Логістичний процес забезпечення поставок нерудних будівельних матеріалів на річковому транспорті

При роботі снаряда в руслі він піддається дії річкового потоку. Швидкість течії залежить від гідрологічного режиму, площі перерізу русла і властивостей грунту на дні. На перекатах з піщаними грунтами середні швидкості течії знаходяться в межах 0,3-0,6 м / сек, на ділянках з гравійними і скельними грунтами швидкості течії сягають 2-2,5 м / сек. Наявність течії істотно впливає на технологію виконання робіт і на вимоги до засобів оперативних переведень снарядів.
Ветроволновие умови на водосховищах, озерах, гирлових ділянках великих річок робить вирішальний вплив на вибір технологічного обладнання снарядів, способів їх оперативних переміщень, розробки грунту.
Обмежені глибини і розміри акваторії ускладнюють виконання операцій з оперативними якорями, а також маневрування вантажного та допоміжного флоту.
Для короткої характеристики типу днопоглиблювального снаряда застосовуються умовні буквені позначення. На першому місці ставлять букви, що характеризують снаряд за способом розробки грунту: М - багаточерпакових снаряд, ШТ - штанговий, Г - грейферний, 3 - землесос без розпушувача, ЗМ-землесос з механічним розпушувачем, ЗГ-землесос з гідравлічним розпушувачем. Літери на другому місці позначає спосіб видалення грунту: Ш - шаландовий, Р - рефулерні (при позначенні землесосів не ставляться), Л - лоткові.
На третьому місці - літери, що визначають тип головного двигуна: Д - дизельний, П - паровий. Останніми ставляться літери, що позначають систему приводу робочих пристроїв: Е - електрифіковані, Г - гідроприводні. У позначеннях самохідних снарядів в кінці додають букву С. Після буквених позначень вказую технічну продуктивність снаряда.
Наприклад: МЩДЕС-500 - багаточерпакових шаландовий дизельний електрифікований самохідний снаряд продуктивністю 500 м3 / ч. ЗМДГ-150 - землесос з механічним розпушувачем дизельний, з гідроприводні робочими пристроями, продуктивністю 150 м3 / год

4. Видобувні снаряди
4.1 Коротка характеристика
При характеристиці видобувних снарядів застосовують умовні позначення, що вказують приналежність і тип снаряда, його основне призначення і технічну продуктивність.
У позначенні снарядів букви мають такі значення: П - портове, З - землесосних, Ч - черпаковой, С - наявність сортувального або збагачувального пристрою, а цифри вказують на технічну продуктивність по грунту. Наприклад: ПЗС - 600 - портове землесосних снаряд з сортувальним пристроєм продуктивністю 600 м3 / ч.
Основними технічними параметрами засобів видобутку НСМ є технічна продуктивність, тип технологічного обладнання, клас Регістру, габаритні розміри, глибина видобутку НСМ, діаметр напірного пульпопроводу, категорія розроблюваних порід, потужність енергетичної; установки, технічні характеристики видобувних коштів.
Тип основного технологічного обладнання визначає призначення снаряда, що передбачає видобуток гравію, піску і піщано-гравійної суміші. Габаритні розміри обумовлюють можливість експлуатації снаряда на заданому родовищі, встановлюють тип і розміри потрібних транспортних суден для перевезення видобуваються матеріалів. Діаметр трубопроводів впливає на продуктивність снаряди та режим роботи грунтового насоса.
4.2 Особливості роботи
Розробка затоплених грунтів і вилучення їх з-під води здійснюється за допомогою плавучих засобів, які називаються земснарядами. За способом відділення від масиву та подальшого транспортування грунту розрізняють земснаряди гідравлічного і механічного принципу дії. До перших відносяться землесосні, ежекторні і ерліфтні снаряди, до других - багаточерпакові грейферні, штангові та ін
У земснарядів гідравлічного дії грунт з дна захоплюється потоком води, щовсмоктується і що настає гідросуміш (пульпа) транспортується далі по грунтопровід. На землесосів рух гідросуміші створюється за допомогою лопатевих грунтових насосів; на ежекторних снарядах - за допомогою водоструминних апаратів - ежекторів; на ерліфтних - завдяки підйомної силі повітря, що подається в грунтопровід під водою на великій глибині.
Найбільш поширені землесоси, що забезпечують робочий процес з найменшими енергетичними витратами і дозволяють при підборі відповідних грунтових насосів переміщати грунт на вимагаються відстані та висоту. До недоліків землесосів відносяться обмежена глибина добування грунту та інтенсивний знос грунтового насоса проходить через нього гідросуміші. Збільшення глибини видобутку матеріалів землесосами досягають зниженням положення грунтового насоса щодо рівня води, або маючи в своєму розпорядженні насос на Сосунова рами, або збільшуючи осадку корпусу земснаряду, При цьому кожен I м зниження насоса забезпечує збільшення глибини видобутку приблизно на 5 м. Проте зазначені заходи ускладнюють конструкцію і експлуатацію земснарядів, тому на річкових землесосів поки не знайшли застосування. При установці грунтового насоса в корпусі звичайного річкового земснаряду виймання грунту можливо з глибини до 20-22 м.
У ежекторних снарядів зносу гідросумішей схильний простий по конструкції водоструминні апарат, легко доступний виготовлення та заміни. Малі габарити і маса ежектора дозволяють розташовувати його безпосередньо у всмоктуючого наконечника земснаряду, чим забезпечується можливість виймання грунту з великих в порівнянні з землесосами глибин. Кінетична енергія водяних струменів, що забезпечують дію ежектора, створюється за допомогою високонапірного насосу, не взаємодіє з грунтом, а тому і не схильного до абразивного зносу. Суттєвими недоліками ежекторів є знижений (приблизно в три рази в порівнянні з грунтовими насосами) енергетичний коефіцієнт корисної дії і обмежений напір, створюваний з їх допомогою в грунтопровід.
Для нормальної дії ерліфта потрібна велика заглиблення під воду і вертикальне положення трубопроводу. Так як всмоктування і рух гідросуміші створюється лише завдяки різниці між питомою вагою навколишнього води і трикомпонентної суміші в трубопроводі (грунт, вода і робочий повітря), ерліфтні снаряди можуть забезпечити лише дуже обмежені висоту і дальність подачі видобувається матеріалу. Ерліфти властивий низький енергетичний к.к.д. Видобуток ерліфтнимі снарядами НСМ з глибини менше 10-15 м практично неможлива.
З метою поліпшення розробки і всмоктування піщано-гравійних матеріалів грунтозабірний пристрої земснарядів гідравлічного дії оснащують гідравлічними розпушувачами грунту.
Цим земснаряду властива безперервність технологічного процесу, що включає видобуток, транспортування по трубах, збагачення і навантаження НСМ, а також видалення у відвал відмитих дрібних фракцій грунту і легкого сміття.
Безперервність процесу дозволяє створювати земснаряди гідравлічного дії з найбільш високою продуктивністю (2500 м ³ / год і більше).
Земснаряди цього роду недоцільно використовувати для розробки грунтів з великим вмістом великих включень, розміри яких перевищують визначальне живий перетин грунтової магістралі (міжлопатевих відстань робочого колеса грунтового насоса, діаметр горловини ежектора і т.п.). Небажано застосовувати ці земснаряди і для видобутку НСМ з великим вмістом гравію, що викликає швидкий знос трубопроводів, грунтових насосів та іншого обладнання. Зі збільшенням змісту гравію важче забезпечити гідравлічне транспортування матеріалу по трубах, оскільки потрібні підвищені швидкості руху гідросуміші, напір у системі і потужність силової установки. Земснаряду цього роду доцільно застосовувати для видобутку НСМ з вмістом гравію до 30%.
Землесосні, ежекторні і ерліфтні снаряди, не обладнані спеціальними засобами механічного подрібнення, неможливо використовувати для розробки зв'язкових і засмічених грунтів, наприклад, при виконанні розкривних робіт або створення підводного складу.
Для видобутку ПГС з високим вмістом гравію (більше 3О%), або із включеннями великих каменів, а також на родовищах НСМ з окремими прошарками або лінзами зв'язного грунту доцільно застосовувати земснаряди механічної дії. Ці снаряди ефективні і на розкривних роботах при видаленні зв'язкових і засмічених грунтів.
З земснарядів механічної дії найбільш поширені багаточерпакові. Їх основний робочий орган - замкнута черпаковой ланцюг. Розрізняються ланцюга суцільні (безмайонние), зібрані з одних черпаків, і ланцюги з проміжними ланками, у яких черпаки чергуються з холостими сполучними ланками (планками, Майон). На земснаряду для видобутку НСМ в стінках черпаків влаштовують отвори, через які виходить вода в процесі підйому матеріалу над водою. Завдяки цьому у грунтовий колодязь з черпаків надходить практично зневоднений матеріал. Подальше переміщення матеріалу з грунтового колодязя до збагачувальному обладнання або в завантажуване судно здійснюється або природним ковзанням по похилих лотків або за допомогою конвеєрів. При необхідності видалення нетоварних фракцій на берег або в обмежені підводний відвал потрібно оснащувати земснаряд спеціальної гідротранспортної установкою або використовувати грунтоотвозние шаланди.
У зв'язку з відносно високою частотою руху черпаків (до 22-24 I / хв) процес надходження матеріалу на збагачувальне устаткування і в файли суду йде безперервно і володіє незначною нерівномірністю. Можливості створення високопродуктивних багаточерпакових снарядів обмежуються доступними обсягами черпаків. Гранична продуктивність земснарядів цього типу становить близько 1000 м ³ / ч.
До недоліків багаточерпакових снарядів відносяться обмежена глибина видобутку (до 18-20 м) і втрата частини витягується матеріалу внаслідок Просор з черпаків при розвантаженні над грунтовим колодязем.
Грейферні земснаряди по конструкції близькі до плавучим кранів, але призначені спеціально для видобутку грунту з-під води. Вони оснащені оперативними лебідками для здійснення технологічних переміщень і швартовних пристроями для завантаження суден. При необхідності деякого поліпшення складу видобувається матеріалу на грейферних снарядах встановлюють найпростіше збагачувальне устаткування. По конструкції розрізняють грейферні снаряди з поворотними стрілами й з опорними мостами. За наявності відповідної Канатоємкість у підйомної лебідки грейферним снарядом можна витягувати матеріали зі значної глибини.
У зв'язку з циклічністю вилучення матеріалу грейфером технологічний процес нерівномірний, що ускладнює досягнення оптимального використання збагачувального обладнання та обмежує продуктивність земснарядів цього типу за сортованого продукту. Відомі варіанти грейферних земснарядів з декількома (від двох до чотирьох) грейферами, що працюють послідовно в єдиному технологічному циклі.
Як і у багаточерпакових, у грейферних снарядів гранична продуктивність обмежена ємністю робочого органу. Зі збільшенням глибини вилучення матеріалу подовжується робочий цикл грейфера, що веде до зниження продуктивності земснаряда. При відсутності спеціалізованих грейферних снарядів за аналогічним призначенням використовуються плавучі крани.
Крани більш прості в порівнянні з земснарядами з облаштування. Вони пристосовані до умов роботи на малих річках з обмеженими габаритами шляху, а також до умов видобутку матеріалів в ранньовесняний і пізньоосінній періоди навігації при негативній температурі повітря. Застосування видобувних снарядів інших типів в ці періоди ускладнене або неможливе через обмерзання різних пристроїв.
Плавучими кранами можливо добувати корисні копалини з великої глибини за рахунок застосування подовжених тросів. Ці снаряди відрізняються ефективністю використання енергетичної установки, можуть обробляти суховантажні судна будь-яких типів. Їх істотним недоліком є ​​порівняно низька продуктивність і відсутність збагачувального обладнання. Нерудні будівельні матеріали в процесі видобутку кранами залишаються у природному стані, тобто їх якість не підвищується.
4.3 Умови застосування
При розстановці земснарядів по об'єктах робіт враховуються якісно-технологічні характеристики родовищ дозволяють найбільш ефективно використовувати ці перевантажувальні засоби.
Землесосні снаряди раціонально використовувати на видобутку в умовах, коли родовища містять до 30-40% гравію, в залежності від крупності частинок і менше 1% валунів. При видобутку НСМ землесосних снарядами застосовується траншейний спосіб розробки родовищ. Довжина окремої траншів розробляється без перекладання якорів, залежить від довжини папільонажних тросів. Оптимальна довжина серії траншеї становить, як правило, 100 м. Після закінчення виїмки траншеї на задану довжину, земснаряд повертається в початкове положення і починає розробляти наступну паралельну траншею. У процесі розробки траншей землесосні снаряди просуваються, як правило, проти течії.
Багаточерпакові земснаряди раціонально застосовувати при розробці родовищ з вмістом гравію більше 40%. Розробка родовищ багаточерпакових снарядами проводиться методом багермейстерських папільонажа. У цьому випадку снаряд для кращого наповнення черпаків грунтом переміщують так, що поздовжня вісь земснаряду становить певний кут (15-25 °) з віссю прорізи, а черпаки спрямовані у бік руху земснаряда. При даному способі розробки родовищ земснаряд врізається в забій у бровки виїмки матеріалу, повертається під зазначеним кутом до осі виїмки і під цим кутом продовжує рух до протилежної бровки, де розгортається для руху у зворотний бік під тим же кутом.
Плавучі крани застосовуються для видобутку невеликих обсягів залягають на значній глибині піску і піщано-гравійної суміші без гідрокласифікації. Розробка родовищ плавучими кранами проводиться в залежності від вильоту стріли прорізами шириною 50-60 м і серіями довжиною до 100 м. Для забору матеріалу в межах суміжної смуги прорізи плавучий кран переміщують і встановлюють на якорі. До недоліків видобутку НСМ плавучими грейферними кранами відносяться неповна вироблення корисної товщі родовищ.
Завантаження в суду матеріалів видобуваються землесосами без класифікації вантажу проводиться таким чином. Пульпа, засмоктується в приймальний трубопровід грунтовим насосом, подається по напірному трубопроводу в трюм судна, де внаслідок гасіння її швидкості випадають частки грунту, а вода з дрібними домішками стікає за борт.
При збагаченні НСМ пульпа по напірному трубопроводу надходить в класифікатор механічного або гідравлічного типу, в якому виділяється збагачена ПГС або гравій, а пісок з водою по спеціальному трубопроводу скидається за межі кар'єру. З класифікатора збагачений матеріал через завантажувальний лоток або поворотний стрічковий конвеєр надходить в одне з суден, розташованих з обох бортів землесосного снаряда. Багаточерпакових снаряд, видобувний ПГС та гравій, встановлюють на якорі, а до борту причалюють порожні суду. Черпаки земснаряду, захоплюючи з дна річки НСМ, подають їх у грунтовий колодязь, з якого вантаж по лотку надходить в судно. Щоб забезпечити безперервну роботу земснаряду при зміні судів, порожню баржу (секцію) встановлюють заздалегідь у його вільного борту. Після закінчення завантаження першого судна перемикають клапан грунтового колодязя і завантажують друге судно.
При розробці родовищ плавучими кранами вантажні судна швартуються до понтону крана, встановленого на якорях, по черзі з обох бортів.
4.4 Виробники земснарядів
На території Росії і Україні відомі наступні виробники земснарядів: ВАТ НВО «Судноремонт» (м. Нижній Новгород), Міасскій ремонтно механічний завод, Шліссельбурзький дослідний завод «Нордстром», Завод гідромеханізації в м. Рибінську, Механічний завод гідроустаткування м. Москва, Сумської ремонтно механічний завод (Україна), Комунальне підприємство «Коммунекоресурси» м. Донецьк (Україна). В даний час цими виробниками виготовляються земснаряди з глибиною розробки грунтів від 3 до 50 м, продуктивністю по грунту від 1,5 до 900 м3/год. Основні технічні характеристики земснарядів, що виготовляються даними підприємствами, наведені в таблиці 1.
Таблиця 1. Коротка технічна характеристика землесосних снарядів, випущених вітчизняними виробниками