Характеристика складов при гидромеханизированной разгрузке флота
Склады для гидромезанизированной разгрузки судов с НСМ являются важным звеном гидрокомплекса: земснаряд – грузовое судно – гидроперегружатель – склад. Основными процессами, осуществляемыми на этих сладах, являются: транспортирование материалов от разгружаемого судна до склада; укладка их в штабель и хранение; отвод воды со склада; загрузка автомашин и других транспортных средств [8].
Для транспортирования НСМ от гидроперегружателя до склада и непосредственно по складу используют трубопроводы, преимущественно диаметром 400 – 500 мм, длина которых зависит от планировки склада и удаленности его от береговой линии. Наибольшее распространение в речных портах получили два способа складирования материалов: эстакадный и безэстакадный.
При эстакадном способе напорный трубопровод укладывают на железобетонные эстакады. На каждую карту намыва делают ответвления от напорного трубопровода с выпусками, на которых устанавливают клинкетные задвижки для регулирования подачи пульпы. Максимальная высота штабеля зависит от высоты эстакад, составляющих 11 – 12 м.
При относительно высоких капитальных затратах на создание складов эстакадного типа достигаются минимальные эксплуатационные расходы на их содержание, так как отпадает необходимость в монтаже и демонтаже трубопроводов в процессе разгрузки НСМ из судов и загрузки их на автотранспорт.
Безэстакадный способ складирования материалов применяют на складах, расположенных близко к береговой полосе, а также на складах клиентуры. В этом случае трубы укладывают трубоукладчиком прямо на штабель. Этот способ не требует дорогостоящих эстакад и значительных затрат энергии на подачу пульпы, поскольку высота ее подъема достигает наибольшего значения на заключительном этапе намыва.
Для отвода воды со склада оборудуют специальные системы сбросной, фильтрационной и инфильтрационной воды.
Первая система состоит из шандорных колодцев и сборного коллектора сбросной воды, вторая – из дренажной канавы вокруг склада, дренажных (перфорированных) труб и колодцев по периметру склада, а иногда и в основании склада. Особенно большое влияние на работу складов гидроразгрузки судов оказывает режим инфильтрации воды непосредственно через штабель материала.
Если основание склада не обеспечивает необходимую интенсивность отвода инфильтрационных вод, то происходит полное насыщение нижнего слоя штабеля водой, что вызывает размыв склада. В этом случае замываются дренажные канавы вокруг склада, вода с грунтом растекается по территории причала. Ликвидация последствий таких аварий ведет к значительным затратам материальных ресурсов.
В зависимости от размеров площадки склад (карта намыва) оборудуется на один выброс пульпы при длине площадки до 120 м и на два выброса при длине площадки более 120 м.
Вокруг карты намыва сооружается дамба построечного обвалования высотой 1 – 2 м, шириной у основания около 3 – 5 м и в верхней части 0,5 – 1,0 м. В качестве строительного материала для дамб используется песок, гравий, щебень и т.п.
При одном выпуске пульпы шандорный колодец размещается с противоположного от места выпуска конца карты на расстоянии 25 – 35 м от обваловки, а при двух выпусках – в средней части карты.
В месте выпуска пульпы конец трубы устанавливается под углом 45° к горизонту в сторону карты намыва. Первоначальная длина наклонной части трубы составляет 4 – 5 м, по мере увеличения штабеля выгружаемого материала она наращивается.
По мере роста высоты штабеля производится наращивание обвалования бульдозером. Одновременно с обвалованием производится планировка внутреннего откоса. Грунт, осевший у выпуска напорного трубопровода, перемещается бульдозером в сторону к наружным откосам. При этом засыпаются промоины, образованные потоками пульпы.
На карте намыва с одним выпуском пульпы работа бульдозера возможна только после прекращения подачи пульпы и стока воды с карты намыва. На карте намыва с двумя выпусками, работа бульдозера и подача пульпы через выпуски чередуются. При подаче пульпы через один выпуск бульдозер работает на карте после стока воды в районе другого выпуска и наоборот. В случае размыва обваловки выгрузка НСМ прекращается и производится восстановление обвалования.
В процессе намыва ведется постоянное наблюдение за шандорным колодцем, высотой водосброса, размерами прудка-отстойника. Ширина прудка-отстойника не должна превышать 35% ширины карты намыва, а длина и глубина зависят от высоты водосброса у шандорного колодца.
Пульпа, поступая из выпуска напорного трубопровода, движется по внутреннему откосу к прудку-отстойнику. Твердые частицы материала выпадают по мере уменьшения скорости движения потока пульпы и оседают на поверхности внутреннего откоса. При этом около 20 – 30% воды (инфильтрационный расход) просачивается через поры штабеля и под действием силы тяжести устремляется вниз к его основанию.
Основная часть воды (около 80%) стекает в прудок-отстойник непосредственно с поверхности внутреннего откоса. Затем вода сбрасывается через шандорные колодцы в систему сбросной воды и отводится с территории склада.
В качестве расчетной геометрической формы карты намыва может быть принята усеченная пирамида, в которой боковые грани (внешние откосы) наклонены к основанию под углом, величина которого при высоте карты до 10 м составляет 22 – 27 градусов, а при высоте от 10÷30 м – 19 – 22 градуса.
Отношение ширины карты к ее длине по основанию принимается B/L=0,7 – 0,8, что соответствует условиям растекания потока пульпы по откосу при торцевом намыве.
Длина карты по верхнему основанию должна быть не менее 70 – 80 м с учетом минимально необходимого расстояния от выпуска из пульпопровода до шандорного колодца, обеспечивающего возможность размещения прудка-отстойника.
Для обеспечения бесперебойной работы склада гидроразгрузки судов в течение навигации, он должен состоять не менее чем из трех карт намыва. Это позволяет одновременно разгружать флот, производить обезвоживание материала на складе и загружать НСМ смежные виды транспорта.