Со временем водоемы, большие и малые, загрязняются: в них накапливается мусор, донные отложения, бурно развиваются водоросли. В результате пруды, озера и речки мелеют, превращаются в болота. Чтобы этого не произошло, за водоемами надо постоянно ухаживать.

На крупных реках и озерах эту работу выполняют при помощи земснарядов, которые представляют собой суды технического флота.

С их помощью не только очищают и поддерживают на нужном уровне глубину водоема, но и добывают нерудные строительные материалы.

Для небольших речек, прудов, бассейнов используют агрегаты гораздо меньшей мощности – миниземснаряды. Техника такого типа впервые была разработана и запущена в производство в США.

В настоящее время мини-земснаряды нашли своего потребителя и в странах СНГ. Более того, в России начали производить свои мини-земснаряды.

Основные узлы мини-земснарядов ^

Мини-земснаряды состоят из следующих узлов:

поплавковое средство;
грунтозаборный механизм, оснащенный фрезерным рыхлителем.

Лопасти у рыхлителя клиновидные. В их задних стенках имеются отверстия. Через них приводной вал сообщается с забоем.

Грунтозаборный механизм установлен на поплавке (катамаране) при помощи рамы, которая включает в себя:

пульпопровод;
приводной вал;
штангу;
шарнирное устройство.

Плавсредство оснащено рукоятками для его переноса.

Если мини-земснаряд нужен Вам для какой-то разовой работы, не обязательно его покупать, есть множество фирм, сдающих земснаряды в аренду. Какие здесь могут быть подводные камни, что нужно знать при составлении договора аренды читайте в статье , в ней содержится большое количество полезной информации.

Миниземснаряд можно сделать «под заказ», под Ваши конкретные нужды. На что надо обратить внимание при производстве земснаряда, какие необходимо документы и многое другое , только на нашем сайте!

Схема работы ^

Режущие кромки лопастей рыхлителя взрыхляют осадок. Через отверстия в кромках лопастей подсасывается атмосферный воздух, который перемешивается со взмученным осадком.

Воздух служит своеобразной «смазкой» для следующей лопасти. Грунтосос засасывает взмученный таким образом ил и передает его в пульпопровод.

Где применяется мини-земснаряд ^

Благодаря малым размерам и весу мини-земснарядов, они становятся незаменимыми при выполнении работ на труднодоступных для крупной спецтехники объектах:

восстановление старых и намывка новых пляжей;
очистка и углубление небольших водоемов – рек, прудов, каналов;
подготовка водоема для купания;
добыча сапропеля;
вымывка камыша и пр.

Удаление растительности для мини–земснаряда – задача невыполнимая (как впрочем и для большинства крупных машин), но размыть корневую систему с их помощью можно. Крупный мусор, камни и т.д. удаляются вручную.

Не все мини-земснаряды одинаковые ^

Мини-земснарядов существует много: для бытового и промышленного применения, для выполнения разного рода работ или универсальные.

Наибольшим спросом пользуются три основные марки мини-земснарядов:

Краб;
Пескарь;
Пиранья.

Каждая марка представлена различными моделями, которые предназначены для определенного вида работ.

Краб ^

Производится в Вологде. Агрегат, благодаря компактным размерам, можно легко перевезти на место работы Газелью или прицепом легкового авто.

Производитель выпускает три модификации «Краба»:

Краб — Шнековый: предназначен для очистки водоемов от растительности. Имеет шнековый рыхлитель. Цена – 175 тысяч рублей;
Краб – Стандарт: оснащен насосами и предназначен не только для очистки, но и углубления водоема. Кроме того, эта модель может использоваться при добыче сапропеля и песка. Стоит такой агрегат 180 тысяч рублей;
Краб – Комбинированный: в этой модификации шнековый рыхлитель совмещен с насосами. Стоимость составляет 215 тысяч рублей.

Что касается способа передвижения, то все три модификации работают по принципу катамарана с ножным управлением. Но на любую из них можно при желании установить лодочный мотор.

Пескарь ^

Еще один агрегат отечественного производства. Он больше относится к промышленной группе оборудования. Выпускают мини-земснаряд «Пескарь» в Ярославле.

Эта машина может применяться не только для очистки маленьких водоемов: она с успехом справляется с задачей экологической очистки отстойников химических, металлургических комбинатов, водозаборников гидро-и атомоэлектростанций, очистных сооружений.

Пескарь используется и при намыве дамб, плотин, строительных площадок.

Весит эта модель 1,5 тонны, хотя размеры имеет весьма скромные: 915х875х875 мм.

Корпус «Пескаря» может быть выполнен как в виде цельносварной так и сборно-разборной конструкции понтона.

Внутри понтон разделен на отсеки. Они водонепроницаемы, что и защищает агрегат от затопления при повреждении любого из них.

Механизмы и устройства агрегата смонтированы на палубе понтона.

В средней части машины (по правому и левому бортам) установлены лебедки папильонажные (электрические или ручные). Кроме них в этой же зоне находится кормовая лебедка.

В конструкции работают два насоса:

грунтовой;
гидроразрыхлительный.

В качестве грунтового используется насос, предназначенный для работы в тяжелых условиях. Устройство грунтозаборное может выполнять работу на глубине до 6 метров.

Земснаряд «Пескарь» можно использовать и в случае возникновения чрезвычайных ситуаций:

для откачки воды при затоплении;
при тушении пожаров;
при возгорании торфяных масс и пр.

При помощи этой модели можно очистить от иловых отложений шахтный колодец.

Стоимость «Пескаря» составляет около 750 тысяч рублей.

Пиранья ^

Пиранья – гостья из Америки. Земснаряд с таким агрессивным именем был разработан по просьбе многих американцев, которым посчастливилось жить в прибрежной зоне.

Но ил, черная грязь сильно портят внешний вид пляжей. Поэтому хозяевам приходится тратить немало усилий, чтобы поддерживать их в приличном состоянии.

На помощь им и пришла «Пиранья». Основой агрегата является катамаран. Скорость выемки грунта (в зависимости от модели) составляет от 15 до 30 кубометров в час. Агрегаты оснащены бензиновым двигателем Honda.

Машина не предназначена для выполнения больших объемов работ: она, конечно, с ней справится, но времени у вас уйдет очень много. А вот очистить небольшую площадь вокруг дока или лодочного причала можно за полтора часа.

Мини-земснаряды «Пиранья» относятся к непромышленной группе оборудования. С их помощью можно выполнить следующие работы:

удалить донные отложения из прудов для разведения рыбы, доков, отстойников небольшого объема, каналов;
очистить искусственные, пожарные водоемы (бассейны);
укрепить берег, углубить дно, расширить канал или речку, намыть пляж и пр.

Стоимость мини-земснаряда Пиранья PS-135-E (эконом версия) производительностью 30 куб. м/час – 599 тысяч рублей.

, Методы разработки грунтов землесосным земснарядом

Как устроен земснаряд?

Для того чтобы наши потенциальные клиенты хорошо представляли принципы работы гидромеханизации, на данной страничке мы постараемся дать развернутое описание устройства земснаряда .

Итак, Землесосный Снаряд, или Земснаряд, Драга, Землесос - это судно, предназначенное для подводной разработки грунтов методом гидромеханизации. Данный метод основан на перекачивании специальным насосом жидкостей с высоким содержанием частиц грунта (пульпы) по специальному пульпопроводу на большие расстояния. Основным рабочим органом земснарядов является грунтосос - насосный агрегат с высокой абразивной устойчивостью проточной части. Грунтососы, как правило, располагаются в трюме судна, чтобы была возможность опустить ось насоса ниже уровня воды. Это позволяет избежать возникновения процесса кавитации, значительно сокращающего срок службы насоса. Итак, именно этот грунтовый насос всасывает со дна частицы грунта вместе с водой, и перекачивает их по трубам на берег, или шаланду (грунтоовозную баржу).

Чтобы облегчить насосу процесс всасывания, на земснарядах имеются насосы технического водоснабжения. Самые основные среди них - это насосы гидрорыхления и эжекции. Гидравлическое рыхление применяется при разработке несвязных грунтов - как правило, песка и песчано-гравийных смесей. Струя воды под высоким напором врезается в дно водоема, образуя взвесь из воды и частиц грунта (пульпу). Подобная пульпа значительно легче всасывается заборной трубой земснаряда, нежели слежавшийся грунт. Эжекционный насос подает воду во всасывающую трубу грунтового насоса, что значительно сокращает усилие, необходимое на всасывание смеси с большой глубины. Соответственно, чем глубже ведется разработка дна, тем мощнее необходим насос эжекции. Иными словами, насосы технического водоснабжения значительно повышают КПД грунтового насоса, что очень важно, когда работы ограничены сроками (нерестом, температурой, условиями договора).

По поверхности воды земснаряд передвигается с помощью лебедок перемещения, либо свайного хода. Бывают земснаряды, совмещающие в себе оба способа. Перемещение с помощью лебедок и тросов, как правило, применяются на карьерах по добыче инертных материалов, закрытых водоемах, и акваториях со слабым течением. Использовать тросовый способ на реках с сильным течением опасно возможностью обрыва тросов. Свайный же ход в условиях интенсивного течения намного эффективнее и безопаснее. Однако, применение на карьерах и водоемах с большой глубиной невозможно.

Еще одной очень важной деталью устройства землесосов является трубопровод, по которому транспортируется пульпа. Диаметр труб, общая длина трубопровода, особенности его монтажа и использования просчитываются задолго до начала работ. Создаваемый в трубах при работе гидростатический напор может оказаться слишком высоким для грунтового насоса (особенно это касается случаев с выбросом пульпы на расстояния более километра). Поэтому, необходим гидротехнический расчет всех рабочих узлов земснаряда. Если в поставленных условиях насос земснаряда будет работать с слишком низкими показателями КПД, то возможно либо повышение мощности приводов грунтового и технических насосов, либо между земснарядом и точкой выброса устанавливается промежуточная насосная станция.

Управление процессом работы землесоса производится из рубки багермейстера . Пульт управления состоит из множества датчиков и приборов. Бывает, даже опытному оператору, приступившему к работе на новой машине поначалу трудно разобраться в большом количестве кнопок, тумблеров и рычагов. Именно с пульта багера ведется управление абсолютно всеми системами - от пуска грунтового насоса, до включения лампочки в моторном отсеке.

Землесосные установки предназначаются для всасывания грунта со дна водоема (иногда с предварительным рыхлением) и перемещения его по пульповоду к месту укладки или для транспортирования грунта от места разработки к месту укладки. Они применяются при сооружении каналов, углублении и очистке каналов, отстойников, рек, озер, морей, водохранилищ; для добычи строительных материалов из-под воды (песок, гравий); для намыва плотин и дамб.

Разработка грунта землесосной установкой основана на размывающей и влекущей способности воды. Центробежный насос 3 (рис. 178) создает поток воды, который отделяет от дна водоема частицы грунта. Через грунтоприемник 1 он увлекается во всасывающий трубопровод 2, заполняет корпус насоса и рабочим колесом выбрасывается в нагнетательный и транспортирующий трубопроводы 5 и 6, по которым транспортируется к месту укладки. Транспортирующий трубопровод (пульпопровод) 6 в пределах водоема укладывают на понтонах 7. Центробежный насос приводится во вращение от двигателя 4.

Непрерывное всасывание грунта обеспечивается постоянным расположением грунтоприемника в непосредственной близости от разрабатываемого грунта. Для этого грунтоприемник передвигают поперек и вдоль снимаемого пласта и изменяют угол наклона всасывающего трубопровода в вертикальной плоскости. Сваи 8 управления перемещением землесосной установки поднимаются лебедками.

При разработке связных грунтов у грунтоприемника устанавливают механический рыхлитель 9, который ножами отделяет частицы грунта от массива, а поток воды, создаваемый центробежным насосом, захваты-вает их и засасывает во взвешенном состоянии во всасывающий трубопровод.
Центробежный насос, устанавливаемый на землесосных установках, называют землесосом.

Рис. 178. Схема работы землесосной установки :
1 - грунтоприемник; 2 - всасывающий трубопровод; 3 - центробежный насос; 4 - двигатель; 5 - нагнетательный трубопровод; 6 - транспортирующий трубопровод;
7 - понтоны; 8 - сваи; 9 - механический рыхлитель.

Землесос (рис. 179) отличается от обычных водяных центробежных касосов только тем, что корпус 1 и рабочее колесо 2 рассчитаны на пропуск воды с грунтом, имеющим крупные каменистые включения, и изготовляются из износостойких материалов. Рабочее колесо (одностороннего всасывания) посажено консольно на вал 3, опирающийся на подшипниковую опору 4 и соединенный непосредственно с валом электродвигателя эластичной муфтой, или через редуктор и фрикционную

Рис. 179. Землесос :
1 - корпус; 2 - рабочее колесо; 3 - вал; 4 - опора; 5 - напорный патрубок; 6- всасывающий патрубок.

муфту включения с двигателем внутреннего сгорания. От осевого смещения вал с рабочим колесом удерживается упорным подшипником, установленным сзади подшипниковой опоры. Ступица рабочего колеса расположена в сальниковой коробке, которая предохраняет от попадания на нее абразивных частиц. Для защиты сальникового уплотнения от пульпы между корпусом и рабочим колесом со стороны вала под давлением подается чистая вода. Очистку и проверку состояния корпуса и рабочего колеса проводят через люки в корпусе. Всасывающий патрубок 6 крепится к передней крышке. Для отсоса воздуха при запуске землесоса в верхней части корпуса имеется отверстие, к которому присоединяется вакуумнасос.

Рабочее колесо имеет от 3 до 6 лопастей, идущих по спирали от центра к наружному диаметру между двумя торцовыми дисками. При вращении рабочего колеса у всасывающего патрубка образуется разрежение, и пульпа засасывается в пространство между лопастями, откуда ими выталкивается в напорный патрубок 5 землесоса и далее в трубопровод.

Землесосные установки делятся на сухопутные и плавучие.
Сухопутные установки изготовляют: стационарные и передвижные на железнодорожном, гусеничном, шагающем и колесном ходу; плавучие - на понтонах.

Стационарные землесосные установки применяют при объемах работ, которые могут быть выполнены с одной стоянки, и для транспортирования грунта, разрабатываемого другими машинами.

Передвижные землесосные установки применяют при работах, когда по условиям местности и объему работ разработка грунта или транспортирование с одной стоянки не может быть обеспечено и требуется перемещение установки по направлению к забою.

Землесосные установки, предназначенные только для транспортирования грунта, выполняются с неподвижной всасывающей частью во время работы.

На гидромелиоративных работах наибольшее применение находят плавучие землесосные установки - земснаряды. По конструктивному признаку их можно разделить на две группы:
-земснаряды для мелиоративных и дноуглубительных работ, приспособленные для работы на каналах, реках, озерах и в портах. Эти земснаряды имеют свою силовую дизельную или дизель-электрическую установку и приспособлены к работам при быстром течении воды и больших волнах;

Земснаряды для строительных целей и добычи полезных ископаемых с приводом механизмов электродвигателями, питающимися электроэнергией от стационарной или передвижной электростанции. Применяют эти установки при сооружении крупных каналов, котлованов, очистке отстойников и голов каналов, намыве плотин и дамб, для добычи песка и гравия из-под воды и на вскрышных работах.

Для очистки от наносов каналов, прудов, водоемов, углубления дна малых рек, подводящих каналов насосных станций, строительства оросительных и осушительных каналов, рытья котлованов для мелиоративных сооружений и других подобных работ применяют дизельные и дизель-электрические малогабаритные земснаряды. Их можно разделить на земснаряды для работы на каналах и в выемках с шириной по дну свыше 2,5 мпроизводительностью 20-35 м3/ч и свыше 5 м производительностью 60-100 м3/ч.

Земснаряды первой группы (рис. 180) изготовляются с комбинированным устройством для разработки и транспортирования грунта. Корпус 3 металлический, плоскодонный, с прямоугольными обводами. В машинном помещении 6 в передней части установлены землесос и генератор, а в задней - двигатель внутреннего сгорания.

Рис. 180. Малогабаритная плавучая землесосная установка :
1-роторный рыхлитель; 2 - смесительный бункер; 3 - корпус; 4 - канат; 5 - пульт управления; 6 - машинное отделение; 7 - сваи; 8 - навес; 9 - лебедка; 10 - кронштейн.

Рабочие органы - роторный рыхлитель 1 и всасывающая труба, проходящая через смесительный бункер 2, - шарнирно соединены с корпусом и подвешены на полиспасте к кронштейну 10 так, что лебедкой можно их приподнимать и опускать. Пульт управления 5 с контрольными приборами расположен на палубе в носовой части корпуса, закрытой сверху съемным навесом 8. Рабочие передвижения снаряд совершает при помощи свай 7 и двух канатов 4, закрепленных на папильонажной лебедке 9.

Большинство земснарядов малых габаритов имеет сменное рабочее оборудование - сосун, черпаковое устройство и роторный рыхлитель. Сосуном разрабатывают пески и неплотные супеси; черпаковым устройством- плотные супеси, легкие суглинки; роторным рыхлителем - вязкие илистые грунты, заросшие растительностью. На замену рабочего оборудования
затрачивается 1,5-2 ч.

Земснаряды второй группы (рис. 181) изготовляются с неразборным и с разборным на две части корпусом 10. Рабочие органы - фрезерный рыхлитель 1 и всасывающая труба - укреплены на раме 11, которая пятой шарнирно соединена с корпусом 10, а головкой подвешена на полиспасте. Рыхлитель вращается двигателем 12, установленным на площадке у пяты рамы. Папильонажные лебедки 2 расположены на палубе носовой части, а лебедки 7 подъема свай - на палубе задней части корпуса. Землесос 3, заливочный насос 4, двигатель внутреннего сгорания 5 и дизель-генератор б размещены в трюме машинного помещения. Сваи 8 направляющими кронштейнами прикреплены к задней части корпуса. Плавучий пульповод 9 соединяется с нагнетательной трубой землесоса гибким шлангом или шаровым соединением.

Земснаряды с электроприводом (рис. 182), предназначенные для механизации земляных работ на крупных гидротехнических объектах и вскрышных работах, а также для добычи строительных материалов, выпускаются производительностью 100, 300, 500 и 1000 м3/ч, весом от 64 до 650 т. Они имеют принципиально такую же конструкцию, как и малогабаритные дизель-электрические снаряды, но у них нет своего источника электроэнергии (дизель-генератора).

Рис. 181. Земснаряд с дизель-электрическим приводом:
1 -фрезерный рыхлитель- 2 - папильонажная лебедка; 5 -землесос; 4 - заливочный насос; 5 - двигатель внутреннего сгорания; 6 - дизель-генератор; 7 - лебедка подъема свай; 8 - свайный аппарат; 9 - пульповод; 10 - корпус; 11 - рама; 12 - электродвигатель привода рыхлителя.

Рис. 182. Земснаряд с электрическим приводом:
1 - фреза; 2 - канат к якорю; 3 - рама: 4 - корпус; 5 надпалубная надстройка; 6 - землесос; 7 - электродвигатель; 8- сваи; 9 - лебедки; 10 - плавучий пульповод.

Корпус 4 земснаряда разделен на водопроницаемые отсеки. В надпалубной надстройке 5 установлены папильонажные лебедки и пульт управления. Землесос 6, соединенный эластичной муфтой с электродвигателем 7, центробежный насос для залива землесоса и подачи воды в его сальник и вакуум-насос размещены в среднем отсеке трюма корпуса. Сваи 8 поднимаются лебедками 9, расположенными на палубе задней части корпуса. Плавучий пульповод 10 с напорной трубой землесоса соединяется шаровым шарниром. Рама 3 разрыхлителя на двух шарнирах прикреплена в вырезе корпуса и подвешена на полиспасте. Канаты 2 от папильонажных лебедок к якорям идут через направляющие блоки, установленные на раме рыхлителя. Рыхлитель 1 приводится во вращение от электромотора через редуктор. Электрические устройства современных земснарядов очень сложны и состоят из высоковольтного гибкого питающего кабеля для подключения к береговым сетям (укладывается обычно по понтонам плавучего пульповода), пусковой и защитной аппаратуры, трансформаторной подстанции, высоковольтной и низковольтной внутренней сети, системы блокировок и вторичной коммутации и пульта централизованного управления.
На земснарядах с электроприводом применяются фрезерные, роторные

Рис. 183. Схема папильонажа при обычном свайном ходе:
/, // - лебедки; 1-4 - слои грунта.

Рис. 184. Схема папильонажа при роторном свайном ходе :

1-III -положения земснаряда; 1,2 - канаты.

и гидравлические рыхлители. Последние два вида почти не получили распространения. Для рабочих перемещений земснарядов применяются свайные ходы двух типов: две сваи, каждая из которых прикреплена в направляющих к корпусу земснаряда (см. рис. 180), и две сваи, проходящие в направляющих поворотной обоймы (роторный свайный ход), установленный сзади корпуса, так, что она может вращаться относительно вертикальной оси (напорный поворотный свайный ход).

При первом типе свайного хода перемещение земснаряда при разработке грунта выполняется поочередным поворачиванием снаряда вокруг одной из свай (рис. 183). Свая А под действием собственного веса опускается и заглубляется в грунт. Наматывая трос на лебедку / и ослабляя трос лебедки //, поворачивают снаряд вокруг сваи А до положения, изображенного пунктиром. Рабочий орган при этом снимает слой грунта /. Затем свая А поднимается, а свая Б опускается. Наматывая трос на лебедку // и ослабляя трос лебедки /, поворачивают снаряд вокруг сваи Б, снимая слой грунта 2. Повторением таких операций снимают слои, пока не потребуется перекладка якорей. Переложив якоря на новое место таким же путем ведут дальнейшую разработку.

При таком свайном ходе земснаряд, совершая рабочие перемещения, вращается относительно разных осей. В силу этого рабочий орган проходит часть пути по выработанному участку, а часть участка оставляет неразработанным. При разработке тяжелых связных грунтов указанный недостаток снижает производительность.

Роторный свайный ход обеспечивает выработку грунта правильными концентрическими полосами с незначительным перекрытием (рис. 184) за счет того, что свая, на которой происходит поворот, каждый раз закрепляется на оси прорези. Для начала работы земснаряд устанавливают в положение /. В грунт закрепляется свая, установленная направляющей обоймой по оси корпуса снаряда. Наматыванием каната / на барабан лебедки и ослаблением каната 2 земснаряд поворачивается вокруг опущенной сваи до положения //. Затем специальным механизмом направляющая обойма со сваями вращается до тех пор, пока поднятая свая не переместится вперед и не совместится с осью прорези. Одновременно с поворотом поднятой сваи этим же механизмом перемещается землесос вперед в положение ///. Натяжением каната 2 при ослабленном канате / земснаряд вращается относительно вновь опущенной сваи и снимает следующую полосу грунта. Так, поворотом земснаряда относительно поочередно опускаемых свай и перемещением вперед выбирают грунт до перекладки якорей.

Пульпа от земснаряда до берега перекачивается по плавучему трубопроводу - пульповоду, а далее - по трубам, уложенным на грунт или специальные подставки.

Плавучий пульповод - это цепь из понтонов (бочек), шарнирно соединенных между собой, с проложенными по ним трубами. На некоторых понтонах установлены ручные лебедки, с помощью которых пульповод якорями закрепляется от смещения его течением воды и ветром.

Для перекладки якорей в пределах водоема к земснарядам прикрепляют лодку или катер, а для соединения плавучего пульповода с береговым - плавучие краны.

Поплавковые уровнемеры устанавливаются на резервуарах для хранения жидких и сыпучих веществ.

Гидротехнические работы, связанные с извлечением грунта или добычей полезных ископаемых, требуют применения спецтехники. К числу такого оборудования относится землесосный снаряд. Эффективная работа земснаряда на реке или другом водоеме напрямую зависит от знания принципов его работы и эксплуатационных характеристик.

Что такое земснаряд

Земснаряд – это плавсредство, назначение которого состоит в перекачивании размытого грунта (пульпы) посредством мощного насоса по трубопроводу на заданное расстояние – в трюм или на берег. Судно оснащено необходимым оборудованием для проведения работ и может применяться для:

очистки водоемов от донных отложений, а также для их углубления;
намыва плотин, дамб и пляжей, дорог и площадей при строительстве;
добычи песка, гравия, сапропеля, драгоценных металлов;
очистки отстойников промышленных, сельскохозяйственных предприятий;
разработки золо- и шлаконакопителей предприятий угольной, коксохимической, металлургической, горнообогатительной промышленности;
прокладки траншей для трубопроводов и траншей с последующим их замывом.

Для чего еще нужен земснаряд? Спецоборудование может понадобиться при ликвидации последствий наводнения, сооружении морских и речных портов, укреплении берега, защитных дамб и других значимых гидротехнических объектов.

Устройство земснаряда

Рассматривая конструкцию гидротехнического оборудования, можно выделить несколько групп устройств по функциональной принадлежности.

Из чего состоит земснаряд:

основные узлы: грунтозаборное устройство, всасывающий трубопровод, грунтовой насос, напорный трубопровод, агрегаты для перемещения грунтозаборного устройства;
вспомогательное оборудование : корпус земснаряда, подъемные и опускающие механизмы, вспомогательные насосы для подачи чистой воды, энергетические установки;
оборудование для безопасности и производительности: система управления, контрольно-измерительная аппаратура, отопительные, вентиляционные, противопожарные устройства, системы оповещения, освещения и связи.

Чертеж земснаряда наглядно показывает схему его конструкции:

Как работает земснаряд

Непрерывная работа земснаряда зависит от характеристик насосного устройства (грунтососа), которое должно иметь в проточной части высокую устойчивость к абразиву. Грунтосос часто размещается в трюме – такой прием позволяет избежать процесса кавитации, которая снижает срок эксплуатации оборудования.

Принцип работы земснаряда для очистки водоемов следующий:

после предварительных расчетов скорости подачи смеси и проходимости трубопровода грунтосос с залитой внутрь водой опускается на дно водоема, запускается двигатель и редуктор;
после этого из всасывающей трубы откачивается воздух;
полученный в результате вакуум втягивает внутрь воду с частицами грунта;
пульпа поступает в насос и перекачивается на берег (грузовозную баржу);
движение всей системы осуществляется при помощи свайного хода или лебедок (возможна комбинация).

Общее управление производится из рубки багермейстера, где находится пульт с доступом ко всем функциям земснаряда: от запуска основного оборудования до включения маленькой лампочки.

Характеристики и эксплуатация земснарядов

Выбор нужного оборудования находится в прямой зависимости от его эксплуатационных качеств. Технические характеристики земснарядов определяют круг возможных к реализации задач. К таким показателям относятся:

производительность – этот показатель может быть от 1 м³/ч (для мини-оборудования с применением в личных подсобных хозяйствах) до 5000 м³/ч по твердому грунту, все зависит от поставленной задачи;
способ энергоснабжения – дизельный, электрический или смешанный;
вид грунтозаборного устройства – фрезерный, роторный, свободное всасывание (зависит от вида грунта);
тип пульпопровода – металлический для работы в одной точке сброса зольной пульпы или резиново-тканый (пластиковый) при частых перемещениях;
величина конструктивных узлов – этот показатель имеет значение при необходимости частой переброски оборудования.

Стоит учитывать предполагаемую глубину разработки, скорость течения, среду использования (соленую, щелочную, пресную).

Типы земснарядов

Классификация земснарядов проводится по нескольким признакам:

по часовой производительности: особо малые (до 50 м³/ч), малые (50-200 м³/ч), средние (200-500 м³/ч), крупные (500-1000 м³/ч), особо крупные (свыше 1000 м³/ч);
по конструкции: разборные и неразборные;
по способу грунтозабора: с предварительным рыхлением или без него;
по способу перемещения: несамоходные и самоходные;
по способу управления: с ручным, дистанционным, автоматическим управлением.

Все виды земснарядов делятся по способу транспортирования грунта, типу энергоснабжения, размещению основного оборудования, количеству грунтовых насосов, наличию на борту жилых помещений.

Необходимость подводной разработки грунтов возникла очень давно из-за необходимости поддержания должной глубины судоходных путей. Эти работы изначально проводились ручным способом с помощью нехитрых приспособлений и в связи с незавидной производительностью ограничивались лишь небольшой зоной около причальных стенок.

Первая ласточка - плавучая землечерпалка.

Механизированный забор грунта со дна водоема (подводный грунтозабор) зародился в 18 веке и осуществлялся путем черпания. Первый многочерпаковый плавучий снаряд был изобретен Савери в Голландии в 1718 г. Однако построена такая машина была лишь в 1747 г. в Англии. Тогда же за ней закрепилось наименование - землечерпалка. Первая машина имела ручной привод. Аналогичная землечерпалка была построена в 1760 г. во Франции. Конструктивно первые землечерпалки имели вертикальную неподвижную раму, проходившую в колодец (рис. 1-1), сделанный в середине плашкоута.

В 1781 г. в Англии появились первые землечерпалки с конным приводом. Только в 1796 г. по проекту Джеймса Уатта была построена первая землечерпалка с паровой машиной. Производительность многочерпаковых машин росла довольно быстро и достигла 150- 170 м3/ч. Однако все снаряды имели один общий конструктивный недостаток: нижний барабан черпаковой цепи располагался под корпусом. Такие снаряды могли разрабатывать только подводные мели.
Но уже в 40-х годах 19 века на р. Гаронне во Франции эксплуатировалась первая многочерпаковая машина, по своей компоновке достаточно близкая к современным, у которой нижний барабан черпаковой цепи был вынесен перед корпусом. Деревянная наклонная черпаковая рама помещалась в прорези, сделанной вдоль одного из бортов. Паровая машина снаряда имела мощность 18 л. с. Производительность землечерпалки составляла около 10 м3/ч.

Первый землесос в мире.

Землесосы пришли на вооружение дноуглубителям значительно позднее землечерпалок. Только в 19 веке появились снаряды, осуществляющие грунтозабор путем всасывания водогрунтовой смеси. Впервые подводное всасывание грунтов было впервые осуществлено во Франции в 1859 г. для дноуглубительных работ в порту Сен-Назер, где был применен землесосный снаряд с поршневым насосом.

Примерно через 5 лет во Франции и почти одновременно в Англии появились землесосные снаряды с центробежными насосами, которые очень быстро полностью вытеснили поршневые насосы.

В 1867 г. Базен построил первый в Старом Свете землесосный снаряд с механическим разрыхлителем грунта. Этот снаряд при глубине разработки до 12 м имел производительность до 3 000 м3 песка в сутки, что для того времени было огромной величиной. Такие суда получили название базеновские аппараты. В 1888 г. проф. В. Е. Тимонов предложил такие машины по аналогии с землечерпалками называть землесосами.

Первый земснаряд-амфибия.

Земснаряд, способный выходить из воды на сушу и обратно, впервые был построен в США Оливером Эвансом в Филадельфии в 1804 году. Кроме этого, земснаряд был первым из самоходных, так как мог двигаться по воде за счет лопастей колеса, расположенного на корме. Также данное судно было пионером среди земснарядов, оборудованных механическим рыхлителем. Работы проводились на реке Делавэр. Судно базировалось на плоскодонной шаланде, грунтозаборное устройство было оборудовано ковшами на цепи, а чтобы иметь возможность убирать более значимые предметы имело своеобразное грузоподъемное устройство. Энергию для земснаряда производил двигатель высокого давления. Земснаряд был почти 9 метров длиной, шириной 3,6 м и весом около 17 т.

А что в России?

Первые в России землесосные снаряды, привезенные из Европы, на появились в 1874 г. р. Волге. Это были снаряды с центробежными насосами и свободным всасом без разрыхлителей. Производительность этих снарядов составляла 30 м3/ч по грунту, что для расчистки волжских перекатов было явно недостаточно. В 1893 г. на Волге появился первый землесосный снаряд с механическим разрыхлителем. Этот снаряд был построен в мастерских Казанского округа путей сообщения в затоне Василево.
В 1897 г. по инициативе крупнейшего русского гидротехника В. Е. Тимонова правительство России заказало в Англии мощнейший по тем временам землесосный снаряд. Общая установленная мощность всех паровых машин, генераторов и электродвигателей на этом снаряде составила около 9 000 л. с. или 6 600 кВт (проект Линдона и В. Бетеа). Можно сказать, что данное судно было первым по-настоящему модульным земснарядом, так как оно состояло из двух обособленных секций. Секции предполагалось провести через шлюзы Мариинской системы и затем соединить вместе. Однако это не было выполнено и обе половины проработали как самостоятельные снаряды более 40 лет.
Сормовский завод первую речную землечерпалку построил в 1900 г. Начали строить их и другие русские заводы (Балтийский, Лутиловский). Толчком к развитию отечественного землесосостроения послужили крупные работы, начатые в 1909 г. по замыву Биби-Эйбатской бухты вблизи г. Баку. Выполнение этих работ объемом 15 млн. м3 грунта приняло на себя Общество сормовских заводов, построившее для этого четыре землесосных снаряда с плавучими пульповодами диаметром 650 мм.
До революции русский речной дноуглубительный флот в основном состоял из малоэкономичных землечерпалок, изготовленных иностранными фирмами. В составе дноуглубительного флота России к 1917 г. числилось около 20 землесосных снарядов и 100 многочерпаковых. Значительное развитие дноуглубительная техника в России получила только после Великой Октябрьской революции, когда страна оказалась в изоляции и ей пришлось идти по пути импортозамещения. Так заводом «Красное Сормово» были построены мощные многочерпаковые снаряды, не уступающие по своим эксплуатационным и экономическим показателям лучшим снарядам этого типа, выпускаемым в то время в Европе.

Первый электрический землесос.

Первый электрический землесосный снаряд для строительных и горных работ в СССР был запроектирован и построен в 1937-- 1938 гг. по инициативе и под руководством Б. М. Шкундина. Этот землесосный снаряд был оборудован грунтовым насосом ЗГМ-1 и имел производительность по грунту 100 м3/ч. Затем на Дмитровском ремонтно-механическом заводе было изготовлено девять таких снарядов; они успешно работали на строительстве Южной гавани в Москве и на строительстве других объектов. Созданием этих землесосных снарядов, было, положено начало широкому внедрению землесосных работ в гидротехническое строительство. Так, если на строительстве канала имени Москвы (1932-1937 гг.) более 97% всех гидромеханизированных земляных работ было выполнено гидромониторами, то уже на строительстве Волго-Донского канала имени В. И. Ленина (1948-1951 гг.) гидромониторами было выполнено всего 2,5% названных работ, остальные 97,5% - электрическими землесосными снарядами.

Что было дальше?

Начиная с 1938 г. и вплоть до 1973г. под руководством Б. М. Шкундина была создана серия возрастающих по производительности землесосных снарядов, предназначенных для гидротехнического строительства. Так, для строительства Куйбышевского гидроузла (для разработки котлована под бетонную плотину) были спроектированы и построены электрические землесосные снаряды производительностью 300 м3/ч грунта.
Ранее предполагалось осуществить эту разработку гидромониторным способом, при этом установленная мощность насосных и землесосных станций составила бы 25 тыс. кВт. Кроме того больших затрат мощности требовал глубинный водоотлив, необходимый при этом способе. Переход на землесосные снаряды позволил снизить общую установленную мощность на работах по выемке котлована до 15 тыс. кВт, т. е. в 1,6 раза.
Первые два снаряда производительностью по 300 м3!ч грунту были опробованы в 1940 г. В годы строительства Цимлянского гидроузла и Волго-Донского канала имени В.И. Ленина были созданы землесосные снаряды производительностью 500 м3/ч грунта.

В связи с началом строительства крупнейших гидроузлов на Волге возникла необходимость создания еще более мощного оборудования. На Волгоградском судостроительном заводе в 1950 г. было построено девять снарядов производительностью до 1 000 м3/ч грунта, известных под маркой 1000-80.

Таким образом на вооружении гидростроителей оказалась серия крупных электрических землесосных снарядов, производительностью 300, 500 и 1 000 м3/ч грунта. Так согласно статданным по состоянию на конец 1972 г. такими снарядами выполнено около 2 млрд. м3 земляных работ.

А что если покрепче?

Начиная с 1958 г. во Всесоюзном ордена Ленина проектно-изыскательском и научно- исследовательском институте «Гидропроект» имени С. Я. Жука велось проектирование специальных снарядов. К специальным снарядам в первую очередь следует отнести фрезерные снаряды для разработки тяжелых связных глинистых грунтов и скальных пород.

В 1970 г. Гидропроектом с учетом опыта эксплуатации снарядов типа 350-50Т был выпущен рабочий проект модернизированного снаряда для разработки тяжелых грунтов. На заводе «Ленинская кузница» также по чертежам, разработанным в Гидропроекте, был построен опытный образец землесосного снаряда для разработки грунтов на глубине до 45 м. В 1969 г. этот снаряд успешно прошел производственные испытания.

Российское драгостроение.

Разработка гравийно-валунных месторождений ведется нередко с помощью специализированных драг. Многочерпаковые снаряды, на которых смонтировано обогатительное оборудование называются драги. В России впервые драги были применены в Сибири в 1893 г. на р. Кудече и в 1898 г. на р. Уруша. На Урале первые драги появились в 1901 г. на р. Ис. Все драги работали на добыче золота. Драги строились на Невьянском и затем на Путиловском заводах. В усовершенствовании конструкции и освоении первых отечественных драг большое участие принимал известный русский профессор Е. Н. Барбот де Марии.
После Великой Октябрьской революции дражное дело начало быстро развиваться. Начиная с 1929 г. Иркутский завод тяжелого машиностроения (ИЗТМ) имени В. В. Куйбышева приступил к постройке драг с черпаками в 150 л. После Великой Отечественной войны на этом заводе изготавливались драги с черпаками 210 л, а затем и 250 и 300 л. В 70-х годах на этом заводе была изготовлена уникальная драга с черпаками 600 л и глубиной черпания до 60 м.

В начале 80-х гг. наибольшее применение в СССР и за рубежом получили электрические и дизель-электрические многочерпаковые драги с жёсткой рамой и черпаками вместимостью 50-700 л (рис. 2), эксплуатируемые на прибрежно-морских и континентальных россыпях золота, платины, олова, редких металлов и алмазов с глубиной залегания до 50 м ниже уровня воды. Модели отечественных драг: 80Д, 150Д, 250Д, 600Д, ОМ-431 и др. (номинальная вместимость черпаков 80-600 л). Средняя часовая производительность драг 100-550 м3.