Разработка грунтов гидромониторами
Сущность способа - разработка грунта струей воды с большим напором и скоростью.
Для формирования компактной струи и направления ее в нужную точку забоя существуют машины, называемые гидромониторами. Гидромониторы различают по следующим признакам:
- по способу управления (с ручным и дистанционным управлением);
- по шасси (самоходные и не самоходные);
- по напору (низкого давления - до 15 кгс/см2, среднего давления - до 50 кгс/см2 и высокого давления - более 50 кгс/см2).
Общая схема гидромонитора дана на рис.12.1а. Паспортная мощность г/м характеризуется расходом воды и напором. Расходы колеблются в пределах Qr/м = 500-2500 м3/ч Напоры - 1250 кгс/см2. При этом скорости воды, вылетающей из насадка, составляют 10-50 м/с.
Размыв грунта происходит под действием давления со стороны струи, взвешивающего и расклинивающего действия частиц воды и размывающего действия скоростей воды.
Характер струи и ее насыщение воздухом по длине полета можно разбить на 3 участка, или зоны (рис.12.1б): 1й участок - зона плотной струи; 2й участок - зона частичного наполнения воздухом; 3й участок - струя сильно насыщена воздухом.
Размывающее действие гидромониторной струи и интенсивность размыва р многих факторов, в частности, от скорости вылета струи U0 , расхода воды Qв , диаметра насадка dн , расстояния до забоя 1з и др.
Параметры связаны между собой гидравлическими зависимостями:
Для разрушения наиболее эффективен 1й участок. Поэтому для поддержания производительности гидромонитор необходимо своевременно передвигать ближе к забою.
Наиболее эффективные параметры струи при разработке различных грунтов даны в таблице
Способы разработки
Применяются два способа разработки: встречным забоем (рис.12.2а); попутным забоем (рис.12.2б).
Встречный забой применяется, в основном, для разработки связных и малосвязных грунтов. При этом гидромонитор размещается на дне забоя. Сначала струя направляется в основание
Недостатком этого метода является значительное удаление гидромонитора от откоса и расположение гидромонитора в зоне оттока пульпы.
Параметры забоя.
Насосы для работы гидромониторов выбирают по общему потребному расходу воды и по напору. Необходимый напор на насосной станции:
Насосные станции и водоводы при мониторных работах являются временными. Для водоводов используются стальные трубы стандартных размеров. Они укладываются по поверхности земли на деревянных подкладках или легких эстакадах.
Попутный забой применяется, в основном, для разработки несвязных грунтов при малой высоте забоя. При разработке этим методом используется только размывающее действие струи, направленной под острым углом к поверхности забоя. При этом практически отсутствует механическое разрушение грунта силой удара струи и гидродинамическим давлением, а также разрыхление грунта в результате обрушения откоса. Все это снижает его эффективность и обуславливает меньшее его распространение.
К положительным качествам этого метода можно отнести возможность более близкого приближения гидромонитора к откосу и работы компактной струей и расположение гидромонитора на сухом месте вне зоны оттока пульпы.
Кроме указанных 2-х основных способов разработки грунтов существуют комбинированные приемы. Основное направление этих приемов - смягчение или исключение недостатков чисто мониторного способа с расположением гидромонитора на дне забоя, а именно:
- обрушение грунта в уступе специальными гидромониторными установками (по методу Карцева) на уровне поверхности разработки;
- обрушение грунта в уступе взрывным способом со сбросом грунта к подошве уступа;
- разработка землеройными механизмами с отвалом с подачей разрыхленного грунта к подошве забоя, где он смывается гидромониторами.