Земснаряди та гідромеханізація

Усе про землесосні снаряди та гідротехнічні роботи

Людина звикла робити світ навколо себе комфортним, причому це правило стосується буквально всіх сфер її життєдіяльності. Людина навчилася будувати будинки, створювати швидкі, ефективні та комфортні засоби пересування, змінювати ландшафт місцевості в середовищі свого постійного проживання. Згодом вона приборкала всі стихії:

- вогонь перетворився на засіб виробництва буквально всього (від їжі до цінних металів);

- земля досі дає людству до 80% усіх продовольчих запасів на Землі;

- повітря стало джерелом найбезпечніших і найшвидших перевезень;

- вода відіграла роль джерела енергії, видобутку цінних ресурсів і забезпечила найменш витратний вид перевезень.

І якщо раніше людина обмежувалася тим, що є, використовуючи воду в її природному вигляді й лише підлаштовуючи свій технічний арсенал під ті можливості, які їй надавали численні водойми, то в сучасному світі в людини з'явилася потреба вдосконалювати буквально все, що стосується використання гідроресурсів. Русла річок почали розширювати штучно, прокладали рукотворні канали, розчищали й поглиблювали дно водойм, укріплювали берегові лінії та багато іншого. Так зародилася й почала активно розвиватися гідромеханізація з величезним набором різновидів гідротехнічних робіт.

Проведення гідротехнічних робіт навіть у відносно скромних масштабах потребує залучення продуктивної спецтехніки – землесосних снарядів (земснарядів). Саме ця техніка сьогодні виконує колосальні обсяги робіт, пов'язаних із вийманням ґрунту, очищенням дна, розширенням русла, намивом островів, видаленням небажаної рослинності. Звичайна людина зрештою бачить лише результат – придатні для нових стандартів судноплавства водні артерії, комфортні піщані береги, острови, що виросли ніби нізвідки, чисте водне плесо без численних водоростей та багато іншого.

Сфери застосування земснарядів

Земснаряди використовуються в гідротехнічних роботах для забезпечення нових можливостей у найрізноманітніших сферах: від рекреаційної (пляжі, зони відпочинку, заповідники) і транспортної (поглиблення під великі судна, прокладання нових транспортних каналів) до енергетичної (ГЕС, ДРЕС тощо), будівельної (укріплення берегової лінії, намив нових територій) та ресурсовидобувної (видобуток піску, добрив, корисних копалин та інших ресурсів).

У своєму стандартному оснащенні земснаряд сьогодні являє собою спеціалізований плавзасіб, призначений для розмивання ґрунту (утворення пульпи) з його подальшим перекачуванням за допомогою високопродуктивного насосного обладнання спеціальним пульпопроводом (трубопроводом) на задану відстань до точки збору (трюм вантажного судна чи баржі, берегове насипання).

Сьогодні земснаряди стали значно функціональнішою технікою, тому оснащуються цілим комплексом додаткового обладнання, що дає змогу використовувати їх для виконання широкого спектра робіт:

- очищення водойм від водоростей і донних відкладень;

- поглиблення дна водойм;

- розширення русел річок, каналів і проток;

- створення штучних каналів;

- створення штучних водойм (озер, ставків та інших гідротехнічних споруд);

- видобутку гравію, піску різної фракції, сапропелю, різних металів;

- очищення відстійників підприємств сільського господарства та промисловості;

- розроблення накопичувачів шлаків і зол для підприємств металургійної, гірничозбагачувальної, хімічної та вугільної промисловості;

- прокладання донних траншей для трубопроводів з можливістю їх подальшого замиву;

- укріплення берегових ліній для найрізноманітніших цілей;

- створення шляхом намиву ґрунту нових територій (збільшення площі пляжів, промислових або вантажних берегових зон, створення штучних островів, намив дамб і гребель).

Спецтехніка на основі земснарядів також ефективно застосовується під час ліквідації наслідків стихійних лих (підтоплень, повеней тощо).

Будова земснарядів, їхні класи та види обладнання

Як уже було сказано, базове оснащення земснаряда – це продуктивне землесосне обладнання з відповідним трубопроводом. Однак оснащення земснарядів сьогодні настільки різноманітне, що його можна поділити на кілька підгруп.

Обладнання

1. Основне обладнання землесосних снарядів:
2. 1. Ґрунтовий насос;
   2. Напірний трубопровід;
   3. Всмоктувальний трубопровід;
   4. Ґрунтозабірні пристрої;
   5. Гідравлічні та механічні системи для переміщення й переорієнтації ґрунтозабірних пристроїв.
2. Додаткове обладнання земснарядів:
3. 1. Плавуча платформа (корпус землесосного снаряда);
   2. Двигуни, генератори та інші енергоустановки;
   3. Допоміжні механізми й системи (підйомні крани, лебідки, ковші, грейфери, спеціальні грейдери, коси тощо);
   4. Додаткові насоси для забору й подачі чистої води;
3. Експлуатаційне обладнання:
4. 1. Системи керування земснарядом і повним комплексом його технічних засобів;
   2. Контрольно-вимірювальні прилади (датчики, лічильники, спецсигнали);
   3. Системи зв'язку та оповіщення;
   4. Освітлювальне обладнання;
   5. Засоби протипожежної безпеки;
   6. Опалювальні та вентиляційні системи, системи кондиціонування повітря.

Класифікація спецтехніки

Варто зазначити, що саме від обладнання, його можливостей та особливостей технічної реалізації низки основних процесів залежить і класифікація земснарядів. Загалом же клас землесосних снарядів залежить від ширшого набору показників:

1. Класи земснарядів за показником годинної продуктивності:
2. 1. Особливо малий – до 50 кубометрів пульпи на годину;
   2. Малий – до 200 кубометрів на годину;
   3. Середній – до 500 кубометрів пульпи на годину;
   4. Великий – до 1 000 кубометрів на годину;
   5. Особливо великий – 1 000 і більше кубометрів на годину.
2. Класи земснарядів за типом конструкції – збірно-розбірні або готові до експлуатації одразу;
3. Класи земснарядів за способом забору ґрунту:
4. 1. Землесосні з попереднім розпушуванням ґрунту;
   2. Землесосні без попереднього розпушування ґрунту;
   3. Землечерпальні одночерпакові штангові (екскаватори, грейдери);
   4. Землечерпальні одночерпакові грейферні;
   5. Землечерпальні багаточерпакові безперервної дії.
4. Класи земснарядів за методом переміщення ґрунту:
5. 1. Рефулерні – ґрунт переміщується плавучим пульпопроводом (цей метод вважається найефективнішим з економічного погляду)
   2. Рефулерні бустерні – передбачають переміщення пульпи на значні відстані, при цьому потужність потоку забезпечується встановленням на шляху руху ґрунту в трубопроводі додаткових бустерних станцій;
   3. Шаландові – ґрунт переміщується спеціальними суднами, які приймають вийнятий ґрунт у трюми;
   4. Самовідвізні – піднятий ґрунт переміщується у власний трюм земснаряда;
   5. З гідромоніторним викидом ґрунту – актуальні лише для виконання робіт в умовах морської акваторії.

Крім того, земснаряди нерідко поділяють на самохідні й несамохідні, а також за системами керування: ручне, автоматичне, дистанційне.

Роботи із земснарядом – порядок та основні принципи

Фахівцям у сфері гідротехнічних робіт добре відомо, що запорука ефективної, якісної та безперервної роботи земснаряда – високі характеристики його насосного обладнання і, насамперед, ґрунтового насоса. Це обладнання в більшості випадків розміщують у трюмі спеціального плавзасобу, що дає змогу виключити утворення кавітаційних бульбашок, які супроводжуються згубними для техніки гідроударами, і тим самим суттєво подовжити термін служби.

Показовим є й той факт, що робота земснаряда на водоймі починається зовсім не з доставки техніки та налаштування встановленого землесосного обладнання. Нерідко цьому передує досить ретельна вишукувальна та розрахункова робота, складання плану й карти, опрацювання логістики (вивезення ґрунту, організація місць тимчасового або постійного зберігання, створення майданчиків для сушіння водоростей).

Про те, який набір операцій входить до комплексу гідротехнічних робіт із застосуванням землесосних снарядів, можна судити на прикладі найзатребуваніших сьогодні видів послуг: поглиблення дна та видобутку сапропелю.

Поглиблення дна

Наприклад, роботи з поглиблення дна водойми потребують серйозної підготовки як з погляду обладнання, так і з погляду організації виробничого майданчика. Сюди входять:

- обвалування карти намиву пульпи;

- укладання труб пульпопроводу, як плавучого надводного, так і берегового;

- монтаж шандори, яка слугує для повернення води назад у водойму;

- прокладання технічного каналу з азбестобетонних труб або бетонних лотків для повернення води з карти намиву назад у водойму, щоб запобігти розмиванню берегової лінії потоком.

Лише після виконання цих дій здійснюється доставка до місця проведення робіт самого земснаряда, його складання (за потреби), а також усі відповідні пусконалагоджувальні та випробувальні роботи.

Видобуток сапропелю

А от видобуток такого цінного сьогодні матеріалу, як сапропель, докорінно відрізняється від днопоглиблювальних робіт як на підготовчій стадії, так і за набором обладнання. Причому цей вид робіт сьогодні набуває дедалі більшої популярності, багато в чому завдяки високій вартості сапропелю – завдяки багатому набору унікальних властивостей ця сировина масово застосовується у виробництві мікродобрив, а її вартість на світовому ринку давно перевищила позначку 200 доларів за тонну.

У цьому випадку проводиться розвідка карти водойми на предмет наявності масових відкладень мулу. Безпосередньо поблизу місця проведення передбачуваних робіт облаштовуються виробничі майданчики (залежно від способу зневоднення зібраного матеріалу).

Крім того, видобуток сапропелю здійснюється із застосуванням спеціального обладнання – землесосного снаряда зі шнековою насадкою, яка дає змогу оператору знімати конкретну товщину мулистого шару, подавати його в пульпопровід і транспортувати безпосередньо до виробничого майданчика.