Разработка грунта гидромониторами

Для направления струи воды в соответствующее место забоя применяют гидромонитор, который присоединяют к водоводу.

При разработке грунта встречным забоем гидромонитор устанавливают внизу (у подошвы) забоя на расстоянии не менее высоты забоя (для безопасности при внезапном обрушении забоя). Для более эффективного размыва грунта струю воды направляют вниз забоя с тем, чтобы, сделав горизонтальную прорезь, вызвать обрушение грунта и тем самым уменьшить расход воды на размыв. От забоя пульпа стекает к приямку землесоса при транспортировании под напором или к оголовку лотка при транспортировании самотеком. При этом способе размыва направление струи воды и направление движения пульпы встречное.

При разработке грунта встречным забоем удельный расход воды на размыв меньший, чем при попутном забое, но оператор подвергается действию брызг воды и работает в более неблагоприятных условиях. Для размыва грунта попутным забоем гидромонитор устанавливают на верхней бровке забоя и размыв выполняют сверху вниз. При этом способе направление полета струи и направление движения пульпы совпадают.

При разработке гидромониторами плотных грунтов ширина забоя принимается 18—25 м, а рыхлых —25—30 м. Гидромонитором с одной стоянки размывают грунт до тех пор, пока расстояние от гидромонитора до забоя не увеличится до величины, равной трети максимальной дальности полета струи, после чего гидромонитор следует передвинуть к забою. Передвижение гидромонитора, сопряженное с наращиванием водовода,—трудоемкая операция и занимает много времени. Для устранения перерыва в работе в период передвижения гидромонитора следует размывать грунт в двух параллельных забоях. Когда в одном забое передвигается гидромонитор, в параллельном забое другой гидромонитор размывает грунт.

На размыв гидромонитором 1 м³ грунта затрачивается 4_8 кВт-ч электроэнергии. Для уменьшения напора воды в гидромониторе и расхода воды на размыв грунта применяют различные способы предварительного рыхления грунта в забое. В. И. Карцев предложил разрыхлять грунты в забое путем предварительного насыщения водой, нагнетаемой под напором 2— 3 кгс/см² по трубам диаметром 12—19 мм, которые устанавливают на расстоянии 3—7 м от верхней бровки и на 3—5 м одна от другой. Рыхлить грунт можно также экскаватором или бульдозером, которые подают грунт к гидромонитору.

Если грунт находится под водой или имеется возможность затопить место разработки грунта, то для механизации целесообразно применить плавучий землесосный снаряд. Приближая всасывающую трубу с разрыхлителем к стенке забоя, можно достигнуть скорости входа воды в трубу, при которой разрыхленный грунт вместе с водой поступает в пульповод. Консистенция пульпы при таком способе разработки обычно колеблется в пределах от 1:5 (для рыхлых грунтов) до 1 : 15 (для супесей с гравием, суглинков и др.).

Для получения пульпы требуется постоянный контакт всасывающего устройства с поверхностью грунта, поэтому разрабатывать грунт следует при непрерывном движении землесосного снаряда, называемом папильонированием.

Возможны два вида папильопирования: тросовое (или якорное) и свайное. При свайном папильонировании требуется закладка всего двух якорей, при тросовом — до шести, поэтому в основном применяется папильонирование с помощью свайного хода.

Свайное папильонирование осуществляется с помощью двух свай, находящихся на корме, и якорей, забрасываемых впереди землесосного снаряда. Землесосный снаряд подтягивают к одному из якорей, в результате чего он поворачивается вокруг одной сваи, которую упирают в дно забоя. Вторая свая в это время приподнята. После попорота до границы забоя снаряд подтягивают к противоположно заброшенному якорю и поворачивают вокруг другой сваи, которую к этому времени опускают на дно забоя.

Указанная система свайного хода имеет существенный недостаток, который заключается в том что фреза некоторое время движется по выработанному пространству и производительность снаряда по грунту в это время близка к нулю. Только к концу движения фрезы толщина срезаемого грунта достигает полной величины. После смены свай опять начинается непроизводительное движение снаряда. Указанный недостаток особенно проявляется при небольшой высоте забоя и при послойной разработке плотных грунтов.