Способ распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта

 

СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ХАРАКТЕРЛ РАЗРАБАТЬШАЕМОГО ЗЕМСНАРЯДОМ ГРУНТА путем определения преобладающих в нем пород, основанный на непрерывном измерении величин электропроводности потока гидросмеси и ее жидкой фазы и их непрерывном сравнении , отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности оперативного распознавания при определении преобладания в грунте глинисто-илистых или песчано-гравийных пород , дополнительно определяют знак приращения величины электропроводности гидросмеси и при его положительном значении судят о преоблгщании в разрабатываемом грунте глинисто-илистых пород, а При его отрицательном значении - о преобладании песчаногравийных пород.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) (Н) 1(5П -Е 02 F 3/88

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ вЂ”, °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3406988/29-03 (22) 30.10.81 (46) 07.10.83. Бюл. М 37 (72) A.Á.Ðåëèí (53) 621,879,45(088.8) (56) 1. Шкундин Б.М. Землесосные снаряды. М,, Энергия, 1968, с, 332.

2. Нурок Г.A. 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-, проводности потока гидросмеси и ее жидкой фазы и нх непрерывном сравнении, о тлич аюш и и с я тем, что, с целью повышения надежности оперативного распознавания при определении преобладания в грунте глинисто-илистых или песчано-гравийных пород, 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 несчано" гравийных пород.

Изобретение отнск ится к втоматическому контролю технологических раметров процесса 1 руцтозабора зеs1— снаряда и может быть использовано .преимущественно для автоматизации последнего, а также для совершенст- 5 вования системы учета его выработки по грунту.

При использовании =lемснарядов для намыва территорий или гидросооружений (плотин и дамб), а также для 10 добычи нерудных строительных материалов (например, песка или гравия), с целью повышения качества выполняемых работ, контролируют характер разрабатываемого грунта путем определения преобладающий в нем пород, причем в подавляют1ем большинстве случа-. ев выполнения указанных работ стремятся свести к минимуму добычу глинисто-илистых пород, так как это отрицательно сказывается как на качестве намывных гидросооружений (в ряде случаев наличие в них глинистоилистых линз недопустимо), так и на качестве добываемых, строительных материалов. Таким, образом, в процессе непрерывного контроля характера разрабатываемого земснарядом грунта задача в основном сводится к распознаванию моментов разработки земснарядом глинисто-илистых пород с целью ЗО сведения к минимуму времени их добычи путем управления работой земснаряда.

Известны способы распознавания характера разрабатываемого земснарядом 35 грунта Путем 11епрерывного визуального наблюдения за территорией намыва или взятия проб в различных ее точ- . ках. При этом оперативный контроль характера намываемого земснарядом <Р грунта, как правило, выполняется контрольными постами, располагающими специальным комплексом лаборатор- ного оборудования (1) .

Недостатками этих способов являют- ся очевидная сложность практического осуществления непрерывного контроля характера разрабатыВаемого земснаря.дом грунта, а также невозможность оперативно. определять преобладание в нем тех или иных пород с целью осуществления коррекции управления работой земснаряда .

Известен также способ распознавания характера разрабатываемого зем.снаряда грунта путем. определения пре-> обладающих в нем пород, основанный на непрерывном измерении величин электропроводности потока гидросмеси и ее жидкой фазы и их сравнении (2).

Недостатками известного способа 69 являются субъективность процесса распознавания, а также наличие запаздывания в получении информации о характере разрабатываемого земснарядом грунта. Это существенно снижает наДЕЖНOSJTЬ Рсп:!IO-.3наВ,I!II.Я ХаР 1S Еf!-3 Р;1

Ра бс1TUB аЕМО ГО .3OI 1С Н а РЯ ЦОМ I Pð ятсен с и 10, в .:Рою Оче1ждь ) HE позволяет оперативно и эффективно управлять процессом гидродобычи.

Цель изсбретения — повышение пав дежпости оперативного распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта при определении преобладания в .грунте глинисто-илистых или песчано-гравийных пород.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу распознавания характера разрабатываемого земснарядом грунта путем определения. преобладающих в нем пород, основанному на 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 гJIHHHcTQ-HJIHc тых пород, а при его отрицательном значении — о преобладании песчаноrравийных popoJ1 °

Возможность использования знака приращения величин электропроводности потока забортной воды (ХЗ) и гидросмеси (X,.), в качестве признака распознавания качественного характера разрабатываемого земснарядом грунта предопределяется .установленной в результате исследований закономерностью, которая заключается в следующем. Песчано-гравийные и глинистоилистые 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 g,s- в сравнении с за(помненной величиной электропроводнос-! ти потока забортной воды X, X „(, В случае насыщения ж1щкой фазы гидросмеси глинисто-илистыми включениями происходит ее быстрая минерализация за счет хорошей растворяемости этих пород и наличия большого количества мелк Одис перс ной фазы. При этом веЛичина электропроводности потока гидросмеси .существенно возрастает (в несколько раз) в сравнении с запомненной величиной электропроводности потока забортной воды t X г ) X ц(.

Способ осуществляется следующим образом.

При протекании»»о пульпоноду (всасываю»»1ач часть) земснаряда забортной ноды с помощью нысокочастотног.о метода (15-25 ИГц) определяют, а затем запоминают величину ее электропровод«ости (х ). В процессе разработки земснарядом грунта тем же методом непрерывно контролируют величину электропроводности потока гидросмеси (Х ) и сравнивают ее с запомненной величиной электропронодности потока заборт- »О ной воды (у ). Определяют знак Отклонения величины электропронодности гидросмеси. При уменьшении ее абсолютной величины относительно величины электропроводности потока заборт- (5 ной воды (x с Х ) знак приращения электропронодности в рабочем объеме

ПИПа: з» » z a .=(-). .При этом констатируют преобладание н разрабатываемом земснарядом грунте песчано-гравийных »р пород, В случае увеличения электропроводности гидросмеси (х > x )

8 знак прирацения, соответственно, положительный: з1 п,лу =(+). При этом констатируют преобладание н разрабатываемом земснарядом грунте глинисто-.илистих пород.

Удельная электропронодность, например, речной ноды составляет порядка х> =0,05 1/см ° м. В то же время величина электропроводности объема потока, контролируемого ПИП, зависит от конструктивных параметров последнего и может быть, соответственно, разной. Однако в предлагаемом способе указанное обстоятельство не имеет З5 значения, так как н нем для распознавания характера транспортируемого грунта используют знак приращения (относительного) величины электропро водности гидросмеси при насыщении во-40 ды твердой фазой;

Для определения величины электропроводности потока забортной воды и гидросмеси н предлагаемом способе используют высокочастотный (45 (15-25 МГц) метод, например кондуктометрический. Применение н данном случае высокочастотного метода позволяет устранить возможное влияние на процесс измерения величины электропроводности потока сопротивления двойного электрического слоя, образующегося на границе электрода ПИПа гидросмесв и электрокинетического эффекта, проявляющегося при движении гидросмеси по пульповоду.

»

На чертеже приведен пример функциональной схемы одного из устройств, реалйзующего способ.

На всасывающей. части пульповода 1 6О зекснаряда, по которому движется--гидросмесь; устанавливают. ПИП 2, соединенный с высокочастотным измерительным блоком 3 и обеспечивающий определение величины электропроводности потока г«цросмеси (» „) . И.-, лерител»»»ы»» блок 3 с 11ИП («апример, кондуктома»р«ческий) реализует нь»сокочастот»»ь»й (15-,"."- 14Г»»I метод непрерывного определен«я величины электропронодности потока гидросмеси. К ныходу измерительного блока 3 подключен вход элемента 4 памяти, вход и ныход которого соединены с входами элемента 5 сравнения. Вход управления элемента

4 памяти соединен с выходом блока 6 ручного управления, с помощью которого машинистом земснаряда вырабатывается команда на элемент 4 памяти для запоминания им величины электропронодности потока забортной воды (у ), определяемой измерительным блоком 3 н момент ее протекания по пульповоду 1.

Распознавание момента протекания по пульпоноду 1 забортной ноды и выработка команды на элемент 4 памяти может осу»цествляться и автоматически при укомплектовании yr.тройства блоком 7 антоматического распознавания указанных моментон с вибродаъчиком 8, установленным на пульповоде вблизи ПИП 2 устройства. Блок 7 с нибродатчиком 8 реализует акустический метод распознанания моментов

:протекания по пульпоноду забортной воды.

К выходу элемента 5 сравнения подключен индикатор характера грунта (ИХГ). Индикатор может, напри.лер, иметь дна услонных транспоранта Песок и Глина, включение одного из, которых отражает в данный момент; преобладание в разрабатывае.мом земснарядом грунте, соответственно, песчано-гравийных или глинистоилистых пород.

Устройство работает следующим образом, По команде V„ c блоков б или 7 запоминают с помощью элемента 4 памяти величину электропроводности забортной воды (у ) при ее протекании по пульповоду l. Сигнал О(хн)с выхода элемента 4 памяти поступает на один из входов элемента 5 сраннения °

Затем при протекании по пульповоду гидросмеси сигнал О(„), пропорциональный х„, с выхода блока 3 непрерь»вно поступает на второй вход элемента 5 сравнения„ с помощью которого непрерывно сравнивают величину электропроводности потока гидросмеси (x ) c запомненной величиной электропронодности потока забортной воды (ХВ, В зависимости от характера грунта, транспортируемого. в потоке, может быть два значения shgn a z (+) или (-) . Каждому из описанных лучаев соответствует определенный сигнап управления (+О „ или -о„р), поступающий с выхода элемента 5 сравнения на вход индикатора ИХГ. При этом. 1046434

С ос т ав итель P . Гладун

Техред Ж.Кастелевич Корректор A.йзятко

Редак тор С . Саенко

Заказ 7685/31 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîpoä, ул.Проектная, 4 включается один из тран порантов, соответственно Песок или Глина, 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 в

5 подводном забое посредством контроля свойств потока пульпы.