Способ распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 9 (Н) 1(5) Е 02 Р 3/88 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О водикой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИИ(56) 1. Шкундин Б.М. Землесосные снаряды. М Энергия, 1968, с, 332.2. Нурок Г.А. Процессы и техноло-. гия гидромеханизации открытых горных работ. М., Недра, 1979, с. 290. (54)(57) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ХАРАКТЕРА РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ЗЕМСНАРЯДОМ ГРУНТА путем определения преобладающих в нем пород, основанный на непрерывном измерении величин электро-,про ости потока гидросмеси и еежид фазы и нх непрерывном сравнении, о т л и ч а ю ц и и с ятем,что, с целью повышения надежностиоперативного распознавания при определении преобладания в грунте глинисто-илистых или песчано-гравийных пород, дополнительно определяют знакприращения величины электропроводности гидросмеси и при его положительном значении судят о преобладании вразрабатываемом грунте глинисто-илистых пород, а При его отрицательномзначении - о преобладании несчано"гравийных пород.Изобретение Отцск ится к автоматическому контролю тех 1 гологическихраметров процесса груцтозабора земснаряда и может быть ис пользовацо.преимущественно для автоматизациипоследнего, а также для совершецствовация системы учета его выработкипо грунту.При использовации земснарядовдля намыва территорий или гидросооружений (плотин и дамб), а также для 10добычи нерудных строительных материалов (например, песка или гравия),с целью повышения качества выполняемых работ, контролируют характер разрабатываемого грунта путем определения преобладающик в нем пород, причем в подавляющем большинстве случаев выполнения указанных работ стремятся свести к минимуму добычу глинисто-илистых пород, так как этоотрицательно сказывается как на качестве намывцых гидросооружений (вряде случаев наличие в них глинистоилистых линз недопустимо), так и накачестве добываемых, строительных материалов. Таким, образом, в процессенепрерывного контроля характера разрабатываемого земснарядом грунта задача в основном сводится к распознаванию моментов разработки земснарядом глинисто-илистых пород с цельюЗОсведения к минимуму времени ихдобычи путем управления работой земснаряда.Известны способы распознавания характера разрабатываемого земснарядом 35грунта путем непрерывного визуального наблюдения за территорией намываили взятия проб в различных ее точках. При этом оперативный контрольхарактера намываемого земснарядом 4 Огрунта, как правило, выполняетсяконтрольными постами, располагающими специальным комплексом .лаборатор-ного оборудования (1) .,Недостатками этих способов являют-ся очевидная сложность практическогоосуществления непрерывного контроляхарактера разрабатыэаемого земснаря.дом грунта, а также невозможностьоперативно определять преобладаниев нем тех или иных пород с целью осуществления коррекции управления работой земснаряда,Известен также способ распознавания характера разрабатываемого зем.снаряда грунтапутем определения пре-обладающих в нем пород, основанныйна непрерывном измерении величинэлектропроводности потока гидросмесии ее жидкой фазы и их сравнении (2),Недостатками известного способа 6 Оявляются субъективность процесса распознавания, а также наличие запаздывания в получении информации о характере разрабатываемого земснарядомгрунта. Это существенно снижает на дежцОс 1 ть рас 11111 цав 111.я х:1 р 11;1 ер;1 рс 1"РЦ 1 сЯТ 1 ЛВ 1 с 1 ЕМО ГО 1 ЕМС Ц с 1 РЯЦОМ 1 ЭУЦТс 1 Ч 1 О В с 11 О 1 С ОЧЕРЕДЬЦЕ ПО:3 ВОЛЯЕТ оперативно и эффективно управлять ПРОЦЕССОМ 1 ИДРОДОВЫЦИ.Пель изсбретеция - повышение цадежцости оперативного распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта при определении преобладания в .грунте глинисто-илистых илипесчано-гравийных пород,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу распознаванияхарактера разрабатываемого земснарядом грунта путем определения преобладающих в нем пород, основанному ца непрерывном измерении величин злектропроводности потока гидросмеси и .ее жидкой фазы и их непрерывном сравнении, дополнительно определяют знак приращения величины электропроводности гидросмеси и при его положительном значении судят о преобладании в разрабатываемом грунте глинисто-илистых пород, а при его отрицательном значении - о преобладании песчано- гравийных в 1 ород.Возможность использования знака приращения величин электропроводности потока забортной воды ( ХЗ) и гидросмеси (Хг), в качестве признака распознавания качественного характера разрабатываемого земснарядом грунта предопределяется .установленной в результате исследований закономерностью, которая заключается в следующем. Песчано-гравийные и глинисто- илистые породы имеют различные физи.ко-,механические свойства, в том числе растворяемость. Последняя характеризует разрушение пород вследствие растворения .слагающих их минералов водой. Установлено, что при насыщении жидкой фазы потока гидросмеси песчано-гравийными Включениями (практически нерастворимыми в воде) происходит уменьшение эффективного поперечного сечения трубок тока в рабочем объеме первичного измерительного преобразователя (ПИП), что и опредеЛяет уменьшение контролируемой им величины электропроводности потока.гидросмеси Ег в сравнении с за(помненной величиной электропроводности потока забортной воды Хя, Х с, Хз, В случае насыщения ж 1 щкой фазы гидро- смеси глинисто-илистыми включениями происходит ее быстрая минерализация за счет хорошей растворяемости этих пород и наличия большого количества мелкодисперсной фазы. При этом веЛичина электропроводности потока гидросмеси .существенно возрастает (в несколько раз) в сравнении с запомненной величиной электропроводности потока забортной водыХ г ) Х э .Способ осуществляется следующимобразом.При протекании го пульповоду (всасывающая часть) земснаряда забортнойводы с помощью высокочастотного метода (15-25 ИГц) определяют, а затемзапоминают величину ее электропроводности (х ). В процессе разработкиземснарядом грунта тем же методом непрерывно контролируют величину электропроводности потока гидросмеси (Х )и сравнивают ее с запомненной величиной электропроводности потока заборт- )0ной воды (Х ). Определяют знак Отклонения величины электропроводностигидросмеси. При уменьшении ее абсолютной величины относительно величины электропроводности потока забортной воды (х с Х ) знак приращенияэлектропроводности в рабочем объемеПИПа: 5)гд а.=(-). При этом констатируют преобладание в разрабатываемомземснарядом грунте песчано-гравийных 20пород, В случае увеличения электропроводности гидросмеси (х ) х )г 6знак приращения, соответственно, положительный: з)п ду =(+), При этомконстатируют преобладание в разрабатываемом земснарядом грунте глинисто-,илистих пород,Удельная электропроводность, например, речной воды составляет порядка хв =0,05 1/смм, В то же времявеличина электропроводности объемапотока, контролируемого ПИП, зависитот конструктивных параметров последнего и может быть, соответственно,разной. Однако в предлагаемом способе указанное обстоятельство не имеет З 5значения, так как в нем для распознавания характера транспортируемогогрунта используют знак приращения(относительного) величины электропроводности гидросмеси при насыщении во дытвердой фазой;ф Для определения величины электропроводности потока забортной воды игидросмеси в предлагаемом способеиспользуют высокочастотный ( 45(15-25 МГц) метод, например кондуктометрический, Применение в данноМ случае высокочастотного метода позволяет устранить возможное влияние напроцесс измерения величины электропроводности потока сопротивлениядвойного электрического слоя, образующегося на границе электрода ПИПагидросмесв и электрокинетическогоэффекта, проявляющегося при движениигидросмеси по пульповоду.На чертеже приведен пример функциональной схемы одного из устройств, реалйзующего способ.На всасывающей части пульповода 1 60зекснаряда, по которому движетсягидросмесь; устанавливают. ПИП 2, соединенный с высокочастотным измерительным блоком 3 и обеспечивающий определение величины электропроводности потока гиггросмеси ( Г ) . И;,мерительнымблок 3 с ПИП (например, кондуктома грический) реализует высокочастотный(15-,".5 (4 Гц метод непрерывного определения величины электропроводностипотока гидросмеси. К выходу измерительного блока 3 подключен вход элемента 4 памяти, вход и выход которого соединены с входами элемента 5сравнения. Вход управления элемента4 памяти соединен с выходом блока 6ручного управления, с помощью которого машинистом земснаряда вырабатывается команда на элемент 4 памятидля запоминания им величины электропроводности потока забортной воды(Х ), определяемой измерительным блоком 3 в момент ее протекания по пульповоду 1.Распознавание момента протеканияпо пульповоду 1 забортной воды и выработка команды на элемент 4 памяти может осуществляться и автоматически при укомплектовании устройства блокогл 7 автоматического распознавания указанных моментов с вибродаъчиком 8, установленным на пульповоде вблизи ПИП 2 устройства. Блок 7с вибродатчиком 8 реализует акустигческий метод распознавания моментовпротекания по пульповоду забортнойводы.К выходу элемента 5 сравнения подключен индикатор характера грунта(ИХГ). Индикатор может, например,иметь два условных транспоранта"Песок и Глина , включение одного из, которых отражает в данныймомент. преобладание в разрабатывае,мом земснарядом грунте, соответственно, песчано-гравийных или глинистоилистых пород.Устройство работает следующим образом,По команде О с блоков б или 7запоминают с помощью элемента 4 памяти величину электропроводности забортной воды (у ) при ее протеканиипо пульповоду 1. Сигнал О(хв)с выхода элемента 4 памяти поступает наодин из входов элемента 5 сравнения.Затем при протекании по пульповодугидросмеси сигнал О( м), пропорциональный х, с выхода блока 3 непрерывно посуупает на второй вход элемента 5 сравнения с помощью которого непрерывно сравнивают величинуэлектропроводности потока гидросмеси (х ) с запомненной величиной электропроводности потока забортной воды (ХВ). В зависимости от характерагрунта, транспортируемого в потоке,может быть два значения Бфо ах (+)или (-), Каждому из описанных случаев соответствует определенный сигнапуправления (+О р или -О р), поступающий с выхода элемента 5 сравненияна вход индикатора ИХГ. При этом1046434 С ос т ав итель Р. Гладун Редак тор С . Саенко Техред Ж. КастелевичКоррект(р АДзятко Заказ 7685/31 Тираж 673 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 включается один из транспорантов, соответственно фПесок или фГлина, что позволяет оперативно корректировать осуществляемый земснарядом процесс гидродобычи.Способ распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта открывает качественно новые возможности оперативно (непосредственно на всосе земснаряда) и с более высокой надежностью автоматически определять характер разрабатываемого грунта в5 подводном забое посредством контроля свойств потока пульпы.