СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННОЙ ГИДРОСМЕСИ ЗЕМСНАРЯДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

1. Способ разработки и обогащения песчаных горных пород земснарядом, включающий формирование размывом горной выработки в виде подвижной по вертикали емкости и транспортирование частиц пород из емкости гидравлическим потоком, отличающийся тем, что при разработке рыхлых и малосвязных песчаных пород для формирования высококонцентрированной гидросмеси при размыве пород, в качестве емкости используют зумпф земснаряда, который располагают на дне водоема в зоне оползания разрабатываемого уступа с возможностью его перемещения в горизонтальной плоскости, причем формируют зумпф направленными струями, создающими вихревой поток, путем размыва пород до приобретения им конусности 10-140° посредством устройства, включающего концентрично установленные трубопроводы, один из которых предназначен для всасывания гидросмеси с нижним приемным отверстием, а второй для подачи воды в зумпф, при этом подачу воды в зумпф осуществляют из радиально разнесенных от оси концентрично установленных трубопроводов гидравлических насадок при их равном удалении от конусообразной поверхности зумпфа, а транспортирование размытой породы осуществляют путем всасывания осевших на дно зумпфа частиц через приемное отверстие всасывающего трубопровода, причем для обогащения песчаных пород - разделения гидросмеси на сгущенную, содержащую песок, и осветленную, содержащую пылеватые и глинистые частицы, воду в зумпф подают в количестве, превышающем ее потребление грунтовым насосом земснаряда, а осветленную гидросмесь отводят за пределы зумпфа в водоем восходящим потоком через верхнее межструйное пространство зумпфа, а управляют процессами формирования концентрации и обогащения пород путем изменения количества подаваемой через насадки воды в зумпф, ее потребления грунтовым насосом земснаряда, высоты и конусности зумпфа.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что вихревой поток создают струями так, чтобы его направление совпадало с направлением вращения всасываемого потока, создаваемого грунтовым насосом земснаряда.
3. Способ по п.1 отличающийся тем, что подвижность зумпфу обеспечивают рабочими вертикальными и горизонтальными перемещениями всасывающего наконечника земснаряда по забою.
4. Способ по п.1 отличающийся тем, что высоту и конусность зумпфа изменяют путем изменения количества насадок и их уровней, величины разноса и размеров сопел насадок.
5. Способ разработки и обогащения песчаных горных пород земснарядом, включающий формирование размывом горной выработки в виде подвижной по вертикали емкости и транспортирование частиц пород из емкости гидравлическим потоком, отличающийся тем, что при разработке рыхлых и малосвязных песчаных пород для формирования высококонцентрированной гидросмеси и обогащения песчаных пород - разделения гидросмеси на сгущенную, содержащую песок, и осветленную, содержащую пылеватые и глинистые частицы, при их размыве в качестве емкости используют зумпф земснаряда, который располагают на дне водоема в зоне оползания разрабатываемого уступа с возможностью его перемещения в горизонтальной плоскости, причем формируют зумпф направленными струями, создающими вихревой поток, путем размыва пород до приобретения им конусности 10-140° посредством устройства, включающего концентрично установленные трубопроводы, один из которых предназначен для всасывания гидросмеси с приемным отверстием, а второй для подачи воды в зумпф, при этом подачу воды в зумпф осуществляют из радиально разнесенных от оси концентрично установленных трубопроводов гидравлических насадок при их равном удалении от конусообразной поверхности зумпфа в количестве, превышающем ее потребление грунтовым насосом земснаряда, при этом транспортирование сгущенной гидросмеси на поверхность водоема осуществляют путем ее всасывания со дна зумпфа через нижнее приемное отверстие всасывающего трубопровода, а осветленной гидросмеси в подводный отвал - восходящим гидравлическим потоком через верхнее межструйное пространство зумпфа, причем вихревой поток создают струями так, чтобы его направление совпадало с направлением вращения всасываемого потока, создаваемого грунтовым насосом земснаряда, а подвижность зумпфу обеспечивают рабочими вертикальными и горизонтальными перемещениями всасывающего наконечника земснаряда по забою, причем высоту и конусность зумпфа изменяют путем изменения количества насадок и их уровней и размеров сопел насадок, при этом управляют процессами формирования гидросмеси и обогащения пород путем регулирования количества подаваемой через насадки воды в зумпф, ее потребления грунтовым насосом земснаряда, углов наклона насадок, радиусов их разноса и расстояний от насадок до приемного отверстия всасывающего трубопровода.
6. Способ разработки и обогащения песчаных горных пород земснарядом, включающий формирование размывом горной выработки в виде подвижной по вертикали емкости и транспортирование частиц пород из емкости гидравлическим потоком, отличающийся тем, что при разработке плотных песчаных пород для формирования высококонцентрированной гидросмеси и обогащения пород - разделения гидросмеси на сгущенную, содержащую песок, и осветленную, содержащую пылеватые и глинистые частицы, при их размыве в качестве емкости используют зумпф земснаряда, который располагают на дне водоема в зоне оползания разрабатываемого уступа с возможностью его перемещения в горизонтальной плоскости, причем формируют зумпф направленными струями, создающими вихревой поток, путем размыва пород до приобретения им конусности 10-140° посредством устройства, включающего концентрично установленные трубопроводы, один из которых предназначен для всасывания гидросмеси с приемным отверстием, а второй для подачи воды в зумпф, при этом подачу воды в зумпф осуществляют из радиально разнесенных от оси концентрично установленных трубопроводов гидравлических насадок при их равном удалении от конусообразной поверхности зумпфа в количестве, превышающем ее потребление грунтовым насосом земснаряда, при этом транспортирование сгущенной гидросмеси на поверхность водоема осуществляют путем ее всасывания со дна зумпфа через нижнее приемное отверстие всасывающего трубопровода, а осветленной гидросмеси в подводный отвал - восходящим гидравлическим потоком через верхнее межструйное пространство зумпфа, причем вихревой поток создают струями так, чтобы его направление совпадало с направлением вращения всасываемого потока, создаваемого грунтовым насосом земснаряда, а подвижность зумпфу обеспечивают рабочими вертикальными и горизонтальными перемещениями всасывающего наконечника земснаряда по забою, причем высоту и конусность зумпфа изменяют путем изменения количества насадок и их уровней, величины разноса и размеров сопел насадок, при этом в зумпфе создают вихревой высокоскоростной поток путем вращения струй вокруг продольной оси всасывающего трубопровода, так чтобы направление их вращения совпадало с направлением струй при выходе из насадок, а управляют процессами формирования гидросмеси и обогащения пород путем регулирования количества подаваемой через насадки воды в зумпф, ее потребления грунтовым насосом земснаряда, расстояний от насадок до приемного отверстия трубопровода и частоты вращения струй.
7. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-4, включающее два трубопровода, один из которых предназначен для приема гидросмеси, а другой - для подачи воды с гидравлическими насадками, которые радиально разнесены вдоль его оси, отличающееся тем, что трубопроводы встроены один в другой, причем трубопровод для приема гидросмеси расположен внутри трубопровода для подачи воды, при этом для формирования емкости в виде зумпфа в придонных породах водоема гидравлические насадки расположены под углом к трубопроводу для подачи воды и обращены встречно направлению гидросмеси, причем гидравлические насадки радиально разнесены от оси трубопровода так, что по мере удаления от приемного отверстия трубопровода увеличивается радиус их разноса, а устройство выполнено с возможностью горизонтального перемещения по мере формирования зумпфа.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что в качестве механизма горизонтальных перемещений использована свайно-якорная либо папильонажная система земснаряда.
9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что трубопровод для подачи воды оснащен патрубками, концы которых содержат насадки, а стыки - опоры реакции струи.
10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что трубопровод подачи воды выполнен с отводящим патрубком, на котором установлено запорно-регулирующее устройство.
11. Устройство по п.7, отличающееся тем, что оно оснащено датчиком скорости восходящего потока в зумпфе, закрепленным на трубопроводе подачи воды и дистанционно связанным с блоком автоматической системы управления запорно-регулирующим устройством.
12. Устройство по п.7, отличающееся тем, что на верхнем уровне трубопровода для подачи воды выполнено большее количество насадок, чем в его нижней части.
13. Устройство по п.7, отличающийся тем, что диаметр сопел на верхнем уровне трубопровода для подачи воды превышает диаметр этих сопел на любом другом уровне.
14. Устройство по п.7, отличающееся тем, что радиус разноса насадок относительно оси трубопровода для подачи воды на верхнем уровне совпадает с радиусом зумпфа.
15. Устройство для осуществления способа по п.5, включающее два трубопровода, один из которых предназначен для приема гидросмеси, а другой - для подачи воды с гидравлическими насадками, которые радиально разнесены вдоль его оси, отличающееся тем, что трубопроводы встроены один в другой, причем трубопровод для приема гидросмеси расположен внутри трубопровода для подачи воды, при этом трубопровод для подачи воды состоит из подвижной и неподвижной частей, причем для формирования емкости в виде зумпфа в придонных породах водоема гидравлические насадки расположены под углом к трубопроводу для подачи воды и обращены встречно направлению гидросмеси, гидравлические насадки радиально разнесены от оси трубопровода так, что по мере удаления от приемного отверстия трубопровода увеличивается радиус их разноса, при этом устройство выполнено с возможностью горизонтального перемещения про мере формирования зумпфа, а в качестве механизма горизонтальных перемещений использована свайно-якорная либо папильонажная система земснаряда, трубопровод для подачи воды оснащен патрубками, концы которых содержат насадки, а стыки - опоры реакции струи, также трубопровод подачи воды выполнен с отводящим патрубком, на котором установлено запорно-регулирующее устройство, оснащенное датчиком скорости восходящего потока в зумпфе, закрепленным на трубопроводе подачи воды и дистанционно связанным с блоком автоматической системы управления запорно-регулирующим устройством, а на верхнем уровне трубопровода для подачи воды выполнено большее количество насадок, чем в его нижней части, при этом диаметр сопел на верхнем уровне трубопровода для подачи воды превышает диаметр этих сопел на любом другом уровне, радиус разноса гидравлических насадок относительно оси трубопровода для подачи воды на верхнем уровне совпадает с радиусом зумпфа, а устройство оснащено гидравлической системой управления углами наклона гидравлических насадок и радиусами их разноса, гидравлические насадки установлены посредством шаровых соединений, патрубки гидравлических насадок разделены гибкими рукавами, присоединительный патрубок подвижной части трубопровода соединен гибким рукавом с неподвижной частью трубопровода подачи воды, причем трубопровод оснащен механизмом перемещения подвижной части и опорами качения, а также ограничителями хода и направляющими, жестко закрепленными на поверхности всасывающего трубопровода.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что гидравлическая система управления состоит из раздельно управляемых секций гидравлических цилиндров, клапанов и трубок, соединенных с гидрораспределителем.
17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что гидрораспределитель оснащен блоком автоматического управления отдельными секциями.
18. Устройство по п.15, отличающееся тем, что опоры качения опираются на направляющие, образованные вдоль оси на поверхности всасывающего трубопровода.
19. Устройство по п.15, отличающееся тем, что опоры реакции струи выполнены в виде упорных бортов направляющих.
20. Устройство по п.15, отличающееся тем, что ограничители хода установлены на концах направляющих.
21. Устройство по п.15, отличающееся тем, что механизм перемещения подвижной части трубопровода выполнен в виде гидравлического цилиндра, соединяющего подвижную и неподвижную части трубопровода для подачи воды.
22. Устройство по п.15, отличающееся тем, что механизм перемещения выполнен в виде канатно-блочной системы лебедки, соединяющей подвижную и неподвижную части трубопровода для подачи воды.
23. Устройство для осуществления способа по п.6, включающее два трубопровода, один из которых предназначен для приема гидросмеси, а другой - для подачи воды с гидравлическими насадками, которые радиально разнесены вдоль его оси, отличающееся тем, что трубопроводы встроены один в другой, причем трубопровод для приема гидросмеси расположен внутри трубопровода для подачи воды, при этом трубопровод для подачи воды состоит из подвижной и неподвижной частей, причем для формирования емкости в виде зумпфа в придонных породах водоема гидравлические насадки расположены под углом к трубопроводу для подачи воды и обращены встречно направлению гидросмеси, гидравлические насадки радиально разнесены от оси трубопровода так, что по мере удаления от приемного отверстия трубопровода увеличивается радиус их разноса, при этом устройство выполнено с возможностью горизонтального перемещения про мере формирования зумпфа, а в качестве механизма горизонтальных перемещений использована свайно-якорная либо папильонажная система земснаряда, трубопровод для подачи воды оснащен патрубками, концы которых содержат насадки, а стыки - опоры реакции струи, также трубопровод подачи воды выполнен с отводящим патрубком, на котором установлено запорно-регулирующее устройство, оснащенное датчиком скорости восходящего потока в зумпфе, закрепленным на трубопроводе подачи воды и дистанционно связанным с блоком автоматической системы управления запорно-регулирующим устройством, а на верхнем уровне трубопровода для подачи воды выполнено большее количество насадок, чем в его нижней части, при этом диаметр сопел на верхнем уровне трубопровода для подачи воды превышает диаметр этих сопел на любом другом уровне, радиус разноса гидравлических насадок относительно оси трубопровода для подачи воды на верхнем уровне совпадает с радиусом зумпфа, насадки выполнены с возможностью вращения в направлении истечения струи из сопел посредством привода, связанного с управляемым редуктором, установленным на соединении подвижной и неподвижной частей, при этом устройство содержит дополнительный кольцевой трубопровод для подачи воды к насадкам, который выполнен подвижным вдоль и вокруг своей оси и оснащен изолированным кольцевым каналом, сообщающимся с подвижным кольцевым трубопроводом подачи воды.
24. Устройство по п.23, отличающееся тем, что привод вращения насадок состоит из ведомого колеса, установленного по радиальной поверхности подвижного кольцевого трубопровода и имеющего ширину рабочей поверхности, равную величине хода подвижной части трубопровода вдоль своей оси, на которое опирается ведущее колесо редуктора, закрепленного на неподвижной части трубопровода.
25. Устройство по п.23, отличающееся тем, что кольцевой канал оснащен окнами для перепуска воды из неподвижного в подвижный кольцевой трубопровод и узлами уплотнения для ликвидации зазора между ними.
26. Устройство по п.23, отличающееся тем, что подвижный кольцевой трубопровод оснащен опорами качения, радиально установленными на концах кольцевого трубопровода по его внутренней поверхности.
27. Устройство по п.23, отличающееся тем, что оснащено датчиком скорости вращения вихревого потока в зумпфе, дистанционно связанного с блоком автоматической системы управления привода редуктора.
28. Устройство по п.23, отличающееся тем, что механизм перемещения подвижной части состоит из набора гидравлических цилиндров, радиально установленных на поверхности неподвижного кольцевого трубопровода, а концы их штоков оснащены роликами с радиальной поверхностью, сопрягающейся с радиальной поверхностью кольца, закрепленного на подвижном кольцевом трубопроводе.