а на круп­ных применяется фрикционный захват сваи.

Лебедка поворота служит также для поддержания непре­рывного контакта всасывающего устройства с породным мас­сивом и создания необходимого давления для механического разрушения породы рыхлителем.

Грунтонасосы землесосных снарядов имеют ограниченную высоту всасывания. При увеличении глубины разработки часто используют погружные грунтонасосы, располагаемые с электродвигателем в герметичном корпусе. Электродвигатели могут оставаться над поверхностью воды, тогда соединение их с грунтонасосом осуществляется длинными валами с кардан­ными шарнирами.

Во всасывающей трубе часто устанавливаются инжекти­рующие устройства с насосами струйного типа.

Процесс разрушения пород грунтонасосами осуществляется за счет энергии потока воды, засасываемой насосом. Необхо­димая скорость потока для песка составляет 0,35-0,7 м/с, для гравия - более 2,5 м/с. Разработка глинистых пород способом размыва свободным засасыванием затруднена, поэтому для ин­тенсификации процесса около всасывающей трубы 1 устанав­ливают (см. на 3-й схеме - а): сопла 3, через которые подают под дав­лением разрушающую породу воду.

Для разработки более крепких пород с каменистыми вклю­чениями используют фрезерные рыхлители (см. на 3-й – б): раз­рушенная лопастями фрезы порода всасывается через трубу 2; подрезание породы фрезами может осуществляться как снизу вверх, так и сверху вниз. Второй способ менее эффекти­вен.

Кроме фрезерных рыхлителей используют цепные, черпаковые, шнековые и роторные.

Рыхлители предназначены для отделения породы от массива и смешивания ее с водой (образования пульпы);

Рыхлители бывают:

- гидравлические;

- механические;

Гидравлический рыхлитель состоит из нескольких насадок, расположенных около всаса. Вода, выходящая под давлением из насадок, разрушает породу, которая засасывается землесосом.

Давление воды у насадок должно быть на 1,0…1,5 атм выше, чем для тех пород при надводной разработке. Гидравлические рыхлители применяются по породам, содержащим посторонние включения- камни, сваи, пни и т.д. Удельный расход энергии это разрушение породы этими рыхлителями в 5…10 раз больше, чем для механических рыхлителей. Поэтому они имеют сравнительно узкую область применения.

Механические рыхлители могут быть:

• черпаковые;

• шнековые;

• роторные;

• фрезерные;

Черпаковые рыхлители по конструкции аналогичны рабочему органу цепного многоковшового экскаватора. Черпаки захватывают грунт и переносят его в область всаса. Применяются редко (обычно для пород, имеющих включения в виде валунов, камней, и т.д.)

Шнековые рыхлители состоят из двух шнеков с разным направлением спиралей (правой и левой) и направляющего лотка.

Хорошо разрыхляют однорядные породы, но не могут работать при боковой подаче.

Роторные рыхлители по конструкции аналогичны роторам роторных экскаваторов. Всас устанавливается в средней части ротора. Применяется для рыхления плотных пород.

Фрезерные рыхлители нашли наибольшее применение. Фрезерный рыхлитель состоит из криволинейных ножей, сходящихся в центре. Фрезерные рыхлители могут быть:

- открытые;

- закрытые;

Применяются для широкого диапазона пород по физико-механическим свойствам. Обеспечивает возможность перемещения рыхлителя в любом направлении. Открытые фрезерные рыхлители применятся для разработки налипающих пород.

Закрытые фрезерные рыхлители применяются для разработки нелипких пород (песок).

Цепные рыхлители используются при разработке пород, со­держащих валуны, в водоемах глубиной до 15 м.

Черпаковые рыхлители по конструкции аналогичны рабо­чему органу цепного экскаватора. Порода, переносимая чер­паками в область всасывания, засасывается землесосом,, а крупные включения выносятся черпаками в выработанное пространство.

Всасывающий трубопровод состоит из труб, соединенных друг с другом фланцами. Важно тщательно делать уплотнения стыков, чтобы не происходило подсасывание воздуха.

Напорный трубопровод состоит из 3х участков:

- трубопровод, находящийся на земснаряде;

- плавучего пульпопровода;

- сухопутного пульпопровода;

Плавучий пульпопровод состоит из отдельных звеньев. Каждое звено плавучего пульпопровода состоит из:

- понтона;

- трубы;

- шарового соединения;

- ходового трапа;

- кронштейнов для укладки силового кабеля.

Шаровые соединения между трубами (звеньями) нужны для обеспечения подвижности земснаряда.

На землесосном снаряде помимо всасывающего трубопровода имеется и напорный трубопровод. Последний состоит из трех участков: находящегося на земснаряде, плавучего и сухопутного пульпо­проводов. Каждое звено плавучего пульпопровода состоит из понтона, трубы, шарового соединения, ходового трапа и крон­штейнов для укладки силового кабеля.

Понтон земснаряда представляет собой плоскодонное судно сварной конструкции.