Глубокая подводная разработка грунтов земснарядами традиционной постройки

• Автор: Лаптев, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Введение.

1. Анализ состояния вопроса и задачи исследований

1.1. Факторы, определяющие глубину подводной разработки фунта.

1.2. Способы увеличения глубины подводной разработки грунта

1.2.1. Земснаряды с эрлифтным фунтозаборомИ

1.2.2. Пофужение фунтонасосов под уровень воды в забое.

1.2.3. Эжектирование всасывающего трубопровода фунтонасосов

1.3. Методы расчетного обоснования параметров эжектирования всасывающего трубопровода фунтонасосов

1.3.1. Эжектирование в виде классического водоструйного нагнетателя

1.3.2. Внутренний и внешний эжекторы во всасывающем трубопроводе фунтонасоса

1.3.3. Внешний эжектор с центральным водяным насадком

1.4. Выводы и задачи исследований
2. Математическое моделирование гидравлической системы грунтонасоса с эжектором в его всасывающем трубопроводе
2.1. Решение творческой инженерной задачи методом морфологического анализа и синтеза
2.2. Вывод уравнения подпора эжектора
2.2.1. Смешение потоков однородной жидкости
2.2.2. Смешение потоков жидкостей разной плотности.
2.3. Обоснование математических моделей гидравлической системы фунтонасоса с эжектором в его всасывающем трубопроводе.
2.3.1. Трюмный или пофужной фунтонасосы
2.3.2. Пофужной и последовательно соединенный трюмный фунтонасосы
2.3.3. Погружной и параллельно соединенный трюмный грунтонасосы
3. Алгоритмы реализации математической модели
3.1. Алгоритм базового блока ВА2А с подблоками вывода грунтонасосов из нештатных ситуаций.
3.2. Алгоритм реализации математической модели
4. Автоматизация процесса выбора способа вывода грунтонасосов из нештатных ситуаций
4.1. Алгоритм процесса выбора способа вывода грунтонасосов из нештатных ситуаций
4.2. Функциональные возможности программного продукта Земснаряд
5. Практическая реализация результатов исследований в ЗАО Новосибирский песчаный карьер
5.1. Характеристика основного оборудования гидромеханизации.
5.2. Геологические условия залегания нерудных строительных материалов
на Марусинском месторождении
5.3. Расчетное обоснование параметров и оборудования сменных грунтозаборных устройств для земснарядов
5.3.1. Сменное грунтозаборное устройство при глубине подводной разработки грунта до м
5.3.2. Сменное грунтозаборное устройство при глубине подводной разработки грунта до м
6. Основные выводы
7. Список литературы
8. Приложения.
ВВЕДЕНИЕ


Общепризнанным является высокое качество нерудных строительных материалов НСМ, полученных при разработке их природных месторождений способом гидромеханизации. Это достигается двойным обогащением НСМ удалением крупных частиц на входе в штабель или склад с помощью, например, таких простейших аппаратов, как конические грохоты и отмывом мелочи с отработанной водой. Однако практически реализовать указанные преимущества удается, как правило, лишь частично. Одной из основных причин указанного обстоятельства является низкий кавитационный запас грунтонасосов ГН серийно выпускаемых земснарядов. Устранение перечисленных негативных факторов могло бы быть осуществлено путем создания, изготовления и широкого применения земснарядов специального назначения с погружными грунтонасосами или эрлифтным грунтозабором. Однако в современных экономических условиях при резком снижении инвестиционной активности в строительном комплексе России решить указанную выше задачу таким путем практически невозможно. В связи с изложенным большую актуальность приобрело решение задач, связанных, вопервых, с увеличением бескавитационной глубины подводной разработки грунта земснарядами традиционной постройки, во вторых, с разработкой таких сменных грунтозаборных устройств земснарядов, которые при оперативной установке могут существенно увеличить указанную глубину. Немаловажным также является существенное увеличение грунтопроизводительности земснарядов с помощью таких устройств, которая, в свою очередь является одним из факторов, определяющих техникоэкономические показатели. ГН с эжектором в его всасывающем трубопроводе решена сложная недетерминированная научнотехническая задача количественного определения величины подпора эжектора в гидротранспортной линии земснарядов. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВА
1. Как известно, гидромеханизированный способ производства земляных работ состоит из нескольких технологически неразрывных процессов подводная разработка грунта и его смешивание с водой подача водогрунтовой смеси гидросмеси в грунтонасос ГН нагнетание гидросмеси в транспортную трубопроводную линию земснаряда гидравлическая укладка грунта в сооружение после излива гидросмеси из трубопровода. НпгЧЦ, здесь Нп, напор, развиваемый ГН Н7р гидравлические потери напора в подсоединенной трубопроводной сети, что, в свою очередь, соответствует точке пересечения напорной характеристики ГН и гидравлической характеристики трубопроводной сети рис. В соответствии с рис. Земснаряды плавучие землеройные машины, предназначенные для производства земляных работ способом гидромеханизации. Поэтому важнейшим показателем эффективности работы земснарядов является грунтопроизводителыюсть. Рис. Рис. Указанные виды грунтопроизводительности земснарядов и схемы их определения часто далеко не соответствуют реальным условиям производства работ в виду сложной совокупности факторов, лимитирующих этот важный показатель. Из перечисленных факторов особо важным и, вместе с тем сложным, является понятие всасывающая способность ГН. Эта сложность обусловлена многофакторным влиянием на всасывающую способность ГН. ГН при заданных условиях производства гидромеханизированных земляных работ. В сложной совокупности указанных факторов, в особом случае, задачу выбора приоритетности можно решить только методом многокритериальной оптимизации технологических процессов гидромеханизации земляных работ в строительстве 5, . Однако в соответствии с целями и задачами настоящих исследований поставим на первое место по приоритетности глубину подводной разработки грунта. Иными словами, сумма гидравлических путевых и местных потерь во всасывающем трубопроводе, включая потери на всасывание грунта, не должна превышать предельно допустимых из условия отсутствия кавитации потерь. При этом фактическая сумма потерь в функции от расхода воды или гидросмеси является вакуумметрической характеристикой всасывающего трубопровода, а предельно допустимая сумма потерь кавитационной характеристикой ГН. Все это позволяет структурную схему взаимозависимости основных факторов представить в системном виде рис.