КАЧКА ПОНТОНОВ В ЗУМПФАХ УГОЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ КУЗБАССА (ОБЗОР ЖУРНАЛЬНЫХ СТАТЕЙ. ПРОДОЛЖЕНИЕ)
Authors: Черданцев Н.В. , Черданцев С.В. 
Published: October 2024

При разработке угольных месторождений открытым способом необходимы зумпфы для стока подземных и грунтовых вод, которые откачивают, чтобы предотвратить затопление забоя. С этой целью используют плавучие водоотливные установки в виде понтонов с установленным на них водоотливным оборудованием. До настоящего времени не разработаны рекомендации по использованию понтонов на угольных разрезах. Поэтому проблема безопасного использования понтонов, на наш взгляд, является актуальной. За последние годы в периодической печати появились работы по различным аспектам использования понтонов: плавучести, статической остойчивости, качке, динамической устойчивости. Выполнены некоторые обобщения по проблемам плавучести и статической остойчивости понтонов. В рассматриваемой статье предлагается обзор публикаций, посвященных проблеме качки и динамической устойчивости понтонов. Указано, что характерными видами качки понтонов являются вертикальная, боковая и килевая. Отмечено, что причинами качки могут быть как внешние силы, способные вывести понтон из состояния равновесия, так и возникшие на поверхности жидкости регулярные волны. В первом случае качка происходит на «тихой воде» и соответствует свободным колебаниям понтона, которые с течением времени затухают. Во втором случае качка является вынужденной, поскольку обусловлена периодически изменяющимися силами давления, возникающими при повышении и понижении уровня воды у труб-поплавков понтона. Показано, что за счет периодического погружения и всплытия понтона на возмущенной поверхности жидкости понтон способен совершать параметрическую качку как в продольном направлении, так и в поперечном. Отмечены закономерности между параметрами, характеризующими параметрическую качку понтонов, и указаны области ее неустойчивости.

Open pit mining requires sump pumping for groundwater control. In order to prevent flooding of coal faces it is necessary to regularly pump out the water coming to the drain sumps. For this purpose the water removal-plants in the form of the pontoons with pumping equipment on it are used. The recommendations to use the pontoons in open pit coal mines are still not elaborated. Thus, in the authors’opinion, the issue of the pontoons safe use is urgent. Over recent years articles devoted to various aspects of the pontoons use (buoyancy, stability rolling motions) have been written. The issues of the pontoons buoyancy and stability have been summarized. Presented article gives a review of works discussing the problem of rolling motion of the pontoons and its dynamic stability. The principal types of the pontoons motions are heaving, rolling and pitching. It is noted that the reasons for the rolling can be both external forces, capable of removing the pontoon, and the regular waves that appeared on the liquid surface. In the first case, the rolling occures on «still water» and corresponds to free motions of the pontoon, which diminish with time.In the second case, the rolling motion is forced, since it is caused by periodically changing pressure forces arising when the water level in the tube-floats of the pontoons is raised and lowered. The pontoon can execute parametric oscillating motions both in the longitudinal direction and in the transverse direction due to intermittent dipping and floating of the pontoon on the disturbed surface of liquid.Regularities between the parameters characterizing the parametric rolling of pontoons are noted, and the regions of its instability are indicated.