Грунтозаборное устройство эрлифтного снаряда Советский патент 1981 года по МПК E02F3/90 

(54) ГРУНТОЗАБОРНОЕ УСТРОЙСТВО ЭРЛИФТНОГО

СНАРЯДА

I

Изобретение относится к гидромеханизированному способу производства открь тых горных работ с помощью эрлифтного земснаряда с трубопроводом вертикального типа, и наконечник которого оборудован вибрационным рыхлителем.

Известен эрлифтный снаряд, включающий всасывающий наконечник, оборудованный гидравлическими рыхлителями с воздушными и водяными коллекторами .

При работе земснаряда на плотнослежавшихся грунтах, г.де грунт держит вертикальные откосы, образуется воронка всасывания близкой к цилиндрической форме диаметром несколько больше диаметра кольцевой камеры всасывающего наконечника. Поэтому работа земснаряда на этих грунтах основана с частыми перестановками (зашагиваниями) вертикального эрлифта. Момент перестановки обусловлен с подъемом трубопровода, т.е. отрывом наконечника от грунта и перемещением корпуса земснаряда на определенный шаг. Поэтому операция перестановки наконечника связана с непроизводительной потерей энергии и снижением производительности земснаряда по твердому.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является грунтозаборное устройство эрлифтного земснаряда, включающее эрлифтный наконечник с воздушным и водяным коллекторами, объемную решетку, вибратор и амортизаторы 2.

5 К недостаткам его следует отнести то, что вибратор размещен внутри всасывающего наконечника на пути поступления основной массы грунта. Снижение живого сечения накоиечника эрлифта сопровождается

.- увеличением гидравлических сопротивлений на вход гидросмеси во всасывающее отверстие. Гидродинамические давления жидкости, возникающие от вибрирующей поверхности вибратора, расположенного внутри всасывающего наконечника, почти не используются с пользой для разрушения откосов разрабатываемого грунта.

Цель изобретения - увеличение объема извлечения грунта из-под воды с одного местоположения наконечника.

Для достижения этой цели на воздушном

20 и водяном коллекторах устройства смонтирована обечайка, на которой расположеиа объемная решетка, при этом вибратор установлеи на обечайке с возможностью колебаний в горизонтальной плоскости. На фиг. 1 схемат1 чески показано устройство, вид сбоку (с частичным сечением по диаметральной плоскости, проходящей через ось всасывающего наконечника); на фнг., 2 -г- сечение А-А на фиг. 1. Устройство состоит из эрлифтного трубопровода, оканчивающегося цилиндрическим всасывающим наконечником 1, на наружной поверхности которого расположены круговые воздушный и водяной коллекторы, образованные из цилиндрической обечайки 2 и трех конических колец 3. Вода к кольцевому коллектору подводится сверху по трубопроводу 4, а к воздушному - по трубопроводу 5. От водяного коллектора вода подается по изогнутым трубопроводам к гидравлическим насадкам 6. От воздушного коллектора сжатый воздух подается в эрлифтный трубопровод через щелевые окна 7. На обечайку воздушного и водяного коллекторов через кольцевую упругую прокладку 8 соосно одета обечайка большего диаметра 9, жестко соединенная с объемной решеткой 10 и источником 11 колебания с направленными колебаниями в горизонтальной плоскости. За верхнюю часть обечайка 9 подвешена к эрлифтному трубопроводу с помощью амортизаторов 12 и торцевое отверстие между обечайками уплотнено эластичной фигурной прокладкой 13. Устройство работает следующим образом. В погруженном состоянии вертикального эрлифта запускается компрессор и водяной насос земснаряда. Включается подача сжатогс воздуха в эрлифтный трубопровод и напорной воды на гидронасадки. После начала устойчивой работы эрлифта на воде наконечник эрлифта подводится к кромке подводного корпуса земснаряда с помощью натяжных лебедок, а затем подъемной лебедкой наконечник эрлифта приподнимается до верхнего уровня грунта с одновременным зашагиванием. Включается в работу вибратор и пр.оизводится опускание наконечника эрлифта до соприкосновения с грунтом. По мере выработки грунта контакт наконечника эрлифта с грунтом поддерживается опусканием эрлифтного трубопровода за счет его собственного веса. При достижении наконечника до подошвы забоя производится подъем трубопровода и новое зашагивание на расчетный радиус. Зашагиванне может производиться и без Отрыва наконечника от грунта. Это возможно только при условии, когда откос грунта легко обрушается от бокового соприкосновения эрлифтного вибронаконечника на уровне подошвы забоя. Эффект вибрации источника 1 колебаний объемной решетки 10 и обечайки 9 передается на разрабатываемый забой через присоединенную массу жидкой среды. Все точки вибрирующих поверхностей в любом, произвольно взятом, горизонтальном сечении имеют равную амплитуду колебаиий. Присоединенная масса воды для виброоргана предлагаемой формы с вибратором горизонтальных колебаний будет иметь форму эллипса. Поэтому и форма обрушения грунта от воздействия вибратора будет иметь также форму эллипса, где большая ось эллипса совпадает с направлением вектора амплитуды колебаний, проходящей через ось наконечника. Колебание присоединенной массы жидкой среды вокруг всасывающего наконечника и распространение переменных давлений в жидкой среде приводит к разрушению структурных связей между частицами грунта и образованию трещин, способствующих обрушению грунта с боковых откосов забоя на большем удалении от наконечника. Напорные струи гидронасадков способствуют более интенсивному обнажению откосов от обрушенной массы грунта и интенсифицируют процесс грунтозабора. Экономический эффект достигается за счет сокращения числа циклов по передвнжке (зашагивание) наконечника земснаряда и увеличения объема добычи грунта с одной стоянки. Увеличение объема добычи грунта с одной стоянки становится возможным, благодаря увеличению радиуса обрушения грунта вокруг наконечника эрлифта. В зйвисимости от увеличения мощности продуктивного слоя экономический эффект будет возрастать. Например, для месторождения с продуктивным слоем в 10 м экономический эффект составит 17 тыс. руб. на один земснаряд производительностью по грунту 100 мз/ч. Формула изобретения Грунтозаборное устройство эрлифтного снаряда, включающее эрлифтный наконечник с воздушным и водяным коллекторами, объемную решетку, вибратор и амортизатор, отличающееся тем, что, с целью увеличения объема извлечения грунта из-под воды с одного местоположения наконечника, на воздушном и водяном коллекторах устройства смонтирована обечайка, на которой расположена объемная решетка, при этом вибратор установлен на обечайке с возможностью колебаний в горизонтальной плоскости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Шкундин Б. М. Землесосные снаряды. М., 1973, с. 79-80. 2. Авторское свидетельство СССР JVs 166905, кл. Е 02 F 3/92, 1963.