г. Москва

Сретенский бульвар, д. 6

стр. 1, офис 4

8-905-014-0095

sapropel-nn@mail.ru

2.6. Выбор земснаряда для производства работ по гидронамыву

Для производства работ по намыву грунтовых сооружений, очистки водоемов в первую очередь необходимо выбрать подходящий по производительности земснаряд.

Известно, что производительность земснаряда оценивается по производительности установленного грунтового насоса, который указан в технической документации и представлен технической (максимальной) производительностью по воде — QB.

Для определения производительности земснаряда по грунту — Qгр необходимо первоначально знать производительность установленного грунтового насоса по гидросмеси — Qсм:

производительность установленного грунтового насоса по гидросмеси формула

где Qв — техническая производительность по воде, м3/ч; ρв — плотность воды, т/м3; ρсм — плотность гидросмеси, т/м3; при ρв = 1,0 т/м3

производительность установленного грунтового насоса по гидросмеси

Значение плотности гидросмеси можно определить из выражения:

плотность гидросмеси формула

где ρсм — плотность грунта, т/м3; q — удельный расход воды, м33; n  — пористость грунта, доли ед.

Значение плотности гидросмеси при известном удельном расходе воды на разработку и транспортировку 1 м3 грунта определенной плотности ρs, т/м3 представлен в табл. 2.14 [55].

Техническая производительность земснаряда по карьерному грунту определяется так:

Техническая производительность земснаряда

где q — удельный расход воды, м33; n — пористость грунта, доли ед.

Таблица 2.14

Плотность гидросмеси ρсм, т/м3

Расход воды для разработки и транспортирования 1 м3 грунта q, м3 Средняя плотность грунта ρ, т/м3
2,0 2,2 2,5 2,6 2,65 2,7 2,8
4

5

6

7

8

9

10

11

12

14

15

16

18

20

22

1,14

1,11

1,09

1,08

1,07

1,07

1,06

1,05

1,05

1,04

1,04

1,04

1,04

1,03

1,03

1,17

1,14

1,13

1,11

1,09

1,08

1,07

1,06

1,06

1,05

1,05

1,05

1,04

1,04

1,04

1,21

1,17

1,15

1,13

1,11

1,11

1,09

1,08

1,07

1,06

1,06

1,06

1,05

1,05

1,05

1,22

1,18

1,15

1,14

1,12

1,11

1,10

1,09

1,08

1,07

1,07

1,06

1,05

1,05

1,05

1,23

1,19

1,16

1,14

1,12

1,11

1,10

1,09

1,08

1,07

1,07

1,06

1,06

1,05

1,05

1,23

1,19

1,17

1,14

1,13

1,12

1,10

1,10

1,09

1,07

1,07

1,07

1,06

1,05

1,05

1,25

1,20

1,18

1,15

1,13

1,12

1,11

1,10

1,09

1,08

1,07

1,07

1,06

1,05

1,05

 

Производительность земснаряда по карьерному грунту за месяц можно определить:

Qгрм = QгрNднncмtKсмКкар,

где Qгр — часовая техническая производительность земснаряда по грунту, м3/ч; Nднnдн — число рабочих дней в месяц, можно принять по числу календарных дней за минусом 2–3 дня на профилактические работы; nсм — число рабочих смен в сутки (обычно принимают 3 смены); t — продолжительность смены, 8 ч; Ксм — коэффициент использования внутрисменного времени в зависимости от способа укладки грунта и вида насыпи; Кмс — коэффициент, учитывающий межсменные цельносуточные и другие простои (принимают равным 0,9); Ккар — коэффициент, учитывающий условия разрабатываемого карьера.

Коэффициент Ксм внутрисменного использования земснаряда по времени принимают по ЕНиР (табл. 2.15) [12].

Таблица 2.15

Виды работ Ксм

1.     Сброс пульпы в водоем или отвал без устройства обвалования

2.     Укладка грунта в отвал с устройством обвалования, намыв сооружений под воду или односторонний намыв сооружений

3.     Намыв широкопрофильных частей сооружений, площадей или штабелей

4.     Намыв узкопрофильных частей сооружений или штабелей

0,85

0,8

0,75

0,6

 

Ккар = К1К2К3,

где К1 — коэффициент, учитывающий общую высоту разрабатываемым земснарядом забоя; К2 — коэффициент, учитывающий засоренность карьера растительностью и крупногабаритными включениями (камнями, пнями, корнями и т.д.); К3 — поправочный коэффициент на дальность и высоту подачи гидросмеси.

Считается нормальной следующая общая высота надводного и подводного забоев для различной грунтовой производительности земснарядов [33].

Производительность земснаряда по грунту, м3 <80 80–150 150–350 350–550
Общая высота надводного и подводного забоев, м 2,4 3,2 4,8 6,4

 

Если общая высота надводного и подводного забоев больше указанных значений, равна или составляет не менее 80%, то коэффициент К1 = 1,0.

Если общая высота забоев снижается до 60–80% указанных значений, то К2 = 0,95, если она меньше 60% указанных выше значений, то К1 = 0,85.

Нормами предусмотрена работа земснаряда в мало засоренных забоях, в которых продолжительность остановок для очистки всасывающего пульпопровода, грунтового насоса и рыхлителя не превышает в общей сложности 5% продолжительности его чистой работы. В этом случае коэффициент К2 = 1,0. Если же грунт разрабатывается в забое, поросшем растительностью или содержащем включения валунов, камней, топляков, остатки деревьев и кустарников, вызывающие простои земснаряда продолжительностью более 5%, следует брать поправочные коэффициенты к производительности земснарядов [33].

Общая продолжительность простоев для очистки земснаряда, % от продолжительности его чистой работы  

5–10

 

10 –15

 

15 –20

 

20 –25

 

25 –30

Значение поправочного коэффициента К2 0,98 0,92 0,88 0,82 0,79

Наибольшую неопределенность представляет правильная оценка поправочного коэффициента К3, учитывающего дальность и высоту подачи гидросмеси. В общем случае он характеризует отклонение фактической рабочей точки грунтового насоса от оптимальной, по которой назначается исходная подача грунтового насоса по воде Qв.

По ЕНиР [11, 12] дальность и высоту подачи гидросмеси учитывают путем сопоставления фактической приведенной дальности с нормальной дальностью и введения соответствующих коэффициентов К3.

Фактическая дальность транспортирования пульпы Ln c учетом перемещения ее как по горизонтам, так и при подъеме на высоту h определяется по формуле:

Ln = Lδ + ∆lh ± 2Lпл,

где Lδ — фактическая длина берегового пульпопровода, м, считается от места подключения к плавучему пульпопроводу до среднего положения выкидной трубы на карте намыва; l — дополнительная длина, приведенная к горизонтальному расстоянию при подъеме пульпы на 1 м; h — геодезическая высота подачи пульпы, м, соответствующая разности отметок горизонта воды акватории, где работает земснаряд, и оси выкидной трубы на карте намыва; Lпл — разность между нормативной длиной плавучего пульпопровода и фактической длиной для случаев, когда фактическая длина плавучего пульпопровода больше нормативной — разность принимается со знаком плюс, если меньше нормативной, то со знаком минус; 2 — это коэффициент, учитывающий отношение удельных потерь напора в плавучем пульпопроводе по сравнению с береговым.

В табл. 2.16 представлено значение поправочного коэффициента К3 от фактической длины берегового пульпопровода с учетом подъема на 1 м высоты для распространенных грунтовых насосов с установленными для них диаметрами пульпопроводов и установленной длиной плавучего пульпопровода.

Таблица 2.16

Марка грунтового насоса Диаметр пульпопровода, мм Дополнительная горизонтальная длина от подъема на 1 м высоты ∆l, м Приведенное расстояние гидротранспортирования пульпы, м Поправочный коэффициент, К3
 

ГрАУ 400/20

 

200

 

22

сокращенное 1,1
нормальное 1,0
увеличенное 0,85
 

ГрУ 800/40

300

 

40

сокращенное, до 900 1,1
нормальное, 900–1150 1,0
увеличенное, свыше 1150 0,85
 

ГрАУ 1600/25

 

400

 

36

сокращенное, до 650 1,1
нормальное, 650–900 1,0
увеличенное, свыше 900 0,85

 

В настоящее время на строительных земснарядах по гидронамыву песчаных грунтов наибольшее распространение получили грунтовые насосы ГрАУ с производительностью по воде Qв = 400, 800, 1600 м3/ч.

Для земснарядов, оснащенных такими насосами, приведены расчетные значения средних объемов месячного намыва по грунту II категории с плотностью гидросмеси ρсм = 1,12 т/м3, при минимальных и максимальных значениях поправочных коэффициентов, характеризующих изменения карьерных и технологических условий (табл. 2.17). 

Таблица 2.17

Тип

земснаряда

Грунтовый насос Расчетное значение месячного намыва, тыс. м3 Среднестатистический месячный намыв из практики, тыс. м3
Тип

насоса

Подача по воде, м3 Напор, м Максимум Минимум
«Нижегородец – 1»

«Нижегородец – 2»

ЗРС-М

ГрАУ 400/20

ГрАУ 800/40

ГрАУ 1600/25

400

 

800

 

1600

20

 

40

 

25

24,2

 

48,4

 

97,0

5,6

 

11,2

 

22,3

19,2

 

36,0

 

58,4

 

Многолетняя практика работы ООО «Сапропель» (г. Нижний Новгород) по гидронамыву песчаных грунтов II категории с укладкой в отвал при устройстве обвалования показала, что среднемесячный намыв является следующим для указанных типов земснарядов (табл. 2.17).

Потребные объемы месячного намыва грунта для заказчика определяются из расчета общего объема намыва W и сроков выполнения работ:

объемы месячного намыва грунта формула

где W — потребный объем грунта, м3; nмес — сроки выполнения работ, мес.

Потребное число земснарядов может быть определено из потребного объема месячного намыва и месячной производительности выбранного типа земснаряда

число земснарядов формула

где — месячная потребность намыва по грунту, м3; — месячная производительность выбранного земснаряда по грунту, м3.

Окончательное обоснование выбора типа земснаряда должно учитывать дополнительно следующие факторы:

Следует отметить, что отечественные земснаряды по сравнению с зарубежными образцами одного и того же класса в значительной степени уступают по производительности, а уровень энергопотребления у них значительно выше. Для модернизации технологий и машин, в частности по подводной разработке грунтов, необходима федеральная поддержка научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок в этом направлении.

 

  • Разделы

  • Введение
  • Раздел 1. Основные свойства грунтов в технологии намывных работ
  • Раздел 2. Землесосные снаряды для разработки подводных грунтов
  • Раздел 3. Гидравлическая транспортировка разрабатываемого грунта
  • Раздел 4. Намыв строительных площадок и территорий
  • Раздел 5. Намыв земляных сооружений
  • Раздел 6. Намыв пляжей
  • Раздел 7. Охрана окружающей среды при выполнении гидромеханизированных работ
  • Раздел 8. Техника безопасности в гидромеханизации
  • Список литературы