Гидромонитор

ГИДРОМОНИТОР (от греч. hydor — вода и английский monitor — водомёт * а. hydromonitor, hydrojet; н. Wasserstrahlapparat; Wasserwerfer, Spulstrahlrohr; ф. monitor hydraulique, lance a eau; и. monitor hidrauliсо, lanza de agua) — устройство для создания водяных струй и управления их полётом; используется при гидроотбойке и размыве горных пород. Впервые гидромониторы применены в России в 1830 при разработке золотоносных россыпей на Урале. Гидромониторы широко используются для разработки россыпей, месторождений угля, песчаногравийных строительных материалов, на гидровскрышных работах, при скважинной гидродобыче, в гидротехническом строительстве, для пескоструйной обработки призабойных зон при скважинной добыче полезных ископаемых.

Гидромониторы подразделяют: по назначению — для открытых и подземных горных работ, скважинной гидродобычи и др.; по величине давления напорной воды — низкого (до 1 МПа), среднего (1-5 МПа), высокого (5-35 МПа) давления (см. Высоконапорные струи); по величине диаметра струеформирующей насадки — 50-175 мм (для открытых работ), 5-16 мм и 16-32 мм (для подземных); по расходу воды — 250-3500 м³/ч (для открытых работ), 100-400 м³/ч (для подземных); по режиму течения гидромониторной струи — стационарные и пульсирующие; по типу управления — ручного, дистанционного полуавтоматического, программного и комбинированного управлений; по способу передвижения — переносные, передвигаемые лебёдками, тракторами, гидропередвижчиками; самоходные. В качестве ходовой части гидромониторов используют металлические салазки и гусеничные тележки с гидромеханическим и электромеханическим приводом.

Гидромониторы, воду к которым подают под давлением до 6 МПа, применяют для подземной гидроотбойки и смыва перемятых, выветренных и разрыхлённых взрывом углей, других полезных ископаемых и горных пород, остальные подземные гидромониторы — для отбойки ненарушенной призабойной части массива различной прочности. Большерасходные подземные гидромониторы предназначены главным образом для выемки угля в очистных забоях, а гидромониторы с повысителями давления — для проведения подготовительных выработок. Размыв породы на открытых работах производится гидромониторами с давлением струи воды обычно 1-2 МПа и расходом воды 4000 м³/ч (при больших объёмах смываемой породы). В СССР на карьерах наиболее широко применяют гидромониторы с ручным (ГМ-2, ГМН-250) и дистанционным управлением (ГМД-300, КУГУ-350, ГМ-350, ГМ-250С, ГУЦ-6 и др.), самоходные (ГМСД-300); в шахтах — с дистанционным управлением (ГМДЦ-3, ГМДЦ-3М, 12 ГДЦ, ГПС-1), самоходные с программным управлением СГУ-2М; в скважинах — с телескопическим (ГСМ, АГС-1) и коротким (ГС-1) стволом.

В общем виде конструкция гидромонитора состоит из подводящего патрубка, шарниров, ствола и насадки (рис.).

 Вода с помощью насосов по трубопроводу подаётся в подводящий патрубок, далее через шарниры и ствол поступает в насадку. Наибольшее распространение получили насадки конические, коноидальные, конусно-цилиндрические и коноидально-цилиндрические. Шарнир позволяет, перемещая ствол, изменять направление полёта струи. Ствол гидромонитора может быть конусным, цилиндрическим и конусно-цилиндрическим; минимальная длина его выбирается из условия стабилизации потока воды перед входом в насадку и обычно равна 6-8 диаметрам. Для улучшения гидродинамических характеристик потока воды в стволе устанавливаются успокоители. Основное отличие скважинного гидромонитора от обычного — наличие вертикального нагнетательного патрубка, длина которого равна суммарной мощности покрывающих пород и рудного пласта. Напорный водовод с вертикальным патрубком сочленяется с помощью гидрошарнира, это позволяет вращать патрубок со стволом в горизонтальной плоскости. Телескопический ствол скважинного гидромонитора, кроме разрушающей насадки, снабжён одной или несколько смывными, равномерно расположенными по длине ствола и направленными в сторону всасывающего устройства пульповыдающего механизма. Звенья ствола собирают с помощью лебёдки, роспуск — автоматический, под напором воды. Пескоструйные гидромониторы снабжают устройством ввода песка перед насадкой. Песок может применяться совместно с водой, воздухом, кислотой или их смесями. 

Производительность гидромонитора на открытых горных работах по горной массе достигает 500 м/ч, при подземной гидродобыче угля — 60 т/ч, при скважинной гидродобыче — 40 т/ч. Основные тенденции развития гидромониторов заключаются: в создании и совершенствовании высокопроизводительных гидромониторов для подземных работ с давлением до 30 МПа и расходом воды 400-500 м³/ч и для открытых работ с давлением до 3 МПа и расходом воды 4000-6000 м³/ч; в создании самоходных гидромониторных установок, гидромониторных агрегатов для выемки угля на пластах от 0,4 до 2 м, исключающих присутствие людей в очистных забоях; в применении химических реагентов для уменьшения потерь напора воды в гидромониторах, сохранения компактности струи; в использовании гидролокаторов для оперативного контроля формы забоя и автоматизации работы гидромониторов.