Рис. 1.3. Классификация компоновочных решений погружных агрегатов на земснаряде

В опытно-промышленной эксплуатации находятся схемы транспортирования, показанные на рис. 1.4. Отметим также, что в Голландии, США, ФРГ строятся земснаряды, на которых применяют по три насоса: погружной (почти всегда низконапорный) и два палубных, или трюмных. В схеме гидротранспортной системы, показанной на рис. 1.4, б, погружной насос установлен на раме и является вспомогательным по отношению к главному насосу, размещенному в машинном отделении. Насосы здесь работают последовательно, и их напор суммируется. Такая схема, как известно, целесообразна при необходимости транспортирования грунта на большие расстояния (более 500 м) или при умеренной дальности, но высоком геодезическом подъеме пульпы на карту намыва. Если с гидротранспортированием справляется один главный насос, то задача вспомогательного (бустерного) насоса заключается в обеспечении достаточной всасывающей способности главного насоса. Этому требованию по своим характеристикам наилучшим образом соответствует, как указывает ВНИИГС, насос осевого типа, отличающийся малым напором при большом расходе гидросмеси и достаточно высоким гидравлическим КПД. Однако ввиду отсутствия отечественных осевых насосов для работы в качестве вспомогательной низконапорной ступени при перекачивании гидросмесей приспосабливают обычные грунтовые насосы центробежного типа.

Рис. 1.4. Схемы гидротранспортирования из глубоких забоев
а — одноступенчатая с погружным агрегатом; б — двухступенчатая с погружной бус-терной установкой; в — двухступенчатая с плавучей перекачной станцией

Использование одного погружного насоса с достаточно вы соким напором может осуществляться по двум схемам По одной из этих схем (рис. 1.4, а) в погружную установку включается насос с погружным электродвигателем. Другая установка (рис. 1.4, б) выполняется с погружным насосом и стандартным электродвигателем щитового исполнения, располагаемым над горизонтом воды на раме разрыхлительного устройства. Насос приводится через длинный вал.

Для условий, когда песчано-гравийные материалы из глубокого месторождения должны транспортироваться на значительные расстояния, представляет интерес схема, использующая автономную плавучую станцию. Наличие в парке машин производственной организации такой автономной станции позволит рационально организовать гидротранспортные работы.

В тресте Гидромеханизация Минэнерго создано сменное грунтозаборное устройство, оборудованное погружным грунтовым насосом (предназначенное для земснаряда 350-50Л) с трансмиссией, которая представляет собой двухопорный сварной пустотелый вал из трубы диаметром 325×25 мм, длиной 8 м. В Камском СУ треста Гидромеханизация работают земснаряды 350-50Л с погружными бустерными грунтовыми насосами типа 16Р-9М. На этих земснарядах погружные насосы работают с последовательно включенным трюмным насосом типа 20Р-11 в качестве перекачивающего.

В эксплуатации находятся также земснаряды (в Чебоксарском и Куйбышевском СУ), в которых в качестве погружной машины используются насосы 20Р-11 со стандартным рабочим колесом, имеющим диаметр 1250 мм, и электродвигателем мощностью 630 кВт с частотой вращения 370 мин-1. Насосы при напоре 30 м вод. ст. обеспечивают производительность по пульпе 4000 м3/ч. Таким образом, в этой машине в качестве погружного и бустерного насосов используются насосы одного типоразмера. Грунтозаборное устройство с водоизмещающей рамой навешивается на земснаряд 350-50Л. Глубина разработки свободным всасом достигает 16 м.

Двухступенчатая схема с насосами одинакового типоразмера (насосы ГРУ-2000/63) осуществлена на земснаряде П-1 Ярославского СУ Минмонтажспецстроя СССР. Снижение напора погружного насоса достигнуто за счет применения рабочего колеса уменьшенного диаметра (900 мм вместо номинального диаметра 1000 мм), приводимого от электродвигателя с частотой вращения 750 мин-1 через редуктор с передаточным отношением 1 :2. В результате напор при подаче пульпы 2500 м3/ч составил 12 м вод. ст. Указанные мероприятия по снижению напора позволили уменьшить мощность и массу электродвигателя, тем самым обеспечив возможность размещения бустерной установки на раме при ограниченном запасе плавучести земснаряда. Для привода главного насоса той же марки ГРУ-2000/63, но с рабочим колесом номинального диаметра (вторая ступень) использовался электродвигатель мощностью 800 кВт с частотой вращения 590 мин-1.

Известными недостатками двухступенчатой схемы являются повышенный расход электроэнергии, утяжеление земснаряда и снижение его надежности из-за наличия и взаимодействия двух насосных агрегатов. При этом необходимо отметить, что, согласно проведенному ВНИИГСом исследованию, специфическим производственным условиям на строительных объектах Мин-монтажспецстроя в 75% случаев соответствуют дальность транспортирования до 1500 м и высота подъема пульпы менее 10 м, то есть в этих условиях применения вспомогательного насоса как источника дополнительного напора не требуется. Поэтому здесь имеются перспективы для внедрения земснаряда с одноступенчатой гидротранспортной установкой погружного типа для разработки грунтов I—IV категорий с глубины до 25 м.

Такого типа земснаряд имеется в Ульяновском СУ. На его раме установлен серийный грунтовый насос ГРУ-2000/63, в качестве привода использован электродвигатель АКН-2-15—69-10У4 мощностью 800 кВт с частотой вращения 590 мин-1, смонтированный в верхней части рамы земснаряда. Трансмиссия включает промежуточный вал с двумя опорами на подшипниках качения и два карданных звена от автомобиля БелАЗ-640А, соединяющих промежуточный вал с грунтовым насосом и электродвигателем. При предельном заглублении 25 м ось насоса оказывается на глубине 6,1 м, а электродвигатель остается над водой.

Грунтоприемное устройство земснаряда оборудовано эжектором конструкции ВНИИНеруда, к которому подается вода насосом марки 300—Д90. Применение эжектирования обусловлено необходимостью освобождения рамы при завале ее грунтом обрушившегося забоя. В нормальных условиях вода к эжектору не подается и его роль сводится к защите всасывающей трубы от попадания в нее крупногабаритных включений.