Все о землесосных снарядах и гидротехнических работах

Человек привык делать мир вокруг себя комфортным, причем, это правило касается буквально всех сфер его жизнедеятельности. Человек научился строить дома, создавать быстрые, эффективные и комфортные средства передвижения, изменять ландшафт местности в среде своего постоянного обитания. Он же впоследствии обуздал все стихии:

– огонь превратился в средство производства буквально всего (от пищи до ценных металлов);

– земля до сих пор дает человечеству до 80% всех продовольственных запасов на Земле;

– воздух стал источником самых безопасных и быстрых перевозок;

– вода сыграла роль источника энергии, добычи ценных ресурсов и обеспечила наименее затратный вид перевозок.

И если прежде человек ограничивал себя тем, что есть, используя воду в ее природном виде и лишь подстраивая свой технический арсенал под те возможности, которые ему предоставляли многочисленные водоемы, то в современном мире у человека появилась потребность в усовершенствовании буквально всего, что касается использования гидроресурсов. Русла рек начали расширяться искусственно, прокладывались рукотворные каналы, расчищалось и углублялось дно водоемов, укреплялись береговые линии и многое другое. Так зародилась и начала активно развиваться гидромеханизация с огромным набором разновидностей гидротехнических работ.

Поскольку проведение гидротехнических работ даже в относительно скромных масштабах требует привлечения к ним производительной спецтехники – землесосных снарядов (земснарядов). Именно эта техника сегодня выполняет колоссальные объемы работ, связанных с извлечением грунта, очисткой дна, расширением русла, намывом островов, удаления нежелательной растительности. Обыватель в конечном итоге видит лишь результат – пригодные для новых стандартов судоходства водные артерии, комфортные песчаные берега, выросшие словно из ниоткуда острова, чистая водная гладь без множества водорослей и многое другое.

Сферы применения земснарядов

Земснаряды используются в гидротехнических работах для обеспечения новых возможностей в самых разных сферах: от рекреационной (пляжи, зоны отдыха, заповедники) и транспортной (углубление под крупные суда, прокладка новых транспортных каналов), до энергетической (ГЭС, ГРЭС и прочее), строительной (укрепление береговой линии, намыв новых территорий) и ресурсодобывающей (добыча песка, удобрений, полезных ископаемых и других ресурсов).

В своем стандартном оснащении земснаряд сегодня представлен в виде специализированного плавсредства, которое предназначено для размытия грунта (пульпы) с его последующим перекачиванием с помощью высокопроизводительного насосного оборудования по специальному пульпопроводу (трубопроводу) на указанное расстояние в точку сбора (трюм грузового судна или баржи, береговую насыпь).

В наши дни земснаряды стали значительно более функциональной техникой, а потому оснащаются целым комплексом дополнительного оборудования, что позволяет использовать их для выполнения широкого спектра работ:

– очистки водоемов от водорослей, донных отложений;

– углубления дна водоемов;

– расширения русел рек, каналов и проливов;

– создания искусственных каналов;

– создания искусственных водоемов (озер, ставков и других гидротехнических сооружений);

– добычи гравия, песка различной фракции, сапропеля, различных металлов;

– очистки отстойников предприятий сельского хозяйства и промышленности;

– разработки накопителей шлаков и зол для предприятий металлургии, горнообогатительной, химической и угольной промышленности;

– прокладки донных траншей для трубопроводов с возможностью их последующего замыва;

– укрепления береговых линий под самые разные цели;

– создания путем намыва грунта новых территорий (увеличение площади пляжей, промышленных или погрузочных береговых зон, создание искусственных островов, намыва дамб и плотин).

Спецтехника на основе земснарядов также эффективно применяется при проведении работ по ликвидации последствий стихийных бедствий (подтоплений, наводнений и пр.).

Устройство земснарядов, их классы и виды оборудования

Как уже было сказано, базовое оснащение земснаряда – это производительное землесосное оборудование с соответствующим трубопроводом. Однако, богатство оснащения земснарядов сегодня настолько широко, что его можно разделить на несколько подгрупп.

Оборудование

1. Основное оборудование землесосных снарядов:
   1. Грунтовый насос;
   2. Напорный трубопровод;
   3. Всасывающий трубопровод;
   4. Грунтозаборные устройства;
   5. Гидравлические и механические системы для перемещения и переориентации грунтозаборных устройств.
2. Дополнительное оборудование земснарядов:
   1. Плавучая платформа (корпус землесосного снаряда);
   2. Двигатели, генераторы и другие энергоустановки;
   3. Вспомогательные механизмы и системы (подъемные краны, лебедки, ковши, грейферы, специальные грейдеры, косы и др.);
   4. Дополнительные насосы для забора и подачи чистой воды;
3. Эксплуатационное оборудование:
   1. Системы управления земснарядом и полным комплексом его технических средств;
   2. Контрольные и измерительные приборы (датчики, счетчики, спецсигналы);
   3. Системы связи и оповещения;
   4. Осветительное оборудование;
   5. Устройства противопожарной безопасности;
   6. Отопительные и вентиляционные системы, системы кондиционирования воздуха.

Классификация спецтехники

Не лишним будет отметить, что именно от оборудования, его возможностей и особенностей технической реализации ряда основных процессов зависит и классификация земснарядов. В целом же, класс землесосных снарядов зависит от более широкого набора показателей:

1. Классы земснарядов по показателю часовой производительности:
   1. Особо малый – до 50 кубометров пульповой массы в час;
   2. Малый – до 200 кубометров в час;
   3. Средний – до 500 кубометров пульпы в час;
   4. Крупный – до 1 000 кубометров в час;
   5. Особо крупный – 1 000 и более кубометров в час.
2. Классы земснарядов по типу конструкции – сборно-разборные или готовые к эксплуатации сразу;
3. Классы земснарядов по способу забора грунта:
   1. Землесосные с предварительным рыхлением грунта;
   2. Землесосные без предварительного рыхления грунта;
   3. Землечерпальные одночерпаковые штанговые (экскаваторы, грейдеры);
   4. Землечерпальные одночерпаковые грейферные;
   5. Землечерпальные многочерпаковые беспрерывного действия.
4. Классы земснарядов по методу перемещения грунта:
   1. Рефулерные – грунт перемещается через плавучий пульпопровод (этот метод считается наиболее эффективным с экономической точки зрения)
   2. Рефулерные бустерные – предполагают перемещение пульпы на значительные расстояния, при этом, мощность потока обеспечивается установкой по пути следования грунта в трубопроводе дополнительных бустерных станций;
   3. Шаландовые – грунт перемещается на специальных судах, которые принимают выбранный грунт в трюмы;
   4. Самоотвозные – поднятый грунт перемещается в собственный трюм земснаряда;
   5. С гидромониторным выбросом грунта – актуален только для выполнения работ в условиях акватории моря.

Кроме того, земснаряды нередко различают на самоходные и несамоходные, а также по используемым в них системам управления: ручное, автоматическое, дистанционное.

Работы с земснарядом – порядок и основные принципы

Специалистам в сфере гидротехнических работ хорошо известно, что залог эффективной, качественной и непрерывной работы земснаряда – высокие характеристики его насосного оборудования и, прежде всего, грунтососа. Это оборудование в большинстве случаев размещают в трюме специального плавсредства, что позволяет исключить образование кавитационных пузырьков сопровождающихся губительными для техники гидроударами, тем самым, существенно повысив продолжительность службы.

Примечателен и тот факт, что работа земснаряда на водоеме начинается совсем не с доставки техники и настройки установленного землесосного оборудования. Нередко этому предшествует довольно тщательная изыскательская и расчетная работа, работа над составлением плана и карты, проработка логистики (отвоз грунта, организация мест временного или постоянного хранения, создание площадок для сушки водорослей).

О том, какой набор операций входит в комплекс гидротехнических работ с применением землесосных снарядов, можно судить на примере выполнения наиболее востребованных сегодня видов услуг: углублению дна и добычи сапропеля.

Углубление дна

К примеру, работы по углублению дна водоема требуют серьезной подготовки, как с точки зрения используемого оборудования, так и с точки зрения организации производственной площадки. Сюда входят:

– работы по обваловке карты намыва пульпы;

– укладка труб пульпопровода, как плавающего надводного, так и берегового;

– монтаж шандоры, которая служит для возврата воды обратно в водоем;

– прокладка технического канала из асбестобетонных труб или бетонных лотков для возврата воды из карты намыва назад в водоем для предотвращения размытия береговой линии потоком.

Только после выполнения этих действий осуществляется доставка к месту проведения работ самого земснаряда, его сборка (при необходимости), а также все соответствующие пусконаладочные и испытательные работы.

Добыча сапропеля

А вот добыча такого ценного на сегодняшний день материала, как сапропель, радикально отличается от дноуглубительных работ, как в подготовительной стадии, так и по набору используемого оборудования. Причем, этот вид работ сегодня обретает все большую популярность, во многом благодаря высокой стоимости сапропеля – благодаря богатому набору уникальных качеств данное сырье массово применяется при производстве микроудобрений, а его стоимость на мировом рынке давно преодолела отметку в 200 долларов за тонну.

В данном случае проводится разведка карты водоема на предмет наличия массовых отложений ила. В непосредственной близости к месту проведения предполагаемых работ организуются производственные площадки (в зависимости от способа дегидратации собранного материала).

Кроме того, добыча сапропеля осуществляется с применением специального оборудования – землесосным снарядом со шнековой насадкой, которая позволяет оператору обеспечить снятие конкретной толщины илистого слоя, его передачу в пульпопровод и транспортировку непосредственно к производственной площадке.