Условия применения плавучих землесосных снарядов

04.01.2017

При выборе типа снаряда для разработки конкретного месторождения помимо производительности необходимо учитывать глубину разработки, дальность и высоту подачи транспортируемого материала, его гранулометрический состав и наличие крупных включений.
Наличие большого количества валунов в разрабатываемом месторождении резко снижает экономическую целесообразность применения плавучих земснарядов. При содержании в исходном материале фракций, по размеру превосходящих проходное сечение рабочего колеса землесоса более чем на 3—5 %, становится экономически нецелесообразным применение земснарядов. Такие грунты следует разрабатывать с помощью черпаковых и дражных машин, на которых смонтировано дробильносортировочное оборудование, плавучие транспортеры и пульпопроводы. При высоком содержании гравия и наличии в залежи большого количества валунов применение подобного агрегата наиболее целесообразно, так как в этом случае рационально используются преимущества механической разработки в комбинации с гидравлическим и конвейерным транспортом.
При работе на рыхлых несвязных грунтах, содержащих до 30 % гравия (без включения валунов, не проходящих через рабочие каналы землесоса), применяются земснаряды, оборудованные фрезерными рыхлителями или свободным всасом. При разработке песчано-гравийных месторождений, содержащих более 30 % гравия (без крупных валунов), применение разрыхлителей на земснарядах является обязательным.
Структура и техническая характеристика известных типов плавучих снарядов, применяемых для различных видов гидромеханизированных работ, приведены в табл. 10.1—10.4.
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Схема выемки породы земснарядом 350-50Л показана на рис. 10.1.
Земснаряды с погружным грунтовым насосом наряду с целым рядом технических достоинств имеют существенный недостаток — ограниченную всасывающую способность основной машины — грунтового насоса, размещаемого в трюме или на палубе земснаряда. Всасывающая способность насоса лимитирует процесс грунтозабора как по консистенции, так и по глубине разработки.
Погружение грунтового насоса под горизонт воды позволяет резко повысить консистенцию и увеличить глубину разработки.
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Обычная глубина разработки земснарядами не превышает 12—15 м. Поэтому одной из основных задач, решение которой позволит значительно расширить область применения эффективного гидромеханизированного способа и уменьшить экологический вред от производства горных работ, является увеличение глубины разработки земснарядами.
Во ВНИПИИстромсырье впервые в стране был разработан погружной моноблочный агрегат для земснаряда. При создании агрегата были использованы узлы и детали землесоса 20Р-11М, осевого насоса ОПВ-18000-15 и электродвигателя AHCK-16-60-12.
На основе опыта эксплуатации моноблочного агрегата МБ-20Р-11M и в соответствии с заданием целевой комплексной научно-технической программы во ВНИПИИстромсырье были разработаны погружные моноблочные агрегаты ПГМ-2500/60 и ПГМ-4000/57 (рис. 10. 2) (табл. 10.5).
На основании выполненных НИР и накопленного опыта эксплуатации земснарядов с погружными моноблочными агрегатами в 1985 г. были испытаны и сданы в эксплуатацию земснаряды 400-100П и 180-60П.
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Эффективность применения земснарядов с погружными грунтовыми насосами подтверждена опытной и промышленной эксплуатацией.
Эффективность достигается прежде всего за счет повышения производительности, а также в результате снижения удельного расхода электроэнергии, уменьшения износа рабочих органов погружного насоса, сокращения ремонтов и увеличения коэффициента использования рабочего времени.
Техническая характеристика модели земснаряда с погружным грунтовым насосом на базе земснаряда 350-50JI с грунтозаборным устройством приведена в табл. 10.6. Трехсекционная рама имеет общую длину 43 м. Секции длиной 13,25 м соединяются между собой болтами. Конструкция грунтозаборного устройства позволяет осуществить три варианта сборки.
При глубине разработки до 15 м используют концевую секцию рамы с установленными на ней грунтовым насосом, электродвигателем и соединительным валом. Для такой глубины разработан вариант с применением роторного рыхлителя конструкции Гидропроекта.
При глубине разработки до 20 м используют головную и концевую секции рамы, а при глубине 30 м применяют все три секции — концевую, головную и вставку. В качестве головного подшипника трансмиссионного вала грунтового насоса используют резинометаллический подшипник.
В зависимости от числа (от одного до трех) последовательно установленных на одном валу главных электродвигателей с равными характеристиками различают три варианта земснаряда типа 350-50Л (см. табл. 10.6).
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 18Э.100Г(42)3 разработан Гидропроектом на основе земснаряда 200-50Р.
Основной особенностью земснаряда, отличающей его от прототипа, является оснащение погружным грунтовым насосом. Привод погружного насоса марки ГрУ2000/63 выполнен в двух вариантах. В первом варианте привод осуществляется от электродвигателя типа АН2-15-69-10 обычного исполнения с передачей вращения посредством двухопорного длинного вала (длина между опорами 7 м). Второй вариант выполнен в виде моноблочного агрегата ПГМ-2500/60 конструкции ВНИПИИ-стромсырье. Техническая характеристика варианта представлена ниже.
Земснаряд С55-0000-СБ разработан проектной конторой треста «Гидромеханизация» Минмонтажспецстроя в 1980 г. для разработки грунтов III—IV групп с глубины до 25 м (рис. 10.3). На раме грунтозаборного устройства установлен грунтовой насос ГрУ2000/63, приводимый от серийного электродвигателя AKH-12-15-69 мощностью 800 кВт с частотой вращения 590 мин-1. При глубине разработки 25 м ось насоса погружается под горизонт воды на 5,15 м, при этом электродвигатель всегда остается в надводном положении.
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Для работы на глубине до 14 м для земснаряда разработан специальный фрезерный рыхлитель с приводом от погружного электродвигателя.
Среди зарубежных земснарядов с такой схемой исполнения погружных грунтовых насосов следует выделить земснаряды «ТРИ» (Франция), «ХАМ» (Нидерланды), «Элликот» (США), «Ол Седик» (изготовитель—концерн «Мицубиси», Япония).
По каталогу Рыбинского ОАО «Завод гидромеханизации» могут быть изготовлены дизельные, электрические и дизель-электрические плавучие землесосные снаряды (различные модификации), необходимость которых показала практика эксплуатации. Наименование и обозначение этих земснарядов составлены на основании ОСТ 34-9-590—83 «Земснаряды несамоходные строительные». Обозначение содержит основные технические характеристики земснарядов.
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Ряд моделей земснарядов ОАО «Завод гидромеханизации»

Земснаряд 12Э.40М.63.5(350-50Л). Является модернизацией известного ранее земснаряда 350-50Л. В процессе модернизации увеличена глубина разработки с 10 до 12 м, усовершенствован привод фрезы, усилены оперативные лебедки, усилен свайный аппарат, введен стреловой заброс папильонажных якорей. Имеет фрезерное грунтозаборное устройство, удельное усилие резания на фрезе 400 Н/см, диаметр всасывающего пульпопровода 630 мм, напор грунтового насоса 60 м (рис. 10.4). Стреловой заброс дает возможность перекладки якорей без участия обслуживающего катера и завозни. Построен на базе грунтового насоса 20Р-11М с производительностью 3800 м3/ч по пульпе и напором 58 м.
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 12Э.125Г.63.3. Выполнен на корпусе 12Э.40М.63.3. Фрезерный рыхлитель заменен на гидравлический, свайный ход — на кормовой папильонаж, учтены конкретные условия эксплуатации на канале, где отсутствует необходимость стрелового заброса (рис. 10.5).
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Эжекторно-землесосный снаряд 25Э.50Г.63.3. Грунтозаборное устройство — эжектор с гидрорыхлением, напор насоса гидрорыхления 50 м, диаметр всасывающего пульпопровода 630 мм, напор грунтового насоса 60 м.
Эжекторно-землесосный снаряд 25Э.50Г.63.3 также предназначен для добычи грунта с больших глубин (рис. 10.6). На нем установлено грунтозаборное устройство с эжектором центрального боя. Дополнительный насос подает воду на эжектор и гидрорыхление грунта. Эжекторное грунтозаборное устройство проще погружного грунтового насоса в обслуживании, но уступает ему в экономичности и производительности.
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 25Э.50Г.(63).5. Является модернизацией земснаряда 12Э.40М.63.3 с целью экономичного достижения больших глубин разработки (рис. 10.7). Оборудован грунтозаборным устройством с погружным грунтовым насосом напором 50 м. Этот насос работает на пониженных оборотах с электродвигателем мощностью 800 кВт (для сравнения: мощность привода грунтового насоса в MO — 1250 кВт). Два последовательно работающих грунтовых насоса позволяют увеличить дальность транспортирования грунта без дополнительной перекачивающей станции. На земснаряде увеличено водоизмещение и усилен корпус, усилена подвеска рыхлителя, свайный ход заменен на кормовой па-пильонаж, установлен дополнительный насос гидрорыхления. Диаметр всасывающего пульпопровода 630 мм. Земснаряд имеет два грунтовых насоса, один из которых погружной; суммарный напор грунтовых насосов 90 м.
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 12Д.30Г.32.1(ЛС-27). Грунтозаборное устройство — с гидравлическим рыхлением грунта, напор насоса гидрорыхления 30 м, диаметр всасывающего пульпопровода 325 мм, напор грунтового насоса 25 м (рис. 10.8).
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 8Э.02В.42.3. Земснаряд с глубиной разработки 8 м, электрический, грунтозаборное устройство оборудовано виброрыхлителем, возмущающая сила вибратора 20 кН, диаметр всасывающего пульпопровода 426 мм, напор грунтового насоса 50 м.
Земснаряды группы 8Э.20М.32.1, 12Э.30Г.32.1, 8Д.20М.32.1 и 12Д.30Г.32.1. Являются модернизацией известных ранее земснарядов ЛC-27 (ЗРС-2) (рис. 10.9—10.12). Имеют разборный корпус, грунтовой насос ГрАУ 1600/25 установлен в MO. Указанные земснаряды разработаны в дизельном и электрическом исполнении с механическим и гидравлическим рыхлением грунта. В процессе модернизации учтены пожелания эксплуатационников:
• введен транспортный разъем боковых секций корпуса (транспортный габарит уменьшился с 18 до 9 м);
• сборка секций корпуса между собой выполнена с помощью поперечных балок по палубе (проще сборка корпуса, обеспечен визуальный контроль крепления);
• быстроходный дизель грунтового насоса 3Д-12А заменен на тихоходный 6ЧНСП-18/22-315 (увеличен моторесурс дизеля до первой переборки с 3000 до 14 000 ч);
• система охлаждения дизеля забортной водой переведена на замкнутый контур (улучшены условия эксплуатации дизеля в водоемах с высокой мутностью воды);
• при переходе от грунтозаборного устройства на корпус во всасывающем пульпопроводе шаровой шарнир заменен на гибкий рукав (повышена надежность, упрощена эксплуатация узла);
• учтены требования Правил постройки и классификации судов внутреннего плавания Российского Речного регистра. Земснаряды комплектуются плавучим пульпопроводом Ду-300.
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 5Д.40М.(22).1 (Проект 8410). Дизельный, с разборным корпусом, гидрофицированный, с погружным грунтовым насосом на базе проточной части грунтового насоса ГрАУ400/20 (рис. 10.13). Рыхление грунта — механическое, фрезой. Приводы погружного грунтового насоса и фрезы — гидравлические, от гидромоторов.
Земснаряд снабжен свайным аппаратом напорного типа и балластной системой для снижения дифферента и увеличения усилия резания на фрезе при разработке тяжелых грунтов. Приводы всех механизмов — гидравлические. Земснаряд имеет закрытую кабину управления и палубное расположение оборудования. Транспортировка возможна автомобильным транспортом. Обозначение на стадии разработки проекта — ПР.8410.
Земснаряд комплектуется плавучим пульпопроводом Ду-200. По усмотрению потребителя гибкое соединение секций пульпопровода может быть выполнено с помощью армированных резинотканевых рукавов или шаровых шарниров.
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 15Э.30Г.(32).1 (ЗЭРП1250/25Г). Обозначение на стадии рабочего проектирования — ЗЭРП1250/25. Разработан на базе погружного грунтового насоса ГрАУП1250/25, установленного на раме грунтозаборного устройства (рис. 10.14). Земснаряд может иметь при малых глубинах разработки (до 8 м) механический фрезерный рыхлитель и свайный ход, а при больших глубинах — гидравлический рыхлитель и кормовой папильонаж. Корпус земснаряда — разборный, катамаранного типа. Земснаряд может эксплуатироваться на объектах с небольшим по длительности сроком выполнения работ, с последующим демонтажем, перевозкой сухопутным транспортом и сборкой (без сварки) на новом месте. Земснаряды с погружным грунтовым насосом могут работать без срыва вакуума на предельно высокой консистенции, благодаря чему обеспечивается их высокая производительность и экономичность. Земснаряды комплектуются плавучим пульпопроводом Ду-300.
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 6Д.20М.22.1 (Проект 400/20/6Д). Дизельный, с разборным корпусом, с полупогружным грунтовым насосом ГрАУ400/20 (рис. 10.15). Привод грунтового насоса — дизель ЯМЗ-236 через карданный вал. Привод фрезы — гидромотор МРФ-1000/25. Рабочее перемещение в забое на пяти гидравлических лебедках. Земснаряд спроектирован для разработки легких грунтов. Машинное отделение — открытого типа, от атмосферных осадков закрывается съемным тентом. Для достижения глубины разработки 6 M1 при малых размерах корпуса, в конструкцию грунтозаборного устройства введены поддерживающие плавучести из плит армированного полистирола. Рама грунтозаборного устройства имеет два шарнира и управление гидроцилиндрами, что позволяет поставить фрезу при добыче грунта в наиболее эффективное положение. Разборность земснаряда обеспечивает его транспортировку любыми видами транспорта и быструю сборку на новом объекте.
Обозначение на стадии разработки проекта — земснаряд 400/20/6Д.
Земснаряд комплектуется плавучим пульпопроводом Ду-200. По усмотрению потребителя гибкое соединение секций пульпопровода может быть выполнено с помощью армированных резинотканевых рукавов или шаровых шарниров.
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Земснаряд 25Э.50Г.(63).2. Аналогичен земснаряду 25Э.50Г.(63).5. Различие заключается в том, что он предназначен для условий эксплуатации, где не требуется большой напор, а поэтому у него отсутствует грунтовой насос в машинном отделении.
Электрические земснаряды 12Э.40М.42.3, 12Э.50Г.42.3, 20Э.50Г.(42).5, 20Э.50Г. (42).2 и эжекторно-землесосный 20Э.50Г.42.3. Земснаряды этой группы аналогичны 12Э.40М.63.3, но за основу принят грунтовой насос ГрАУ2000/63 производительностью 2000 м3/ч по пульпе. Базовый земснаряд этой группы 12Э.40М.42.3 ранее выпускался и известен под маркой земснаряд 200-50. Земснаряды этой группы комплектуются плавучим пульпопроводом Ду-400.
Земснаряды 8Э.40М. (25).2 и 15Э.30Г.(25).2. Земснаряд 8Э.40М.(25).2 — электрический, с разборным корпусом катамаранного типа, с погружным грунтовым насосом ГрАУП700/40. Земснаряд выпускался под обозначением ЗЭК700/40. Имеет фрезерное грунтозаборное устройство с глубиной разработки до 8 м и оснащен свайным ходом прикольного типа.
Земснаряд 15Э.30Г.(25).2 отличается тем, что фрезерное грунтозаборное устройство заменено на гидравлическое и свайный ход — на кормовой папильонаж. Земснаряды комплектуются плавучим пульпопроводом Ду-300.
ОАО «Финансово-промышленная корпорация «Гидромех-строй» совместно с голландской фирмой IHC приступили к реализации широкой программы по выпуску нового типа земснарядов, отвечающих мировым стандартам. Для производства в России земснарядов типа IHC Beaver для нужд России и стран СНГ образован Консорциум с участием фирмы IHC и ФПК «Гидромехстрой». Выпускаемые в России земснаряды типа IHC Beaver будут адаптированы к конкретным местным условиям.
Земснаряд IHC Beaver 400 известен своей прочной, технически проверенной конструкцией, хорошей управляемостью и высокой производительностью (табл. 10.7, рис. 10.16).
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов

Настоящий усовершенствованный диапазон стандартных разборных земснарядов охватывает шесть основных моделей. Земснаряд IHC Beaver 400 является одним из основных примеров этого диапазона. Корпус земснаряда выполнен в виде катамарана из четырех понтонов, обе части катамарана связываются между собой межпонтонным соединением в корме и портальной фермой в носовой части. Рама грунтозаборного устройства закреплена шарнирно на понтонах катамарана в кормовой части. Размеры всех необходимых узлов позволяют без затруднений осуществить их доставку к месту назначения сухопутным, железнодорожным или водным транспортом. Земснаряд оснащен так, что его понтоны могут быть собраны и разобраны за минимальные сроки посредством использования болтовой конструкции на уровне палубы и захватов (зацепов) в нижней части земснаряда.
Конструкция земснаряда включает в себя уникальный компактный погружной грунтовой насос с приводом через понижающую гидравлическую коробку передач и системой водяного охлаждения, фрезу, две папильонажные и рамоподъемную лебедки, управляемые из кабины, дизельный двигатель (или же электрический двигатель) и вспомогательные механизмы, напорный трубопровод. Фреза, рамоподъемная и две папильонажные лебедки приводятся в действие гидравлическими моторами.
Условия применения плавучих землесосных снарядов
Условия применения плавучих землесосных снарядов