ОБЩИЕ ДАННЫЕ О ЗЕМЛЕСОСНЫХ СНАРЯДАХ
Землесосными снарядами называются несамоходные или самоходные суда, специально оборудованные для разработки грунта в закрытых карьерах.
Землесосные снаряды выполняют различные работы в области гидротехнического, гражданского и дорожного строительства, с давних времен несут службу по углублению фарватеров рек, а ныне применяются и в горной промышленности.
По назначению различают строительные и дноуглубительные землесосные снаряды. Строительные землесосные снаряды намывают плотины, дамбы, перемычки, городские и заводские территории, площадки и острова под нефтяные промыслы, аэродромы, дорожные насыпи, разрабатывают котлованы под гидротехнические сооружения, добывают нерудные материалы, производят вскрышу полезных ископаемых и т. п. Дноуглубительные снаряды углубляют фарватеры рек, очищают ирригационные каналы и выполняют другие работы в области гидромелиорации. Строительные землесосные снаряды могут использоваться и как дноуглубительные.
По способу всасывания грунта различают землесосные снаряды, оборудованные землесосами, эжекторными устройствами, эрлифтами, с комбинированным всасыванием.
По способу грунтозабора землесосные снаряды бывают со свободным всасыванием несвязного грунта (без рыхления); с попутным рыхлением механическими средствами (фрезами, вибраторами и пр.); с гидравлическим рыхлением; с комбинированными способами рыхления.
По способу управления землесосные снаряды разделяются на землесосные снаряды с ручным управлением (член экипажа, выполняющий все функции по управлению землесосным снарядом, именуется багермейстером); с автоматическим управлением (в этом случае управляют землесосным снарядом с помощью различных приборов и устройств).
По способу энергоснабжения различают землесосные снаряды, получающие электроэнергию от электрических сетей (преимущественно строительные землесосные снаряды) и имеющие автономные силовые установки (в основном работающие по углублению фарватеров судоходных рек и работающие в области мелиорации).
По способу рабочих перемещений землесосные снаряды бывают якорные; свайно-якорные; безъякорные хоботовые (у последних грунтозаборные устройства перемещаются без перемещения корпуса землесосного снаряда), а по конструкции корпуса.— е разборным и неразборным корпусом.
По месту положения землесоса различают палубные, трюмные землесосные снаряды и с погружными землесосами.
Основной действующий агрегат на землесосном снаряде — землесос. Все остальное оборудование имеет вспомогательное назначение. Корпус землесосного снаряда предназначен для того, чтобы нести на себе землесос и всевспомогательное оборудование, всасывающий трубопровод подводит грунт в смеси с водой к землесосу, а нагнетательный отводит его к месту укладки; для разрыхления грунта в забое применяют фрезы разных конструкций.
Перемещение землесосного снаряда в пределах карьера осуществляется свайным устройством и лебедками с тросами, закрепленными за якоря. Управляет им один человек с пульта управления, а обслуживает команда во главе с начальником снаряда.
Обычно землесосные снаряды обозначают двумя цифрами, первая из которых характеризует производительность землесоса в м3/ч по грунту, а вторая — развиваемый землесосом напор в м вод. ст. Иногда добавляют некоторые индексы, имеющие то или иное значение. На гидротехническом строительстве при производстве работ методами гидромеханизации в течение многих лет успешно работали землесосные снаряды 100-35, 300-40, 500-60, 1000-80. За последние годы появились землесосные снаряды 100-40К, 350-50JI, 350-50Т, 300-40УП, 500-70Гл, ЗРС, 8ПЗУ-ЗМ (мелиоративный), 1500-100, ДПЗ-250-50 и др. В крупном гидротехническом строительстве используют в основном снаряды 300-40, 500-60, 1000-80 и 350-50JI. В нерудной промышленности работают землесосные снаряды производительностью до 200 м3/ч по грунту (17 различных моделей).
Землесосный снаряд 100-40К, построенный взамен устаревшего землесосного снаряда 100-30, трюмного типа, с фрезерным рыхлителем, со свайным ходом. На нем устанавливают грунтовые насосы производительностью 1600— 1800 м3/ч. Может разрабатывать грунт на глубине до 12 м.
Землесосный снаряд 300-40 хорошо зарекомендовал себя при работе на многих гидротехнических стройках. Он оборудован грунтовым насосом марки 20Р-11 с синхронным электромотором, мощность 1200 кВт.
Машинное отделение землесосного снаряда 500-60 размещено в средней части корпуса, который имеет 10 отсеков. Грунтовый насос, установленный на нем, имеет тот недостаток, что легко впадает в режим кавитации при перегрузке всасывающей линии. Землесосный снаряд имеет два вспомогательных насоса, смонтированных ниже ватерлинии и поэтому находящихся всегда под заливом.
Землесосный снаряд 1000-80 оборудован грунтовым насосом марки 1000-80, приводимым в действие электродвигателем мощностью 4400 кВт. Этот землесосный снаряд имеет установленную мощность 5130 кВт и является самым мощным из советских земснарядов. Грунтовый насос 1000-80 имеет пологую характеристику Q—Я, устойчивую по отношению к кавитации, т. е. грунтовый насос не боится перегрузки всасывающей линии. Разработан новый землесосный снаряд 1500-100 несколько большей производительности и большего напора, который не имеет обычных палубных настроек, причем все оборудование размещено в его трюме. Землесосный снаряд оборудован двумя последовательно соединенными грунтовыми насосами, способен разрабатывать грунт до глубины 18 м. Установленная мощность 9150 кВт.
Землесосный снаряд 350-50Т (рис. 60) характерен разборным корпусом, что позволяет перебрасывать его к месту производства работ сухопутными путями. Имеется вариант этого типа землесосных снарядов с неразборным корпусом. Он создан специально для разработки тяжелых грунтов, оборудован напорным свайным ходом. Глубина разработки грунта до 18 м.
Землесосный снаряд 300-40УП предназначен для проходки узких прорезей за счет особой системы рабочих перемещений. Снаряд имеет две прикольные сваи в носовой части и одну напорную сваю в кормовой части. Напорный свайный ход обеспечивает подачу снаряда вперед с помощью двух винтов. Грунтозаборное устройство соединено со специальным кругом, вместе с которым оно совершает нужные повороты. Снаряд может и папильони- ровать как снаряды, имеющие обычное па- пильонажное устройство.
Кратко описанные здесь землесосные снаряды более подробно представлены в табл. 11, в которой помещены все основные характеристики земснарядов.
Институтом ВНИИНеруд созданы два принципиально новых типа землесосных снарядов— эжекторный и эрлифтный. Эжекторный землесосный снаряд характерен отсутствием грунтового насоса. На конце всасывающей линии смонтирован эжектор, обслуживаемый обычным центробежным насосом 20Д-6. По-видимому, такие земснаряды найдут применение при разработке несвязных грунтов, лишенных крупных включений, при подаче гидросмеси с небольшим напором. Если эжектор рассматривать как агрегат первого подъема, гидросмесь принимать одним из грунтовых насосов, а область всаса оборудовать соответствующими рыхлителями, то область применения таких землесосных снарядов значительно расширится.
Эрлифтовые землесосные снаряды работают на принципе эрлифта, т. е. во всасывающую трубу подается через специальную! форсунку воздух, плотность смеси во всасывающей трубе уменьшается, появляется всасывающий и подъемный эффект, который можно увеличить приданием соответствующих конструктивных форм форсунке, монтируемой в устье всасывающей трубы. Эрлифт не может транспортировать гидросмесь на большие расстояния, поэтому, если такая необходимость имеется, на землесосном снаряде должен иметься и грунтовый насос с перевалочным приемным бункером.
Все основное оборудование землесосного снаряда монтируется в его корпусе или верхних надстройках.
Основные рабочие органы землесосного снаряда — грунтовый насос, его всасывающая труба с рыхлиТельными устройствами и напорный трубопровод. Режим работы землесосного снаряда определяется режимом работы основных рабочих органов, поэтому для суждения о режиме работы землесосного снаряда необходимо иметь данные О работе грунтового насоса, т. е. характеристики его работы на воде и водогрунтовой смеси; необходимо знать гидравлическую характеристику всасывающей линии, в первую очередь — предельное значение вакуумметрической высоты всасывания, а также знать или уметь построить характеристику напорного трубопровода. Все названные три элемента должны быть подобраны так, чтобы обеспечивать одинаковый расход потока проходящей через них жидкости — воды или гидросмеси.
Зарубежные землесосные снаряды. Землесосные снаряды строятся во многих странах мира — Голландии, США, Чехословакии, Японии, Канаде, Венгрии и др.
Если не рассматривать крупные морские самоходные землесосные снаряды, например Соединенных Штатов Америки, то основные конструктивные формы землесосных снарядов отечественных и иностранных марок идентичны; заслуживают описания некоторые особенности.
В Голландии применяют гидравлические приводы для приведения в действие рыхлителей и подъема свай. Землесосные снаряды строят со сборно-разборными корпусами, удобными для их транспортирования. Все землесосные снаряды снабжены автономными дизельными установками и генераторами электроэнергии, что освобождает землесосные снаряды от привязки к внешним электросетям. В Голландии уделяется большое внимание автоматизации землесосных снарядов и обеспечению их надежными контрольно-измерительными приборами.
Для США характерными являются тенденция к созданию очень мощных землесосных снарядов и производство грунтовых насосов специализированными фирмами. Грунтовые насосы применяют для транспорта сильно абразивных грунтов, причем эксплуатируются они при повышенной частоте вращения, поэтому уделяется большое внимание применению различных сплавов для борьбы с износом грунтовых насосов и другого оборудования гидромеханизации. Папильонажные лебедки приводятся в действие моторами постоянного тока, что позволяет плавно изменять скорость.
Японские землесосные снаряды в основном предназначены для работы в море, поэтому большое внимание уделяется их устойчивости волновым нагрузкам.
Для Канады характерна тенденция изготовлять землесосные снаряды для работы на определенном объекте. ¦