Способ распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта Советский патент 1983 года по МПК E02F3/88 

4 Ж 4 СО Фь Изобретение относится к гштоматнческому контролю тохнологических параметров процессагрунтояабора земснаряда и может быть испо;:ьзовано преимущественно для автоматизации последнего, а также д.пя coBepiueiiCTвования системы учета его выработки по грунту. При использовании земснарядов для намыва территорий или гидросоору жений (плотин н дамб) , а также .для доб№1и нерудных строительных материалов (например,- теска илигравия), с целью повышения качества выполняемых работ, контролируют характер раз рабатьшаемого грунта путем определения преобладающих в нем пород, причем в подавляющем большинстве случаев выполнения указанных работ стремятся свести к минимуму добычу глинисто-илистых пород, так как это отрицательно сказьтается как на качестве намглвных гидросооружений (в ряде случаев наличие- в них глинистоилистых линз недопустимо), так и на качестве добываемых.строительных ма териалов . Таким .образом, в процессе непрерывного контроля характера раз раб.атываемого земснарядом грунта за дача в основном сводится к распозна ванию моментов разработки земснарядом глинисто-илистых пород с целью сведения к минимуму времени их. добычи путем управления работой зем снаряда . . Известны способы распознавания х рактера разрабатываемого земснарядо грунта путем непрерывного визуального наблюдения за территорией намыва или взятия проб в различных ее т.очках. При этом оперативный контроль характера намываемого земснарядом грунта, как правило, выполняется контрольными постами, располагающими специальным комплексом .лабораторного оборудования 1.. Недостатками этих способов являют ся очевидная сложность практического осуществления непрерывного контроля характера разрабатываемого земснаря.дом грунта, а также невозможность оперативно, определять преобладание в нем тех или иных пород с целью осу щест.вления коррекции управления рабо той земснаряда. . - ., Известен, также способ распознавания характера разрабатываемого зем.снаряда грунта путем.определения пре обладаквдих в нем пород, основанный на непрерывном измерении величин электропроводности потока гидросмеси и ее жидкой фазы и их сравнении 2 Недостатками известного способа являются субъективность процесса ра познавания, а также наличие запаэдьш ния в получении информации о характере разрабатываемого земснарядом грунта. Это Существенно снижает на ежность распознав аиг.п харакгоу-ч ра-рабативаемого :)eMCfiapsu-lOM грунта , Ч1О, в cioic очередь, не позволяет оперативно н эффективно управлять процессом 1идродобычи .. Це..чь изобретения - попыгиение надежности оперативного распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта при определении- преобладания в .грунте глинисто-илистых или песчано-гравийных пород. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта путем определения- преобладающих в нем пород, основанному на непрерывном измерении величин электропроводности потока гидросмеси и .ее жидкой фазы и их непрерывном сравнении, дополнительно определяют знак приращения величины электропроводности гидросмеси и при его положител.ьном значении судят о преобАадани.и в .разр абатыва.емом грунте, глинисто-илистых пород, .а при его отрицательном значении - о преобладании -песчаногравийных пород. , Возможность использования знака приращения вел.ичин -электропроводности потока забортной воды ( acg) и гидросмеси (ajj..). в качестве признака раСпозн.авания качественного характера разрабатываемого земснарядом грунта предопределяется .установленной в результа-je исследований закономер- . ностью, которая заключается в. следующем. Песчано-гравийные и глинистоилистые породы имеют различные.физи.ко-механиче.ские свойства, в том числе растворяемость. Последняя характеризует разрушение пород вследствие растворения: .слагающих их минералов водой. Установлен.о, .что при насыщении жидкой фа.зы поток.а гидросмеси пес.чано-гравийным.и включениями (практически нерастворимыми в воде) происходит уменьшение эффективного поперечного сечения трубок тока в рабочем объеме первичного измерительного преобразователя (ПИП), что и определяет уменьшение контролируемой им величины электропроводности потока, гидросмеси г. г 6 сравнении с за(помненной величиной электропроводности .потока забортно.й воды эСр: х g, В случае насыщения жидкой фазы гидросиеси глинисто-илистыми включениями происходит ее быстрая минерализация за счет хорошей растворяемости этих пород и наличия большого количества мелкодисперсной фазы. При этом величина .электропроводности потока гидросмеси .существенно возрастает (в несколько раз) в сравнении с запомненной величиной электропроводности потока забортной воды I эе ЭЕ |. Способ осуществляется следующим образом.

При протекании по пульповоду (всасьлваю1аая часть) зегмсиаряда забортной воды с помощью высокочастотного метода (.15-25 МГц) определяют, а затем запоминают величину ее электропровЪдности (tp) . В процессе разработки земснарядом грунта тем же методом непрерывно контролируют величину электропроводности потока гидросмеси {;ic) и сравнивают ее с запомненной величиной электропроводности потока эаборт ной воды (3tg). Определяют знак Отклонения величины электропроводности гидросмеси. При уменьшении ее абсолютной величины относительно величины электропроводности потока забортиой вoдtJ (ze.) знак приращения электропроводности в рабочем объеме ПИПа: Slifn -3 а: (-).. При этом констатирую.т преобладание в разрабатываемом земснарядом грунте песчано-гравийных пород. В случае увеличения электропроводности гидросмеси (ж Xg ) знак приращения, соответственно, прложительный: 4 гк ( 4 ). При этом констатируют преобладание в разрабатываемом земснарядом грунте глинистогилистих пород.

Удельная электропроводность, например, речной воды составляет порядка жg 0,05 1/сММ. В то же время величина электропроводности объема потока, контролируемого ПИП, зависит от конструктивных параметров последнего и может быть, соответственно, разной. Однако в предлагаемом спосо,бе указанное обстоятельство не имеет значения, так как в нем для распознавания характера транспортируемого грунта -используют знак приращения (относительного) величины электропроводности гидросмеси при насыще.нии воды твердой фазой.

« Для определения величины электропроводности потока забортной воды и гидросмеси в предлагаемом способе используют высокочастотный Г (15-25 МГц) метод, например кондуктометрический. Применение в данном случае высокочастотного метода позволяет устранить возможное влияние на процесс измерения величины электропроводности потока сопротивления двойноро электрического слоя, образующегося на границе электрода ПИПа гидросмесь и электрокинетического эффекта, проявляющегося при движении гидросмеси по пульповоду.

. На чертеже приведен пример функциональной схемы одного из устройств, рёалйзукицего способ.

На всасываклцей- части пульповода 1 зеиснаряда, по которому движетея-гидросмесь; устананливают. ПИП 2, соединенный с высокочастотньлм измерительньм блоком 3 и обеспечивающий определение, величины электропроводности потока гяцросмеси (j-p). И мерительнып блок 3 с ПИП (например, кондуктомотрический) реализует рысокочастотный ( МГц1 метод непрерывного определения величины электропроводности потока гидросмеси. К выходу измерительного блока 3 подключен вход элемента 4 памяти, вход и выход которого соединены с входами элемента 5 сравнения. Вход управления элемента 4 памяти соединен с выходом блока 6 ручного управления, с помощью которого машинистом земснаряда вырабатывается команда на элемент 4 памяти для запоминания им величины электропроводности потока забортной воды () , определяемой измерительнь гм блоком 3 в момент ее протекания по пульповоду 1 .

Распознавание момента протекания по пульповоду 1 забортной воды и выработка команды на -элемент 4 памяти может осуществляться и автоматически при укомплектовании устройства блоком 7 автоматического распознавания указанных моментов с вибродаБЧ-иком 8, установленным на пульповоде вблизи ПИП 2 устройства. Блок 7 с вибродатчиком- 8 реализует акусти.ческий метод распознавания моментов : протекания по пульповоду забортной воды.

К выходу элемента 5 сравнения подключ ен индикатор характера грунта (ИХГ). Индикатор может, например, иметь два -условных транспоранта Песок и Глина, включение одного из- которых отражает в данный момента преобладание в разрабатьтае мом земснарядом грунте, соответственно, песчано-гравийных или глинистоилистых пород.

Устройство работает следумцим образом.

, По команде U с блоков 6 или 7 запоминают с помощью элемента 4 памяти величину электропроводности забортной воды (afg) при ее протекании по пульповоду 1. Сигнал U(xg)c выхода элемента 4 памяти поступает на один из входов элемента 5 сравнения. Затем при протекании по пульповоду гидросмеси сигнал U(), пропорциональный ае,- , с выхода блока 3 непрерывно поступает на второй вход элемента 5 сравнения, с помощью которого непрерывно сравнивают величину электропроводности потока гидросмеси (Жр) с запомненной величиной электропроводности потока забортной во- ды (tg} - В зависимости от характера грунта, транспортируемого, в потоке, может быть два значения S-t(J-n л ж (+) или (-). Каждому КЗ описанных случаев соответствует определенный сигнап управления (+Uj,np или , поступающий с выхода элемента 5 сравнения на вход индикатора ИХГ. При этом

5.1:0464346

включается один из тран порантов, со-открывает качественно новые возможответственно Песок или Глина,нести оперативно (непосредственно на

что позволяет оперативно корректиро-всосе земснаряда) и с более высокой

вать осуществляемый земснарядом про-надежностью автоматически определять

цесс гидродобычи.характер разрабатьшаемого грунта в

Способ распознавания характера 5подводном забое посредством контроля

разрабатываемого земснарядом грунтасвойств потока пульпы.

СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ХАРАКТЕРЛ РАЗРАБАТЬШАЕМОГО ЗЕМСНАРЯДОМ ГРУНТА путем определения преобладающих в нем пород, основанный на непрерывном измерении величин электропроводности потока гидросмеси и ее жидкой фазы и их непрерывном сравнении, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности оперативного распознавания при определении преобладания в грунте глинисто-илистых или песчано-гравийных пород, дополнительно определяют знак приращения величины электропроводности гидросмеси и при его положительном значении судят о преоблгщании в разрабатываемом грунте глинисто-илистых пород, а При его отрицательном значении - о преобладании песчаногравийных пород.