Тросовое папильонирование

Тросовое папильонирование

Способ рабочих перемещений земснаряда при разработке грунта выбирают в зависимости от вида грунта, его физико-механических свойств, мощности разрабатываемого слоя, условии залегания, а также от условий и вида работ (например, дноуглубление, разработка котлованов подгидротехнические сооружения, прорезей, разработка грунта для укладки в сооружения, добыча песка и гравия, глубины водоема). Тросовое папильонирование выполняют следующими способами:

  • траншейным,
  • веерным,
  • параллельным,
  • багермейстерским,
  • крестовым.

Траншейный способ разработки грунта, при котором земснаряд, двигаясь по оси на грудь забоя, разрабатывает траншею, чаще применяют при выполнении дноуглубительных работ на реках.
Длина траншеи, разрабатываемой за один цикл без перекладки якорей, может быть от 50 до 200 м. По этой схеме грунт разрабатывают на реках против течения. Папильонажные устройства земснаряда состоят из четырех лебедок: становой передней, становой задней и по одной лебедке с каждого борта земснаряда для фиксации его на оси прорези с помощью тросов с якорями. В зависимости от мощности земснаряда канатоемкость барабанов лебедок может быть от 150 до 500 м.

Передвижение земснаряда по оси траншеи на забой осуществляется выборкой переднего троса и травлением заднего с одновременным ослаблением (если боковые якоря сзади земснаряда) или натяжением (если якоря впереди земснаряда) фиксирующих тросов. Как только земснаряд достигнет крайнего переднего положения (конца проходки), грунтонасос выключают, а земснаряд возвращают в начальное положение выборкой заднего станового троса и травлением переднего. Положение земснаряда на оси траншеи при этом фиксируется боковыми тросами.

Достигнувший начального положения земснаряд с помощью боковых тросов переставляют в створ оси следующей траншеи и операцию разработки грунта повторяют. При траншейном способе разработки грунта создаются благоприятные условия грунтозабора, так как к приемному отверстию наконечника всасывающей трубы грунт подтекает с трех сторон: спереди и с двух боковых сторон, поэтому производительность земснаряда при разработке несвязных грунтов траншейным способом более высокая, чем при других способах папильопирования. Недостатки этого способ: технологический простой земснаряда при перестановке его на следующую траншею, необходимость переуглубления для обеспечения заданной отметки дна прорези, недоборы при добыче полезных ископаемых.

При веерном способе земснаряд, оборудованный тремя папильонажными лебедками (становой кормовой и по одной с каждого борта земснаряда), перемещают параллельно груди забоя боковыми лебедками.
Веерный способ применяют при разработке несвязных грунтов всасывающей трубой. На правой или левой бровке забоя начинают опускать всасывающую трубу до контакта с грунтом и по мере выбора грунта всасывающую трубу опускают ниже до крайнего нижнего положения, при этом в забое образуется воронка.

Когда поступление грунта прекращается, всасывающую трубу приподнимают на 3—4 м и земснаряд перемещают влево или вправо до контакта всасывающей трубы с грунтом и опять разрабатывают воронку до нижнего положения всасывающей трубы, а затем повторяют операцию подъема всасывающей трубы и перемещение земснаряда. Так разрабатывают грунт до левой или правой границы прорези.

Разработав грунт у границы прорези, поднимают всасывающую трубу на 3—4 м и земснаряд перемещают вперед до контакта всасывающей трубы с грунтом ослаблением станового кормового троса и выборкой левого или правого папильонажного троса. Таким образом разрабатывают забой в заданных границах до перекладки якорей папильонажных и станового тросов.

Преимуществом веерного способа папильонирования является сокращение простоев земснарядов на производство вспомогательных работ в забое, а также разработка грунта широким фронтом.
Параллельное папильонирование применяют при разработке узких профильных выемок и при наличии достаточной глубины водоема за границами прорези. На земснаряде установлено шесть лебедок: кормовая и передняя становые и с каждого борта по две папильонажные. Грунтозаборное устройство в большинстве случаев имеет механический рыхлитель.

Разработку грунта ведут при перемещении земснаряда параллельно забою, при этом ось земснаряда должна быть перпендикулярна к груди забоя. Перемещают земснаряд выборкой двух папильонажных тросов с одного борта и одновременными травлением двух тросов с противоположного борта, а также травлением или выборкой становых тросов. Вперед земснаряд подают передней становой лебедкой на границе прорези. Грунт разрабатывают послойно.

Багермейстерский способ папильонирования обычно применяют при разработке грунта землечерпательными снарядами. При этом способе ось снаряда находится под некоторым углом к оси прорези и грунтозаборное устройство направлено в сторону движения земснаряда, что обеспечивает лучшие условия грунтозабора. У кромки прорези землечерпательный снаряд разворачивают до перпендикулярного положения его оси к груди забоя, затем подают вперед на 0,5—2 м и разворачивают под углом 15—25° к оси прорези. Начинают папильонирование к противоположной границе прорези. Благодаря наличию шести лебедок земснаряд устойчиво фиксируется в забое.

Крестовый способ папильонирования эффективен при выполнении работ в стесненных условиях, когда ширина прорези небольшая, а глубина за границей разрабатываемой прорези меньше, чем осадка земснаряда. Земснаряд оборудуют четырьмя папильонажными (на каждом борту по две) и двумя становыми (передней и кормовой) лебедками. С помощью бортовых папильонажных лебедок его разворачивают вокруг вертикальной оси, проходящей через центр корпуса снаряда.

В то время, когда грунтозаборное устройство подходит к левой границе прорези, корма подходит к правой. Это достигается одновременным травлением папильонажных тросов правой передней и левой задней лебедок и выбиранием тросов левой передней и правой задней лебедок. Вперед земснаряд подают тогда, когда грунтозаборное устройство находится на границе прорези, путем выбирания переднего станового троса и травлением заднего.

Тросовая система рабочих перемещений отличается простотой оборудования, возможностью работать на любых глубинах, допускаемых грунтозаборными устройствами, и обеспечивает большую маневренность земснаряда. При тросовой системе уменьшается металлоемкость земснаряда, так как потребуется установки свайного аппарата. Основным узлом системы тросового папильонирования является лебедка, которая должна иметь свободный ход барабана для облегчения перекладки якорей и главное регулируемую скорость папильонирования. Для правильной укладки троса канатоемкость барабана лебедки, оснащенной тросоукладчиком, должна быть 100—700 м.

На большинстве земснарядов в качестве папильонажных применяют однобарабаиные лебедки с индивидуальным электроприводом. Для обеспечения регулирования скорости устанавливают двигатели постоянного или переменного тока с фазным ротором и контроллером (крановые электродвигатели) и др.
Базисной деталью папильонажной лебедки является рама , на которой смонтирован четырехскоростной электродвигатель переменного тока. Вал электродвигателя эластичными муфтами соединен с первичным валом коробки скоростей.

Выходной вал коробки скоростей эластичной муфтой соединен с входным валом редуктора типа РМ-650. На другом конце этого вала редуктора смонтирован электромагнитный тормоз. На выходном валу редуктора и входном валу редуктора типа РМ-1000 установлен механизм свободного хода барабана лебедки. Этот механизм одновременно является муфтой предельного момента. На выходном валу редуктора на шпонке смонтирован барабан, на котором крепится папильонажный трос диаметром 28 мм, длиной 200 м. Для предупреждения полного сматывания троса с барабана на лебедке установлен конечный выключатель типа ВК-250.

Управляют лебедкой дистанционно с пульта управления. Максимальное тяговое усилие каната 15 000 кгс, скорость папильонажного троса изменяется с 0,33 до 8 м/мин.

Канаты с барабанов папильонажных лебедок через ряд направляющих роликов крепят к якорям, которые в соответствии с проектом разработки забоя закладывают в водоеме. Необходимо следить за строгим соответствием закладки якорей проекту, так как неправильная закладка увеличивает простои земснаряда, а в некоторых случаях может привести к поломкам его отдельных узлов.