2.2. Оптимизация гидротранспорта грунта
Под этим выражением следует понимать минимум энергозатрат на перемещение одного кубометра грунта на расстояние одного километра по горизонтали. В свою очередь эергозатраты свяэаны с удельными потерями напора и концентрацией пульпы.
Натурных исследований в этой области почти не проводилось. Существующие инструкции по расчету потерь напора при гидротранспорте грунта основаны на исследованиях моделей в трубопроводах Д = 50 100 мм. Пересчета потерь напора с модели на трубопроводы Д = 200 1000 мм не существуют.
Поэтому все существующие расчеты потерь напора по этим инструкциям относительны с вероятностью не более 70% от натуры. В моей практике неоднократно приходилось останавливать бустерные станции с грунтовыми насосами, построенные по расчету, ввиду перегрузки электродвигателей.
Если просчитать только затраты энергии на гидротраспорт грунта и сопоставить их с автотраспортом, а тем более с железнодорожным транспортом, то такое сравнение будет в предпочтении последних способов. При проектировании стационарного трубопроводного транспорта твердого материала на большое расстояние необходимо выполнение натурных экспериментов по определению потерь напора.
Многие специалисты, основатели гидромеханизации
Н. Д. Холин, Б. М. Шкундин, А. П. Юфин., считают, что экономичный режим гидротранспорта возникает в конкретном случае при частично заиленном режиме пульпопровода, с высотой осадка до 10% от его диаметра. Лабораторными исследованиями института ВЗИСИ это положение было подтверждено.
Реально на всех земснарядах России установлено только два измерительных прибора вакуумметр на входе в грунтовый насос и амперметр тока электропривода насоса. Отечественные разработки приборов измерения давления в пульпопроводе, консистометра, расходомера, были неудачными, а комплекс иностранных приборов дорогим и ненадежным. Измерителя слоя осадка в пульпопроводе не было разработано вообще.
Багермейстер, управляющий грунтозабором земснаряда, руководствуется только своим опытом и показаниями амперметра. При высокой консистенции пульпы начинается падение мощности привода и показаний амперметра, но багермейстер может не уловить этот момент, и при дальнейшем падении нагрузки переходить к режиму прокачки воды, т.е. к смыву слоя осадка грунта, который может продолжаться от 0.5 до 2 часов.
По моему заданию работники электролаборатории завода «Промгидромеханизация» инженеры Г. С. Сперанский и В.И.Киселев начали разработку кондуктометрического консистометра, основанного на сопоставлении проводимости забортной воды и пульпы на электрическом мосте, в том числе и достижению заданной высоты слоя осадка по его проводимости.
Датчиками служили врезанные в пульпопровод изолированные от массы электроды. Основанием для разработки такого прибора служило многократное отличие проводимости песка и воды.
Талантливыми разработчиками удалось создать простой консистометр и фиксированный датчик измерения слоя заиления, названного СОРГГ (сигнализатор оптимального режима гидротранспорта грунта) с выводом показаний на электронное табло пульта управления земснарядом.
Прибор был испытан на песчаных грунтах на многих земснарядах треста с отличными результатами, сбой показателей произошел только на земснаряде в Санкт-Петербурге, работавшим в Финском заливе на морской воде, при этом не была проведена калибровка прибора.
Прибор был испытан на песчаных грунтах на многих земснарядах треста с отличными результатами, сбой показателей произошел только на земснаряде в Санкт-Петербурге, работавшим в Финском заливе на морской воде, при этом не была проведена калибровка прибора.
Прибор демонстрировался на ВДНХ и был удостоен золотой медали и защищен авторскими свидетельствами (А.с. 1416618 СССР и А.с. 1409731).
Неудачные попытки создания аналога были предприняты в тресте «Трансгидромеханизация» из-за конструктивных недоработок и попытки совмещения недоработанного прибора с автоматикой управления грунтозабором.
Подробнее прибор СОРГГ описан в статье в журнале «Гидротехническое строительство» [1].
Грамотный инженер электронщик способен воссоздать работоспособную конструкцию прибора СОРГГ, и я рекомендую возобновить эту удачную разработку для оснащения земснаряда и помощи багермейстеру в поддержании оптимального режима грунтозабора и гидротранспорта.
Принцип приборов консистометра и обнаружения заиления, построенного на сопоставлении электропроводности песка и воды, безусловно, правильный и практически многократно подтвержден.
Конечно, обнаружение начала заиления и определения консистенции в пульпопроводе можно выполнить и на другой основе, например с использованием ультразвука.
2.3. О возможности зимней работы земснарядов
Понятие зимней работы земснарядов связано с расположения объекта работ. В основном работы гидромеханизации выполнялись в умеренном континентальном поясе.
Но сегодня в больших объемах работа подразделений гидромеханизации ведется для обслуживания добычи нефти и газа на территории Западной Сибири, отнесенной к субарктическому и даже арктическому поясу, где зимний период с устойчивой отрицательной температурой воздуха до -10 0 начинается с сентября месяца, а освобождение водоемов от ледяного покрова происходит в мае. В зимний период температура воздуха в этих районах может доходить до 50 0, при которой работа гидромеханизации невозможна.