УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (ВАРИАНТЫ)

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области добычи твердых полезных ископаемых и может быть использовано, в частности, при разработке месторождений строительных материалов, например, гравийно-песчаных смесей, а также россыпных месторождений золота. С помощью данной установки возможно производство дноуглубительных работ в руслах рек и каналов, в том числе и перед плотинами, например, гидроэлектростанций.
Уровень техники
Известна установка для гидродобычи полезных ископаемых, содержащая корпус, грунтозаборное устройство, присоединенное к пульпопроводу, средство для подъема и опускания грунтозаборного устройства (патент RU 2272145 С1, опубликован 20.03.2006, класс МПК Е21С 50/00). Недостатком данного известного средства является недостаточная эффективность гидродобычи полезных ископаемых при малых глубинах забоя. Данный недостаток является следствием того, что ориентация грунтозаборного устройства в известном средстве определяется только положением колонны гидродобычного снаряда в шарнире, установленном в корпусе.
В качестве наиболее близкого аналога выбрана известная установка для гидродобычи полезных ископаемых, содержащая корпус, грунтозаборное устройство, присоединенное к пульпопроводу, средство для подъема и опускания грунтозаборного устройства (патент RU 2272146 С1, опубликован 20.03.2006, класс МПК Е21С 50/00). Недостатком данного известного средства также является недостаточная эффективность гидродобычи полезных ископаемых при малых глубинах забоя. Данный недостаток является следствием того, что ориентация грунтозаборного устройства в известном средстве определяется только положением колонны гидродобычного снаряда в шарнире, установленном у корпусе.
Сущность полезной модели
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в повышении эффективности гидродобычи и разработки месторождений, в частности гравийно-песчанных смесей, залегающих на разных глубинах под водоемами или под слоем многолетнемерзлых пород особенно на акваториях небольших размеров.
Технический результат, который может быть получен при реализации данной полезной модели, состоит в возможности быстрого доступа во внутренне пространство грунтозаборного устройства, напорного трубопровода, а также пульпопровода для осмотра, ремонтных работ или профилактического обслуживания. Другим техническим результатом является обеспечение эффективной добычи полезных ископаемых на малых глубинах, а также при изменяющихся глубинах разработки в пределах одного водоема установками с минимально необходимым неизменяющимся водоизмещением, оптимизации массогабаритных характеристик, расширении эксплуатационных возможностей.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для гидродобычи полезных ископаемых содержит корпус, грунтозаборное
устройство, присоединенное к пульпопроводу и напорному трубопроводу, средство для подъема и опускания грунтозаборного устройства, при этом грунтозаборное устройство присоединено к пульпопроводу и напорному трубопроводу посредством шарнирного соединения.
Указанный технический результат достигается также тем, что установка для гидродобычи полезных ископаемых содержит корпус, грунтозаборное устройство, присоединенное к пульпопроводу и напорному трубопроводу, средство для подъема и опускания грунтозаборного устройства, при этом грунтозаборное устройство присоединено к пульпопроводу и напорному трубопроводу посредством угловых вставок, при этом угловые вставки присоединены к пульпопроводу и напорному трубопроводу посредством шарнирного соединения.
Указанный технический результат достигается также тем, что установка для гидродобычи полезных ископаемых содержит корпус, грунтозаборное устройство, присоединенное к пульпопроводу и напорному трубопроводу, средство для подъема и опускания грунтозаборного устройства, при этом грунтозаборное устройство присоединено к пульпопроводу и напорному трубопроводу посредством угловых вставок, при этом угловые вставки присоединены к грунтозаборному устройству посредством шарнирного соединения.
Указанный технический результат достигается также тем, что установка для гидродобычи полезных ископаемых содержит корпус, грунтозаборное устройство, присоединенное к пульпопроводу и напорному трубопроводу, средство для подъема и опускания грунтозаборного устройства, при этом грунтозаборное устройство присоединено к пульпопроводу и напорному трубопроводу через угловые вставки и шарнирные соединения, а присоединение осуществлено посредством фланцевых разъемных соединений.
Указанный технический результат достигается также тем, что установка для гидродобычи полезных ископаемых содержит корпус,
грунтозаборное устройство, присоединенное к пульпопроводу и напорному трубопроводу, средство для подъема и опускания грунтозаборного устройства, при этом грунтозаборное устройство присоединено к пульпопроводу и напорному трубопроводу через угловые вставки и шарнирные соединения, грунтозаборное устройство, пульпопровод и напорный трубопровод имеют кронштейны для образования шарнирного соединения, при этом шарниры обеспечивают отклонение грунтозаборного устройства.
Перечень фигур чертежей
На ФИГ.1-6 показаны общие виды установки для гидродобычи полезных ископаемых в различных вариантах исполнения.
На ФИГ.7 показан вид сверху на шарнирное соединение.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
Установка для гидродобычи полезных ископаемых содержит корпус 1, силовые агрегаты и агрегаты питания 2 (дизель-генераторы и т.д.), средства управления 3 (рубка управления), средство для подъема и опускания грунтозаборного устройства, которое включает стрелы 4, 6 подъемного крана и подъемный механизм 5, например лебедку, насосное оборудование 9. Корпус 1 установки выполнен в виде плавсредства, например понтона, как это известно из приведенного выше уровня техники.
Установка содержит грунтозаборное устройство 7, включающее грунтоприемник с пульпоподъемным приспособлением. В качестве пульподъемного приспособления может использоваться гидроэлеватор,
эрлифт или эжектор, известные из уровня техники. Грунтозаборное приспособление 7 может быть снабжено гидромонитором для размыва породы. Для создания эжекционного эффекта грунтозаборное устройство 7 присоединено к напорному (нагнетательному) трубопроводу 11.
Грунтозаборное устройство 7 присоединено к пульпопроводу 8. Грунтозаборное устройство 7 и пульпопровод 8 снабжены фланцевыми соединениями.
По первому варианту, показанному в исходном состоянии на ФИГ.1, грунтозаборное устройство 7 присоединено к пульпопроводу 8 и напорному трубопроводу 11 посредством шарнирного соединения 10.
По второму варианту грунтозаборное устройство 7 присоединено к пульпопроводу и напорному трубопроводу посредством угловых вставок 12, при этом угловые вставки 12 присоединены к пульпопроводу 8 и напорному трубопроводу 11 посредством шарнирного соединения. Этот вариант показан на ФИГ.3, 4.
По другому варианту грунтозаборное устройство 7 присоединено к пульпопроводу 8 и напорному трубопроводу 11 посредством угловых вставок 12, при этом угловые вставки 12 присоединены к грунтозаборному устройству 7 посредством шарнирного соединения. Этот вариант показан на ФИГ.5, 6.
Само шарнирное соединение 10 крупно показано на ФИГ.7 и одинаково выполняется во всех вариантах.
По другому варианту грунтозаборное устройство 7 присоединено к пульпопроводу 8 и напорному трубопроводу 11 через угловые вставки 12 и шарнирные соединения 10, а присоединение осуществлено посредством фланцевых разъемных соединений 13, 14.
По другому варианту грунтозаборное устройство 7 присоединено к пульпопроводу 8 и напорному трубопроводу 11 через угловые вставки 12 и шарнирные соединения 10. Грунтозаборное устройство 7, пульпопровод 8 и напорный трубопровод 11 имеют кронштейны 15, 16, 17, 18 для образования
шарнирного соединения 10. Шарниры 10 при снятом крепеже обеспечивают отклонение грунтозаборного устройства 7 в шарнирах с помощью подъемного механизма, открывая тем самым доступ во внутреннее пространство.
Одни концы кронштейнов 15, 16, 17 и 18 жестко закреплены на трубопроводах, а другие представляют собой полушарниры, при соединении которых образуется шарнирный узел.
При использовании фланцевых соединений, угловые вставки 12 также снабжены фланцевыми соединениями 13 и 14. При такой установке шарнирного узла необходимо, чтобы шарнирные соединения 10 были установлены соосно и непосредственно над фланцевыми соединениями 15, 16, 17, 18. Иначе невозможно будет осуществить разъем фланцевых соединений и подъем нижней части гидродобычного снаряда.
Упомянутые фланцевые соединения, образуемые угловой вставкой 12, грунтозаборным устройством 7 и пульпопроводом 8, выполняются разъемными, например посредством болтовых соединений.
Отличительной чертой предлагаемой конструкции является то, что грунтозаборное устройство 7 соединено с пульпопроводом 8 посредством шарнирного соединения 10. Использование шарнирных соединений 10 при снятом крепеже обеспечивает отклонение грунтозаборного устройства 7 в шарнирах с помощью подъемного механизма, открывая тем самым доступ во внутреннее пространство для осмотра или технического обслуживания. Шарнирное соединение позволяет осуществить такой доступ в максимально короткий срок и с наименьшей трудоемкостью.
Другой отличительной чертой является использование угловых вставок 12. Такая конструкция обеспечивает пересечение осей грунтозаборного устройства 7 и пульпопровода 8 под углом α. Угол α может иметь различное значение от 30 до 150 градусов. Наиболее привычными и универсальными являются значения в 30, 45, 60, 90, 120 и 150 градусов. Угловые патрубки (отводы) с такими параметрами несложно изготовить или
приобрести на рынке. Установка может быть снабжена комплектом сменных угловых вставок 12 с различными значениями угла α. На ФИГ.3-6 представлена установка, снабженная угловой вставкой 12 с углом 90 градусов.
Для ускорения сборки и разборки целесообразно выполнить фланцевые соединения конусными. Конусные фланцевые соединения относятся к быстроразъемным и позволяют значительно упростить установку и смену угловых вставок 12.
Установка работает следующим образом.
При исследовании места осуществления гидродобычи устанавливается глубина залегания полезных ископаемых и, следовательно глубина забоя. После этого определяется необходимая глубина опускания грунтозаборного устройства 7 с учетом осадки установки в воде.
Если глубина и размеры акватории водоема достаточно большие грунтозаборное устройство может опускаться путем поворота колонны в шарнире, установленном на корпусе 1, как это происходит в указанных выше средствах.
В случаях, если глубина слишком мала или размеры акватории не позволяют использовать опускание всей колонны, определяют размеры и угол α угловой вставки 12. Размеры и угол определяются из условия оптимальной ориентации грунтозаборного устройства 7 для осуществления наиболее эффективной гидродобычи. По мере увеличения глубины забоя угловые вставки меняют, обеспечивая тем самым оптимальное положение грунтозаборного устройства 7.
Использование угловых вставок 12 позволяет выбирать оптимальное положение и ориентацию рабочего органа установки, т.е. грунтозаборного устройства 7. По мере увеличения глубины выработки требуются угловые вставки 12 с все большими углами α. Когда гидродобыча при угле α равным 90 градусов станет невозможной вследствие увеличения глубины забоя, угловые вставки 12 снимаются, и грунтозаборное устройство с
пульпопроводным приспособлением присоединяется к всасывающему трубопроводу (пульпопроводу) 8 напрямую, как это делается в средствах, раскрытых в разделе «уровень техники».
При необходимости быстрого доступа к внутренним частям головной части гидродобычного снаряда (грунтоприемнику, пульпоподъемному приспособлению, и т.д.) используется шарнирное соединение 10. Шарнирное соединение может быть установлено на различных участках трубопровода. Можно шарнирно присоединить только грунтозаборное устройство 7 с пульпроводом 8 до места присоединения нагнетательного трубопровода 11 для подачи напорной воды. При таком размещении шарнирного узла обеспечивается доступ к внутренним деталям не только грунтозаборного приспособления 7, но и напорного (нагнетательного) трубопровода 11. Для получения доступа во внутреннее пространство разъединяют фланцевые соединения 13, 14 и при помощи подъемного механизма 5 поворачивают грунтозаборное устройство 7 в шарнирном узле 10.
Преимуществом предложенной конструкции является возможность быстрого доступа к внутренним областям грунтозаборного устройства, напорного трубопровода, а также пульпопровода для ремонта, осмотра или обслуживания.
Другим преимуществом предложенной конструкции является возможность при определенных условиях осуществления гидродобычи отказаться от шарнирного присоединения погружаемой части скважинного гидродобычного снаряда к пульповоду, доставляющему водно-песчаную смесь на промплощадку при сохранении эксплуатационных показателей. Возможность исключить шарнир из конструкции установки значительно упростит конструкцию и уменьшит ее стоимость.