Песок - очень важный элемент, использующийся в строительстве любых конструкций. Как строительный материал песок образуется в естественных условиях и из-за воздействия многих природных факторов. От того, в каких условиях образуются залежи песка, напрямую зависят способы его добычи.
Песок представляет собой мельчайшие частицы горной породы. Он может находиться как на дне водоемов, так и на суше, что составляет немалую часть поверхности. И для его добычи используют совершенно различные методы.
Что необходимо для осуществления добычи
Но для того чтобы добыть песок из недр земли, необходимы не только грузовые машины, самосвалы, специальный земснаряд для добычи песка, но и лицензия на такую деятельность в определенном месте, так как без нее это является незаконным. Лицензия нужна всем добытчикам, кроме землевладельцев садовых и приусадебных участков, а также предприятиям, развернувшим добычу в местах на границе отвода горных и геологических земель.
Способы добычи песка
Для каждого способа добычи песка используется специализированная техника и методы.
Первый метод - сухая добыча. При данном подходе песок добывается из карьера. Здесь используются характерные методы и техника для открытой добычи любых полезных ископаемых. Для начала делают бурение скважин, затем рыхление с помощью взрывчатки, а уже потом погрузка на грузовые машины и вывоз на комбинаты, предприятия.
Второй способ предполагает добычу песка со дна водоема (озера, реки, мелководных морей). В данном случае используется специальная конструкция - земснаряд для добычи песка. Также, как вариант, можно применять длиннострелочные экскаваторы, экскаваторы с выкидывающимся ковшом. Однако такое оборудование является дорогостоящим, что сказывается на итоговой цене материала.
Также добыча может происходить в мокрых условиях при использовании намыва с помощью гидравлики. Такой метод не требует взрывных и буровых работ. Он имеет преимущество перед конкурентными способами - добытый песок является очищенным от примесей.
Добыча песка на мелководье
Как было отмечено выше, на реках, озерах и мелководных морях используется земснаряд для добычи песка. Принцип работы заключается в следующем: устройство с насосным оборудованием засасывает песок, который находится на дне водоема. Далее он загружается в трюм судна или на баржу. Наиболее удобными для такого способа добычи являются пересохшие водоемы.
Земснаряд для добычи песка имеет сложную конструкцию, которая зависит от условий использования. В частности, земснаряд черпакового вида используется, если грунт на площадке более твердый. Добытый песок погружается и перевозится в место, где он проходит финальную очистку от примесей.
Конструкция земснаряда
Земснаряд для добычи песка содержит обязательный перечень элементов конструкции:
- Корпус - это необходимая часть для крепления всех необходимых механизмов, также оснащается понтонами.
- Свайный аппарат - важная составляющая, обеспечивающая передвижение земснаряда при добыче песка и грунта.
- Палубная надстройка - располагается в центральном понтоне, имеет в себе рубку с необходимым оборудованием.
- Рыхлительное устройство - главная часть грунторазрабатывающего комплекса.
- Установка для транспортировки грунта. Состоит из нескольких элементов, размещается, как правило, в трюме. Основные части: грунтовый насос, всасывающий провод, привод, в качестве силовой установки и напорный провод. В качестве привода обычно применяются дизельный, электрический или дизельно-электрический привод.
- Стрела. Она помогает механику управлять глубиной разработки, а также перемещать рыхлительное устройство. Благодаря лебедке, входящей в ее основу, осуществляется подъем-опускание стрелы.
- Водоснабдительное оборудование. Имеет вспомогательную роль при охлаждении, промывке и уплотнении насосных деталей.
Как видно из описания, земснаряд для добычи песка, фото которого наглядно подтверждают сложную конструкцию механизма, - это целый комплекс взаимосвязанных систем, взаимодействие которых значительно облегчает труд человека и упрощает получение материала.
Характеристики земснарядов
Земснаряды при эксплуатации должны обладать некоторыми характеристиками, которые позволяют выполнять работу максимально эффективно. Например, монтаж и демонтаж земснаряда должен быть недолгим и простым. Для быстрого перемещения машина должна обладать плавучей основой, которая быстро снимается при необходимости.
При выборе оборудования необходимо обращать внимание на коэффициент просора земснаряда при добыче песка, тип грунта, способ добычи и возможности механизма. Главной характеристикой земснаряда является его производительность. Это устройство, в котором объединены множество различных функций. При слаженной работе функций будет получена максимальная производительность.
Классификация земснарядов
Эти механизмы подразделяют по способу погрузки и транспортировки на:
- Землесосный снаряд - погрузка и перемещение производится за счет пульпы.
- Скалодробильные - применяются для разрыхления скаловидных грунтов разнообразной прочности.
- Черпаковые - это разновидность экскаваторных машин, перемещают и погружают грунт за счет черпака.
По способу транспортировки подразделяются на:
- Рефулерный. Коэффициент просора рефулерного земснаряда при добыче песка - важная характеристика, влияющая на производительность земснаряда. Транспортировка идет при помощи пульпровода на плаву.
- Шаландовый. Транспортировка с помощью шаланд - специализированных судов, которые загружаю грунт в трюм и отвозят его в порт.
- Лонгукулуарные. Используется для перемещения грунта длинный лоток, который отправляет его на берег или на грузовое судно.
- Самоотвозный. Исходя из названия, земснаряд загружает грунт в свой трюм и отвозит его.
- С выбросом пульпы гидромониторным эффектом. Применяется, если работы проводятся на устьях рек, а также на морских водах при гидронамыве.
По способу рабочего передвижения:
- Якорные - передвигаются за счет встроенных якорей.
- Самоходные - передвижение за счет встроенного двигателя.
- Свайные - перемещение происходит на сваях.
- Свайно-якорные - в них используются как якоря, так и сваи.
По методу работы подразделяются:
- Траншейные - земснаряд при добыче песка образует траншеи, двигаясь вдоль участка.
- Папильонажные - земснаряд при разработке участка движется поперек него.
1.1. Земснаряд
(Землесосный снаряд; Землесос; Рефулерный снаряд; Землесосно-рефулерный снаряд)
Плавучая машина для выемки грунта со дна водоемов, действующая по принципу всасывания и оборудованная средствами рабочих перемещений, необходимых для разработки грунта.
1.2. Гидротранспортирование
Транспортирование пульпы по трубам или искусственным руслам. Примечание. Пульпа - смесь воды и грунта или горной породы, получаемая при земляных и горных работах гидравлическим способом.
1.3. Папильонирование
Перемещение земснаряда поперек разрабатываемой выемки при разработке грунта или движение в этом же направлении одного грунтозаборного устройства.
1.4. Тросовое папильонирование
Папильонирование при помощи тросов и якорей.
1.5. Свайно-тросовое папильонирование
Папильонирование с помощью тросов и свай поворотами корпуса земснаряда относительно сваи.
1.6. Папильонажный ход
Перемещение земснаряда из одного крайнего положения в другое поперек выемки.
2. Типы земснарядов
2.1. Мелиоративный земснаряд
Земснаряд для очистки мелиоративных каналов и водоемов, возведения мелиоративных земляных сооружений.
2.2. Строительный земснаряд
Земснаряд для гидротехнических, вскрышных и добычных работ.
2.3. Автономный земснаряд
Земснаряд, оборудованный самостоятельной энергетической установкой.
2.4. Дизельный земснаряд
Автономный земснаряд, грунтовой насос которого приводится в действие непосредственно дизельным двигателем.
2.5. Дизель-электрический земснаряд
Автономный земснаряд, грунтовой насос которого приводится в действие электродвигателем с питанием от дизель-генератора
2.6. Электрический земснаряд
(Электроземлесосный снаряд)
Земснаряд, все рабочие механизмы которого приводятся в действие электродвигателями, получающими питание от береговой или плавучей электростанции.
2.7. Черпаково-землесосный снаряд
Земснаряд, извлекающий грунт из-под воды черпаковым рабочим органом и транспортирующий пульпу грунтовым насосом
2.8. Мини земснаряд
(Малогабаритный земснаряд)
Земснаряд, который может транспортироваться без разборки по железной дороге или автотранспортом.
2.9. Разборный земснаряд
Земснаряд, состоящий из транспортабельных сборных секций.
2.10. Самоходный земснаряд
Земснаряд, имеющий движитель для самостоятельных переходов между удаленными объектами работ.
3. Основные сборочные единицы земснаряда
3.1. Грунтонасосная установка
Установка, состоящая из грунтового насоса, всасывающего и напорного корпусного пульпопроводов и двигателя грунтонасоса с приводом.
3.2. Пульпопровод
(Пульповод; Грунтопровод)
Трубопровод или лоток для транспортирования пульпы.
3.3. Всасывающий пульпопровод
Пульпопровод, по которому пульпа поступает в грунтовой насос.
3.4. Всасывающая труба
(Сосун)
Часть всасывающего пульпопровода, подвижная относительно корпуса земснаряда.
3.5. Наконечник всасывающего пульпопровода
(Наконечник; Наконечник сосуна)
Патрубок специальной формы на нижнем конце всасывающей трубы, способствующий интенсификации грунтозабора.
3.6. Приемное отверстие наконечника
(Зев сосуна)
Отверстие, через которое пульпа поступает в наконечник всасывающей трубы.
3.7. Напорный пульпопровод
Пульпопровод, по которому транспортируется пульпа за счет напора, создаваемого грунтовым насосом.
3.8. Корпусный напорный пульпопровод
(корпусной напорный пульпопровод, корпусной напорный грунтопровод)
Часть напорного пульпопровода, расположенная на корпусе земснаряда.
3.9. Плавучий пульпопровод
Часть напорного пульпопровода, оснащенного поплавками. Ранее использовались металлические пульпопроводы с понтонами, в последнее время редко используются, ввиду их экономической не рентабельности.
3.10. Береговой пульпопровод
Часть напорного пульпопровода, расположенная на суше.
3.11. Звено плавучего пульпопровода
(Звено пульпопровода)
В современных земснарядах уместнее термин: секция пульпопровода. Часть плавучего пульпопровода между смежными шарнирами или рукавами. В последнее время это понятие сходит на нет, т.к. все большую популярность, как в России, так и за рубежом получают гибкие резинотканевые трубопроводы. В настоящее время уместнее говорить о секциях пульпопровода, которые крепятся между собой с помощью фланцевых, либо быстроразъемных соединений.
3.12. Концевой понтон плавучего пульпопровода
(Концевой понтон)
Последнее звено плавучего пульпопровода, соединяющееся с береговым пульпопроводом. Так же не применяется в современной гидромеханизации, т.к. при использовании гибких резинотканевых пульпопроводов в нем нет необходимости.
3.13. Шаровое соединение пульпопровода
Не применяется на современных земснарядах. Шарнирное соединение труб пульпопровода не применяется в настоящее время, т.к. в нем нет необходимости при использовании гибких резинотканевых пульпопроводов.
3.14. Рукав пульпопровода
Гибкое соединение труб пульпопровода, чаще всего выполняемое из РТИ.
3.15. Шарнир всасывающего пульпопровода
Поворотное шарнирное соединение всасывающей трубы с неподвижной частью всасывающего пульпопровода. Не применяется при использовании всасывающих резинотканевых пульпопроводах.
3.16. Кормовой шарнир пульпопровода
(Кормовой шарнир)
Шарнир, соединяющий корпусной пульпопровод с плавучим пульпопроводом.
3.17. Вертикальный шарнир пульпопровода
(Вертикальный шарнир; Гусь)
Может не применяться на современных земснарядах. Шарнир плавучего пульпопровода, имеющий вертикальную ось вращения. В нем нет необходимости при использовании резинотканевых плавучих пульпопроводов.
3.18. Пульпометный насадок
Выходная суженная часть напорного пульпопровода, формирующая струю пульпы
3.19. Грунтозаборное устройство земснаряда.
(Грунтозаборное устройство)
Рабочие органы земснаряда для рыхления и подачи грунта во всасывающую трубу.
3.20. Рыхлитель земснаряда
(Рыхлитель; Разрыхлитель)
Устройство, отделяющее грунт от массива под водой и разрыхляющее его.
3.21. Механический рыхлитель земснаряда
(Механический рыхлитель)
3.22. Фрезерный рыхлитель земснаряда
(Фрезерный рыхлитель)
Механический рыхлитель, рабочим органом которого является фреза.
3.23. Роторный рыхлитель земснаряда
(Роторный рыхлитель)
Механический рыхлитель, состоящий из одного или нескольких роторов с укрепленными на них режущими элементами.
3.24. Роторно-ковшовый рыхлитель земснаряда
(Роторно-ковшовый рыхлитель)
Роторный механический рыхлитель, режущими элементами которого являются кромки ковшей, подающих грунт во всасывающий пульпопровод.
3.25. Цепной рыхлитель земснаряда
(Цепной рыхлитель)
Механический рыхлитель в виде бесконечной цепи с установленными на ее звеньях рыхлителями грунта без ковшей.
3.26. Гидравлический рыхлитель земснаряда
(Гидрорыхлитель)
Рыхлитель, разрушающий грунт напорными или вихревыми струями воды.
3.27. Фрезерно-гидравлический рыхлитель земснаряда
(Фрезерно-гидравлический рыхлитель)
Фрезерный рыхлитель, разрыхляющий грунт с дополнительным гидроразмывом.
3.28. Вибрационный рыхлитель земснаряда
(Вибрационный рыхлитель)
Рыхлитель, разрабатывающий грунт вибрирующим рабочим органом.
3.29. Нож рыхлителя земснаряда
(Нож рыхлителя)
Режущий элемент механического рыхлителя.
3.30. Зуб рыхлителя земснаряда
(Зуб рыхлителя)
Режущий элемент механического рыхлителя для разработки тяжелых грунтов.
3.31. Насадок гидрорыхлителя земснаряда
(Насадок гидрорыхлителя; Сопло гидрорыхлителя)
Выходная суженная часть водовода гидравлического рыхлителя земснаряда, формирующая его струю. Примечание. Под водоводом подразумевается трубопровод для подачи воды от насоса к насадку гидрорыхлителя.
3.32. Механизм свайного хода
Механизм для перемещения корпуса земснаряда относительно сваи.
3.33. Рабочая свая
Свая земснаряда, относительно которой осуществляются его рабочие перемещения - папильонирование и подача.
3.34. Прикольная свая
Свая, фиксирующая земснаряд в выемке при перезаколке рабочей сваи.
3.35. Сваеподъемная лебедка
3.36. Рамоподъемная лебедка земснаряда
(Рамоподъемная лебедка)
Лебедка для подъема и опускания рамы всасывающей трубы пульпопровода.
3.37. Папильонажная лебедка
Лебедка, предназначенная для выбирания или стравливания тросов при папильонировании.
3.38. Становая лебедка земснаряда
(Становая лебедка)
Лебедка, предназначенная для перемещения земснаряда вдоль выемки и его закрепления.
3.39. Рубка управления земснаряда
(Рубка управления; Багермейстерская)
Помещение, в котором расположено рабочее место багермейстера (машинист земснаряда, оператор земснаряда).
3.40. Расходомер пульпы
3.41. Консистометр
(Консистенцемер; Консистомер; Плотномер)
Прибор для измерения консистенции пульпы (степень насыщения пульпы грунтом или горной породой).
4.Основные характеристики работы земснаряда
4.1. Подача земснаряда
Величина перемещения земснаряда вдоль выемки между папильонажными ходами.
4.2. Техническая производительность земснаряда
qтех
Производительность по грунту установленной группы за один час чистого времени работы при оптимальных условиях эксплуатации, т. е. при наиболее квалифицированном управлении, наилучшей организации работ, при отрегулированных механизмах Примечание. При определении технической производительности земснаряда количество вынутого грунта определяется путем измерения выемки.
4.3. Эксплуатационная производительность земснаряда
qЭ
Средняя производительность по грунту за общее время работы, включая перерывы по уходу за механизмами и технологические простои.
4.4. Производительность по пульпе
Qп
Расход пульпы, соответствующий технической производительности земснаряда.
4.5. Наибольшая глубина разработки
h max
Максимальная глубина от уровня воды, с которой земснаряд может извлекать грунт.
4.6. Диаметр пульпопровода
Dвп
Внутренний диаметр пульпопровода.
4.7. Наименьшая ширина разрабатываемой выемки
bmin
Ширина условного канала с вертикальными стенками, в котором земснаряд может разрабатывать грунт по всей ширине дна.
4.8. Установленная мощность земснаряда
(Установленная мощность)
Суммарная мощность всех двигателей, установленных на земснаряде, при питании их от береговой или плавучей электростанции или мощность энергетической установки автономного земснаряда.
4.9. Масса земснаряда
G
Масса земснаряда с основным грунтозаборным устройством, но без плавучего и берегового пульпопроводов и топлива.
Сегодня весьма востребованы такие работы, посредством которых осуществляется извлечение земли или же грунта из водохранилищ, а также водоемов. Такие мероприятия необходимы, когда производится их углубление. В данном случае выполнение работ невозможно без использования специальной техники. Речь идет о таких машинах, как земснаряды.
Машина, посредством которой осуществляются подобные работы, имеет полное название - землечерпательный снаряд. Такой агрегат, находясь на воде, осуществляет забор грунта непосредственно со дна водоема. основаны на оснащении агрегата следующими основными узлами:
Корпус-катамаран;
- грунтозаборная рама;
- система технического водоснабжения;
- пульпопровод;
- устройство рамоподъемное;
- всасывающий трубопровод;
- лебедки папильонажные;
Напорный трубопровод;
- рубка багермейстера;
- комплект энергетического оборудования;
- дизель-генераторная установка под надстройкой.
Устройство и принцип работы земснаряда
в некотором роде схожи с устройством и принципом работы экскаватора, оснащенного приводом гидравлического типа. 
Обратим внимание на то, как работает земснаряд.
Специальный ковш насосного типа осуществляет забор грунта со дна водоема или водохранилища. Все время, которое грунт находится непосредственно в емкости ковша, проходит процесс тщательного его измельчения. Данный процесс производится посредством специальных измельчительных ножей, которые размещены непосредственно у входа в насос. Благодаря такому измельчению становится возможным предотвратить засор насоса, что в свою очередь увеличивает срок эксплуатации агрегата. Также в конструкции земснаряда присутствуют специальные грабли, посредством которых осуществляется отделение всей приставшей к грунту растительности. Такое мероприятие позволяет предупредить попадание ненужных частиц (мусора) в жерло насоса.
Устройство и принцип работы земснаряда практически одинаковы для всех модификаций данной техники. Стоит отметить и то, что сегодня достаточно часто встречаются такие модели земснарядов, которые выполнены особым образом. Именно за счет своеобразности таких агрегатов становится возможным осуществить не только забор грунта со дна водоема или водохранилища, но и практически сразу же вывезти весь выкачанный мусор, а также отходы в те места, где будет осуществляться их утилизация. Такой подход к работе весьма положительно сказывается на окружающей среде.
Основным грунтом, который подвергается обработке земснарядом, является гравий и песок. Такие виды грунта – сыпучие, имеют такую структуру, в которой практически не попадаются крупные фракции.
Что касается исполнения земснаряда, то оно может быть представлено двумя модификациями. Первая представлена машинами, работающими на электричестве. Вторая – агрегатами, работающими от дизельно-электрического привода. В паре с насосом работает шланг (пульпопровод). Он может быть выполнен из стального материала, а также быть резиново-матерчатым. Для повышения удобства использования сегодня такие шланги в процессе производства снабжают несколькими секциями.
Дноуглубительные снаряды, независимо от типа и назначения, имеют следующие основные части:
1) корпус, в котором размещается все рабочее, силовое и вспомогательное оборудование снаряда;
2) дноуглубительное устройство (рабочий орган);
3) главную энергетическую установку, приводящую в действие дноуглубительное устройство;
4) палубные механизмы для оперативных перемещений корпуса во время грунтозабора;
5) средства управления работой земснаряда.
7.4.1. Землесосы
На землесосах, как уже отмечалось, используется гидравлический способ отделения грунта от дна и его отвода по трубопроводам к месту отвала. Схема устройства речного землесоса приведена на рис. 7.10, 7.11.
Корпус речного землесоса – простых грубых обводов, имеет вырез (прорезь) для размещения в нем всасывающей трубы с охватывающей ее рамой. Главным рабочим органом землесоса является грунтовый насос центробежного типа, обеспечивающий всасывание водогрунтовой смеси и ее перемещение по грунтопроводам. Насос приводится в действие главным двигателем землесоса. При остановке главного двигателя землесос обеспечивается энергией от вспомогательного дизель-генератора.
В
Рис.
7.10. Схема землесоса: 1
– всасывающий грунтоприемник; 2 –
всасывающая труба; 3 – гибкое соединение;
4 – корпусная часть всасывающего
грунтопровода; 5 – грунтовый насос; 6 –
главный двигатель; 7 – корпусная часть
напорного грунтопровода;
8 – плавучая
часть напорного грунтопровода (рефулер);
9 – гибкое соединение звеньев рефулера;
10 – понтон; 11 – рамоподъемное устройство;
12 – рамоподъемная лебедка; 13 – передняя
становая лебедка; 14 – передняя
боковая
лебедка; 15 – промерный мостик;
16 – кран-балка для монтажных работ
Рис. 7.11. Общий вид землесоса (а) и плавучего грунтопровода (б)
Напорный грунтопровод состоит из корпусной и плавучей части. К насосу присоединяется вертикально расположенный патрубок, за которым находится имеющее большой радиус кривизны колено, направляющее водогрунтовую смесь (гидросмесь) в горизонтально расположенный участок корпусного грунтопровода. Этот участок размещается на крыше верхней надстройки землесоса. В кормовой части снаряда гидросмесь через два колена и наклонно расположенный грунтопровод, спускается вниз, к месту присоединения плавучего грунтопровода. С напорным корпусным грунтопроводом плавучий трубопровод соединен при помощи двух шаровых соединений. Такое соединение обеспечивает необходимую степень подвижности, как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной, когда землесос по мере расходования топлива начинает “всплывать” по отношению к плавучей части напорного грунтопровода.Плавучий грунтопровод (рефулер) расположен на понтонах и его отдельные звенья (трубы) соединяются между собой при помощи гибких соединений. Понтон представляет собой два жестко соединенных вместе поплавка. Последний понтон рефулера, называемый концевым, оборудован двумя якорями, тросами и лебедками. Якоря и тросы служат для удержания понтона на месте отвала грунта, для спуска понтона по течению, а также для перемещения понтона в стороны от оси отвала.
Принцип работы землесоса по извлечению и отводу грунта состоит в следующем. Грунтовый насос заливается водой и приводится в действие главным двигателем. С помощью рамоподъемного устройства всасывающая труба заглубляется в грунт. При работе заполненного водой насоса во всасывающей трубе создается вакуум (давление ниже атмосферного). Над грунтоприемником действует атмосферное давление и давление столба воды, соответствующее глубине опускания грунтоприемника. Под действием разницы давлений вода, находящаяся перед грунтоприемником, начинает входить в него с определенной скоростью. Подтекающая к приемнику вода захватывает и увлекает за собой частицы грунта. Пространство вокруг зева (отверстия) грунтоприемника, в пределах которого вода размывает и увлекает грунт, называют сферой всасывания. Смесь частиц грунта с водой (гидросмесь) перемещается по всасывающему грунтопроводу к насосу. В насосе гидросмесь попадает на вращающиеся лопасти рабочего колеса и отбрасывается в начало корпусной части напорного грунтопровода, где создается повышенное (выше атмосферного) давление. Около выходного отверстия плавучего рефулера давление равно атмосферному. Под действием разницы давлений гидросмесь движется по напорному грунтопроводу к месту отвала грунта.
Производительность землесоса по грунту, м 3 /ч, определяется по выражению
где: Q см – расход гидросмеси (производительность землесоса по смеси), м 3 /ч;
Р – консистенция пористого грунта (содержание грунта в гидросмеси), %;
V см – скорость движения гидросмеси в напорном грунтопроводе, м/с;
Д н – диаметр напорного грунтопровода, м.
Содержание грунта в гидросмеси принято характеризовать консистенцией (насыщением). При дноуглублении под консистенцией Р понимают отношение объема грунта вместе с порами (с пористостью, свойственной грунту на дне до его разработки) к объему гидросмеси. Насыщение 15–18% считается удовлетворительным при разработке легких грунтов и 12% – при разработке тяжелых грунтов.
Производительность по грунту у речных землесосов, эксплуатируемых на внутренних водных путях, составляет от 200 до 2500 м 3 /ч.
Землесосы обычно используются при разработке несвязных, главным образом, песчаных и песчано-гравелистых грунтов. Для работы на связных (глинистых) грунтах землесосы оборудуются механическими разрыхлителями, при помощи которых грунт срезается и подводится к всасывающему отверстию грунтоприемника.
В настоящее время на внутренних водных путях при производстве дноуглубительных работ за пределами судового хода все большее применение получают рефулерные фрезерные землесосы (рис. 7.12, 7.13). Для углубления эксплуатируемых транзитных судовых ходов их не применяют из-за необходимости пропуска судов.
О
Рис.
7.12.Схема фрезерного рефулерного
землесоса: 1 – вспомогательная
свая; 2 – гидроцилиндры; 3 – лебедка
поворота стрелы; 4 – привод фрезы; 5 –
лебедка подъема якоря; 6 – грузовая
стрела; 7 – канат подъема якоря;
8 –
фреза; 9 – папильонажный канат; 10 –
погружной грунтовый насос; 11 – двигатель
насоса; 12 – рабочая свая; 13 – корпусная
часть напорного грунтопровода; 14 –
плавучий
напорный грунтопровод
Рис.
7.13. Общий
вид фрезерного землесоса
Отличительной особенностью грунтозаборного устройства свайно-якорного землесоса является наличие прочной металлической рамы, на верхнем поясе которой установлен валопровод механического разрыхлителя.
Нижний конец валопровода несет на своей консольной части механический разрыхлитель. Верхний конец валопровода соединяется через редуктор с двигателем разрыхлителя. Наклонная всасывающая труба размещается внутри рамы. Всасывание гидросмеси осуществляется грунтоприемником, зев которого расположен внутри фрезы разрыхлителя.
Для повышения эффективности грунтозабора и увеличения глубины всасывания на некоторых землесосах применяют погружной насос, установленный на раме. Погружные насосы обычно применяются в комбинации с одним или двумя грунтовыми насосами, расположенными в корпусе снаряда.
Для подъема и опускания грунтозаборного устройства на необходимую глубину нижняя часть рамы через рамоподъемный полиспаст подвешивается к порталу.
Для выполнения рабочих перемещений у фрезерных землесосов используются лишь два носовых боковых якоря и свайное устройство, которое установлено в кормовой оконечности корпуса снаряда (см. рис. 7.12). Свайное устройство той или иной конструкции с помощью погруженной в дно рабочей сваи фиксирует на месте соответствующую точку корпуса. Наматыванием и сматыванием канатов, закрепленных за якоря, достигается поворот земснаряда вокруг зафиксированной точки, вследствие которого грунтозаборное устройство перемещается по дуге окружности.
На современных свайно-якорных землесосах перекладку боковых якорей производят с помощью специальных грузовых стрел, установленных по бортам у носовой оконечности корпуса. Оперативные папильонажные канаты выведены через блоки, укрепленные на раме грунтозаборного устройства.
Для периодической перекладки каждого якоря к его головной части постоянно прикреплен подъемный канат, выведенный через стрелу от отдельной подъемной лебедки.
Технологические особенности разработки грунтов с применением механических разрыхлителей заключается в том, что первичное их отделение от дна осуществляется механическим разрыхлителем, а всасывание образовавшейся гидросмеси – всасывающим наконечником, совмещенным с рыхлителем в одном грунтозаборном узле.
Грунтозаборный узел с механическим разрыхлителем современного земснаряда состоит из режущего органа (фрезы) с приводом, всасывающего грунтоприемника и концевого участка рамы рыхлителя.
В настоящее время наибольшее применение получили фрезерные рыхлители. Это объясняется их простотой в конструктивном и эксплуатационном отношении и высокой эффективностью при разработке грунтов различных типов. В практике дноуглубления наиболее широко применяются нереверсивные фрезерные рыхлители. Они отличаются наличием ножей с односторонней режущей кромкой и поэтому они могут срезать грунт только при одном направлении вращения. Нереверсивные фрезы подразделяются на открытые, закрытые и отвальные (рис. 7.14).
Открытые фрезы отличаются наличием полностью или частично открытой лобовой части фрезы и состоят из ступицы, ножей, спиц, соединяющих ножи со ступицей, и опорного кольца, обеспечивающего пространственную жесткость. Закрытые фрезы отличаются наличием режущих элементов на всей поверхности их контакта с грунтом (в том числе и в лобовой части) и состоят из ступицы, криволинейных ножей и опорного кольца. Закрытые фрезы имеют переднее смыкание ножей на ступице. Отвальные фрезы отличаются от других фрезерных разрыхлителей наличием отвально-направляющих поверхностей, обеспечивающих принудительное перемещение грунта из области резания в область активного всасывания. Конструктивно они состоят из ступицы, отвалов и опорного кольца. В отвальных фрезах отсутствует переднее смыкание ножей (как в закрытых фрезах) и нет спиц (как в открытых), а отвально-направляющие поверхности сопрягаются непосредственно со ступицей.
Рис. 7.14. Примеры конструкций фрез:
а – фреза закрытого типа; б – фреза открытого типа;
в – отвальная фреза с зубьями
Если вы хотите узнать как происходит углубление рек или формирование пляжей, то рекомендуем данную статью к прочтению. В ней вы узнаете, что такое земснаряд и принцип его работы.
Землесосный снаряд - это землеройный транспортирующий агрегат с непрерывным действием работы. Предназначены данные устройства для добычи песка, доставки пульпы к месту сброса, подводной разработки пород и расчистки дна рек.
Наиболее распространенными считаются следующие модели землесосов: 300-40, 350-50Л 500-60, 1000-80 и 1500-100. Подробнее рассмотрим основные узлы агрегата на примере землесосного снаряда 1000-80 . Данная установка характеризуется высокой производительностью и мощностью. Главной частью землесоса является приводная система, которая состоит из мотор редуктора 3МП-125 . Благодаря этим механизмам скорость вращения варьируется от 12 до 18 об/мин.
Корпус снаряда имеет прямоугольную форму и поделен перегородками на 10 отделений. Часть отсеков используется как бытовое помещение. Спереди в корпусе сделан вырез шириной 4,5 и длиной 12,0 м, который предназначен для подвеса рамы грунтозаборного устройства. Посредине корпуса расположено машинное отделение. Там находится насос водоснабжения и система запуска. Землесос 1000-80 не является самоходным. Чтобы легче было осуществлять буксировку, дно корпуса поднято до ватерлинии. Надстройка состоит из металлического каркаса, который обшитый деревянными щитами. Над отделением управления предусмотрен люк. Через него можно при помощи крана поднять тяжелое оборудование. Также на землесосе предусмотрен реостат для регулирования работы электродвигателя на 240, 260, 280 и 297 об/мин. Таким образом, облегчается запуск грунтового насоса. Для дополнительной подачи воды можно установить еще два насоса.
Агрегат для забора грунта расположен на сварной раме. Лебедка для подъема рамы располагается в носовой секции рамы. Труба для всасывания подвешивается поперечным диафрагмам рамы. Верхняя часть трубки соединяется при помощи сальникового компенсатора и гибкого резинового шланга. Для разрыхления грунта служит фреза, которая состоит из шести винтообразных ножей.
В машинном отделении предусмотрен ручной мостовой кран, рассчитанный на подъем 10 т. Также для подъема деталей к А-образной стреле крепится два монорельса с катучими кошками весом по 5 тонн каждая. Чтобы поднимать груз на борт, были предусмотрены два крана-укосины с ручными талями.
Процесс извлечения грунта происходит следующим образом: в грунтовой насос заливается вода и производится запуск главного двигателя вместе с редуктором. При помощи рамоподъемного механизма труба для всасывания заглубляется в землю. Далее, когда все основные агрегаты приведены в действие, во всасывающей трубе создается вакуум. Потом, подтекающая к грунтоприемнику вода, захватывает за собой частицы земляной породы. Таким образом, гидросмесь перемещается по грунтопроводу к насосу. Далее смесь попадает на лопасти рабочего колеса и выбрасывается к корпусной секции грунтопровода напора.
