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.

Состав земснарядов, работающих на внутренних водных путях России, определяется свойствами разрабатываемых грунтов, условиями их извлечения и удаления, гидрологическими и другими факторами участков производства работ.

В зависимости от перечисленных и других факторов земснаряды подразделяют на типы по следующим признакам:

Способу отделения и подъема грунта со дна водоема и его удаления за пределы разрабатываемой прорези;

Режиму рабочих перемещений земснарядов в процессе извлечения и удаления грунта;

Типу силовой установки;

Способу перемещения земснаряда с одной работы на другую;

Конструкции корпуса.

Отдельные типы земснарядов различают по их часовой производительности, выражаемой в кубических метрах извлекаемого грунта.

По способу отделения грунта от дна и подъему его выше поверхности воды различают землесосы и черпаковые снаряды.

Землесосы (рис. 1, а) всасывают грунт вместе с водой грунтовым насосом, имеющим всасывающую трубу, погружаемую ниже поверхности дна. Поступающая в трубу вода размывает и захватывает грунт. Смесь воды с грунтом называют пульпой. Последняя по всасывающей трубе попадает в грунтовый насос, а затем в присоединенный к насосу напорный грунтопровод корпуса землесоса, к которому присоединяют плавучий грунтопровод, предназначаемый для перемещения грунта на место его укладки. Процесс перемещения пульпы по грунтопроводу называют рефулированием. Рефулировать можно все виды грунта, но гравелистые и каменистые грунты перемещать таким путем большей частью бывает нецелесообразно вследствие того, что грунтовый насос и грунтопровод сильно изнашиваются.

Грунтопроводы бывают плавучие и береговые, т. е. рефулируемый грунт может транспортироваться как в воду, так и на берег. Имеются землесосы, у которых грунтопровод, подвешенный на специальной стреле, идет в сторону от снаряда. На землесосах малой производительности пульпа может перемещаться в сторону от снаряда в виде струи (рис. 1, б), выбрасываемой через специальную насадку.
Для разработки связных глинистых грунтов применяют землесосы с механическим разрыхлителем, представляющим собой фрезу с ножами (рис. 1, в ), которые отделяют от дна водоема грунт в виде стружек. Конец всасывающей трубы входит внутрь фрезы так, что стружки грунта всасываемой струей воды увлекаются во всасывающую трубу.

Для улучшения всасывания песчаных и гравелистых грунтов применяют гидравлические разрыхлители, представляющие собой устройства, выбрасывающие под напором одну или несколько струй воды, разрыхляющих грунт. Это повышает производительность землесосов и улучшает чистоту выработки - уменьшает неровности дна, образующиеся после работы землесоса.

Черпаковые снаряды бывают многочерпаковые и одночерпаковые. Последние подразделяют на штанговые и грейферные. У многочерпаковых снарядов (рис. 1, г) основным рабочим устройством является бесконечная черпаковая цепь, перемещающаяся по черпаковой раме.

Черпаки опоражниваются над грунтовым колодцем, из которого грунт поступает в специальные суда - шаланды, приспособленные для быстрого освобождения от грунта. В шаландах грунт можно отвозить на любое расстояние. В тех случаях, когда опорожнение шаланд в воду недопустимо по условиям судоходства или, когда грунт должен быть выгружен на берег, применяют шаландоразгружатели. Последние имеют приспособления для извлечения грунта из шаланд и его транспортировки на берег.

Грунт, извлекаемый многочерпаковыми снарядами, можно удалять и по плавучему грунтопроводу, но для этого необходимо иметь на снаряде грунтовый насос с двигателем. Такие снаряды в СССР не строят, вместо них применяют более экономичные землесосы с механическими разрыхлителями.

Рис. 1. Основные типы земснарядов:
а - землесос; б - землесос с выбросом струи; в - землесос с механическим разрыхлителем; г - многочерпаковый снаряд; д - штанговый снаряд; е - грейферный снаряд

Многочерпаковые снаряды небольшой производительности могут удалять грунт в сторону от снаряда по длинному наклонному лотку, называемому лонгкулуаром.

Имеются многочерпаковые снаряды небольшой производительности (для малых рек), удаляющие грунт в сторону от снаряда по транспортеру, представляющему собой прорезиненную ленту (шевронную - с ребрами), двигающуюся по роликам. Транспортером можно перемещать грунты (кроме сильно разжиженных) не только по горизонтальному направлению, но и с некоторым подъемом.

На штанговом снаряде (рис. 1, д ) черпак прикреплен к штанге, одним концом шарнирно закрепленной на специальной стреле. Другой конец штанги удерживается тросом. Черпак опускают на требуемую глубину. При выбирании троса черпак захватывает грунт. После того как черпак заполнится грунтом, его поднимают, стрелу поворачивают и черпак опорожняют над шаландой или на некотором расстоянии от снаряда.

На грейферном снаряде (рис. 1, е) извлечение грунта производят ковшом, состоящим из двух или нескольких створок. Ковш подвешен на тросе к стреле. Для извлечения грунта ковш с открытыми створками опускают на дно (отдают). При подъеме ковша створки автоматически закрываются, захватывая грунт. Ковш опорожняют над шаландой или на некотором расстоянии от снаряда (например на берег).

Грунтозаборные устройства земснаряда имеют незначительные размеры, поэтому при производстве землечерпательных работ снаряды перемещают поперек или вдоль прорезей (углубляемых участков). При поперечном перемещении снаряда по отношению к продольной оси разрабатываемой прорези, называемом папильонажем, удаляются по всей ширине прорези узкие стружки грунта. При продольном перемещении прорезь разрабатывают в виде траншеи; траншейная разработка прорезей возможна на песчаных грунтах. Траншейная работа основана на том, что при погружении всасывающего устройства на некоторую величину в песчаный грунт получается воронка; при перемещении землесоса вдоль прорези на дне образуется траншея. Для углубления прорези по всей ширине разрабатывают ряд параллельно расположенных траншей.

Траншейным способом работают землесосы без механических разрыхлителей. Землесосы с разрыхлителями и землесосы, снабженные специальными наконечниками, работают папильонажем. В соответствии с изложенным, в зависимости от способа рабочих перемещений, различают папильонажные и траншейные землесосы.

По виду силовой установки, приводящей в действие устройства для извлечения и перемещения грунта, земснаряды бывают: с двигателями внутреннего сгорания - дизельные, дизель-электрические, на которых двигатели внутреннего сгорания приводят в действие электрогенераторы, вырабатывающие электроэнергию для приведения в действие электродвигателей отдельных агрегатов снарядов, пароэлектрические, где электрогенераторы приводится в действие паровыми машинами.

Современные земснаряды строят с дизельными и дизель-электрическими силовыми установками и электрифицированными механизмами. Стоимость и содержание таких снарядов ниже, чем с паровыми силовыми установками, на которых должны быть паровые котлы, большие по размерам бункеры для угля или цистерны для мазута. Это увеличивает размеры корпусов снарядов, требует больше обслуживающего персонала и повышает себестоимость извлечения грунта на 25-30%. Однако в составе землечерпательного флота имеются еще паровые снаряды постройки прежних лет.

По способу передвижения земснарядов с одной работы на другую различают снаряды самоходные и несамоходные.

Самоходные земснаряды имеют движители (преимущественно винты), приводимые в действие силовыми установками, предназначенными для извлечения грунта, или самостоятельными. Последние бывают на электрифицированных земснарядах, где основной двигатель приводит в действие генератор, вырабатывающий электрическую энергию, а для работы отдельных механизмов устанавливают электродвигатели. Мощность движителей земснаряда должна быть достаточной для передвижения его и имеющихся при нем обслуживающих судов. Несамоходные земснаряды перемещают с одной работы на другую теплоходами-буксировщиками.

Прочность корпусов зависит от района работы земснарядов. По этому признаку они могут быть речные, озерные и морские. Для работы на больших водохранилищах строят земснаряды с корпусами озерного типа.

Основным производственным показателем землечерпательного снаряда является его техническая производительность, даваемая снарядом в оптимальных грунтовых и других условиях. Для каждого типа земснаряда имеются свои наиболее благоприятные условия. Например, землесосы без разрыхлителей дают наибольшую производительность на песках средней крупности; многочерпаковые снаряды - на илистых и песчано-гравелистых грунтах средней плотности, заполняющих полностью черпаки и хорошо вываливающихся из них; одночерпаковые штанговые снаряды - на крупном гравии. Кроме физических свойств грунта на техническую производительность влияет толщина удаляемого слоя и глубина извлечения грунта. Наибольшая производительность может быть достигнута, начиная с определенного для каждого земснаряда слоя и расчетной глубины извлечения грунта. На землесосах техническая производительность соответствует определенным значениям длины грунтопровода и высоты рефулирования грунта.

Техническую производительность устанавливают в процессе спенинльных производственно-теплотехнических испытаний. Ее определяют по объему выемки (разработанной прорези). Для этого подсчитывают объем извлеченного грунта и делят его на число часов чистой (за вычетом всех простоев) работы земснаряда.

При наличии нескольких грунтозаборных или грунтоотводных устройств техническая производительность определяется для каждого устройства: у землесосов - при траншейном и папильонажном наконечниках, для работы с разрыхлителем и без разрыхлителя; для многочерпаковых снарядов - при работе на шаланды и на лонгкулуар и т. и.

Расчетной называют производительность, задаваемую земснаряду для конкретных условий извлечения и удаления определенного грунта; фактической - производительность, которую земснаряд дает в процессе выполнения данной работы.

Отношение фактической производительности к технической называют коэффициентом использования технической производительности. Например, если фактическая производительность 400, а техническая 500 м3/час, то этот коэффициент - КП = 0,80.

Коэффициент использования рабочего времени КВ представляет собой отношение числа часов, затрачиваемых на извлечение грунта ко времени пребывания земснаряда на работе или на плесе. Например, если при продолжительности рабочего периода 3600 час, на извлечение грунта затрачено 3000 час, то КВ =0,83.

Произведение рассмотренных коэффициентов называют коэффициентом эксплуатации

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.

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

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.

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

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

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.