Технология добычи полезных ископаемых со дна озер, морей и океанов - Ржевский В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Мр — механическое разрушение породы;
Рв — размыв поверхности забоя всасываемой водой;
Т — гидротранспортирование разрушенной породы до входного отверстия;
Тм — механический транспорт породы в направлении отверстия в породозаборное устройство;
В — всасывание из-под слоя породы;
Е — установившийся процесс породозабора;
Элементы конструкции обозначим следующим образом:
Ф — фреза;
От — отвал;
Вх — область перед входом в породозаборное устройство;
Вх1 — входное отверстие в породозаборное устройство;
Вх2 — входное отверстие во всасывающую трубу;
Ж — желобовидный канал породозаборного устройства.
Интерпретация породозабора фрезерным земснарядом будет иметь следующий вид:
[< ^ (1 + + pfx] 4 Тв« + В-(l + Г°т + ~ Е. (5.54)
Интерпретация работы всасывающего устройства морского земснаряда следующая
Морские животные эхиуриды и рострарии имеют в качестве пищезахватывающих устройств эластичные желоба с ресничками на дне желоба.
Реснички колышутся так, что гонят воду вдоль желоба. Попадающие в желоб по всей его длине пищевые частицы прогоняются водой вдоль него к ротовому отверстию. Если составить логиче-
(5.55)
скую формулу интерпретирующую забор пищи этими животными, то она будет аналогична последней формуле. Из этого следует, что всасывающее устройство морского земснаряда является моделью пищезахватывающего аппарата эхиуриды и рострарии.
При решении задач подводной разработки связных пород представляет интерес пищевой аппарат миноги. В качестве опоры при разрушении тела рыбы у миноги применена армированная хря-щем присоска, расположенная по краям ротового отверстия. Благодаря этому миноге не нужно использовать гидродинамические или гравитационные силы для воспринятая реакций от воздействия на тело рыбы. Внутри ротовой полости по краям присоски шарнирно относительно ее хряща подвешены на мышцах зубы. Зубами также снабжен язык миноги. Кроме того в ротовой полости имеются верхнечелюстная и нижнечелюстная режущие пластины.
Под действием присасывания миноги, тело рыбы нагружается гидравлическим давлением, втягивается внутрь рта и претерпевает от этого разрывающие нагрузки. Тело рыбы зажимается при-сосковыми зубами и разрушается режущими пластинами и языковыми зубами. Отделенная от рыбы масса подается языком в глотку. За счет разрушения тела рыбы минога внедряется в него все глубже. Принципиально сходный процесс разработки породы осуществляется гидромеханическим качающимся породо-заборником (см. рис. 5.11) особенно в том случае, когда он выполнен в виде двух породозаборных устройств с противоположным направлением качания, как у грейферных челюстей с гидроприводом. У этого породозаборника порода разрушается не только ножом, но и гидравлическим давлением, возникающим при всасывании.
Для того, чтобы моделировать методы использования животными особенностей окружающей среды, изучаются водные животные. Следует иметь в виду, что многие участки морского дна интенсивно, непрерывно разрабатываются различными организмами на глубину до 1—2 м, поэтому бионические методы разработки породы отличаются большим разнообразием.
В табл. 5.9 приведен перечень основных элементарных операций, из которых состоит процесс породозабора, и наиболее распространенные способы их реализации современными земснарядами и организмами.
Наиболее характерным для организмов является то, что они не имеют веса в воде и не используют напорных струй для разрушения породы. Кроме того, у некоторых животных размыв породы осуществляется не на коротком участке, а по всей длине потока, что обеспечивает большую консистенцию пульпы, которая поступает в ротовую полость. Животные осуществляют разрушение субстанции не на расстоянии от полости рта, а непосредственно внутри нее, иногда с применением присасывающихся элементов вокруг рта. Многие животные передвигаются теми же элементами, которыми разрушают субстанцию.
Таблица 5.9
Сравнение технических и биологических способов забора породы и донных частиц
Способ реализации операций
Наименование
операции
Устройство опор для восприятия реакций от воздействия на породу
Создание усилия на забой
Ослабление, уничтожение связности породы в некотором объеме
Гидравлическое разрушение породы
Технические
средства
1. Вес конструкции в воде
2. Якорь
1. Механическое усилие
2. Усилие за счет веса конструкции
1. Ввод в поры породы напорной воды (гидродиффузионный рыхлитель)
2. Вибрация массива
3. Фильтрацией воды, всасываемой через массив породы
I. Напорные, свободные затопленные струи
2. Смыв частиц породы всасываемым свободным потоком на небольшом участке его длины
3. Подвод энергии к разрушающим струям осуществляется вначале их
