RU2187596C1 - Method of underwater hydraulic deposition of ground - Google Patents

Abstract

FIELD: mining; applicable in hydraulic filling of dams, embankments, tailings dumps. SUBSTANCE: method includes laying of bank pressure and distributing pulp lines, hydraulic filling of ground by discharge of slurry from end hole of distributing pulp line to under water with formation of fill cones. Novelty consists in that distributing pulp line with insignificant buoyancy and discharge holes located in direction of slurry flow and different in sizes and similar in transmissive capacity is located on surface of water basin over entire front of filling. Total transmissive capacity of discharge holes are not in excess of 90% of total amount of consumed slurry, and slurry consumption through end hole amounts to, at least, 10% of total slurry consumption. Ground is filled by simultaneous discharge of slurry through end hole and discharge holes of distributing pulp line. EFFECT: higher efficiency of method due to simplification of work and reduced expenditures. 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и гидростроительству и может быть использовано при намыве плотин, дамб, хвостохранилищ. The invention relates to mining and hydraulic engineering and can be used for the reclamation of dams, dams, tailings.

Известен способ намыва подводного основания, включающий прокладку пульповода и намыв грунта путем выпуска потока гидросмеси под воду под ограждающий щит (авторское свидетельство СССР 1313954 Е 02 D 17/16, 1987). A known method of washing an underwater base, including laying a slurry line and washing the soil by releasing a hydraulic fluid mixture under water under a shield (USSR author's certificate 1313954 E 02 D 17/16, 1987).

Недостаток способа заключается в наличии многочисленных, достаточно сложных технологических операций, усложняющих процесс производства работ и требующих значительных трудовых и материальных затрат, особенно в зимний период в условиях ледостава. The disadvantage of this method is the presence of numerous, quite complex technological operations that complicate the process of work and require significant labor and material costs, especially in winter during freezing.

Известен способ намыва породы в воду, включающий прокладку напорного и распределительного пульповодов, намыв породы путем сосредоточенного выпуска гидросмеси под воду при постоянном последовательном перемещении концевой трубы распределительного пульповода (И.М. Ялтанец, В.К. Егоров. Гидромеханизация. Справочный материал. МГГУ, 1999 г., стр.274). A known method of washing the rock into water, including laying pressure and distribution slurry lines, washing the rock by concentrated release of slurry under water with constant sequential movement of the end pipe of the distribution slurry line (I.M. Yaltanets, V.K. Egorov. Hydromechanization. Reference material. MGU, 1999, p. 274).

Способ предназначен преимущественно для намыва нижнего яруса плотин и других сооружений и характеризуется достаточно сложной организацией работ, особенно при управлении процессом намыва. The method is intended primarily for washing the lower tier of dams and other structures and is characterized by a rather complex organization of work, especially when controlling the process of washing.

Управление процессом намыва состоит из следующих технологических операций:
- маневрирование концевой поворотной трубой с помощью подъемного механизма, установленного на плавучей платформе;
- перемещение платформы;
- наращивание пульповода, сопровождающееся технологическим перерывом подачи пульпы.The management of the washing process consists of the following technological operations:
- maneuvering the end rotary pipe using a lifting mechanism mounted on a floating platform;
- moving the platform;
- buildup of the slurry line, accompanied by a technological break in the pulp supply.

Кроме того, способ материалоемок и трудоемок в эксплуатации, особенно в зимний период в условиях ледостава, когда требуются дополнительные дорогостоящие мероприятия по поддержанию майн в районе ведения работ. In addition, the method is material-intensive and time-consuming to operate, especially in winter during freezing conditions, when additional costly measures are required to maintain the lanes in the area of work.

Технический результат изобретения - повышение эффективности способа за счет упрощения производства работ и снижения затрат. Достигается технический результат способом подводного намыва грунта, включающим прокладку берегового напорного и распределительного пульповодов, намыв грунта путем выпуска гидросмеси из торцевого отверстия распределительного пульповода под воду с образованием конусов намыва, отличающийся тем, что распределительный пульповод с незначительной плавучестью и расположенными по ходу движения гидросмеси выпускными отверстиями разного размера и одинаковой пропускной способностью размещают на поверхности водоема по всему фронту намыва, причем суммарную пропускную способность выпускных отверстий определяют не более 90% от полного расхода гидросмеси, а расход гидросмеси через торцевое отверстие не менее 10% от полного расхода гидросмеси, ведут намыв грунта одновременным выпуском гидросмеси из торцевого отверстия и выпускных отверстий распределительного пульповода. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the method by simplifying the production process and reducing costs. A technical result is achieved by the method of underwater washing up of the soil, including laying the coastal pressure and distribution slurry lines, washing the soil by discharging the hydraulic mixture from the end opening of the distribution slurry line under water with the formation of wash cones, characterized in that the distribution slurry line with slight buoyancy and discharge mixtures located in the direction of travel of different sizes and the same throughput are placed on the surface of the reservoir along the entire front of the alluvium, moreover, the total throughput of the outlet openings is determined by not more than 90% of the total flow rate of the slurry, and the flow rate of the slurry through the end hole is not less than 10% of the total flow rate of the slurry, the soil is washed with the simultaneous release of the slurry from the end hole and the outlet of the distribution slurry line.

Выполнение распределительного пульповода с незначительной плавучестью обеспечивает его начальное положение у поверхности воды, а с подачей гидросмеси его погружение на дно или в зону (II) взвешенных илов до его уравновешивания выталкивающей силой. Укладка грунта со дна или в зоне взвешенных илов с ростом конусов намыва снизу вверх обеспечивает частичный вымыв взвешенных илов и уплотнение оставшегося ила. Взмученные илы, имеющие объемный вес более единицы, способствуют повышению выталкивающего воздействия на пульповод, обеспечивая его постепенный подъем. Укладка грунта со дна, когда гидросмесь не проходит через верхнюю зону (I) чистой воды, обеспечивает наименьшее замутнение водоема. Performing a distribution slurry line with insignificant buoyancy ensures its initial position near the water surface, and with the supply of a slurry, it is immersed in the bottom or in zone (II) of suspended sludge until it is balanced by buoyancy force. Laying the soil from the bottom or in the zone of suspended sludge with the growth of the cones of sediment from bottom to top provides a partial leaching of suspended sludge and compaction of the remaining sludge. Puffed sludge having a bulk density of more than one contributes to an increase in the buoyancy effect on the slurry line, ensuring its gradual rise. Laying soil from the bottom, when the hydraulic mixture does not pass through the upper zone (I) of clean water, provides the least clouding of the reservoir.

Кроме этого, нахождение распределительного пульповода полностью под водой не требует устройства его теплоизоляции в зимний период. In addition, the location of the distribution slurry line completely under water does not require a device for its thermal insulation in winter.

Устройство выпускных отверстий по нижней образующей пульповода по всей его длине разного размера, но одинаковой пропускной способности обеспечивает рассредоточенный выпуск пульпы и саморегуляцию транзитного расхода пульпы с постепенным ростом его по мере подпора выпускных отверстий твердой составляющей от головных до концевых выпускных отверстий. The device of the outlet openings along the lower generatrix of the slurry conduit along its entire length of a different size but the same throughput ensures dispersed pulp output and self-regulation of the pulp transit flow with its gradual growth as the solid outlets are backed up from the head to the end outlet openings.

Расход гидросмеси через торцевое отверстие, составляющий не менее 10% от полного расхода в начале работы и периодически возрастающий по мере подпора грунтом выпускных отверстий до полного расхода, обеспечивает полное заполнение пульповода гидросмесью и движение ее по всей его длине, предотвращая заполнение части пульповода чистой водой и закупорку торцевого отверстия грунтом, а также обеспечивает равномерное погружение пульповода по всей длине под воду. The flow rate of the slurry through the end hole, which is at least 10% of the total flow rate at the beginning of operation and periodically increases as the outlet holes are pressurized with soil to the full flow rate, ensures that the slurry line is completely filled with slurry and moves along its entire length, preventing part of the slurry line from filling with clean water and clogging the end hole with soil, and also provides uniform immersion of the slurry line along the entire length under the water.

На фиг.1 приведена конструкция, сооружаемая с использованием предлагаемого способа (положение до и после дачи гидросмеси) - продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез. Конструкция содержит береговой напорный пульповод 1, распределительный пульповод 2, выполненный из полиэтиленовой трубы, обладающей незначительной плавучестью. Пульповод 2 выполнен с торцевым отверстием 3 и выпускными отверстиями 4, которые размещены по ходу движения пульпы на одинаковом расстоянии друг от друга по всей длине по нижней образующей. Выпускные отверстия 4 выполнены разного размера, но одинаковой пропускной способности. Суммарная пропускная способность выпускных отверстий 4 определена не более 90%, а торцевого отверстия 3 не менее 10% от полного расхода исходной гидросмеси. Figure 1 shows the structure constructed using the proposed method (position before and after giving the slurry) - longitudinal section; in FIG. 2 - the same, transverse section. The design contains a coastal pressure pulp line 1, a distribution slurry line 2 made of a polyethylene pipe with insignificant buoyancy. Pulp guide 2 is made with an end hole 3 and outlet openings 4, which are placed along the pulp at the same distance from each other along the entire length along the lower generatrix. Outlets 4 are made of different sizes, but the same throughput. The total throughput of the outlet openings 4 is determined not more than 90%, and the end hole 3 is not less than 10% of the total flow rate of the original slurry.

Способ осуществляется следующим образом. Выбирают створ намыва и по всей длине фронта намыва размещают распределительный пульповод 2 с незначительной плавучестью, являющийся продолжением берегового напорного пульповода 1. До подачи гидросмеси пульповод 2 сохраняет верхнее положение, заполняясь водой через выпускные отверстия 4 по нижней образующей. При подаче гидросмеси, имеющей большую объемную массу, чем вода, пульповод 2 погружается в воду на дно 5 или до уравновешивающего воздействия взвешенных илов, имеющих объемную массу выше воды. Через выпускные отверстия 4 вытекающая под напором гидросмесь по всей длине пульповода 2 взмучивает, частично вымывая слабые илистые грунты, и уплотняет оставшиеся илы. Взмученные илы пополняются илистой частью вытекающей гидросмеси, создавая облако взвешенных илов вокруг пульповода 2, что увеличивает выталкивающее воздействие на пульповод 2. Этим и обеспечивается постепенный подъем пульповода 2 и подпор выпускных отверстий 4 последовательно от берега к берегу. По достижению полного подпора всех выпускных отверстий 4 и торцевого отверстия 3 пульповод 2 поднимается до уровня воды в водоеме. Так как подача гидросмеси не прекращается, выход гидросмеси под напором размывает конусы намыва, расширяя их вершины. При наличии ледяного покрова 6 вихревые потоки будут размывать его вдоль пульповода 2 снизу до полного его разрушения. Заключительным этапом является промывка пульповода 2 водой, обеспечивающая освобождение его от твердых частиц и всплытие его в первоначальное положение. После этого пульповод 2 отсоединяется от берегового напорного пульповода 1 и вытаскивается на берег для переноса на следующий створ подводного намыва. The method is as follows. Select the target of the alluvium and along the entire length of the front of the alluvium, place a distribution slurry line 2 with insignificant buoyancy, which is a continuation of the coastal pressure slurry line 1. Until the slurry is fed, the slurry line 2 maintains its upper position, filling with water through the outlet openings 4 along the lower generatrix. When applying a slurry having a greater volumetric mass than water, slurry line 2 is immersed in water at the bottom 5 or until the balancing effect of suspended sludge having a volumetric mass above water. Through the outlet openings 4, the hydraulic mixture flowing out under pressure along the entire length of the slurry conduit 2 winds up, partially washing out weak silty soils, and compacts the remaining sludge. The inflated sludge is replenished with the mud part of the outflowing slurry, creating a cloud of suspended sludge around the slurry line 2, which increases the buoyancy effect on the slurry line 2. This ensures a gradual rise of the slurry line 2 and the support of the outlet 4 sequentially from coast to coast. Upon achievement of a complete backwater of all outlet openings 4 and end opening 3, slurry line 2 rises to the water level in the reservoir. Since the flow of the slurry does not stop, the output of the slurry under pressure erodes the cones of alluvium, expanding their vertices. In the presence of ice cover 6, vortex flows will erode it along the slurry line 2 from below until it is completely destroyed. The final stage is the washing of the slurry line 2 with water, which ensures its release from solid particles and its ascent to its original position. After this, the slurry line 2 is disconnected from the onshore pressure pulp line 1 and pulled ashore for transfer to the next target of the underwater alluvium.

Предложенный способ подводного намыва грунта имеет широкий спектр применения для сезонной и круглогодовой работы, требует минимальных материальных затрат, исключает трудоемкие работы по устройству прорубей в зимнее время и наращиванию звеньев трубопровода, не требует постоянного присутствия механизмов для перемещения пульповода и обслуживающего персонала, сокращает технологические перерывы в подаче пульпы. The proposed method of underwater washing of the soil has a wide range of applications for seasonal and year-round work, requires minimal material costs, eliminates the laborious work of installing ice holes in the winter and building up pipeline links, does not require the constant presence of mechanisms for moving the slurry line and maintenance personnel, reduces technological breaks in pulp feeding.

Claims (1)

Способ подводного намыва грунта, включающий прокладку берегового напорного и распределительного пульповодов, намыв грунта путем выпуска гидросмеси из торцевого отверстия распределительного пульповода под воду с образованием конусов намыва, отличающийся тем, что распределительный пульповод с незначительной плавучестью и расположенными по ходу движения гидросмеси выпускными отверстиями разного размера и одинаковой пропускной способностью размещают на поверхности водоема по всему фронту намыва, причем суммарную пропускную способность выпускных отверстий принимают не более 90% от полного расхода гидросмеси, а расход гидросмеси через торцевое отверстие - не менее 10% от полного расхода гидросмеси, ведут намыв грунта одновременным выпуском гидросмеси из торцевого отверстия и выпускных отверстий распределительного пульповода. SUBSTANCE: method for underwater washing up of soil, including laying coastal pressure and distribution slurry lines, washing the soil by discharging slurry from the end opening of the distribution slurry line under water with formation of washout cones, characterized in that the distribution slurry line with insignificant buoyancy and discharge openings of different sizes and located along the course of the slurry mixture the same throughput is placed on the surface of the reservoir along the entire front of the alluvium, and the total throughput is st outlets take no more than 90% of the total flow rate of the slurry and the slurry flow rate through the end opening - not less than 10% of the total flow rate of slurry are alluvium ground while discharging slurry from the end opening and the outlet openings slurry pipeline distribution.

Images