Рассмотрим основные положения технического развития гидротранспорта в строительстве.

Гидротранспорт песчаных и песчано-гравийных материалов из обводненных месторождений к объектам строительного произв‘одства совмещен с процессом их добычи из подводных забоев. В связи со все возрастающими объемами строительства запасы песчано-гравийных материалов в месторождениях неглубокого залегания непрерывно сокращаются. Уже сейчас остро стоит вопрос дефицита таких месторождений и необходимость доставки материалов из забоев с глубины 20—35 м и более.

Применяемое оборудование для добычи и гидротранспорта грунта и песчано-гравийных материалов (земснаряды) может обеспечить осуществление технологического процесса в забоях глубиной 10—15 и. При более глубоких забоях концентрация транспортируемой пульпы резко снижается, порой транспортируется только балластная (в данном случае) вода, что приводит к большим трудовым и энергетическим затратам при низкой отдаче по производительности гидроустановок.

Увеличение глубины разрабатываемых забоев наряду с рациональным использованием запасов месторождений нерудных материалов позволяет сократить разработку земельных угодий, необходимых сельскому хозяйству, и способствует охране окружающей среды.

В последние годы осуществляются различные технические решения по совершенствованию процессов добычи и гидротранспорта нерудных материалов из глубоких забоев обводненных месторождений. Это включение в гидротранспортную систему земснаряда вспомогательной (бустерной) гидротранспортной установки на всасывающей линии, применение погружных грунтовых насосов и другие способы подачи песчано-гравийных материалов.

Над созданием технических средств и разработкой новых способов, обеспечивающих добычу и транспортирование песчано-гравийных материалов земснарядами из глубоких забоев, работает ряд научно-исследовательских, проектных и производственных организаций. Промтрансниипроектом обобщены результаты этих работ и проведены технико-экономические исследования эффективности различных способов.

Исследования вопроса об оптимальной схеме гидротранспортирования погружными установками показывают большие области возможного применения как одноступенчатой схемы с достаточно высоким напором, так и двухступенчатой, в том числе с автономной плавучей перекачной станцией в качестве II ступени, что определяет необходимость в параллельном создании и совершенствовании таких схем.

На предприятиях нерудной промышленности и во многих областях строительства разрабатываются карьеры со значительным содержанием крупных камней, валунов, которые, попадая в трубопроводы и насосы, застревают там; это приводит к значительным простоям земснарядов (до 30% рабочего времени на некоторых карьерах уходит на удаление застрявшего негабарита). Удаляют камни вручную; работы эти трудоемки. Попадание негабарита в рабочее колесо вызывает сильную вибрацию насоса за счет дисбаланса. Имеют место обрушение забоев, обвалы их на всасывающую трубу и, как следствие, кавита‘ционные режимы работы, срывы всасывания и остановки. В итоге кавитация и вибрационные нагрузки приводят к преждевременному износу всей машины, большим затратам на ремонт оборудования и потерям рабочего времени. По указанным причинам участки месторождения с большим содержанием негабарита приходится иногда оставлять неразработанными.

Оборудование земснарядов системами автоматической стабилизации гидротранспортирования позволило бы повысить производительность, облегчить условия труда обслуживающего персонала, уменьшить износ оборудования и содействовать более рациональному использованию природных ресурсов.

Создать такую систему, работающую с достаточной надежностью,— задача сложная. Разработкой и внедрением устройств защиты и систем стабилизации гидротранспортирования песчано-гравийных материалов по трубопроводам занимаются проектно-конструкторские и производственные объединения, выполняющие гидромеханизированные строительные работы, добычу и транспортирование строительных материалов. Пром-трансниипроектом в течение ряда лет были проведены работы по созданию и внедрению устройств для стабилизации работы гидротранспортных установок. По их результатам на основе ряда авторских свидетельств института разработана и создана система для автоматической стабилизации процесса гидротранспортирования грунта при разработке засоренных и сложных забоев земснарядами 350—50Л (система АСТ-600).

Как известно, гидравлическое транспортирование грунта земснарядами получило широкое распространение при инженерной подготовке территорий под гражданское и промышленное строительство на пойменных землях. При проектировании работ по намыву территорий в расчетах производительность принимается по средней дальности транспортирования на намываемой площади. В процессе производства работ на ближних к земснаряду участках намываемой площади дальность транспортирования грунта минимальна, поэтому увеличивается подача гидросмеси и возможны кавитационные режимы и срывы работы. На дальних же участках, когда длина трубопроводов максимальна, земснаряды работают с низкой производительностью, при которой возможны заиление трубопроводов и их аварийная закупорка. В таких условиях внедрение систем автоматического управления приобретает особое значение для повышения эффективности гидротранспортных работ.

Для развития гидротранспорта в строительстве важными факторами являются обеспечение возможности гидротранспорта по трубопроводам крупнофракционных материалов и уменьшение абразивного износа оборудования. В этом отношении внедрение загрузочных аппаратов для транспортирования высокоабразивных смесей, а также крупнофракционных материалов открывает перспективы расширения объемов применения гидротранспорта при производстве строительных работ.

Рассматривая перспективы расширения объемов гидротранспорта в строительстве, следует особо остановиться на вопросе доставки отходов промышленного производства к заводам стройиндустрии.

Как известно, применение трубопроводного транспорта обеспечивает выдачу и доставку материалов от поставщика к потребителю единым, непрерывным технологическим потоком, при котором погрузочно-разгрузочные работы сводятся к минимуму, исключаются перегрузки и создаются благоприятные условия с точки зрения охраны окружающей среды. Все это относится в первую очередь к выдаче и доставке утилизируемых отходов производства, а именно золы, шлака и золо-шлаковых смесей к предприятиям для частичной замены в растворах и бетонах цемента, извести, песка и т. п.

На тепловых электростанциях внешний отбор отходов (золы и шлака) производится обычно по трубопроводам гидравлическим способом в виде золовой или золошлаковой гидросмеси. Доставляются же эти материалы на предприятия-потребители автомобильным или железнодорожным транспортом, хотя в целом ряде производств строительных материалов золошлаковая смесь идет в технологический процесс в виде шламов-растворов с водой, что создает благоприятные возможности применения трубопроводного гидротранспорта и создания единой транспортной схемы от поставщика до потребителя с единым технологическим процессом.

Являясь отходами тепловых электростанций и доменного производства, золошлаковые материалы и гранулированные шлаки в то же время представляют собой ценное сырье для цементной промышленности, для производства железобетонных изделий и многих видов строительных материалов. Так, в 1985 г. цементной промышленностью использовано в качестве добавок при производстве цемента свыше 35 млн. т отходов других отраслей промышленности, главным образом золы и шлаков ТЭС.

Строительством утилизируется ежегодно свыше 40 млн. т гранулированных доменных шлаков.