Тема: Оборудование гидромеханизации

Цель: Изучение конструкций выемочных машин гидромеханизации.

Объект изучения: Передвижные землесосные установки

 

Основными частями земснаряда являются всасывающее устройство с трубопроводом 2 (рис. а), землесос 1 с приводом 12, плавучий понтон с надстройками 4, механизмы перемещении и управления, силовое и вспомогательное оборудование (лебедки, насосы, компрессоры).

Разрушение горных пород при работе земснаряда производится всасыванием их после предварительного рыхления. Разработка может вестись на глубине до 15 м.

Землесос устанавливается на понтоне 4 и соединяется с всасывающим трубопроводом 2, на конце которого смонтирован механический рыхлитель 3. Во всасывающий трубопровод поступает поток воды вместе с породой (пульпа). Из землесоса пульпа подается в напорный трубопровод 5 и транспортируется по плавучему пульпопроводу 6, уложенному на поплавках 7, и береговому пульпопроводу на участок укладки породы.

 

6 7	Рис. Землесосные снаряды

 

Разработка плавучим земснарядом может начинаться непосредственно в контуре карьера или с предварительным проведением опережающих выработок, необходимых для перемещения земснаряда в забой. Земснаряд маневрирует в забое на сваях 8 так же, как драга. В некоторых случаях применяется маневрирование только на канатах: двух носовых, двух кормовых и одном строповом, подающем земснаряд на забой.

Механический рыхлитель и всасывающий трубопровод монтируются на стреле (раме) 9, которая шарнирно крепится в передней части понтона и может подниматься и опускаться с помощью подъемного оборудования и подвесов 10. Управление земснарядом производится с мостика 11 механизмами управления.

По производительности земснаряды подразделяют на мощные (более 500 м³/ч по породе), средней (100—500 м³/ч) и малой (менее 100 м³/ч) мощности, по силовому оборудованию — на электрические и дизельные, по способу перемещения — с тросовым и свайным перемещением.

Рабочим оборудованием земснаряда являются рыхлитель и всасывающий механизм с всасывающей трубой, нижний конец которой заканчивается всасывающим наконечником. Различают механические и гидравлические рыхлители.

Гидравлический рыхлитель состоит из нескольких небольших насадок 1 (рис. б), расположенных около всасывающего наконечника 2. Вода, поступающая к насадке под давлением на 1—1,5 кгс/см² большим, чем для тех же пород при открытой разработке, выходит из насадки и разрушает породу 3, а образовавшаяся пульпа всасывается во всасывающий трубопровод через наконечник 2. Удельный расход энергии у гидравлических рыхлителей в 5—10 раз больше, чем у механических, поэтому их применяют в основном для пород, содержащих посторонние включения, где механические рыхлители часто выходят из строя.

Механические рыхлители могут быть цепными, черпаковыми, шнековыми, роторными и фрезерными. Цепные и черпаковые рыхлители обычно применяют при разработке пород, содержащих валуны и засоренные породы.

По конструкции и принципу работы рабочее оборудование с черпаковыми рыхлителями аналогично ценным черпаковым экскаваторам, а роторные рыхлители работают подобно шаровому ротору роторного экскаватора. При этом в первом случае горная масса подается вместе с водой на понтон (к землесосу) в черпаках, а во втором — в середину шарового ротора входит всасывающая труба с наконечником.

Фрезерные рыхлители получили наибольшее распространение и могут быть открытыми или закрытыми. Фрезерный рыхлитель закрытого типа оборудуется ножами 1 (рис. в), сходящимися в центре фрезы, а у рыхлителей открытого типа ножи не доходят до центра. Вращение рыхлителей осуществляется с помощью вала 2, передающего крутящий момент от привода (с двигателем и редуктором, установленными на надводной части), укрепленного на подшипниках рамы 3. Всасывающий наконечник устанавливается возможно ближе к ножам рыхлителя и засасывает пульпу с разрыхленной породой. Рыхлители открытого и закрытого типов обычно применяют соответственно для налипающих и неналипающих пластичных пород.

Для водной разработки грунтов описанное выше оборудование монтируют на специальных плавучих средствах, называемых снарядами. На мелиоративных и дноуглубительных работах применяют земснаряды производительностью до 100 м³/ч, оборудованные собственной силовой дизельной или дизель-электрической установкой приспособленные для работы при сильном течении воды и больших волнах. Намыв плотин и дамб, подводную добычу песка и гравия осуществляют земснарядами с электрическим приводом с питанием от внешних источников энергии производительностью 100...1000 м³/ч.

 

Рис. Принципиальная схема земснаряда (а) и схема папильонажа (б)

 

Корпус земснаряда представляет собой разделенный на отсеки понтон 6 (рис. а). В его передней части шарнирно укреплена рама 2, несущая на конце фрезу 1 (на некоторых земснарядах, кроме того, гидромонитор) и грунтозаборник. Фрезу приводят во вращение через систему карданных валов и механических передач от электродвигателя 8, установленного на понтоне. Грунтозаборник сообщается с всасывающим трубопроводом 5, которым пульпа подается к землесосу 7 и далее в пульповод 10, проложенный по водоему на поплавках и по суше на инвентарных опорах. В зависимости от глубины разработки раму 2 опускают и поднимают лебедкой 4 посредством полиспаста, верхние блоки которого закреплены на стойке 3. Для работы на водоеме земснаряд устанавливают на одну из двух расположенных в его кормовой части свай 9. Канаты 12 лебедок 11 (рис. б) бокового (папильонажного) перемещения оттягивают в стороны от земснаряда и заякоривают на дне водоема, а если позволяет длина канатов, огибаемые ими блоки 13 укрепляют на береговых якорях. Грунт разрабатывают вращающейся фрезой, отсасывая пульпу землесосом, при непрерывном вращательном в плане движении (папильонировании) корпуса земснаряда относительно опущенной сваи. Это движение обеспечивается одной из папильонажных лебедок при сматывании каната с другой лебедки. При разработке грунта на дне водоема, по достижении головой рамы 2 границы полосы разработки опускают на дно вторую сваю, а прежнюю поднимают в нерабочее положение. Включением второй лебедки (со стороны опушенной сваи) и реверсированием первой достигают возвратного папильонажного движения и т.д. Схема положений А и Б, соответствующих последовательным траекториям движения головы стрелы, показана па рис. б.

При разработке береговых урезов, которую начинают обычно с наиболее высокого уступа, после граничного папильонажного перемещения земснаряда в одну сторону раму опускают на нижележащий уступ и разрабатывают его возвратным папильонированием. Так, с одной свайной стоянки разрабатывают все уступы до дна водоема, после, чего переставляют сваи (зашагивают). В некоторых случаях при разработке слабых грунтов в береговых урезах, особенно при узких полосах папильонирования, земснаряд устанавливают в новое положение после нескольких последовательных шагов. По мере продвижения земснаряда по водоему требуется периодически перекладывать якоря, используя для этого моторную лодку или катер.

Для разработки траншей на дне водоемов глубиной до 25 м при строительстве подводных переходов магистральных трубопроводов применяют бессвайные земснаряды производительностью до 200 м³/ч, оборудованные четырьмя папильонажными и двумя становыми лебедками. Одну становую лебедку располагают в носовой части понтона, а вторую — на корме. Этими лебедками земснаряд перемещают вдоль отрываемой траншей.

 

 

Северо-Кавказский горно-металлургический институт

(государственный технологический университет)

 

Факультет: Горно-геологический

Кафедра: Технологии разработки месторождений и горных машин