2. Гидромониторы

Гидромонитор — устройство для образования и направле­ния высоконапорной струи воды при производстве земляных ра­бот способом гидромеханизации.

Общие требования к гидромониторам заключаются в созда­нии компактной струи воды, не расчленяющейся до достижения грунтового массива; в надежности конструкции, простоте разра­ботки и замены узлов и деталей; минимальных потерях напоров; в легкой управляемости и безопасности.

Гидромониторы различают по способу управления (ручные и дистанционные), по подвижности (переставные и самоходные), по дальности действия (дальнего и ближнего действия); по напору воды (низконапорные с давлением до 1,2 МПа и высоконапорные с давлением более 1,2 МПа).

Основной тенденцией развития гидромониторной разработки грунта является создание и все более широкое применение новых эффективных конструкций самоходных и дистанционно управ­ляемых гидромониторов. Вместе с тем, большое распространение имеют переставные гидромониторы с ручным управлением. Так как по требованиям техники безопасности гидромониторы с руч­ным управлением нельзя устанавливать вблизи забоя, применя­ются обычно гидромониторы дальнего действия.

Чтобы подавать водяную струю в разные точки забоя, в со­временных конструкциях гидромониторов предусмотрена воз­можность кругового поворота ствола в горизонтальной плоскости, а в вертикальной — на угол 45-75°. Для обеспечения этого в кон­струкции гидромонитора предусмотрена достаточная подвижность соединений. Для поворота гидромонитора в горизонтальной плос­кости служит шарнир горизонтального поворота, а для поворота в вертикальной плоскости — шарнир вертикального поворота. Вода поступает по напорному трубопроводу, присоединяемому к флан­цу нижнего колена.

Насадка гидромонитора навинчивается на резьбу ствола. Каждый гидромонитор снабжается несколькими сменными насад­ками, что позволяет изменять диаметр струи и расход воды. Для направления потока воды после прохождения колен и шарниров в стволе установлены струенаправляющие ребра.

Ручное управление гидромонитором осуществляется води- лом. В больших гидромониторах для облегчения управления при­меняются электрические, гидравлические и штурвальные меха­нические системы управления.

Эффективность разработки грунтов повышается при дистан­ционном управлении гидромонитором, которое позволяет прибли­зить это устройство к забою и увеличить давление струи на грунт. Кроме того, также управление повышает безопасность производ­ства работ.

3. Грунтовые насосы, землесосные установки и снаряды

Грунтовой насос является основным агрегатом для пере­качки пульпы, который представляет собой одноступенчатый центробежный насос одностороннего всасывания. Его конструк­тивное отличие от центробежных насосов для чистой воды состоит в приспособлении всех пульпопроводящих каналов к пропуску включений грунта. Кроме того, в грунтовых насосах предусмотрен ряд конструктивных особенностей, направленных на снижение износа деталей, которые не всегда согласуются с требованиями оптимальных гидравлических условий. Поэтому КПД грунтовых насосов обычно несколько ниже, чем насосов, предназначающих­ся для перекачки чистой воды.

Для перекачки пульпы из зумпфов к месту укладки служат передвижные забойные землесосные установки, которые монти­руются обычно на санях. Основные части установки — грунтовой насос, электродвигатель, всасывающий патрубок и электролебедка с укосиной для подъема, опускания и удержания всасывающего патрубка. Для гидротранспорта грунта из экскаваторного забоя используются также землесосные установки с гусеничным, ша­гающим и железнодорожным ходовым оборудованием.

Плавучая землесосная установка, оборудованная рядом спе­циальных устройств, называется земснарядом. Благодаря под­вижности и высокой производительности земснаряды успешно применяют в естественных водоемах, при искусственном затопле­нии разрабатываемого участка и отрывке каналов. Являясь пла­вучими агрегатами, земснаряды не ограничены массой, размера­ми, давлением на грунт, что позволяет использовать на них оборудование самой большой мощности. Благодаря этому земсна­ряды относятся к самым производительным агрегатам гидромеха­низации земляных работ, однако по сравнению с гидромонитора­ми они транспортируют пульпу с большим содержанием воды.

По силовому оборудованию земснаряды классифицируются на электрические и дизельные; по производительности — на зем­снаряды малой мощности (до 100 м³/ч), средней (100-500 м³/ч) и большой (более 500 м³/ч).

Земснаряд представляет собой судно с надстройкой. Для удержания земснаряда на рабочем месте и для его рабочих пере­мещений служат свайный аппарат и папильонажные лебедки, по­зволяющие производить веерообразные перемещения всасываю­щего устройства и поступательное движение земснаряда. Для этого земснаряд закрепляется на одной из двух свай свайного ап­парата. Постепенным разматыванием и наматыванием соответст­вующих заякоренных канатов земснаряд поворачивается вокруг опорной сваи, выемка грунта при этом производится по дуге ок­ружности, очерчиваемой в плане концом всасывающего патрубка. После перемещения всасывающего патрубка по всей ширине забоя первая свая поднимается, а на дно водоема опускается вторая свая. В результате конец всасывающего патрубка может описы­вать дугу окружности вокруг нового центра, смещенного относи­тельно первого в направлении рабочего перемещения земснаряда. Перемещая таким образом опору с одной сваи на другую, осуще­ствляют рабочее передвижение земснаряда.

Для подъема и опускания свай применяют несколько спосо­бов захвата. На небольших земснарядах сваи захватывают за верхний конец, а на крупных применяют фрикционный захват сваи.

Папильонажная лебедка служит также для поддержания непрерывного контакта грунтозаборного устройства с грунтовым массивом и создания необходимого напора для механического разрушения грунта рыхлителем.

В гидромеханизации земляных работ используются и другие специальные вспомогательные устройства и оборудование, с кон­струкциями которых можно ознакомиться в специальных изда­ниях.