Загальні відомості про гідромонітори, земснаряди та драг
1. Руйнування гірської породи водою проводиться двома способами: розмивом напірним струменем і розмивом потоком, що припливає до всмоктуючої труби землесоса.
При гідромоніторному (напірному) способі робіт вода насосом водоводом подається до гідромонітора. З насадки гідромонітора вода під великим тиском прямує на забій і руйнує його. Розмита порода разом із водою утворює гідросуміш, що називається пульпою.
Пульпа характеризується консистенцією, під якою розуміють співвідношення твердої та рідкої фази в пульпі (Т : Ж). Розрізняють об'ємну консистенцію та вагову. Перша визначається ставленням обсягу породи з природною пористістю до обсягу води, а друга - ставленням ваги породи до ваги води.
Пульпа, що утворюється, стікає по грунту до зумпфу, звідки засмоктується землесосом і по трубах перекачується до місця укладання (гідровідвалу), на якому пульпа відстоюється. При відстоюванні порода відокремлюється від води і залишається у відвалі, а освітлена вода через водоскидний колодязь по канаві потрапляє до насосної станції для повторного використання або скидається в природне вододжерело (річку, озеро, море). Для самопливного руху пульпи від вибою до зумпфу підошві уступу надають ухил, унаслідок чого частина породи залишається нерозмитою (недомив). Недомив забирається бульдозерами або екскаваторами, що укладають породу в навал, що змивається струменем гідромонітора в зумпф.
Інтенсивність розмиву характеризується об'ємом гірської породи, що розмивається одним кубічним метром води. Збільшення висоти уступу до певної межі збільшує інтенсивність розмиву. Якщо рахувати питому витрату води при висоті уступу 5 ж за одиницю, то при висоті уступу 15 м він становитиме 0,85.
Інтенсивністьрозмива зростає зі збільшенням витрати води з гідромонітора, зі зменшенням відстані від гідромонітора до вибою та підвищенням компактності струменя. Підвищення питомого тиску струменя гідромонітора є доцільним лише до певного оптимального питомого тиску.
Руйнування гірської породи потоком, що припливає до труби, що всмоктує, відбувається при розробці забою плавучим землесосним снарядом. Землесос, встановлений на понтоні, засмоктує по трубі воду разом з породою і нагнітає пульпу в напірний трубопровід, від якого вона плавучим трубопроводом, покладеним на поплавцях, транспортується до місця укладання.
У трубу, що всмоктує, залучаються тільки частинки, розташовані в зоні всмоктування, де швидкість потоку достатня для подолання зчеплення частинок між собою і сил тяжіння. Пов'язані породи у такий спосіб руйнуються дуже погано, тому землесосні снаряди забезпечуються розпушувачами.
В даний час гідромеханізація набуває все більшого поширення на будівництві та в гірській справі, при відкритому та підземному видобутку корисних копалин.
2. Підводна розробка порід гідравлічним способом провадиться плавучими землесосними снарядами.
За силовим обладнанням вони класифікуються на електричні та дизельні; за продуктивністю - на земснаряди малої потужності, продуктивністю до 100 м 3 /год; середньої потужності, продуктивністю 100-500 м г 1ч і великої потужності, продуктивністю понад 500 м 3 /год.
За способом переміщення розрізняють земснаряди з тросовим та пальовим переміщенням.
Основні частини земснаряду (рис. 13.1): розпушувач 1, патрубок 2, що всмоктує, землесос 3, механізм переміщення 4, механізми управління, силове обладнання, корпус з надбудовою 5, пульповоди 6 і допоміжнеобладнання (лебідки, насоси, компресори).
На відкритих гірничих роботах використовуються земснаряди з електричним приводом.
У позначенні землесосного снаряда перша цифра вказує його середню продуктивність по породі в кубічних метрах, друга - натиск у метрах водяного стовпа, що розвивається землесосом.
Розрихлювачі застосовуються гідравлічні та механічні. Гідравлічний розпушувач складається з декількох невеликих насадок, розташованих біля всасу. Вода, що виходить під тиском на садки, руйнує породу, яка засмоктується землесосом.
Мал. 13.1. Поздовжній розріз земснаряду
Тиск води у насадок при підводній розробці має бути на 1 - 1,5 києм* вище, ніж при надводній розробці
Гідравлічні розпушувачі найбільш раціонально застосовувати, за породами, що містять сторонні включення - каміння пні. У умовах механічні розпушувачі часто ламаються.
Механічні розпушувачі можуть бути ланцюгові, черпакові, роторні, фрезерні. Ланцюгові розпушувачі застосовують при розробці порід, що містять валуни, у водоймах глибиною до 15 м-коду.
Черпакові розпушувачі застосовують при розробці засмічених порід. За конструкцією вони аналогічні робочому органу ланцюгового екскаватора. Порода, що переноситься черпаками в область всмоктування, засмоктується землесосом, а великі включення виносяться черпаками у вироблений простір. Шнековий розпушувач складається з двох шнеків, правої та лівої спіралі та напрямного щитка, яким шнеки переміщають породу до всасу. Нестача шнекових розпушувачів - вони не можуть працювати при бічній подачі всмоктувального пристрою.
Роторні розпушувачі по конструкції подібні до кульового ротора екскаватора. У середину ротора входить труба, що всмоктує, куди черпаки ротора подають.розпушену породу. Ці розпушувачі добре працюють по щільних породах і дають високу консистенцію пульпи.
Мал. 13.2. Поздовжній розріз земснаряду
Фрезерні розпушувачі мають найбільше поширення. Розпушувачі цього можуть бути відкриті чи закриті.
Фрезерний розпушувач 1 закритого типу (рис. 13.2) має спіральні ножі, що сходяться в центрі. У розпушувача відкритого типу ножі не доходять до центру. Відповідно до цих особливостей конструкції при розробці пластичних липких порід застосовують розпушувачі відкритого типу, так як на них трохи налипає порода, а при розробці піщаних та інших порід, що не налипають, — розпушувачі закритого типу.
Всмоктуючий пристрій земснаряда складається з рами 2, до якої знизу підвішена труба, що всмоктує, а зверху проходить вал 3 приводу розпушувача. На нижньому кінці рами встановлений розпушувач 1, а на верхньому двигун і редуктор 4 приводу розпушувача. Верхній кінець рами за допомогою цапф 5 шарнірно з'єднується з понтоном, а нижній за вуха 6 підвішується на канатах до стріли. Нижній кінець труби, що всмоктує, закінчується наконечником, що встановлюється можливо ближче до ножів розпушувача. Верхній кінець труби має гнучке з'єднання з всмоктувальною трубою землесоса, що дозволяє піднімати та опускати всмоктуючий пристрій.
3. Драгою називається плавуча гірська машина, призначена для розробки розсипних рудних родовищ та відокремлення металу від порожньої породи. Драга складається з наступних основних частин: черпаючого (драгуючого) пристрою, збагачувального обладнання, гале- та ефелеудаляющих пристроїв, механізмів переміщення, обладнання для водопостачання та водовідливу, механізмів управління, силового обладнання та понтону з надбудовою.
Залежно від особливостейконструктивного виконання найважливіших агрегатів та пристроїв сучасні драги можуть бути класифіковані:
- за родом енергії приводних механізмів – електричні; дизель-електричні; дизельні та парові;
- за способом пересування (маневрування) - канатно-пальові; пальові та канатні;
- по можливій глибині виїмки порід нижче рівня води в розрізі малої глибини (черпання) виїмки (до 6 м); середньої (до 18м) та глибокої (нижче 18 м);
- за родом драгуючого апарату – одночерпакові з ковшем типу механічної лопати, з грейферним ковшем; багаточерпакові з переривчастим черпаковим ланцюгом (з неодруженою ланкою) і з суцільним черпаковим ланцюгом;
- за ємністю черпака - малолітражні (до 100 л), середнього літражу (від 100 до 250 л) та великолітражні (понад 250 л).
У сучасній практиці розробки розсипних родовищ найбільшого поширення набули багаточерпакові електричні драги з ємністю черпаків від 50 до 600 л та граничною глибиною черпання до 50 м.