Назначение и устройство рабочего колеса земснаряда. Земснаряд для добычи песка: принцип работы и виды

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 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 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.

Земснаряд – машина, применяемая для строительства гаваней и каналов, намыва земли, в горно-рудных проектах, а также в транспортном строительстве (в т.ч. строительстве автодорог).

В зависимости от назначения различные модели земснарядов могут некоторым образом отличаться друг от друга, но в целом можно выделить следующий перечень узлов и агрегатов, характерный для этого типа машин:

Корпус.

Выполняется в виде понтонов. Служит основанием для размещения всех необходимых рабочих механизмов.

Папильонажные сваи и свайный аппарат.

Размещены в задней части корпуса. Обеспечивают передвижение земснаряда в ходе разработки грунта.

Палубная надстройка.

Находится на центральном понтоне. Включает в себя рубку управления со всем необходимым набором контрольно-измерительной аппаратуры.

Гидротранспортирующая установка.

Размещается в трюме машины. Состоит из таких элементов:

грунтовой насос;
силовая установка (привод);
всасывающий пульпопровод;
напорный пульпопровод.

В качестве силовой установки может применяться:

электродвигатель;
дизель-электрическая установка;
дизельный двигатель.

Всасывающий пульпопровод – это труба, соединяющая грунтовой насос и грунтозаборное устройство.

Откачиваемый насосом грунт подается в напорный пульпопровод, по которому он транспортируется в плавающий пульпопровод, а затем в береговой.

Рыхлитель.

Рабочий орган земснаряда, с помощью которого ведется разработка грунта.

Стрела.

С помощью стрелы оператор регулирует глубину разработки, а также перемещает рыхлитель. Подъем и опускание стрелы осуществляется при помощи лебедки, для чего на ее оголовке закреплен стальной трос.

Оборудование для водоснабжения.

Выполняет вспомогательную функцию по промывке, охлаждения и уплотнения деталей грунтового насоса.

Перед тем, как начать оформлять заказ на земснаряд, не лишним будет узнать, какова нынче , из чего она складывается и так далее, читайте об этом в нашей статье.

В том случае, если покупка земснаряда обойдется слишком дорого, неплохой вариант — взять его в аренду. Как это делается и что для этого нужно — читайте , самая свежая и актуальная информация.

Производство земснарядов ^

Производство земснаряда представляет собой комплекс работ, в котором непосредственное изготовление машины является только заключительным этапом.

Прежде всего, заказчик заполняет опросный лист и составляет техническое задание, в котором как можно подробнее описывает требования, касающиеся будущей машины, а также все особенности планируемых дноуглубительных или намывных работ.

Проектный отдел предприятия-изготовителя изучает техническое задание и опросный лист, а также анализирует информацию о типе разрабатываемого грунта, течении и волнении в зоне эксплуатации проектируемого земснаряда, климатических условиях, судоходности, расстоянии до выгрузки грунта.

Кроме того, учитываются возможности транспортной доставки модулей земснаряда к месту проведения работ.

Полученная информация служит основанием для разработки проекта земснаряда, в котором, прежде всего, определяется и обосновывается тип будущей машины. В зависимости от задачи и условий работы это может быть:

земснаряд с роторным рыхлителем : обеспечивает качественное рыхление грунта, но не может эксплуатироваться на твердых породах.
земснаряд с фрезерным рыхлителем : способен работать практически с любым типом грунта. Обеспечивает достаточно ровный профиль дна. Недостаток : может создавать помехи судоходству.
земснаряд со свободным всасыванием : вместо разрыхлителя используется гидроразмыв грунта, который затем всасывается грунтовым насосом в пульпопровод. Наилучший вариант для разработки рыхлых грунтов.
земснаряд на гусеничном ходу : применим для любых типов грунта, кроме твердых пород или грунтов с содержанием больших камней. Если волны и течение ниже понтонов, они практически не влияют на работу этой машины. Обладает чрезвычайно высокой мобильностью и устойчивостью.
многочерпаковый земснаряд: применение этого типа земснарядов обусловлено необходимостью сохранить извлекаемую породу относительно сухой. Требует наличия баржи или плавучего ленточного конвейера для отгрузки грунта. В наше время чаще всего применяется для добычи полезных ископаемых: золота, алмазов, олова и пр.
грейферный или мультигрейферный земснаряд: производительность этих земснарядов зависит от времени цикла и объема ковша. Преимущества : позволяет вести разработку на больших глубинах и извлекать крупные камни, прост в управлении, имеет сравнительно низкую стоимость.
штанговый земснаряд с обратной лопатой: отлично подходит для разработки твердых грунтов. При этом позволяет довольно точно планировать профиль дна.

При разработке проекта инженеры определяют необходимые размеры рабочих органов и прочих узлов земснаряда, подбирают тип и мощность привода, рассчитывают необходимую грузоподъемность лебедки и т.д.

На месте производства земснаряда происходит только частичная сборка отдельных составляющих машины таким образом, чтобы она была транспортабельна.

Этот момент является очень важным, поскольку все большее количество проектов выполняется в отдаленных местностях с неразвитым судоходством. Доставить земснаряд в такие регионы можно только автомобилем или железной дорогой. Вот почему так важно на этапе проектирования машины предусмотреть возможность доставки ее этими видами транспорта.

Примером такой мобильности могут служить земснаряды BEAVER от компании IHC, отдельные блоки которых адаптированы к международным стандартам контейнеров.

Окончательная сборка земснаряда и спуск на воду осуществляются на месте работ.

Как определить качество земснаряда ^

Перед подписанием договора о поставке земснаряда специалисты рекомендуют посетить производственные мощности предприятия-изготовителя.

Этот визит даст вам возможность лично удостовериться в качестве сборочных работ, проверить, насколько хорошо и каким оборудовании выполняются сварные швы.

Признаком добротной, надежной и долговечной конструкции является наличие на корпусе машины так называемого судового набора . Он представляет собой прочный скелет из прокатных металлических балок уголкового, таврового или полосового профиля.

Убедитесь в надежности фундаментов под механизмами и оборудованием.

Если они будут недостаточно прочными, под воздействием вибрации двигателей вся конструкция быстро разболтается и вам придется затратить немало сил и времени, заваривая и латая многочисленные трещины.

Желательно, чтобы конструкция земснаряда предусматривала разборку на минимальное количество модулей, которые можно было бы удобно транспортировать.

Не забывайте, что для правильной эксплуатации, а также возможности ремонта, к земснаряду должна прилагаться исчерпывающая эксплуатационная документация:

паспорт (формуляр);
спецификация;
техническое описание;
инструкция по эксплуатации.

Если «большой» земснаряд Вам не нужен, то, возможно, заинтересует миниземснаряд. Про эти агрегаты, разных фирм и названий, например, Пескарь, Краб и прочие , сделайте правильный выбор.

Что необходимо для осуществления добычи

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.

Добыча песка на мелководье

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.

Характеристики земснарядов

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.

Любое озеро искусственного или естественного происхождения выполняет свои функции и может с успехом применяться для купания, полива или выращивания рыбы. Да и эстетического удовольствия еще никто не отменял. Водоем функционирует нормально, пока наполняющая его вода остается чистой. Если она загрязнена, то в жаркую погоду становится благотворной средой для вредоносных грибков, бактерий и водорослей.

После этого отдых у такого водоема становится невозможным из-за плохого запаха и наличия летающих насекомых . И пруд превращается в головную боль своего хозяина. Чтобы этого не произошло, необходимо вовремя следить за состоянием водоема и проводить его очистку от ила и других механических загрязнений в виде опавшей листвы и мусора. С какой периодичностью это нужно делать? Небольшие пруды и озера, расположенные на приусадебных участках, рекомендуется чистить один раз в три – пять лет.

Чем больше объем водоема, тем быстрее он восстанавливает свою самостоятельно

Методы очистки водоемов

Существует несколько распространенных методик. Если имеется возможность, то можно выкачать воду и убрать все вручную или с использованием специальной техники (экскаваторы, трактора и так далее). Но хозяева частных прудов и озер не хотят проводить таких масштабных работ. Тогда на помощь им приходит мини-земснаряд, который хорошо справляется с подобными функциями. Можно приобрести это оборудование в личное пользование или взять в аренду, благо сейчас большое количество фирм предоставляет подобные услуги.

Что можно сделать при помощи мини-земснаряда

Преимуществом этого оборудования является то, что он может легко применяться на таких водоемах, где доступ крупногабаритной техники невозможен. Благодаря своим малым габаритам и неплохой производительности он может применяться на прудах и озерах площадью до нескольких гектар или на реках для работ на определенном участке.

С его помощью можно осуществлять следующие действия:

восстанавливать заброшенные пляжи и создавать новые места для купания;
углублять и очищать небольшие озера, пруду, реки и каналы;
вымывать камыш и строить дамбы с насыпями.

Полностью удалить водную растительность земснарядом нельзя, как, в принципе, и промышленным оборудованием, однако размыть грунт, где находится корневая система, вполне по силам. После этого нужно просто собрать все водоросли механическим методом или вручную.

Принцип работы мини-земснаряда

Поплавковое средство выполняет функцию платформы, где располагается все оборудование. Механизм забора грунта с разрыхлителем земли оснащен лопастями различного типа. В них имеются специальные отверстия, через которые поступает воздух и смешивается с поднятым грунтом. После этого грунтосос забирает посредством пульпопровода ил и песок и подает их в необходимое место.

Все манипуляции этим оборудованием проводятся с плавающей платформы

В зависимости от типа и фирмы-изготовителя существует большое количество разновидностей мини-земснарядов. Наибольшей популярностью в России пользуются три вида этого оборудования.

Мини-земснаряд «Краб»

Это очень компактная модель, которая имеет небольшие размеры. В сложенном состоянии ее легко можно перевезти в кузове обыкновенной «Газели». Изготавливается это оборудование в Вологде и стоит около 200 тысяч рублей. Производительность от 15 до 30 кубометров.

Мини-земснаряд «Пескарь»

Этот агрегат выпускается в Ярославле. Больше подходит для промышленных работ, так как имеет понтонную основу. Масса земснаряда 1,5 тонны, и для его транспортировки нужно специальное оборудование. Чаще всего «Пескарь» применяется на тех водоемах, где у него имеется своя стоянка. Производительность до 200 кубометров. Стоимость – 700–800 тысяч рублей.

Мини-земснаряд «Пиранья»

Этот тип оборудования был изготовлен в Америке. Впервые его стали использовать жители прибрежных сел и деревень, чтобы избавляться от ила и песка, который намывается течением. Основой земснаряда является катамаран, на котором установлено все оборудование. Оснащается он бензиновым двигателем для передвижения по водоему. «Пиранья» является идеальным вариантом для хозяев небольших прудов и озер, и очистить площадь возле пирса или намыть маленький пляж можно за несколько часов работы. Производительность 15–30 кубометров песка и ила в час. Стоимость –600 тысяч рублей.

Кроме этих существует еще большое число других разновидностей, и описать их все займет продолжительное время. Принцип действия у них схожий, а комплектация и мощность может значительно отличаться.

Одно из самых тяжелых видов загрязнения почв – загрязнение тяжелыми металлами. По ссылке вам будет доступна полная информация по данной проблеме.

Аренда или приобретение земснаряда?

Теперь давайте определимся с тем, что выгоднее: купить земснаряд в постоянное пользование или воспользоваться услугами по его аренде.

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.

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

ходная часть насоса соединена со всасывающем грунтопроводом, а выходная – с напорным грунтопроводом. Основную часть всасывающего трубопровода составляет наклонная всасывающая труба, поворачивающаяся в вертикальной плоскости. Оначерез гибкое соединение сообщается с корпусным всасывающим трубопроводом, присоединенным к грунтовому насосу. На конце всасывающей трубы расположен всасывающий наконечник (грунтоприемник). Подъем и опускание наклонной всасывающей трубы на необходимую глубину осуществляется при помощи рамоподъемного устройства.

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.

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

сновной принцип работы такого снаряда состоит в следующем. Землесос, оборудованный фрезой на конце рамы и грунтовыми насосами, выполняет разработку грунта, используя свайно-тросовую систему рабочих перемещений. Фреза отделяет грунт от дна и осуществляет принудительную передачу разрыхленного грунта в зону активного всасывания, откуда он увлекается потоком воды в приемное отверстие всасывающего грунтоприемника, расположенного в полости фрезы. Гидросмесь при помощи грунтовых насосов транспортируется по плавучему трубопроводу к месту укладки отвала грунта.

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