Инновационный способ разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании земснарядом

Суть проблемы ограниченности пространства скважины и повышенного техногенного загрязнения среды в горной промышленности. Разрушение прочных высокоглинистых песков с помощью установленного наклонно механического рыхлителя и связанного с приводом вращения.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 26.10.2021
Размер файла 55,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ТОГУ

Инновационный способ разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании земснарядом

Катин В.Д., Богачев A.I, Савочкин В.С.

г. Хабаровск, Россия

Аннотация

В статье рассмотрена новая технология разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании земснарядом

Ключевые слова: горная промышленность, разрушение песков месторождений, дезинтеграция,.земснаряд, трубопровод, эффективность разрушения прочных высокоглинистых песков.

Abstract

THE METHOD OF CALCULATING OF SUSPENDED RACK CEILING MATERIAL IN DESIGN PROJECTS

Zagranichnova L. A., Bushmina А. V. env- Ekaterinburg, Russia

This article is intended for designers and architects who design interiors of public and residential buildings. This article considers the design of suspended ceilings and recommendations to the calculation of materials.

Keywords: Rack suspended ceiling, calculation of materials, design.

В горной промышленности при разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений существует проблема, которая заключается в ограниченности пространства скважины и повышенное техногенное загрязнение среды. Предлагается новая запатентованная авторами технология разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании, которая может быть использована в горной промышленности. Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений благородных металлов в подводных забоях.

Известен способ гидродобычи, в котором процесс дезинтеграции полезного ископаемого осуществляется посредством кумулятивных торпед и направления взрывной волны с ориентацией на гидродобывающий агрегат [1]. Недостатками способа являются ограниченность пространством скважины и повышенное техногенное загрязнение среды.

Известны способы формирования гидросмеси при породозаборе землесосных снарядов, заключающиеся в увеличении содержания твердых частиц путем увеличения площади эрозионного размыва пород на входе во всасывающий наконечник земснаряда, увеличения размывающих скоростей этого потока, регулирования расстояния всасывающего наконечника над забоем, а также с использованием механического или гидравлического разрыхлителя в сгустительно-раздели- тельном устройстве земснаряда, установленного выше всасывающего наконечника [2,3,4,5,6].

Известно, что присутствие в песках россыпи глинистых и илистых частиц даже при небольшом их содержании резко увеличивает связность горной массы и снижает способность ее к размыву. В этих условиях эффективность применения известных способов оказывается пониженной.

Известны грунтозаборные устройства земснаряда для разработки подводных траншей и способ для выполнения данных работ, включающие процесс грун- тозабора и рыхления с помощью установленных на грунтозаборной раме механических рыхлителей вертикального или наклонного расположения с приводом, имеющим в своем составе трансмиссионный вал, экран, всасывающую систему [7,8,9].

Однако эти способы обладают низкой эффективностью и не применимы для разработки прочных высокоглинистых песков.

Наиболее близким является способ с использованием разрыхляюще-всасывающего устройства земснаряда, включающего трубопровод, всасывающий наконечник с экраном, содержащий жесткий диск с радиальными щелями и центральным непроницаемым кругом, каждая радиальная щель соединена с всасывающим наконечником герметичным каналом переменной формы поперечного сечения, общая площадь радиальных щелей не превышает площади поперечного сечения всасывающего наконечника, всасывающий наконечник снабжен приводом вращения, при этом он снабжен радиальными ребрами жесткости и разрыхляющими лопастями с режущей кромкой [10]. Способ также обладает низкой эффективностью и не может применяться для разработки прочных высокоглинистых песков.

Технический результат предлагаемого способа заключается в повышении эффективности разрушения прочных высокоглинистых песков посредством конусной шарошки с элементами эрозионного разрушения-размыва и дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси путем использования резонансных акустических явлений в гидропотоке посредством отражателей с ребрами жесткости.

Технический результат достигается тем, что в способе разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании земснарядом, включающем процесс разрушения прочных высокоглинистых песков с помощью установленного наклонно механического рыхлителя и связанного посредством трансмиссии с приводом вращения, всасывание разрыхленной горной массы в виде гидросмеси посредством всасывающего наконечника земснаряда с экраном и щелями, каждая из которых соединена с всасывающим наконечником герметичным каналом переменной формы поперечного сечения для увеличения размывающих скоростей с общей площадью щелей, не превышающей площади поперечного сечения всасывающего наконечника, для стабилизации ускорения потока гидросмеси, управление процессом разрушения прочных высокоглинистых песков осуществляют в автоматическом режиме посредством системы управления механическим рыхлителем, установленным по ходу перемещения экрана со щелями, при этом механический рыхлитель выполнен в виде конусной шарошки с элементами эрозионного разрушения-размыва, а конусная шарошка вращается со скоростью и прижимается к забою с усилием в зависимости от прочности, твердости, абразивности и трещиноватости прочных высокоглинистых песков, при этом система управления механическим рыхлителем является частью автоматической системы управления процессом, а закрепленные на всасывающем наконечнике отражательные элементы, в одном из которых выполнен паз для свободного перемещения трансмиссионного вала, ограничивают вымывание дезинтегрированной горной массы из зоны всасывания, причем для оптимизации площади всасывания разрыхленных пород экран выполнен составным из трех частей, каждая из которых в рабочем положении регулируется с помощью шарнирного соединения для установки под углом к поверхности забоя, обеспечивающим попадание гидросмеси с кусочками максимального размера, и снабжена шарнирно закрепленными на герметичных каналах и частях экрана стационарными гидродинамическими отражателями-кавитаторами с ребрами жесткости для создания резонансных акустических явлений в гидропотоке перед всасыванием и усиления дезинтеграции твердой составляющей гидросмеси.

Совокупность новых существенных признаков позволяет решить новую техническую задачу - обеспечить эффективность процесса разрушения прочных высокоглинистых песков посредством конусной шарошки с элементами эрозионного разрушения-размыва и дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси перед всасыванием путем использования резонансных акустических явлений в гидропотоке посредством стационарных гидродинамических отражателей-кавитато- ров с ребрами жесткости. На рисунке 1 представлен общий вид рабочих элементов разрушения, дезинтеграции и всасывания земснаряда без одной из боковых частей экрана.

Рисунок 1 - Общий вид рабочих элементов разрушения, дезинтеграции и всасывания земснаряда без одной из боковых частей экрана.

Способ разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании земснарядом 1 выполняется с помощью установленного наклонно 2 механического рыхлителя 3, который связан посредством трансмиссии 4 с приводом вращения 5. Всасывающий наконечник 6 земснаряда 1 с экраном 7 обеспечивает всасывание разрыхленной горной массы в виде гидросмеси посредством щелей 8, каждая из которых соединена с всасывающим наконечником 6 герметичным каналом 9 переменной формы поперечного сечения 10 с общей площадью щелей 8, не превышающей площади поперечного сечения 11 всасывающего наконечника 6. По ходу перемещения 12 экрана 7 со щелями 8 установлен механический рыхлитель 3 в виде конусной шарошки 13 с элементами 14 эрозионного разрушения-размыва. На всасывающем наконечнике 6 закреплены отражательные элементы 15, 16, 17. В отражательном элементе 15 выполнен паз 18 для свободного перемещения трансмиссионного вала 19. Экран 7 выполнен составным из трех частей 20, установленных с трех сторон от конусной шарошки 13. Каждая часть 20 экрана 7 в рабочем положении регулируется с помощью шарнирного соединения 21 и снабжена шарнирно 22 закрепленными на герметичных каналах 9 и частях 20 экрана 7 стационарными гидродинамическими отражателями-кавитаторами 23 с ребрами жесткости 24 для создания резонансных акустических явлений в гидропотоке перед всасыванием и усиления дезинтеграции твердой составляющей гидросмеси. Части 20 экрана 7 в рабочем положении регулируются с помощью шарнирного соединения 21 для установки под углом 25 к поверхности забоя 26. Управление процессом разрушения прочных высокоглинистых песков осуществляют в автоматическом режиме посредством системы управления 27 механическим рыхлителем 3, которая является частью автоматической системы управления процессом 28. скважина высокоглинистый песок рыхлитель

Способ разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании земснарядом выполняется следующим образом.

В систему управления 27 механическим рыхлителем 3, связанную с автоматической системой управления процессом 28, поступают данные прочности, твердости, абразивности и трещиноватости прочных высокоглинистых песков. В рабочем режиме конусная шарошка 13 вращается с расчетной скоростью и прижимается к забою с расчетным усилием в зависимости от прочности, твердости, абразивности и трещиноватости прочных высокоглинистых песков. Установленный по ходу перемещения 12 экрана 7 наклонно 2 и связанный посредством трансмиссии 4 с приводом вращения 5 механический рыхлитель 3 с помощью элементов 14 эрозионного разрушения-размыва разрушает поверхностный слой забоя 26. Элементы 14 вращающейся конусной шарошки 13 перекатываются по забою и за счет больших напряжений, развивающихся в зоне контакта с породой, разрушают ее путем раздавливания и скола. С увеличением крепости пород частота вращения уменьшается, а осевое усилие увеличивается. Закрепленные на всасывающем наконечнике 6 отражательные элементы 15, 16, 17, ограничивают вымывание дезинтегрированной горной массы из зоны всасывания. Паз 18 отражательного элемента 15 позволяет свободно перемещаться трансмиссионному валу 19. Для оптимизации площади всасывания разрыхленных пород экран 7 выполнен составным из трех частей 20, каждая из которых в рабочем положении регулируется с помощью шарнирного соединения 21 для установки под углом 25 к поверхности забоя 26. Таким образом обеспечивается попадание гидросмеси с кусочками твердой составляющей максимального размера. Всасывающий наконечник 6 земснаряда 1 с экраном 7 обеспечивает всасывание разрыхленной горной массы в виде гидросмеси посредством щелей 8, каждая из которых соединена с всасывающим наконечником 6 герметичным каналом 9 переменной формы поперечного сечения 10 с общей площадью щелей 8, не превышающей площади поперечного сечения 11 всасывающего наконечника 6. Шарнирно 22 закрепленные на герметичных каналах 9 и частях 20 экрана 7 стационарные гидродинамические отражатели-кавитаторы 23 с ребрами жесткости 24 создают резонансные акустических явления в гидропотоке перед всасыванием и усиливают дезинтеграцию твердой составляющей гидросмеси, которая через щели 8 частей 20 экрана 7 всасывается земснарядом 1. Автоматическая система управления процессом 28 обеспечивает перемещение гидросмеси с учетом критических скоростей и гидравлических сопротивлений, обеспечивающих оптимальный режим работы землесосного снаряда и минимальный расход электроэнергии на транспортирование гидросмеси.

Формула изобретения. Способ разрушения прочных высокоглинистых песков россыпных месторождений и дезинтеграции их гидросмесей при всасывании земснарядом, включающий процесс разрушения прочных высокоглинистых песков с помощью установленного наклонно механического рыхлителя и связанного посредством трансмиссии с приводом вращения, всасывание разрыхленной горной массы в виде гидросмеси посредством всасывающего наконечника земснаряда с экраном и щелями, каждая из которых соединена с всасывающим наконечником герметичным каналом переменной формы поперечного сечения для увеличения размывающих скоростей с общей площадью щелей, не превышающей площади поперечного сечения всасывающего наконечника, для стабилизации ускорения потока гидросмеси, отличающийся тем, что управление процессом разрушения прочных высокоглинистых песков осуществляют в автоматическом режиме посредством системы управления механическим рыхлителем, установленным по ходу перемещения экрана со щелями, при этом механический рыхлитель выполнен в виде конусной шарошки с элементами эрозионного разрушения-размыва, а конусная шарошка вращается со скоростью и прижимается к забою с усилием в зависимости от прочности, твердости, абразивности и трещиноватости прочных высокоглинистых песков, при этом система управления механическим рыхлителем является частью автоматической системы управления процессом, а закрепленные на всасывающем наконечнике отражательные элементы, в одном из которых выполнен паз для свободного перемещения трансмиссионного вала, ограничивают вымывание дезинтегрированной горной массы из зоны всасывания, причем для оптимизации площади всасывания разрыхленных пород экран выполнен составным из трех частей, каждая из которых в рабочем положении регулируется с помощью шарнирного соединения для установки под углом к поверхности забоя, обеспечивающим попадание гидросмеси с кусочками максимального размера, и снабжена шарнирно закрепленными на герметичных каналах и частях экрана стационарными гидродинамическими отражателями-кавитаторами с ребрами жесткости для создания резонансных акустических явлений в гидропотоке перед всасыванием и усиления дезинтеграции твердой составляющей гидросмеси.

Заключение

Способ повышает эффективность процесса разрушения прочных высокоглинистых песков и дезинтеграции минеральной составляющей гидросмеси перед всасыванием земснарядом, тем самым обеспечивая снижение износа внутренних поверхностей экрана, герметичных каналов и всасывающего наконечника.

Список использованных источников и литературы

1. Патент РФ № 2307937.

2. Огородников С.П. Гидромеханизация разработки грунтов. М.: Стройиз- дат, 1986, с. 82-92.

3. Патент РФ № 2109882.

4. Авторское свидетельство СССР № 975922.

5. Патент РФ № 2323303.

6. Патент РФ № 2167244.

7. Патент РФ № 2117729.

8. Патент РФ № 2107776.

9. Патент РФ № 2301865.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Исследование процесса кольматации на примере песков alQ возраста. Физические свойства песков. Закономерности изменения свойств грунта. Определение гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом. Глинисто-цементные растворы.

    курсовая работа [374,4 K], добавлен 18.09.2013

  • Определение твердости горной породы, коэффициента пластичности и работы разрушения, осевой нагрузки на долото при бурении из условия объемного разрушения горной породы, мощности, затрачиваемой лопастным долотом. Механические характеристики горных пород.

    контрольная работа [198,3 K], добавлен 01.12.2015

  • Стратиграфический разрез скважины, ее нефте-, водо- и газоносность. Выбор и расчет конструкции и профиля наклонно-направленной скважины. Подготовка буровой установки к креплению нефтяных скважин. Показатели работы долот и режимы бурения скважины.

    курсовая работа [538,3 K], добавлен 12.03.2013

  • Технология термического воздействия на пласт высоковязких нефтей и природных битумов. Сущность метода внутрипластового горения. Разработка нефтяных (битумных) месторождений открытым способом. Опыт шахтной добычи тяжелой нефти в России и ее недостатки.

    реферат [194,5 K], добавлен 08.05.2015

  • Выбор комплекса основного проходческого оборудования. Оценка устойчивости пород на контуре сечения выработки, обоснование формы сечения и конструкции крепи, расчет сечения выработки в свету. Расчет прочных размеров крепи, составление паспорта крепления.

    дипломная работа [7,4 M], добавлен 11.12.2010

  • История развития метода наклонно-направленного бурения. Общая характеристика наклонно-направленных скважин, а также особенности их бурения с помощью забойной компоновки. Анализ основных способов наклонно-направленного бурения в местах залежи нефти и газа.

    реферат [1,2 M], добавлен 16.11.2010

  • Выбор формы поперечного сечения выработки и материала крепи. Определение площади поперечного сечения. Проектирование и расчет буровзрывных работ. Проветривание горных выработок. Расчет прочных размеров горной крепи. Организация работ по уборке породы.

    курсовая работа [301,8 K], добавлен 02.04.2015

  • Описание россыпных месторождений золота, их геологическая схема, предпосылки и признаки оруденения. Анализ преимуществ и недостатков применения различных методов поиска месторождений. Принципы подсчёта запасов по результатам запроектированных работ.

    курсовая работа [705,2 K], добавлен 14.12.2010

  • Геологические сведения о месторождении. Технология и этапы проектирования наклонно-направленной бурильной скважины. Тектоническая характеристика и строение нефте- и газоносных пластов. Конструкция и профиль скважины, выбор инструмента, режима бурения.

    дипломная работа [430,1 K], добавлен 31.12.2015

  • Процессы разрушения и изменения горных пород в условиях земной поверхности. Влияние механического и химического воздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод, организмов. Влияние характера материнской породы на почвообразование и облик почвы.

    реферат [23,0 K], добавлен 03.06.2010

  • Краткие сведения о районе буровых работ. Стратиграфический разрез, нефтеносность, водоносность и газоносность скважины. Возможные осложнения по разрезу скважины. Выбор и расчет конструкции скважины. Расчет основных параметров и техника безопасности.

    курсовая работа [487,8 K], добавлен 27.02.2011

  • Характеристика Тугтунской эксплуатационной скважины. Пластовые давления и давления гидроразрыва. Температурная характеристика и свойства горных пород разреза, конструкция скважины. Материалы и технология забуривания вторых наклонно-направленных стволов.

    дипломная работа [521,0 K], добавлен 12.03.2013

  • Совершенствование профилей наклонно направленных скважин и технологии их реализации на Игольско-Таловом месторождении. Географо-экономическая характеристика района работ. Выбор и обоснование способа бурения. Вспомогательные цехи и службы, ремонтная база.

    дипломная работа [416,3 K], добавлен 13.07.2010

  • Литолого-стратиграфическая характеристика, физико-механические свойства горных пород по разрезу скважины. Осложнения при бурении. Работы по испытанию в эксплуатационной колонне и освоению скважины, сведения по эксплуатации. Выбор способа бурения.

    дипломная работа [185,5 K], добавлен 13.07.2010

  • Состояние наклонно направленного бурения при строительстве скважин в РУП "ПО "Белоруснефть". Геологическое строение Речицкого месторождения. Выбор конструкции скважины. Технология бурения, расчет бурильных колонн. Рекомендации по заканчиванию скважины.

    дипломная работа [166,9 K], добавлен 02.06.2012

  • Электроимпульсный способ разрушения материалов и его технологические возможности. Избирательная дезинтеграция геологических проб. Обработка природного камня электрическими разрядами. Исследование образцов руд и структуры кристаллов до и после испытаний.

    дипломная работа [4,6 M], добавлен 25.03.2013

  • Открытый способ добычи полезных ископаемых - основа функционирования и развития горной промышленности. Краткая геологическая и горнотехническая характеристика месторождения. Режим работы карьера, общая организация работ. Подготовка горной массы к выемке.

    курсовая работа [11,5 M], добавлен 28.03.2010

  • Исследование схемы стандартной буровой установки. Описание оборудования, предназначенного для подъема и спуска бурильной колонны и обсадных труб в скважину, удержания колонны на весу во время бурения. Разрушение горной породы. Вынос породы из скважины.

    лекция [201,3 K], добавлен 28.11.2014

  • Геологическая характеристика района и месторождения. Очистка поверхности от леса, кустарника и пней. Выбор системы разработки, оборудования для примывки песков. Расчет параметров гидроэлеватора, параметров гидромонитора, насосной станции и водовода.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 07.09.2010

  • Литолого-стратиграфическая характеристика Нарыкско-Осташкинской площади. Выбор конструкции скважины, способа бурения, типа забойного двигателя. Выбор бурильной колонны и ее технологическая оснастка. Проектирование гидравлической программы промывки.

    дипломная работа [1,5 M], добавлен 02.02.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.