автореферат диссертации по транспорту, 05.22.19, диссертация на тему:Комплексная система эксплуатации и проектирования речного дноуглубительного флота

Министерство транспорта Российской Федерации

Служба речного флота

ВОЛЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

УДК 627.748.621.879 На правах рукописи

ПОПОВ Николай Фролович

Р Г 5 Ой

1 7 ЯНВ 2000

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЧНОГО ДНОУГЛУБИТЕЛЬНОГО ФЛОТА

Специальность 05.22.19 Эксплуатация водного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

НЛовгород 1999

Работа выполнена в Волжской государственной академии ¡водного транспорта.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, В.Ф.Воронин доктор технических наук, профессор В.И.Кожухарь доктор технических наук, профессор В.И.Рудницкий

Ведущая организация - Государственное учреждение «Волжское Государственное бассейновое управление водных путей и судоходства».

Защита состоится 14 сентября 1999 г. в 14 ч. на заседании диссертационного совета Д. 116.03.01 в Волжской государственной академии водного транспорта в ауд.231 (603600, г.Нижний Новгород, ул.Нестерова, 5).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГАВТ.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной гербовой печатью учреждения, просим направить в адрес диссертационного совета: 603600, г.Нижний Новгород, ул.Нестерова,5.

Автореферат разослан « о 9 » ин>л Я 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Н.Ситаов

4

Министерство транспорта Российской Федерации

Служба речного флота

ВОЛЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

УДК 627.748.621.879 На правах рукописи

ПОПОВ Николай Фролович

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЧНОГО ДНОУГЛУБИТЕЛЬНОГО ФЛОТА

Специальность 05.22.19 Эксплуатация водного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Н.Новгород 1999

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В условиях перехода России к рыночной экономике остро встал вопрос о необходимости наиболее рационального использования финансовых, материальных, энергетических и трудовых ресурсов. Это касается речного транспорта, в целом, и технического флота, в частности. Речные дноуглубительные снаряды с их специальным технологическим оборудованием являются сложными и дорогими в постройке и ремонте, энергоемкими в эксплуатации объектами судостроения. В настоящее время парк судов дноуглубительного флота России включает в себя 246 единиц, в том числе 130 землесосных и 116 многочерпаковых снарядов. За последние 7 лет по данным Департамента внутренних водных путей (ДВВП) Росречфлота списано по сроку службы 54, в том числе 36 землесосных и 18 многочерпаковых земснарядов. Строительство же новых судов дноуглубительного флота в эти годы практически не велось. При такой ситуации через 10-15 лет Россия может лишиться созданного за десятилетия уникального* отвечающего структуре внутренних водных путей (ВВП), парка земснарядов. Вот почему диссертация, направленная на обоснование нового поколения землесосных и многочерпаковых снарядов с оптимальными параметрами энергетического и специального оборудования для строительства на перспективу до 2010 г., является актуальной. Впервые проблема эксплуатации и проектирования земснарядов обоснована и рассмотрена автором, как комплексная . задача, учитывающая опыт эксплуатации, накопленный за последние десятилетия как в России, так и за рубежом.

До 1991 г. речной флот России полностью обеспечивал потребности населения и народного хозяйства в перевозках. Так в 1990 г. масса груза достигла 562 млн.т, (в т.ч. на Крайний Север 49 млн.т) и перевезено 89 млн. пассажиров. Однако с 1991 г. началось значительное сокращение речных перевозок и финансирования содержания ВВП, что повлекло за собой уменьшение протяженности водного пути с гарантированными глубинами со 100 до 63 тыс.км. Вынужденное сокращение дноуглубительных работ уже в настоящее время вызвало на ряде участков ВВП уменьшение гарантированных глубин по сравнению с их значениями в 1991 году, а дальнейшее сокращения неизбежно повлечет за собой возврат бытовых глубин, которые составят 30-50% от созданных путем длительного и интенсивного использования дноуглубительной техники.

Для стабилизации положения на ВВП Правительство Российской Федерации 15 апреля 1996 г. постановлением N 464 утвердило федеральную целевую программу "Внутренние водные пути России" на 1996-2000 г.г., которой был придан статус президентской. В 1997 г. вышел Указ Президента РФ от 14 августа N 881 "О мерах по обеспечению устойчивого функционирования внутренних водных путей России".

Этими важными документами определены основные меры по обеспечению безопасности судоходства и устойчивой работы гидросооружений. Особое внимание уделено дноуглубительному флагу.

В ближайшие годы должен быть создан дноуглубительный флот нового поколения, соответствующий уровню XXI века.

Для обновления парка дноуглубительного флота на перспективу до 2010 г. по данным 16 Государственных бассейновых управлений водных путей и судоходства (ГБУ ВПиС) ДВВП Росречфлота потребуется 66 земснарядов суммарной производительностью по грунту 46тыс.м /ч.

Между тем перед речным дноуглубительным флотом России уже сегодня ставятся новые важные задачи. Так, Министерство транспорта Российской Федерации ведет разработку транспортного коридора Санкт-Петербург - Москва -Астрахань - Ростов-на-Дону - Новороссийск с широким использованием речного флота. Данный воднотранспортный коридор представляет собой единую в экономическом, социальном и транспортно-технологическом отношении систему. На этих направлениях транспортные коммуникации будут приведены в соответствие с международными требованиями после реконструкции шлюзов ВолгоДонского канала, Кочетовского, Городецкого гидроузлов и проведения большого объема дноуглубительных работ на Нижнем Дону, а также участках Волги: Волгоград-Астрахань, Городец-Нижний Новгород. Выполнение работ по обеспечению гарантированных габаритов судового хода возлагается как на существующий парк дноуглубительных снарядов, так и на новые суда с оптимальными параметрами грунтонасосных установок у землесосов и специального оборудования у многочерпаковых земснарядов.

Цель и задачи исследований. В разные годы весомый научный вклад в решение проблемы обоснования оптимальных параметров судов транспортного и технического флота, а также управления его работой внесли: В.НАнфимов, С.ПЛрсеньев, А.Н.Басин, П.И.Бажан, А.С.Бутов, Г.И.Ваганов, В.Ф.Воронин, ШХГаранин, НА.Доманевский, В.Н.Захаров, В.В.Кожухарь, И.И.Краковский, В.Д.Коспоков, В.А.Кутыркин, С.И.Логачев, Н.В.Лукин,

B.И.Любимов, А.Г.Малышкин, Л.И.Погодаев, Р.М.Нарбут, Л.М.Ношд,

C.М.Пьяных, Ю.И.Платов, Е.П.Роннов, В.И.Рудницкий, Л.М.Рыжов, А.С.Стариков, А.И.Телегин, И.П.Фадеев, В.М.Федюшин, М.П.Щилов и другие ученые.

Однако в настоящее время возникла необходимость в постановке и разработке новой проблемы в теории эксплуатации и проектирования судов технического флота. Потребовалось рассмотреть вопросы, связанные с эксплуатацией и проектированием земснарядов как комплексную систему, в которой опыт эксплуатации является надежной основой для их рационального проектирования. Эту проблему приходится решать сегодня в условиях рыночной экономики, когда особую значимость имеют экономические факторы, резко влияющие на результаты работы любых технических объектов вообще и судов дноуглубительного флота в частности.

Комплексная система эксплуатации и проектирования речного дноуглубительного флота основана на использовании исходных данных по земснаряду-прототипу, работавшему в условиях, аналогичных для проектируемого земснаряда. Такой подход стал возможен лишь в настоящее время, когда накоплен большой практический опыт эксплуатации земснарядов.

При эксплуатации и проектировании дноуглубительных судов приходится иметь дело со значительной многовариантностью решений, требующих применения новых экономико-математических моделей и современной вычислительной техники, используемых в концепции проектирования. В настоящее время 80% парка отечественного дноуглубительного флота по суммарной часовой производительности по грушу составляют землесосные снаряды. Вот почему в данной работе им уделяется особое внимание.

Исследованию вопросов повышения эффективности эксплуатации землесосных снарядов посвящены труды отечественных и зарубежных ученых: А.И.Алпатова, В.Д.Башкирова, А.Р.Белоусова, В.И.Волкова, Б.П.Гамзина,М.М.Глезина,С.И.ГорюноваДС.В.ДиминскогоД1.АДоманевского, Н.А.Иванова, В .А.Иванова, А.Н.Клементова, И.И.Краковского, Н.В.Лукина,

B.И.Маргульца, АА.Мартынова, В.А.Ратькова, А.П.Морозова,

C.П.Огороднюсова, Н.АЛономарева, ГШ.Пухова, В.И.Рудницкого, Б.Е.Романенко, Н.А.Силина, С.Г.Коберника, А.С.Старикова, А.И.Харина, Б.М.Шкундина, М.П.Щилова, а также Р.Дюрана и Р.Жибера.

Однако, несмотря на значительное число трудов в данной области, исследования экономичности использования землесосов с различными средствами отвода 1рунта до настоящего времени не проводились.

Большинство из названных ученых посвятили свои исследования совершенствованию землесосов с традиционными гибкими плавучими грунтопроводами, а что касается землесосов с другими средствами отвода грунта, то ограничились лишь описанием преимуществ и недостатков одних средств по сравнению с другими. Мы же сочли возможным значительно расширить диапазон исследований путем применения в оценке эффективности эксплуатации землесосов с различными средствами отвода груша экономико-математических моделей, позволяющих использовать вычислительную технику.

Известно, что в процессе дноуглубления речными землесосами 80% энергетических затрат связаны с удалением извлеченного грунта.

Именно поэтому автор ставил перед собой задачу как создание новых, так и совершенствование имеющихся ресурсосберегающих способов и средств транспортирования грунта от землесосных дноуглубительных снарядов.

Для этого потребовалось выполнить их технико-экономическое сравнение по прежним и рыночным критериям как для вновь проектируемых, так и модернизируемых землесосов.

Для решения задач, связанных с созданием дноуглубительного флота нового поколения, автор считал необходимым обосновать оптимальную для эксплуатации в условиях рыночной экономики скорость движения гидросмеси в грунтопроводах дноуглубительных землесосных снарядов и определить мощность главных двигателей грунтонасосных установок, обеспечивающих движение гидросмеси с этой скоростью. Вопрос о выборе оптимальной скорости движения гидросмеси является центральным в теории гидротранспорта и неслучайно как отечественные, так и зарубежные ученые, такие как Р.Дюран, Р.Жибер, Н.А.Иванов , С.Г.Коберник, В.Г.Климов, И.И.Краковский, Н.В.Лукин, ВА.Ратьков, Б.С.Романенко, А.С.Стариков, А.П.Юфин и др. в своих исследованиях обращались к этому вопросу и дали свои рекомендации.

Однако, в настоящее время стремительный рост стоимости проектирования и строительства землесосов, как продукции судостроения, а также повышение цен на топливо и смазочные материалы в эксплуатации могут внести серьезные коррективы в полученные ранее результаты.

Для решения этого вопроса следует выбрать объективный критерий оптимизации и создать новую экономико-математическую модель, используемую в концепции проектирования и эксплуатации оптимальных по производительности землесосных снарядов для эксплуатации на ВВП РФ в условиях рыночной экономики.

Решению всех этих, тесно связанных друг с другом задач и посвящена диссертационная работа. Ее целью является совершенствование эксплуатации существующего и создание парка речного дноуглубительного флота нового поколения путем оптимизации параметров грунтонасосных установок землесосов и использования эффективных средств транспортирования грунта, а также обоснование экономичных многочерпаковых земснарядов.

Объектом исследования в диссертационной работе является дорогой в строительстве, эксплуатации и ремонте, сложный и энергоемкий речной дноуглубительный флот России, включающий в себя созданные за последние десятилетия землесосные и многочерпаковые земснаряды суммарной мощностью энергетических установок 193 МВт и общей производительностью по грунту 171 тыс. м3/ч.

Предметом исследования является комплексная система эксплуатации и проектирования речного дноуглубительного флота, направленная на совершенствование работы существующего и создание парка земснарядов путем оптимизации параметров грунтонасосных установок землесосов и использования эффективных средств транспортирования грунта, а также обоснование экономичных по производительности многочерпаковых земснарядов на перспективу до 2010 г.

Система включает в себя методологический аппарат, направленный на решение вопросов, связанных с обоснованием оптимальных параметров специального оборудования земснарядов как при эксплуатации, так и при проектировании.

í

Методы исследования. Методика исследования базируется на основополагающих работах известных отечественных и зарубежных ученых и включает в себя: теоретические исследования, экспериментальное моделирование и натурные испытания.

В теоретических исследованиях использовались методы имитационного моделирования, статистического и экономического анализа, экономико-математические методы, привлекался математический аппарат теории корабля, гидродинамики судов и многих других отраслей знания.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем.

Впервые вопросы эксплуатации и проектирования судов дноуглубительного флота рассмотрены методологически как комплексная система, в которой накопленный отечественный и зарубежный опыт эксплуатации земснарядов используется как для создания новых судов с оптимальными параметрами, так и для модернизации существующего флота.

Для повышения эффективности эксплуатации дноуглубительных снарядов выбран рыночный критерий, на основе которого создана экономико-математическая модель обоснования оптимальных параметров речных дноуглубительных снарядов. Разработана сетка типов новых судов и даны направления по модернизации существующих речных дноуглубительных снарядов на перспективу до 2010 г.

Обоснована оптимальная скорость движения гидросмеси в грунтопроводах дноуглубительных землесосов и даны рекомендации по выбору мощности главных двигателей их грунтонасосных установок.

Практическая значимость. Содержание диссертации и публикации охватывают период с 1969 г. по 1999 г. и включают значительный круг актуальных исследований, выполненных под руководством автора, либо при его участии.

В различные годы по изобретениям автора были спроектированы, построены и внедрены в производство:

подвесной грунтопровод на отдельном понтоне-приставке к землесосному снаряду пр.23-110 для углубления Волго-Балтийского водного пути (проект 814 ГИИВТа). Разработка отмечена серебряной медалью ВДНХ СССР в 1977 году. Экономический эффект от его использования у одного землесоса на Волго-Балтийском канале в течение пяти лет составил 119 тыс.руб. в ценах 1975 г.;

подвесной грунтопровод на отдельном понтоне-приставке к землесосу пр.1-517-03 для углубления малых рек Иртышского ГБУ ВПиС пр.4514 Экономический эффект от его использования в навигацию 1990 года составил 225 тыс.руб.

Накопленный в течении многих лет опыт эксплуатации и проектирования землесосов с подвесными грунтопроводами позволил автору в 1984 году создать экономико-математическую модель и на ее основе теоретически обосновать оптимальный по производительности землесос с подвесным грунтопроводом для углубления устьевых участков северных рек

Сибири, разработать методику его проектирования, а также рассчитать его главные размерения и основные технические показатели. Эти разработки были положены в основу создания четырех уникальных многоцелевых высокопроизводительных (4000 м3/ч) землесосов пр.П2104, построенных по заказу СССР в Финляндии в 1984-85 г.г., получивших названия: «Ямал», «Явай», «Анабар», «Индигирка», испытанных с участием автора на барах Обской губы, а также на устьевых участках рек Лены и Яны. Здесь, на наш взгляд, автору удалось решить важную народно-хозяйственную задачу по' созданию высокопроизводительных машин, способствующих освоению перевозок грузов речным транспортом в газо-нефтедобывающие районы Крайнего Севера в 1987-90 г.г.

Экономический эффект от их использования, подтвержденный ЛОРПом составил: в 1988 г. - 338 тыс.руб., в 1989 г.-ЗбО тыс.руб. Экономический эффект от эксплуатации на барах Обской губы землесоса пр. П2104 "Ямал" составил 2 млн.873 тыс.руб., а землесоса "Явай" - 1 млн.154 тыс.руб. в ценах 1987 г.

Теоретические исследования диссертации используются в учебном процессе ВГАВТ, опубликованы в конспектах лекций по курсу «Суда технического флота» и во внутривузовских изданиях.

Апробация работы. Основное содержание методических разработок докладывались автором на Всесоюзных конференциях НТО морского и речного транспорта, на координационном совете по направлению 9 Минречфлота, на научно-технических конференциях ГИИВТа, на заседаниях технических советов Главводпути, УВБВП, Волжского БУП, Днепровского БУВП, Чкаловского СРЗ, Иртышского БУП, Ленского БУП, Ханты-Мансийского окружного управления водных путей и судоходства.

Публикации. Всего по теме диссертации автором опубликовано более 50 статей, учебных пособий и тезисов докладов на научных конференциях общим объемом свыше 28 печатных листов. Автором в 1981 г. разработаны, утверждены Минречфлотом и опубликованы на 9 печатных листах ныне действующие «Правила технической эксплуатации специального оборудования дноуглубительных снарядов». Ряд методических разработок и практических рекомендаций изложены в более чем 10 отчетах по НИР, выполненных автором в качестве научного руководителя или ответственного исполнителя.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений; содержит 325 стр. машинописного текста, включая 37 табл. и 78 рис. Список использованной литературы включает 226 наименований. Приложения даны на 20 с.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснованы цель и задачи исследования, показаны актуальность исследуемой проблемы, а также новизна и практическая значимость проведенных исследований и основных положений диссертационной работы.

Впервые подробный и глубокий анализ состояния мирового дноуглубительного флота был сделан в 1967 г. в докладе д.т.н. И.И.Краковского на Всесоюзной юбилейной конференции, вызвав тем большой интерес у специалистов и технической общественности страны. Однако, за прошедшие 30 лет в составе флота, в его специальном и энергетическом оборудовании, а также в области эксплуатации произошли существенные изменения.

Поэтому в первой главе диссертации дан обзор и анализ основных тенденций в развитии мирового дноуглубительного флота за последние 10 лет по материалам периодической печати, включая реферативный журнал «Водный транспорт», а также по публикациям Второго Международного Конгресса, посвященного дноуглублению и добыче строительных материалов, состоявшегося в США в ноябре 1994 года, а также публикациям в журналах иностранных фирм, занимающих передовые позиции в проектировании, строительстве и эксплуатации земснарядов.

За рубежом проектируются, строятся и эксплуатируются снаряды следующих типов: самоотвозные землесосы, землесосы с механическими рыхлителями грунта (фрезерными или роторно-ковшовыми), землесосы с гидравлическими рыхлителями, черпаковые земснаряды (многочерпаковые, штанговые, грейферные).

Основу современного дноуглубительного флота России составляют землесосы и многочерпаковые снаряды. Первые используются для извлечения легких наносных грунтов, вторые-для разработки тяжелых.

В нашей стране попытка использовать на внутренних водных путях землесосы с фрезерными рыхлителями на тяжелых грунтах оказалась неудачной из-за неработоспособной конструкции механических рыхлителей на землесосах пр. 12 (заниженная мощность) и серьезных недостатков у землесосов более поздней постройки пр.23-112 (ЧССР). Повлияла и отечественная традиция разрабатывать тяжелые засоренные валунами и древесиною грунты черпаковыми снарядами.

В настоящее время в ДВВП Росречфлота имеется 116 многочерпаковых земснарядов, построенных по десяти проектам, общей производительностью 36670 м3/ч и суммарной мощностью энергетических установок 52,8 МВт.

Все отечественные многочерпаковые снаряды одного типа: дизель-электрические, якорные, с шаландовым способом отвода грунта; как самоходные так и несамоходные.

В связи с известными экономическими трудностями строительство дноуглубительного флота в целом, и многочерпаковых снарядов, в частности,

у нас в стране в последние годы прекратилось, а парк существующих значительно изношен, т.к. около половины морально и физически устарели. За рубежом строительство многочерпаковых снарядов продолжается в Японии, Германии, Нидерландах, Австралии и других странах, в том числе по заказам КНР, Индонезии, Турции, но по сравнению с самоотвозными землесосами и землесосами с механическими рыхлителями - в значительно меньших, чем раньше, масштабах.

На зарубежных землесосах вошла в практику установка погружных грунтовых насосов. Это либо один насос, либо перед ним, установленном в корпусе судна, во всасывающем грунтопроводе монтируется так называемый бустерный насос.

В ГИИВте (ВГАВТе) Н.ВЛукиным, В.А.Карюковым, С.Г.Яковлевым проведены научные исследования и опытные конструкторские работы по применению таких насосов на добывающих землесосах, на малогабаритных землесосах для углубления лесосплавных рек и на траншейном дноуглубительном землесосе с гидрорыхлителем пр.Р161, которые могут быть реализованы как при модернизации существующих землесосов, так и при строительстве новых.

Возрастает использование малогабаритных землесосов в Европе, США и особенно в развивающихся странах из-за низких капиталовложений и эксплуатационных расходов. Возможна их перевозка автомобильным и железнодорожным транспортом на большие расстояния. Строятся малогабаритные землесосы-амфибии.

Не исключено, что в условиях рыночной экономики малогабаритная дноуглубительная техника получит новый импульс развития.

Эффективным средством рыхления тяжелого грунта на землесосах за рубежом считается роторно-ковшовый рыхлитель. Он обеспечивает на 20 % большую концентрацию гидросмеси чем фрезерный, так как уменьшается просор грунта, увеличивается производительность снаряда при тех же затратах мощности.

На путейских земснарядах Росречфлота такие рыхлители не применялись и даже не испытывались, но в гидромеханизации есть опыт их использования, т.к. первые конструкции были созданы в СССР инженером Морозом В.А. еще в 60-е годы. В перспективе землесосы с такими рыхлителями грунта могут занять определенную нишу, потеснив металлоемкие, дорогие в постройке многочерпаковые.

Все возрастающее внимание уделяется экологической безопасности дноуглубления. В частности, в США жизненно необходимые для деятельности портов дноуглубительные работы откладываются из-за невозможности разместить извлеченный грунт по экологическим причинам. Опрос 1992 г. показал, что 2/3 портов США относят экологические проблемы к числу наиболее серьезных, препятствующих их развитию. На земснарядах применяются средства, ограничивающие взмучивание воды (экраны, завесы и др.). Описан землесосный снаряд фирмы JHC "Holland", не оказывающий

вредного влияния на окружающую среду. Решаются задачи полезного использования вынутого грунта, удаления загрязненных донных отложений.

Из зарубежных особо следует отметить разработки голландской фирмы JHC "Holland". В своих землесосных снарядах нового поколения она, стремясь к повышению топливной экономичности, объединила ряд вышеперечисленных новшеств: погружной насос, его привод от дизельного двигателя через редуктор с измененяемым углом между ведущим и ведомым валами, роторно-ковшовой и фрезерный рыхлители грунта, свайное устройство, компьютерное регулирование режимов работы. Результат в виде снижения эксплуатационных расходов в целом на 25-34 % позволяет говорить об удачном опыте комплексного целевого проектирования землесосных снарядов.

Поскольку на транспортирование грунта затрачивается около 80 % энергии, в нашей стране и за рубежом уделяется повышенное внимание способам и средствам грунтоотвода. Для обобщения опыта и объективной оценки эффективности эксплуатации работы речных дноуглубительных землесосов с различными средствами отвода грунта нами сформулированы следующие общие требования.

Средства грунтоотвода должны:

иметь минимальную материалоемкость и стоимость постройки; обеспечивать наименьшую себестоимость транспортирования грунта; гарантировать заданную дальность отвода и качество складирования грунта;

обладать минимальным гидравлическим сопротивлением для снижения энергетических затрат на его транспортирование;

способствовать повышению коэффициента использования рабочего времени землесоса;

обеспечивать транспортирование грунта в условиях волнения и ветра; обладать минимальным сопротивлением при буксировке и рабочих перемещениях;

сохранять экологическое состояние водоема.

Перечисленные требования в их совокупности не удовлетворяются известными в настоящее время, средствами отвода грунта. Поэтому предпочтение тому или иному средству следует отдавать в зависимости от конкретных условий работы землесоса.

Рассмотрим, в какой мере указанным требованиям отвечают различные средства грунтоотвода, применяемые в настоящее время в России и за рубежом на речных и морских землесосах.

На всех серийных речных дноуглубительных землесосах предусмотрен отвод грунта к месту складирования посредством металлического плавучего грунтопровода, состоящего из отдельных секций - понтонов, несущих грунтопроводные трубы, гибко соединенные между собой. Такой грунтопровод в речных условиях эксплуатации под влиянием течения

располагается по дуге, которую при достаточно большом расстоянии между землесосом и концевым понтоном можно рассматривать в виде параболы.

Важным достоинством гибкого плавучего грунтопровода является то, что он позволяет не только отвести грунт от судового хода, но и создать выправительное сооружение. С этой целью его концевой понтон закрепляется на двух якорях и снабжается двухбарабанной лебедкой, позволяющей осуществлять папильонаж, расширяющий свалку грунта.

Однако, такие грунтопроводы, обеспечивая заданную дальность и необходимое качество складирования грунта, имеют ряд существенных недостатков:

из-за значительной длины и большого числа гибких соединений плавучий грунтопровод создает повышенное гидравлическое сопротивление движению смеси, что приводит к росту энергетических затрат, а, следовательно, и расхода топлива на транспортирование грунта;

установка в рабочее положение, перевод и сборка гибкого плавучего грунтопровода занимает много времени, сокращая рабочий период землесоса;

велики затраты металла и средств на строительство и ремонт гибкого плавучего грунтопровода;

существенны затраты мощности на преодоление сил сопротивления воды движению гибкого плавучего грунтопровода при рабочих перемещениях и буксировке землесоса;

при ограниченной ширине судового хода гибкий плавучий грунтопровод затрудняет пропуск судов.

Серьезные трудности возникают также при эксплуатации землесосов с существующими гибкими плавучими грунтопроводами на водохранилищах, устьевых участках рек и в других местах, не защищенных от волнения и ветра. Дело в том, что плавучий грунтопровод под действием волн совершает колебательные движения, период которых может совпасть с периодом волн, вызвав резонанс с резким возрастанием амплитуды колебаний и высокие напряжения в гибких соединениях труб и в связях между понтонами. Опыт эксплуатации показывает, что при высоте волны 0,5 м повреждаются гибкие соединения существующих плавучих грунтопроводов, а при высоте волны 1,0 м разрушаются связи между понтонами.

Следует отметить, что в Курском политехническом институте в 80-х годах был создан резинотканевый грунтопровод, имеющий ряд существенных преимуществ перед металлическим. Однако, он до настоящего времени не получил широкого применения на наших реках.

Недостатки гибкого плавучего металлического грунтопровода способствовали тому, что в 50-х годах на реках США и Аргентины появились землесосы с другим типом плавучего грунтопровода, получившим название спрямленного управляемого.

Анализ особенностей конструкции и рабочих перемещений спрямленного управляемого грунтопровода, наглядно иллюстрирует егй достоинства по сравнению с гибким неуправляемым.

Управляемый груптопровод значительно (на 30-50%) короче гибкого неуправляемого, что способствует значительному снижению:

стоимости постройки грунтопровода за счет меньшего расхода материала;

потерь напора в грунтопроводе и энергетических затрат на транспортирование грунта;

затрат мощности на перемещение землесоса с грунтопроводом как во время работы, так и при буксировке.

Высокая мобильность управляемого грунтопровода позволяет уменьшить затраты времени на его установку, перевод и сборку, а также пропуск судов, что в конечном счете способствует повышению коэффициента использования рабочего времени землесоса.

Хорошими эксплуатационными показателями и низкой стоимостью постройки управляемых плавучих грунтопроводов и объясняется тот факт, что они нашли широкое применение в 50-х годах в США для отвода грунта от траншейных землесосов производительностью 1200; 1700; 2300 м3/ч, углубляющих реки Миссисипи и Миссури. Эти землесосы имели спрямленные управляемые грунтопроводы длиной 122; 183; 215 и 380 м.

Подвесные грунтопроводы впервые были использованы на морских самоотвозных землесосах, которые, как известно, используют непосредственно на дноуглубление менее 50 % времени, а остальное расходуется на операции, связанные с транспортированием грунта в трюмах к месту отвала. Длительные переходы, совершаемые самоотвозными землесосами для разгрузки и возвращения к месту работы, снижают экономические показатели их работы, в связи с чем в США возникла идея не отвозить грунт на отдаленные свалки, а выбрасывать его на достаточное расстояние на правую или левую сторону углубляемого канала.

Эта идея была реализована в США в начале 50-х годов при создании судоходных условий в дельте реки Ориноко, где переоборудованный из танкера землесос «Sealane», снабженный подвесным 1рунтопроводом длиной 76 м, успешно прорывал канал через отмель «Бока Гранде». Следует отметить, что при этом в канал возвращалось со свалки от 15 до 20 % извлеченного грунта.

В конце 1959 г. в Японии был построен землесос «Zulia» с подвесным грунтопроводом длиной 114,5 м. За 10,5 месяцев он извлек свыше 38 млн.м3 грунта при себестоимости 20 центов/м3. Американские специалисты подсчитали, что при этом сэкономлено 45 % тех средств, которые потребовались бы для выполнения той же работы обычными самоотвозными землесосами.

Отсутствие методики расчета оптимальных параметров грунтонасосной установки землесоса с подвесным грунтопроводом сдерживало его применение в России до исследований автора.

Проанализированные автором направления в развитии мирового дноуглубительного флота приняты им за основу при создании отечественных земснарядов на перспективу до 2010 г.

Во второй главе диссертации даны экономико-математические модели и приведена методика расчета оптимальных параметров грунгонасосных установок землесосов со спрямленными, подвесными и двухопорными грунтопроводами.

Вопросы исследования оптимальных параметров грунтонасосной установки землесоса, состоящей из насоса, всасывающего и нагнетательного грунтопроводов и главного двигателя, являются чрезвычайно важными. От их правильного решения зависят технико-экономические показатели эксплуатации снаряда.

Согласно затратной методике бывшей АН СССР в 80-е годы оптимальный вариант грунтонасосной установки с эффективным средством отвода грунта соответствовал минимуму удельных приведенных затрат (на единицу продукции), которые в случае извлечения и удаления на заданное расстояние кубометра грунта определялись тогда по выражению,

>= Тйг

где - капитальные затраты на строительство

землесоса и средств отвода грунта, руб.; - их эксплуатационные расходы за год, руб.;

Т - рабочее время землесоса за навигацию, ч;

<3Г - производительность землесоса по грунту, м3/ч;

Е„ - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капиталовложений (Е„=0,12).

Выразим функцию Зу в зависимости от диаметра подвесного грунтопровода с1, его длины 1п, подачи насоса по смеси С>, напора насоса Н и относительной плотности смеси рс.

Тогда, для речных землесосов, оборудованных подвесными грунтопроводами с пульпометными устройствами, функция Зу в руб/м3 может быть представлена в следующем виде

т0г о>с-о

+ а л)х Цо 4 (д/755 + 3,5ЦХрс-1) -27,5)

1+

+ (Са + С„)х 3,9 х 10 "3 ея + д„р </ /„ + СфШф1„ + 53 ,3 /„ +

12,6x10 * Ш--/„+ + тг)

«"'и

+

-8 2 ,

+ 4,42 *1й~ъЬеатй Н Тп + 0,354 пЬ'е ат(2г Т(рс - 1) + 1,85п х 103{0гО>с " ОТ'325 +

где дополнительно обозначено:

Сд и Сн - удельная стоимость изготовления и монтажа соответственно главного двигателя и грунтового насоса, руб/кВт; а - норматив амортизационных отчислений; Ье - удельный расход топлива главным двигателем, кг/кВт ч; а, - стоимость топлива, руб/кг; п - коэффициент распределяемых расходов; е - основание натуральных логарифмов;

д - срок службы грунтопровода землесоса-прототипа с диаметром <3П , на данном роде грунта и расходе по смеси • количество лет; Ье - удельный расход топлива вспомогательными двигателями, кг/кВт ч;

другие обозначения приведены далее, а также в диссертации. Оптимальный вариант грунтонасосной установки землесоса с подвесным грунтопроводом соответствует таким значениям н рс, при которых функция (2) имеет минимум, для чего надо решить' систему нелинейных уравнений вида

(2)

(3)

зз„

Решения уравнения —— в графическом виде представлены на рис.1, из

дс1

которого видно, что функция Зу (с!) имеет минимум для землесосов пр.23-112 и 1-517-01.

Для речных землесосов, оборудованных двухопорными

грунтопроводами с пульпометными устройствами, функция Зу= (Qrd, рс) может быть представлена в следующем виде,

3у = Тф -1) + апУ К (V755 + 3>5Я&с - О - 27,5)+ + (Сд +Сн)3,9х10-3бЯ + 41(//д +Сфдтфд/д + 53,31д +

- +тхн +тфд +тп) +

СпдУпдНпд

РТпд ~ НпдУпд

~1д [тт

+ 1,5x6,3x10

-8 Рс&

Ж

(4)

+4,42х 10"34еат<2НТп + Ъ,ШпВ'еат0,Т(рс -1) +

Для речных землесосов со спрямленными управляемыми грунтопроводами функция Зу- ((}г 4 рс ) может быть представлена в

следующем виде

Зу = Iе* + а")* [ю4(л/755+ 3,5^рс-1)-27,5)+

+(Сд +Сн)3.9х10-Зея + 4Ы/С + Стпс¥псНпси 1с{тт+тп)

Р~ ПС У^ ПС ПС

+ 4,42хЮ-3Ьеат0Щп+0,354пЬеатОГ(рс -1)+1,85и х\0ъЩрс -I)]0'325 +

(5)

дЗ„

Решения уравнения —— в графическом виде представлены на рис.2. двг

Из зависимости, представленной на рис.2вв сравнении с рис.2а,б видно, что использование землесосов с производительностью по грушу 4000 м3/ч было в 80-е годы экономически целесообразно на ВВП страны.

Приведенные выше экономико-математические модели позволяют не только определить оптимальные параметры С2Г( <1 и р0 , но и научно обоснованно сравнить по величине Зу землесосы с различными средствами грунтоотвода выбрав наиболее экономичные.

Рис.1. Зависимость величиныЗуот диаметра подвесного грунтопровода с! при 1„= 60 м для землесосов: 1 - пр.23-110; 2 - пр.23-112; 3 - пр.1-517-01

а} \мп/мэ~

4*'

¥ 8,1

8,1

550

Зу.ЛРфГ

7,3

И

V 1,0

XI

750

850

950

\ N

\ N

\ \1

1050 ИМ то 1650 1850

2250 3150 ШО 5250 6250 7Ъ50

Рг/Н

Рис.2. Зависимость величины Зуот производительности землесоса по грунту С>г при длине подвесного грунтопровода 1п= 60 м: а) пр.23-110; б) пр.23-112; в) пр.1-517-01

V

Результаты сравнения в графическом виде для землесоса пр.23-110 представлены на рис.3, из которого следует, что при углублении рек экономически целесообразно транспортировать грунт по спрямленным (кривая 5) и двухопорным (кривая 4) грунтопроводам. Если по условиям складирования грунта, например, на малых реках или по размерениям понтонов спрямленные и двухопорные грунтопроводы не пригодны, то в этих случаях при дальности отвода грунта до 25 м следует отдавать предпочтение землесосам с подвесными грунтопроводами. От 35 до 47 м следует использовать землесосы с подвесными грунтопроводами в сочетании с пульпометными устройствами, от 47 м и далее - землесосы с гибкими плавучими грунтопроводами. Если по каким-либо причинам (небольшие главные размерения и малый запас остойчивости землесоса) подвесные грунтопроводы неприменимы, то при дальности отвода до 26 м перспективны землесосы с пульпометными устройствами.

Поскольку дальность отвода грунта по двухопорному грунтопроводу ограничена размерения ми поддерживающего понтона и практически не может превышать 120 м, следует примем к дальнейшему сравнению землесосы со спрямленными и гибкими плавучими грунтопроводами.

Рис.4 показывает, что применение речных землесосов со спрямленными управляемыми грунтопроводами вместо землесосов с существующими гибкими при дальности отвода грунта 250-300 м, наиболее характерной для речного дноуглубления позволяет снизить величину Зу на 2326%. Результаты наших теоретических исследований подтверждают ранее сделанные выводы о том, что землесосы со спрямленными управляемыми плавучими грунтопроводами весьма перспективны для углубления речных судоходных трасс, позволяя существенно снизить себестоимость дноуглубительных работ.

Вместе с тем, характерная для командной экономики методика приведенных затрат не всегда подходит для рыночной ситуации ввиду таких известных недостатков, как негибкость для различных условий эксплуатации и ограниченность рекомендации по нормативному сроку окупаемости объектов, выраженному в строго фиксированном значении коэффициента Ев, тогда как он в условиях конкуренции может изменяться от 0 до 1.

Однако, для выбора отдельных технических устройств объекта, как целого комплекса, что представляет собой локальную задачу, эта методика может быть применена, поскольку ее отмеченные недостатки нейтрализуются в сравнении технических устройств.

Третья глава диссертации посвящена методике проектирования, внедрению землесосов с подвесными грунтопроводами, результатам эксплуатации речных землесосов с подвесными грунтопроводами для различных условий работы.

По результатам выполненных автором теоретических и экспериментальных исследований был разработан проект подвесного грунтопровода для землесоса пр. 23-110 (авторское свидетельство СССР N

ду, ш/м"

1.0

7,0

6,0

1 щ

. V

10

10

30

50

60

10,м

Рис 3. Зависимость величины Зу от дальности отвода грунта 1а

для землесоса пр.23-110: 1- по подвесному грунтопроводу; 2 - по пульпометным устройствам; 3 - по подвесному грунтопроводу в сочетании с пульпометным устройством; 4 - по двухопорному грунтопроводу; 5 - по спрямленному грунтопроводу; 6 - по гибкому плавучему грунтопроводу я

8,0

7,0

6,0

-

^^^ /

-""7

' 50 100 КО 100 150 300 350 - Ш

Рис.4. Зависимость величиныЗуот дальности отвода грунта 10

для землесоса: 1 - по спрямленному самоуправляющемуся грунтопроводу; 2 - по гибкому грунтопроводу

353005 по КЛ Е-02 f 3/88). В 1975 г. Чкаловским ССРЗ был построен подвесной грунтопровод и выполнены работы по присоединению его к землесосу «Волжский-701», который испьггывался в производственных условиях в мае 1976 г.

Длительные производственные испытания землесоса с подвесным грунтопроводом показали его работоспособность и надежность в эксплуатации и подтвердили результаты наших теоретических исследований о том, что землесосы с подвесным грунтопроводом являются весьма эффективными средствами для углубления и строительства каналов. Практически доказано, что их использование позволяет на 12% увеличить производительность землесосов по грунту; с 0,68 до 0,72 повысить коэффициент использования его рабочего времени, что в целом приводит к снижению себестоимости извлечения грунта на 11%. Подвесной грунтопровод на 28% дешевле гибкого (при длине последнего 300м) и на 52% имеет меньшую металлоемкость. Использование подвесного грунтопровода позволяет на 17% повысить производительность труда экипажа землесоса и устранить трудоемкие операции по сборке, разработке и перестановке гибкого плавучего грунтопровода. Существенно снижаются энергетические затраты на рабочие перемещения землесосов с подвесными грунтопроводами.

По математическим выражениям автора, приведенным во второй главе диссертации были выполнены расчеты оптимальных параметров грунгонасосной установки экономически обоснованного автором землесоса кл.М-СП производительностью 4200 м3/ч для создания глубин на барах Обской губы, в устье Лены, Яны и Индигирки, где ранее эксплуатировались построенные в Нидерландах землесосы пр.СО-805 "Яна" и "Уренгой" с производительностью по грунту 600 м3/ч. При длине подвесного грунтопровода 50 м, грунтонасосная установка предложенного землесоса имеет оптимальные: диаметр грунтопровода 0,9 м и мощность двигателя грунтового насоса 1800 кВт. В связи с тем, что время работы новых землесосов на устьевых участках северных рек ограничено условиями короткой северной навигации, экономически целесообразно также использовать их для выполнения дноуглубительных работ и на самих реках: Оби, Иртыше, Лене, их притоках в начале и в конце навигации. Таким образом, новые землесосы представлены автором как многоцелевые снаряды, способные вести работы в различных условиях эксплуатации.

Они оказались весьма эффективными при углублении устьевых участков северных рек Сибири, т.к. годовой экономический эффект от использования землесоса "Ямал" составил 2 млн.873,4 тыс.руб., а "Явай" - 1 млн. 154 тыс.руб. в ценах 1987 г. Применение их снизило себестоимость извлечения и транспортирования грунта в 2-2,8 раза и повысило производительность труда экипажей в 1,2-2 раза, что позволило высвободить из процесса дноуглубления 40 чел. Все это существенно сократило затраты времени, труда и средств на создание судоходных трасс для перевозки грузов

речным транспортом в труднодоступные газонефтедобывающие районы Крайнего Севера в 1987-90 годах.

Опыт эксплуатации землесосов пр. П2104 показал, что их экономически целесообразно использовать при разработке баров со стороны моря, а также для выполнения экспедиционных дноуглубительных работ на водных путях разряда "М". Со стороны реки было рационально применять высокопроизводительные землесосы класса "О", оборудованные подвесными грунтопроводами.

В 1989 г. Омским ССРЗ для Иртышского БУП по изобретению автора был построен подвесной грунтопровод, который испьггывался совместно с землесосом "Пур" в навигацию 1990 г.

Использование только одного землесоса пр.1-517-03 с подвесным грунтопроводом на барах Обской губы по данным Иртышского БУП и НПО «Судоремонт» позволило получить экономический эффект 255 тыс.руб. за навигацию в ценах 1990 г.

В четвертой главе диссертации исследована возможность эксплуатации весьма экономичного по исследованию автора в условиях ветрового волнения. Эти исследования выполнялись автором в 1975 г. совместно с Ю.Ф.Орловым. Поведение землесоса с двухопорным грунтопроводом на регулярной волне предложено описать следующей системой уравнений:

1г!ф!=ЕМй+ЕМы; 1 = 1,2,

(6)

где Ш| - масса землесоса 0=1) или понтона (1 = 2) с учетом

присоединенных массы воды; •Г», , - моменты инерции масс;

£С2 - сумма проекций гидро и аэродинамических сил на

соответствующие оси координат; 2М - сумма моментов всех гидро и аэродинамических сил; £ Бс - сумма проекций усилий в связях; 2Мс - сумма моментов сил в связях; г||, С,-, - перемещения ЦТ землесоса или понтона; V - угол крена; у - угол дифферента; <р - угол рыскания.

Эти уравнения в предположении установившихся колебаний комплекса землесос-двухопорный грунтопровод решались на ЭВМ для диапазона углов поворота грунтопровода 45° с шагом Ду=5°.

Расчеты показали:

1. Максимальные углы крена землесоса и понтона при качке на регистровой волне Ь х А, = 1,2 х 12 м не превышают 6°, а горизонтальные перемещения не превышают 0,14 м.

2. Горизонтальные усилия в опорах понтона и грунтопровода не превышают 90 кН.

3. Комплекс, состоящий из землесоса и двухопорного грунтопровода имеет достаточные плавучие качества для эксплуатации на водных путях разряда «О».

С целью оценки точности изложенной выше методики расчета в опытовом бассейне ГИИВТа были выполнены эксперименты по исследованию на моделях характеристик качки землесоса пр.23-12 и двухопорного грунтопровода на волнении до размеров волны Ь х Я.= 2 х 20 м.

Модели землесоса и понтона были изготовлены в масштабе 1:25 и подвергнуты динамической тарировке по методике С.Н.Благовещенского с целью обеспечения требуемых в соответствии с масштабом модели, значений массы, координат центра тяжести и моментов инерции масс относительно декартовых осей X и У.

В процессе эксперимента измерялись следующие элементы:

период и высота волны;

угловые колебания моделей;

усилия в опорах 1рунтопровода.

Каждая из перечисленных выше величин измерялась соответственно датчиками и записывалась на бумагу шлейфного осциллографа типа К-20-22.

При этом использовалась следующая аппаратура:

1. Для измерения параметров волны применялась волномерная рейка, изготовленная по схеме бассейна бывшего Ленинградского кораблестроительного института. Относительная погрешность измерений не превышала 2,5 %.

Период волны определялся с помощью секундомера (в процессе настройки волнопродуктора) и по записи на шлейфном осциллографе результатов измерения волномерной рейки. Длина волны контролировалась визуальными измерениями по специальному щиту для фотометрических измерений и вычислялась по записи на осциллографе.

2. Угловые колебания землесоса и понтона измерялись с помощью гировертикали с результирующей точностью не меньше 0,2 .

3. Усилия в опорах грунтопровода измерялись с помощью тензометрических датчиков сопротивлением 200 Ом и базой 20 мм, наклеенных на упругие элементы опор на моделях землесоса и понтона.

Во время испытаний модели землесоса и двухопорного грунтопровода выставлялись на расстоянии 8-10 м от волнопродукта в канале бассейна и

фиксировались с помощью канатов и грузов по обычной в натурных условиях схеме установки землесоса в рабочем положении.

Следует отметить, что корпуса модели землесоса и особенно понтона интенсивно заливались водой через палубу. Поэтому для обеспечения непотопляемости моделей палубы последних были затянуты полиэтиленовой пленкой. В натурных условиях также следует предусмотреть возможность герметизации палуб понтона и землесоса.

Лабораторные испытания показали, что нагрузки в 80 кН на опоры грунтопровода наблюдаются в случае положения землесоса в «одну нитку» с грунтопроводом вразрез волнам Ь х Я= 2 х 20 м, которые максимальны для внутренних водных путей разряда «О».

Таким образом, экспериментальная проверка подтвердила расчетные данные, полученные теоретическим путем, показала приемлемость принятой методики определения усилий в связях двухопорного грунтопровода для оценки плавучих качеств комплекса, и главное - возможность эксплуатации речных землесосов с двухопорными грунтопроводами в условиях ветрового волнения на водных путях разряда «0».

По результатам проведенных исследований в 1975 г. был разработан проект двухопорного грунтопровода диаметром 0,7 м длиной 120 м для землесоса пр.23-112, предназначенного для углубления судоходных трасс на Днепровских водохранилищах при высоте волны до 1,2 м. Затем был разработан проект двухопорного грунтопровода диаметром 0,9 м длиной 50 м для землесоса проекта 1-517, используемого с целью поддержания глубин на Волго-Каспийском канале.

Проектирование двухопорного грунтопровода включает в себя определение оптимального его диаметра и расчет главных размерений понтона, поддерживающего грунтопровод.

Методика определения оптимального диаметра двухопорного грунтопровода изложена во второй главе диссертации. Что касается главных размерений понтона, то они должны определяться с учетом следующих требований:

осадка по условиям складирования фунта не должна превышать осадки гибкого плавучего грунтопровода;

высота надводного борта понтона должна приниматься в соответствии с требованиями Правил РРР.

Исследования бывшего ГИСИ показали, что с целью снижения массы фермы поддерживающий понтон целесообразно располагать на расстоянии от ДП землесоса, равном 2/3 длины двухопорного грунтопровода.

Экспериментальные исследования, выполненные автором в опытовом бассейне ГИИВТа, показали, что наименьшее сопротивление при буксировке и рабочих перемещениях землесоса создает понтон, имеющий форму вертикального кругового цилиндра. Такой понтон имеет, кроме того, меньшую материалоемкость и стоимость.

С учетом сказанного диаметр понтона Д в метрах может быть определен по следующей формуле, полученной автором из уравнений весов и плавучести

I'd (тт +тхн +тф +т„)+1,5 —

3 r g

0,785(р Тп-¥пНп) '

где 1д - длина двухопорного грунтопровода, м; тт Шхд Шф тп- погонная масса соответственно грунтопроводной трубы, ходового настила, фермы, пульпы в трубе, т/м;

Rb - вертикальная составляющая реакции струи пульпы, кН;

р - плотность воды, т/м3;

Т„ - осадка понтона, м;

Нп - высота корпуса понтона, м;

- укрупненный измеритель массы корпуса понтона по объему, т/м3;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Выбрав оптимальный диаметр грунтопровода и определив главные размерения поддерживающего понтона, можно вполне научно обоснованно спроектировать двухопорный грунтопровод для землесоса, работающего в условиях ветрового волнения.

В пятой главе диссертации современная методика обоснования оптимальных параметров объектов представлена в практическом виде применительно к судам дноуглубительного флота.

Рыночная экономическая эффективность одного из объектов разных типов определяется по известному условию

'¿ЧТЦ,=£{Ц' +Р + Л-К-Э-Н )'(! + Б)'1 ->max

(8)

где I -текущий год работы объекта (1 = 0...^,);

ЧТЦ(- его чистая текущая ценность в каждом году I;

Д* - доходы или выручка - нетто (с учетом уплаты НДС);

Э - эксплуатационные расходы

К - капвложения в объект (независимо от их источников);

Р - отчисления на реновацию;

Л - ликвидационная стоимость равная прибыли от списания

объекта в металлолом или от его продажи до истечения срока службы;

Н - сумма налогов на имущество, на прибыль и возможных процентов за кредит;

Е - ставка дисконта, определяемая в процессе расчета по

выражению (8) без второй скобки, или принимаемая равной учетной ставке рефинансирования ЦБ РФ (если расчетная Е больше банковской, лучше пользоваться последней и - наоборот).

Первая скобка выражения (8), представляющая собой годовой чистый денежный поток (ЧДПО, д.т.н.Ворониным В.Ф* представлена в виде

ЧДП, = (1-Н„)(Д'-Э) +Л-(1+Ни)(К-Р) (9)

где Нп,Нн - ставки налогов соответственно на прибыль и имущество.

Можно выразить Д=а<1Э, Л=алК, Р=арК и тогда получим

ЧДП,= (1-Нп)(1-а4])Э - [(1+Нп)(1-ар)-ал] К (10)

где а<1 - коэффициент плановых накоплений (прибыльности);

ар - норматив отчислений на реновацию (восстановление);

ал - коэффициент остаточной стоимости после полной изношенности объекта.

Из выражения (10) образуется формула для определения обычного

срока окупаемости в виде

, + пп

В рыночной экономике не существует нормативного срока окупаемости, потому сравнение расчетного значения ^ согласно рекомендациям д.т.н. Воронина В.Ф., ведется с нормативным сроком службы объекта (^ или с его половиной. Первое условие (^ < О соответствует простому воспроизводству, а второе < ^2) - расширенному.

Исходя из действующих в ГБУ ВПиС экономических нормативов (Нп=0,32; Ни=0,01; аа=1,15; ар=0,039; ал=0,1) выражение (11) дает следующую практическую формулу

(12)

0 0,102Э

Она, в зависимости, от условия простого или расширенного воспроизводства и суммы эксплуатационных расходов позволяет определить допускаемую строительную стоимость дноуглубительного судна. При известном значении последний расчетный срок окупаемости позволяет судить об экономической целесообразности существования конкретного земснаряда или землесоса.

Расчет показывает, что, например, допускаемая стоимость землесоса пр.517-03 с нормативным сроком службы 35 лет при его эксплуатационных расходах в течение 180 суток работы на Волге в навигацию 1997 г. не должна превышать 16,8 млн.руб. в современных ценах. Фактическая же его балансовая стоимость свыше 27 млн.руб., что говорит об экономической нецелесообразности такого объекта.

При изменении экономических нормативов будут другими численные

*Тр./ВГАВТ, вып.282, ч.2,1999 г., стр.75-85.

параметры формулы (12), что дает основание считать универсальным выражение (11).

Полученное из него приемлемое значение ^ дает возможность установить расчетную ставку дисконта, как Е=1/101[, и продолжать расчет по выражению (8) при соблюдении отмеченного на стр. 23 условия.

Кроме того, определение расчетного срока окупаемости по формуле (11) позволяет в целях упрощения дальнейших расчетов вновь обратиться к методике приведенных затрат

У^','^, (13)

1 103Т<2Г

имея в виду, что 5=Е=1Лок.

Это необходимо для обоснования перспективных судов дноуглубительного флота с прогрессивными параметрами технических устройств. При-^чем в зависимости от Д, Ы, (}г, и рс формула (13) аппроксимирована нами выражением (14), относительная погрешность которого не более 10 %, справедливым для землесосов в обычном исполнении:

Зу =-

ЮОО^ТнСгг

ёеИа с1-^-+С2М1;+^1+а2В+аз(п)2]ь

с3 +с4 (О г)0,5 +

(ч +а5(<3г)0,5 +а14 +а15С2г+аб+а7(<2г)0'51 | к + а12 Р+а^Р)2!!, }с (<Ъ?Т)60* ОЪ-1)2

. чк +аю (1-е1-311 | д^ОгО2

(14)

Для землесосов с погружными и погружными бустерными насосами уравнение для удельных суммарных затрат обосновано автором в виде следующей функции:

1

y'J 1000 KjTHQr delta

cj —+с2М,- +с5//2,- +c6N2j +c7£>v2 +[ar, +a2D + a3(D)2

Ч+с4(вг)0* ]U2

1 +

04 +"5fef)0,5 +«14 +ai5Ör+a6 +ö7 (ßr)0,5 +Ö16^21

L +an D+an{pfV fe/)3 До'5(^с0-02 ik+aiolh^T öo3^)6-5^-!)2

(15)

Оптимальный вариант грунтонасосной установки, как отмечено выше,

соответствует минимуму полученных функции. Необходимое условие

минимума - равенство нулю частных производных:

83у п S3y п S3V л 63у —¿-=0; —¿-=0; —^=0; —¿-=0 (16) SD SN ÖQ,. 8рс

Параметры системы, соответствующие min функции Зу решались на ЭВМ с помощью математического пакета «Mathcad» фирмы «Mathsoft».

Анализ показал, что четвертое уравнение системы не имеет решения в реально допустимых пределах плотности. Удельные суммарные затраты при прочих равных условиях снижаются с увеличением рс . Следовательно, при решении поставленной задачи значением плотности следует задаваться с учетом типа грунтозаборного устройства, возможности использования погружного, либо погружного бустерного грунтового насоса и гидротранспортных возможностей грунтонасосной установки.

Расчет выполнялся для условия работы землесосов на песке средней крупности с коэффициентом транспортабельности ^¡Сх^ = 2,0 При значениях

плотности гидросмеси рс = 1,2 для землесосов в обычном исполнении и при рс = 1,3- для землесосов с погружными и погружными бустерными насосами.

Результаты расчета оптимальных по производительности землесосов для условий эксплуатации существующих серийных снарядов представлены в графическом виде на рис.5. Анализ результатов расчета показывает, что для условий работы, в которых в настоящее время эксплуатируются землесосы проектов 246Б и 324А, экономически целесообразно строительство мелкосидящих землесосов с оптимальной производительностью по грунту 500 м3/ч. Это позволит весьма существенно в 1,57 раза снизить удельные суммарные затраты на извлечение и транспортирование кубометра грунта. При длине плавучего грунтопровода 300 м, его оптимальный диаметр должен

,0,52™-00

¡^ Ю.00 1. ! ^

;

,!{§> 9.00

! * ^ 8.00 Ь

250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000

0Г/нЭ/ч

Рис.5. Оптимальные по производительности новые землесосные снаряды для различных условий эксплуатации

быть равен 0,4 м. Если по главным размерениям (длине и ширине) землесос не впишется в габариты малых рек, то следует проектировать и строить снаряд с оптимальной производительностью 300 м3/ч. При длине плавучего грунтопровода 150-200 м он должен иметь оптимальный диаметр 0,3 м. Если основной насос установить на раме, то оптимальная производительность землесоса должна быть принята равной 450 м3/ч. При этом удельные суммарные затраты можно снизить на 4 %. Для условий, в которых эксплуатировались землесосы проекта 23-110, экономически целесообразно проектирование и строительство землесосов с оптимальной производительностью по грунту 700 м3/ч. Он спроектирован и уже было начато строительство на АООТ «Чкаловская Судоверфь». Причем использование землесоса с погружным бустерным насосом (рисб) здесь не дает существенного эффекта и потому нецелесообразно. Для работы в этих условиях традиционная грунтонасосная установка землесоса должна иметь оптимальный диаметр 0,5 м при длине плавучего грунтопровода 400 м.

Для условий, в которых в настоящее время эксплуатируются землесосы проекта 23-112, следует проектировать и строить землесосы с оптимальной производительностью по грунту 1000 м3/ч с погружным бустерным насосом, что позволит на 8 % снизить удельные суммарные затраты на извлечение и транспортирование кубометра грунта. При длине плавучего грунтопровода 500 м его оптимальный диаметр должен быть равен 0,7 м.

Для условий, в которых в настоящее время эксплуатируются землесосы проектов 1-517-01 и 1-517-03 экономически целесообразно проектирование и строительство землесосов с оптимальной производительностью по грунту 1500 м3/ч, что позволит на 9,3 % снизить удельные суммарные затраты на кубометр грунта. При длине плавучего грунтопровода 600 м оптимальный диаметр грунтопровода должен быть равен 0,9 м. Экономически целесообразно (рис.6) установить на всей серии построенных землесосов этих проектов, состоящей из 23 судов, бустерные погружные насосы, что позволит повысить их производительность по грушу до 3000 м3/ч и даст суммарный прирост производительности парка отечественных землесосов 11,5 тыс.м3/ч без строительства новых снарядов. Экономически целесообразно использовать эти землесосы со спрямленными, либо подвесными грунтопроводами или с укороченными управляемыми гибкими грунтопроводами, успешно применяемыми в Северном ГБУВПиС. Это позволит на 14,8% снизить удельные суммарные затраты на извлечение и транспортирование кубометра грунта.

Предложенная в данной главе экономико-математическая модель позволяет не только определить оптимальные по производительности землесосные снаряды на перспективу до 2010 г., но и экономически целесообразно расставить их на объектах работ. Так из сравнения графических зависимостей, приведенных на рис.7 следует, что на перекатах с объемами грунта от 600 тыс.м3 до 1 млн.500 тыс.м3 на одном объекте, экономически целесообразно использование новых землесосных снарядов с

Рис.6. Технико-экономическое сравнение новых традиционных землесосов и землесосов с погружными грунтовыми насосами для различных условий эксплуатации

ш

8

Рис.7. Сравнение наиболее экономичных новых землесосов в зависимости от среднего объема грунта, извлекаемого на перекате для различных условий эксплуатации

производительностью по грунту 1500 м3/ч, при объеме грунта извлекаемом на одном объекте от 240 до 600 тыс.м3 экономически выгодно использовать землесосы с производительностью по грунту 1000 м*/ч. При объеме грунта, извлекаемом на одном объекте от 120 до 240 тыс.м3, целесообразно использовать землесосы с производительностью по грунту 700 м3/ч, при объеме грунта на одном перекате 50-120 тыс.м3 - мелкосидящий землесос с производительностью по грунту 500 м3/ч. Если землесос с Qro = 500 м3/ч по осадке или размерениям в плане (L х В) не вписывается в габариты малых рек, то следует применять землесос с Qro = 300 м3/ч.

Эта же модель позволяет с наибольшим экономическим эффектом расставить по объектам работ не только перспективный, но и существующий парк землесосных снарядов. Так из сравнения графических зависимостей на рис.8 следует, что при объемах грунта на одном объекте от 1 млн.600 до 1 млн.м3 в настоящее время экономически целесообразно использование землесосов пр.1-517-01 и 1-517-03, с 1 млн. до 100 тыс.м5 - пр.Р161 и 23-112М далее от 280 до 100 тыс.м3 пр.1-516, чуть менее эффективны в этих условиях модернизированные землесосы 23-1 ЮМ, далее идут 324М, наименее эффективными в этих условиях оказались землесосы 246М, которые только по необходимости можно применять на таких малых реках и каналах, где по осадке и главным размерениям не вписываются в габариты водных путей землесосы пр.324М.

Итак, до 2010 г. отечественный парк землесосных снарядов должен пополняться новыми землесосами с оптимальными параметрами пяти типоразмеров с производительностью по грунту 1500, 1000, 700, 500 и 300 м3/ч. Снижение числа типоразмеров позволит увеличить количество снарядов в одной серии и тем самым существенно снизить стоимость их постройки.

Целесообразность такого подхода подтверждается и зарубежной практикой. Так «IHC Holland» с 1997 г. приступила к строительству землесосов нового поколения «NG Beaver».

С 1963 г. фирмой было построено 600 землесосов «Beaver Standard» для различных стран и континентов. Накопив опыт строительства и эксплуатации, фирма сократила число типоразмеров землесосов нового поколения с 8 до 7 и пошла по пути снижения как капитальных, так и эксплуатационных затрат. Землесосы нового поколения строятся с погружными, установленными на раме, грунтовыми насосами, используется передача мощности грунтовому насосу непосредственно от главного двигателя через специально спроектированный редуктор, позволяющий передавать крутящий момент под любым углом наклона рамы к горизонту.

В этом случае отпадает потребность в машинном отделении (так же, как и в насосном). Основной понтон, в котором раньше располагались машинное и насосное отделения стал не нужен и был заменен на два малых связующих понтона. На них монтируется каркас МО, на котором располагаются почти все агрегаты и механизмы. Корпус землесоса состоит из отдельных понтонов, упрощенных по форме и технологичных в постройке, с

ю

Рис.8. Сравнение наиболее экономичных существующих землесосов в зависимости от среднего объема грунта, извлекаемого на перекате

возможностью их отдельной транспортировки, соединяемых системой призонных болтов. Все эти новшества позволили существенно снизить капитальные затраты на строительство землесоса. Эксплуатационные расходы снижаются за счет установки новейшего поколения дизелей «Cateipiller» с уменьшенным расходом топлива, оборудованных компьютерной системой управления двигателем.

Частота вращения грунтового насоса регулируется непосредственно дизельным двигателем, что позволяет выбрать экономичный режим грунтонасосной установки и исключает перегрузки дизеля при работе на короткий напорный грунтопровод.

Новое поколение землесосов типа «NG Beavei» будет использоваться как с фрезерными, так и с роторно-ковшовыми рыхлителями грунта, все это позволяет фирме ожидать окупаемости капиталовложений в короткое время.

Положительный опыт фирмы «1НС Holland» был изучен и обобщен автором с целью разработки собственных решений по снижению как капитальных, так и эксплуатационных затрат при проектировании и эксплуатации земснарядов.

Новая экономико-математическая модель (16) позволяет также решить весьма важный вопрос об оптимальной для эксплуатации в условиях рыночной экономики скорости движения гидросмеси в грунтопроводах как новых, так и существующих землесосов.

Вопрос о выборе оптимальной скорости движения гидросмеси в теории гидротранспорта является центральным. Его решению посвящены исследования ряда отечественных и зарубежных ученых (Н.А.Великанова, МТ.Глезина, С.И.Горюнова, М.А.Дементьева, Н.А.Доманевского, Р.Дюрана, Р.Жибера, Л.С.Животовского, НА.Иванова, А.Н.Клементьева, В.С.Кнорроза, С.Г.Коберника,Е.Конделиуса,И.И.Краковского, Н.В.Лукина, В.М.Маккавеева, Д.Н.Миттошина, ВА.Ратыеова, Г.Н.Роера, Б.Е.Романенко, Н.А.Силина, А.С.Старикова, Д.Я.Суханова, А.И.Харина, АЛ.Юфина и других).

Качественно различают три основные режима движения гидросмеси: докритический (скорость ниже критической); критический (с критической скоростью); закритический.

Первый наблюдается при завешенных диаметрах грунтопровода -характерен сравнительно низким рабочим насыщением смеси. Положительным здесь является достаточно высокий срок службы деталей грунтовых насосов и труб грунтопровода.

Закритический режим характеризуется, наоборот, малым диаметром грунтопровода при сравнительно большой производительности, которая в данном случае обеспечивается повышенными скоростью и насыщением. Недостатком указанного режима является усиленное изнашивание деталей насоса и грунтопровода.

Существующие в мировой практике землесосы имеют параметры, соответствующие как докритическим, так и закритическим режимам.

0521

-О—Пр.

—Пр . ?1с1

23-112М

23-110М

1-516

-О- Пр 32 4М

—»—11? 24 6М

200 1000 V, тыс. нЗ

Рис.8. Сравнение наиболее экономичных существующих землесосов в зависимости от среднего объема грунта, извлекаемого на перекате

Вариант грунгонасосной установки с оптимальной скоростью движения гидросмеси должен соответствовать максимуму экономического эффекта, что в условиях определенного объема работ адекватно минимуму удельных суммарных затрат, отнесенных к единице продукции.

Удельные суммарные затраты определялись по формулам (14) и (15).

Задача по определению оптимальной скорости движения гидросмеси и соответствующего этому режиму мощности главного двигателя решалась на ЭВМ с помощью математического пакета Mathcad (фирмы Mathsoñ) для требуемой по условиям эксплуатации длины плавучего грунтопровода.

Искомой величиной в расчетах была оптимальная производительность землесоса по грушу. Располагая ею, определяли подачу по смеси и для диаметра грунтопровода, соответствующего минимальному значению удельных суммарных затрат, определяли скорость движения гидросмеси.

Удельные суммарные затраты (рис.9) существенно снижаются с увеличением диаметра грунтопровода. Графические зависимости, приведенные на рис.10, еще раз подтверждают, что оптимальные скорости движения гидросмеси в грунтопроводах современных землесосов существенно зависят от длины плавучего грунтопровода, т.е. от дальности транспортирования груша.

Например, для условий эксплуатации землесоса пр.246Б оптимальная скорость у современного землесоса в грунтопроводе длиной 150 м и диаметром 0,3 м оказалась существенно выше, чем по рекомендациям Р.Жибера и И.И.Краковского и на 16 % выше, чем по рекомендациям Н.ВЛукина.

Для условий эксплуатации землесоса пр.324А оптимальная скорость движения гидросмеси у современного землесоса в грунтопроводе длиной 275 м, диаметром 0,4 м оказалась существенно выше, чем по рекомендациям Р.Жибера и И.И.Краковского (рис.10) и на 12 % выше, чем по рекомендациям Н.В.Лукина.

Для условий эксплуатации землесоса пр.23-110 оптимальная скорость движения гидросмеси у современного землесоса в грунтопроводе длиной 450 м и диаметром 0,5 м, практически, сравнялась со скоростью рекомендуемой Р.Жибером и И.И.Краковским и Н.В Лукиным.

Для условий эксплуатации землесоса пр.23-112 оптимальная скорость движения гидросмеси у современного землесоса в грунтопроводе данной длиной 550 м и диаметром 0,7 м стала существенно ниже, чем по рекомендациям Р.Жибера, И.И.Краковского и Н.В.Лукина.

Из проведенного анализа следует весьма важный вывод о том, что современные землесосы малой и средней производительности по грушу при длинах плавучего грунтопровода до 450 м должны проектироваться и строиться с расчетом на закритический режим движения гидросмеси, высокопроизводительные землесосы с длиной грунтопровода от 450 до 700 м

С.0 О

0=300 в-ы

©вв <£=400

фбОО 0==700

Рис.9. Зависимость удельных суммарных затрат от диаметра грунтопровода для условий эксплуатации землесоса проекта 23-110

Рис.10. Зависимость оптимальной скорости движения смеси от длины грунтопровода

должны иметь скорость движения в грунтопроводе ниже критической и работать со слоем грунта в грунтопроводе.

Полученные автором ранее результаты подтверждаются новейшим зарубежным опытом проектирования и строительства землесосов. На рис. 10 пприх-пунктиром нанесены зависимости скорости движения гидросмеси от длины грунтопровода для нового поколения землесосов серии «NG Beaver» всемирно известной голландской фирмы JHC «Holland». Они по характеру кривых и количественным значениям адекватны полученным ранее нами.

Отсюда следует вывод о том, что мощность главных двигателей у современных землесосов, работающих в условиях пр.246Б должна быть (рис. 11) на 30 % выше, чем у землесоса пр.246М; для работающих в условиях пр.324М (рис.11) — на 14,7 % выше, чем у землесоса-прототипа; для работающих в условиях 23-1 ЮМ такой же, как у землесоса-прототипа после модернизации, для работающих в условиях 23-112М такой же, как и у землесоса-прототипа после модернизации.

На рис.11 сплошными линиями показаны мощности главных двигателей землесосов по рекомендациям Н.В.Лукина (1970 г.), штриховыми - мощности главных двигателей, рекомендуемые автором для современных землесосов (1998 г.), точками обозначены мощности главных двигателей, построенных землесосов, квадратами - мощности главных двигателей установленных при модернизации.

Перспективные землесосные снаряды с оптимальными параметрами грунтонасосных установок для условий эксплуатации пр.1-517, 23-112, 23110, 324А и 246Б представлены в табл.1. Они даны как в варианте с традиционными грунтовыми насосами, так и с разработанными ВГАВТ грунтово-рыхлительными насосами нового поколения. Здесь же приведены марки главных двигателей, рекомендуемых для установки по обоим вариантам.

В пятой главе диссертации автором обоснована также экономико-математическая модель для выбора оптимальных по производительности многочерпаковых земснарядов.

Вариант многочерпакового земснаряда с экономичной производительностью должен соответствовать минимуму удельных суммарных затрат, отнесенных к единице продукции (далее по тексту удельные суммарные затраты). Для многочерпакового земснаряда единицей продукции является единица объема извлеченного грунта.

Удельные суммарные затраты определялись по формуле:

К, кВт

!970 > . ___199« I.

Й

Рис.11. Зависимость оптимальной мощности главного двигателя от дайны грунтопровода

Таблица 1

Современные землесосы с оптимальными параметрами главных двигателей грунтово-рыхлительных насосов и традиционных грунтовых насосов

Для условий эксплуатации Марка ГД, Мощность,

Проехт 1-517 Изготовитель частота врат.

15=0.9 Уд. расх. топл.

Ь, м 100 200 300 400 500 600 700

0г опт. ,кЗ/ч • 2900 2300 2000 1900 1700 1600 1500

И, кВт 1731 1382 1212 1175 1050 996.2 937.32 6ЧН23/30 960 кВт

Н, м 25.243 25.416 25.633 26.148 26.132 26.336 26.432 "РУМО"-"МАН" 173 мин-1

Нршс, « 30 Н. Новгород 194 г/кВт ч

Орых, мЗ/ч 1630

Ирых, кВт 222

N сунн., кВт 1159 8ЧН23/30 1280 кВт

п, мин-1 180 "РУМО"-"МАЯ" 173 мин-1

Н. Новгород 194 г/кВт ч

Проект 23-112

0-0.7

Ь, м 100 200 300 400 500 600 700

Ог опт. ,иЗ/ч 1700 1500 1300 1200 1100 1000 1000

И,кВт 1091 1004 882.372 830.753 768.19 697.86 718.87 Г 70 - 735 735 кВт

Н, и 25.679 26.786 27.158 27.7 27.943 27.923 28.764 "РУМО" 350 мин—1

Нрых, и 31 Н. Новгород 202 г/кВт ч

Ормх, мЗ/ч 1086

Крах, кВт 153

N суки., кВт 921 6ЧН23/30 960 кВт

п, нин-1 325 "РУМО"-"МАН" 292 нин-1

Н. Новгород 194 г/кВт ч

Проект 23-110

0=0.5

Ь, и 100 200 300 400 500 600 700

фг опт. ,нЗ/ч 900 800 700 650 600 550 550

И, кВт 566.98 544.443 491.33 473.431 445.63 410.49 430.87 4ЧН30/38 450 кВт

Н, н 25.207 27.231 28.085 29.143 29.718 29.863 31.346 г. Коломна 360 мин-1

Продолжение табл. 1

Для условий эксплуатации Марка ГД, Изготовитель Мощность, частота врат.

Нрых, м • 32 200 г/хВт ч

Орнх, нЗ/ч 706

Нрых, кВт 103 6ЧН30/38 г. Коломна 600 кВт 380 мин-1 200 г/кВт ч

N сумм., кВт 576

п, мин-1 325

или Г 70 - 662 "РУМО" Н. Новгород 662 кВт 375 мин-1 202' г/кВт ч

Проект 324

D=0.4

L, м 100 200 300 400 500 600 700

Qr опт.,м3/ч 700 550 450 400 350 350 350

N,kBT 498.33 420.141 345.926 315.615 273.02 295.64 318.27 8V396TC4 "Днаельпром" - "MTU" Чебоксары - Германия 380 кВт 345 мин-1 205 г/кВт ч

Н, м 28.078 30.129 30.319 31.12 30.766 33.316 35.865

Нрых, м 33

Орых, мЗ/ч 543

Npux, кВт 81

N сумм., кВт 427 8ЧН16.5/18.5 "Дизельпром" - "MTU" Чебоксары - Германия 440 кВт 400 нин-1 205 г/кВт ч

п, мин-1 350

Проект 246Б

0=0.3

L, м 100 200 300 400 500 600 700

Qr опт.,и3/ч 350 300 250 200 200 200 200

Н,кВт 271.96 279.701 240.804 180.15 203.26 226.36 249.47 6V396TC4 "Дизельпром" - "MTU" Чебоксары - Германия 280 кВт 400 иин.-l 205 г/кВт ч

Н, и 30.202 36.239 37.44 35.012 39.502 43.993 48.483

Нрых, м 39

Орых, мЗ/ч 326 8V396TC4 "Дизельпром" - "MTU" Чебоксары - Германия 380 кВт 400 мин-1 205 г/ кВт ч

Ирых, кВт 58

N сумм. , кВт 338

п, мин-1 450

3v =

K.T.Qr

delta

at,+Ct,Qr

at2 +Ct;Qr

al3+Ck3Qr

l+bklQr+dHQi l + b^Q.+d^Qj l + bk5Qr+dk3Q;

а..+C..Q, | a,2+Cc2Qr | ae3+Ce3Qr ) ae<+Ce„Qr

l+belQr l+be2Qr l + beJQr 1+b^Q,

где капитальные и эксплуатационные затраты выражены в зависимости от производительности по грунту <3Г

Коэффициент использования рабочего времени К„ многочерпакового земснаряда вычисляли согласно исследованию В.А.Иванова по выражениям:

Кв=а или Кв=а + —для всех серийных многочерпаковых

У"

земснарядов.

В этих выражениях: У„ - средний объем грунта, извлекаемый многочерпаковым земснарядом

на одном перекате, тыс.мЗ; а,Ь-коэффициенты полученные по результатам аппроксимации для конкретных земснарядов.

Коэффициент распределяемых расходов по данным Волжского и Камского ГБУ ВПиС приняли равным 1,45.

Расчеты выполнялись на ЭВМ с помощью математического пакета «МаЛсас!» для восьми вариантов для С?г от 100 до 900 м3/ч с интервалами 75 и 100 м3/ч и для Уп от 5 до 400 тыс.м3.

Результаты расчета в графическом виде представлены на рис.12.

Это зависимости удельных суммарных затрат 3?в ам.долл./м3 и руб/м3 от среднего объема грунта в тыс.м3, извлекаемого на одном перекате, для условий эксплуатации многочерпаковых земснарядов восьми проектов с производительностью по грунту от 100 до 900 м3/ч. Из анализа этих зависимостей следует, что при удалении малых объемов грунта (от 5 до 20 тыс.м3) на одном объекте экономически выгодно (кривая 1) использование многочерпаковых земснарядов малой производительности из-за сравнительно низких капитальных затрат на строительство и небольших эксплуатационных расходов.

Таких снарядов в ДВВП Росречфлота в настоящее время 15 ед. Они строились в ЧССР по проекту 23-75 на осадку 0,9 м и имеют в настоящее время производительность по грунту 180 м3/ч. Однако, головной снаряд этой серии был построен в 1961 г. и в ближайшие годы снаряды этой серии выработают свой срок службы и будут списаны. Поэтому экономически целесообразно проектирование и строительство для этих условий (верховья малых рек с глубинами до 1,3 м) мелкосидящих малогабаритных земснарядов на производительность по грунту 100-150 м3/ч, что позволит весьма существенно (на 25 %) снизить удельные суммарные затраты на извлечение и

0669

osss.

02 f}

""«.Tiivfimismmre енапялов

транспортирование кубометра тяжелого засоренного древесиной и валунами грунта.

В качестве альтернативного варианта может быть предложено использование в этих условиях малогабаритных мелкосидящих землесосов с роторно-ковшовыми рыхлителями грунта. Однако они больше подходят для извлечения незасоренных валунами или древесиной тяжелых грунтов.

Возможно также использование здесь земснарядов проекта РОЮ с осадкой 1,1м при высоких уровнях воды в весенний период.

Из дальнейшего анализа представленных на рис.12 зависимостей следует, что на перекатах с объемами грунта от 50 до 100 тыс.м3 экономически целесообразно (кривая 2) использование многочерпаковых снарядов проектов РОЮ или 92035 с производительностью по грушу 250 м3/ч, численность которых в ДВВП Росречфлота настоящее время составляет 21 и 11 ед. соответственно, с годами постройки в ЧССР 1973 и 1986. Из рис.12 видно, что они удачно (снижение величины Зу на 9,2 %) заменяют земснаряды проекта 589 (кривая 3) морально и физически устаревших и подлежащих списанию в ближайшие года.

На перекатах с объемами грунта от 100 до 150 тыс.м3 к снарядам с производительностью 250 м3/ч приближаются по эффективности (кривая 4) земснаряды с производительностью по грунту 350 м3/ч, проектов 1499 и 3510P3, которых в настоящее время в отечественном парке земснарядов соответственно 11 и 3 ед. Более экономичными в этом диапазоне объемов будут новые многочерпаковые земснаряды на производительность по грунту 300 м3/ч.

На участках с объемами груша на одном объекте от 150 до 200 тыс.м3 (кривая 6) экономически целесообразно использование земснарядов проектов 892 и Р36, которых в настоящее время в парке ДВВП Росречфлота 18 ед. по 9 каждого проекта. При объеме груша на одном объекте от 200 до 250 тыс. м3/ч экономически целесообразно (снижение величины Зу на 9,6 %) использование многочерпаковых земснарядов пр. 15191 с производительностью по грушу 600 м3/ч. При объеме груша на одном перекате от 250 до 400 тыс.м3 более экономичными (снижение величины Зу на 12,5 %) становятся новые многочерпаковые снаряды спроектированные на производительность по грушу 750 м3/ч, технические показатели и главные размерения которых приведены ниже.

Весьма существенный экономический эффект может дать модернизация существующих многочерпаковых земснарядов, в первую очередь высокопроизводительных пр.892 и Р36 с доведением их производительности по грунту до 750 м3/ч. Запас мощности черпаковых электродвигателей и главных дизель-генераторов по данным многих ГБУ ВПиС здесь имеется.

Сетка типов новых многочерпаковых земснарядов на перспективу до 2010 г. представлена в табл.2.

Таблица 2 Основные данные по рекомендуемым для новой третьей сетки многочерпаковым снарядам

Тип снаряда (№ проекта) Производительность снаряда, м3/ч Максимальная глубина извлечения грунта, м Класс судна по Речному Регистру РСФСР Вместимость черпака, дм3 Главные размерения LxBxHxT, м Скорость хода, км/ч

1 (Новый проект) 750-1100 10 0 750 60x12,0x4,0x2,2 12

11 81-250 600-900 10 0 630 60x12,0x3,5x2,2 12

111 (Новый проект) 300-400 10 0 250 54x10,5x2,8x1,6 10

1Y (Новый проект) 100-150 6,5 Р 100

Выше было показано, что весьма эффективным средством рыхления тяжелого грунта для землесосов за рубежом считается роторно-ковшовый рыхлитель. Он обеспечивает более высокую концентрацию гидросмеси, чем фрезерный, так как уменьшается просор грунта. Увеличивается производительность снаряда при тех же затратах мощности.

Рассмотрим перспективы использования землесосов с роторно-ковшовыми рыхлителями на дноуглублении из анализа зарубежного опыта их эксплуатации по новейшим публикациям.

Начнем с того, что голландские специалисты продвинулись далеко вперед в использовании незаслуженно забытого в СССР и России роторно-ковшового рыхлителя грунта инженера ВЛ.Мороза. Они усовершенствовали его таким образом, что убрали спинку и дно черпака, которые были причиной залипания его грунтом, а сами черпаки расположили как можно ближе друг к другу. Теперь нарезанный грунт скользил вниз по ковшам, оставаясь в зоне их действия, и попадал в приемный бункер рыхлителя, откуда в смеси с водой забирался грунтовым насосом землесосного снаряда.

По данным зарубежных публикации концентрация грунта в смеси при работе землесоса с роторно-ковшовым рыхлителем реально достигает 50 %, тогда, как фрезерный рыхлитель обеспечивает концентрацию 30 %.

Проведем это технико-экономическое сравнение по новым экономико-математическим моделям.

Согласно исследованиям автора удельные суммарные затраты для условий эксплуатации землесоса пр.23-112 могут быть определены по выражению, ам.долл./м3:

3V, ..=

10°

y'J \ткт„<2г

delta

ci -^L + C2ff i + [,, + a2Dj + a&fo

1,15+/:.

h + c&r*++ asQr5 + "14 + °\5вг+ "6 + aiQ°'5 \,i+anDj+mD)\ д}рУ{рсо-\?

(18)

Дополним капитальные затраты на постройку землесоса затратами на изготовление и монтаж роторно-ковшового рыхлителя грунта. Их можно выразить в зависимости от производительности землесоса по грушу, тыс.ам.долл.:

Kp=aQÎ+bQr+C

где а,Ъ,с - коэффициенты, полученные в результате аппроксимации.

Кроме того, учтем капитальные затраты на оборудование землесоса свайным устройством, увеличив стоимость постройки землесоса на 15 %.

Из опыта работы землесоса пр.23-112 в условиях Волго-Балтийского водного пути в навигацию 1998 г. примем плотность гидросмеси при работе с фрезерным рыхлителем рс= 1,235. А плотность гидросмеси при работе землесоса с роторно-ковшовым рыхлителем примем равным рс= 1,464.

Капитальные затраты на изготовление и монтаж фрезы в современных ценах выразим через производительность землесоса по грунту: Кф= 5,45 х ÎO^Q,. + 0,109, и подставим их вместо Кр в выражение (18).

Поскольку затраты мощности на работу роторно-ковшового рыхлителя и гидравлическое рыхление груша для землесоса пр.23-112 сопоставимы, оставим затраты на топливо и смазочные материалы вспомогательных ДГ и другие эксплуатационные затраты на работу снаряда без изменения.

Результаты расчетов на ЭВМ в графическом виде представлены на рис.13.

Из их анализа следует, что использование землесоса пр.23-112 с роторно-ковшовым рыхлителем вместо фрезерного в условиях работы на водных путях Волго-Балта позволит повысить производительность снаряда с 700 м3/ч до 825 м3/ч, а также снизить удельные суммарные затраты на 13,5%.

Что касается сравнения землесоса пр.23-112 с роторно-ковшовым рыхлителем грунта и многочерпакового снаряда пр.15191 в тех же условиях, то экономический эффект здесь будет более внушительным. Удельные суммарные затраты можно снизить в 2,3 раза.

Автор предлагает ДВВП Росречфлота на базе землесоса пр.23-112, выработавшего на Волго-Балте свой ресурс в 1999 г., изготовить и установить роторно-ковшовый рыхлитель конструкции ВГАВТ и провести испытания землесоса в навигацию 2000 г.

После проведения испытаний можно будет выяснить на каких грунтах по степени их засоренности древесиной и валунами реально можно использовать землесос с роторно-ковшовым рыхлителем груша. Все это

Рис.13. К сравнению экономичности эксплуатации землесоса и многочерпакового снаряда

позволит выявить ту нишу, которую могут в XXI веке занять землесосы с роторно-ковшовыми рыхлителями грунта, частично потеснив дорогие в постройке и эксплуатации многочерпаковые земснаряды на ВВП РФ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы заключаются в следующем.

1. Впервые вопросы эксплуатации и проектирования судов дноуглубительного флота рассмотрены методологически в виде комплексной системы, в которой накопленный отечественный и зарубежный опыт эксплуатации земснарядов используется как для создания новых снарядов с оптимальными параметрами, так и для модернизации существующих судов.

2. Предложены математические выражения, на основе которых теоретически исследованы экономически оптимальные параметры грунтонасосных установок речных землесосов с подвесными, двухопорными и спрямленными грунтопроводами:

по результатам расчетов на ЭВМ рекомендованы проектным и эксплуатирующим флот организациям оптимальные диаметры подвесных, двухопорных и спрямленных грунтопроводов и соответствующие им значения напора грунтовых насосов и мощности главных двигателей землесосов;

исследовано влияние производительности землесоса по грунту на эффективность эксплуатации речных землесосов с подвесными, двухопорными и спрямленными грунтопроводами, на основе которого сделан вывод о том, что землесосы с производительность по грунту 4000 м3/ч при указанных средствах грунтоотвода в 80-х годах были оптимальными для углубления устьевых участков северных рек Сибири;

показана сравнительная эффективность эксплуатации речных землесосов с различными средствами транспортирования грунта при углублении рек и каналов и создании судоходных трасс на водохранилищах и барах и даны рекомендации эксплуатирующим и проектным организациям по выбору землесосов с наиболее экономичными средствами отвода грунта.

3. Разработан метод проектирования оптимальных по материалоемкости и стоимости подвесных и двухопорных 1рунгопроводов речных землесосов. Даны рекомендации по выбору комплекса землесос-понтон с подвесным грунтопроводом. Разработаны методики для определения главных размерений понтонов подвесных и двухопорных грунтопроводов.

4. Теоретически и экспериментально исследована надежность землесосов с двухопорными грунтопроводами в условиях ветрового волнения, по результатам которой сделан вывод о возможности эксплуатации их на водохранилищах и устьевых участках рек при высоте волны до 1,2 м. Автором создано для эксплуатации в этих условиях грунтозаборное устройство землесоса, признанное изобретением (А.С. № 1677138 кл.Е02РЗ/8 Москва, 1991).

5. По результатам выполненных нами теоретических и экспериментальных исследований спроектированы, построены и внедрены в производство: подвесной грунтопровод для землесоса пр.23-110 (авторское свидетельство СССР № 353005 по кл.Е-02 f 3/88), подвесной грунтопровод для землесоса тф.1-517-03, пр.4514 (А.С.. СССР № 1199875 от 22 августа

1985 г.)

Обширные натурные испытания землесоса «Вояжский-701» практически доказали достоверность выполненных теоретических и экспериментальных исследований.

Экономический эффект от использования на В о лго-Балтийском водном пути только одного землесоса пр.23-110 с подвесным пульпопроводом пр.814 ГИИВТа в течение 5 навигаций составил 119 тыс.руб. в ценах 1975 г.

Результаты эксплуатации землесоса пр. 1-517-03 с подвесным грунтопроводом пр.4514 на водных путях Обь-Итышского бассейна позволили повысить производительность землесоса по грунту на 14,6% и получить экономический эффект за одну навигацию 255 тыс.руб. в ценах

1986 г.

6. Накопленный опыт проектирования и эксплуатации землесосов с подвесными грунтопроводами в речных условиях позволил автору решить важную народно-хозяйственную задачу - теоретически обосновать проектирование и строительство серии многоцелевых высокопроизводительных (4000 м3/ч) землесосов с подвесными грунтопроводами, способных впервые в мировой практике работать как на морских, так и на речных путях в сложных климатических условиях Сибири и Якутии.

Для их создания были разработаны экономико-математические модели и методики расчета оптимальных параметров и главных размерений нового землесоса, а также проведены испытания в различных условиях эксплуатации.

Применение новых землесосов на устьевых участках северных рек позволило в 1,2-2 раза снизить себестоимость извлечения и транспортирования грунта, в 2-2,8 раза повысить производительность труда экипажей, а экономический эффект от сокращения объемов перевалки грузов на барах Яны и Индигирки по данным ЛОРПа составил в навигацию 1988 г. -228 тыс.руб., а в навигацию 1989 г. - 360 тыс.руб.

Экономический эффект от эксплуатации на барах Обской губы землесоса пр.П2104 «Ямал» по данным Иртышского БУП составил 2 млн. 873 тыс. руб., а землесоса «Явай»1 млн.154 тыс.руб. в ценах 1987 г.

Использование указанных выше землесосов обеспечило создание требуемых глубин и возможность завоза грузов в труднодоступные газонефтедобывающие районы Крайнего Севера в 1987-90 г.г.

7. В 1998 г. автором выбран современный критерий оптимизации и получены выражения для обоснования оптимальных параметров судов речного дноуглубительного флота с целью проектирования и строительства на перспективу до 2010 г.

По результатам расчетов на ЭВМ:

даны рекомендации по модернизации существующего парка землесосных снарядов с приведением их производительности к оптимальным значениям;

выполнено технико-экономическое сравнение землесосов с погружными грунтовыми насосами и традиционных землесосов и даны соответствующие рекомендации проектным и эксплуатирующим флот организациям.

8. Впервые исследована надежность специального оборудования земснарядов, на основе которой в 1981 г. автором разработаны, утверждены Минречфлотом и опубликованы ныне действующие «Правила технической эксплуатации специального оборудования земснарядов».

10. Теоретически исследованы оптимальные для эксплуатации в современных условиях скорости движения гидросмеси в грунтопроводах дноуглубительных землесосов и даны рекомендации проектным и эксплуатирующим флот организациям по выбору мощности главных двигателей как новых, так и модернизируемых землесосов с грунтонасосными установками, обеспечивающие движение гидросмеси с заданной скоростью.

11. Проведено технико-экономическое сравнение землесоса с роторно-ковшовым и фрезерным рыхлителями грунта и многочерпакового земснаряда при извлечении тяжелых грунтов и даны рекомендации ДВВП Росречфлота по выбору наиболее экономичных типов земснарядов.

12. Разработана новая сетка типов судов речного дноуглубительного флота на перспективу до 2010 г., внедрение которой позволит успешно выполнять федеральную программу «Внутренние водные пути России на 1996-2000 г.г.» и даст отрасли существенный экономический эффект.

Основное содержание диссертации и ее научные положения опубликованы в следующих работах автора:

1. Результаты буксировочных испытаний модели землесоса типа "ДЭ-650" с подвесным пульпопроводом на отдельном понтоне. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа, Горький, 1971, ч.2. - С. 10-13.

2. Надводный способ транспортирования пульпы речными землесосами. Материалы 3-й Всесоюзной научно-технической конференции по дноуглубительному флоту. Горький, 1973. - С. 10-14.

3. Подвесной пульпопровод на отдельном понтоне для транспортирования грунта землесосами типа "ДЭ-650" при углублении узких рек, каналов и баров. Производственно-технический сборник МРФ. - М.: 1973. -Вып.116.-С. 61-64.

4. Модельные испытания качки на волнении землесоса пр.23-112 с двухопорным грунтопроводом. Материалы XVII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа, Горький, 1974,ч.2.-С. 17-21.

5. Плавучая установка для подачи пульпы от землесосного снаряда в отвал. A.C. 353005 по кл. E-02f 3/88. Москва, 1972/Н.Ф. Попов (СССР). - 4 е.: ил.2

6. Исследование износостойкости и гидравлических характеристик полиэтиленовых труб в пульповодах речных землесосов// Тр. ГИИВТа, Горький, 1976. - Вып. 142, ч.2. - С.17-25.

7. Выбор рациональной формы комплекса землесос - понтон с подвесным пульпопроводом. Материалы XVIII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа, Горький, 1975. - С. 12-21.

8. Определение главных размерений понтона с подвесным пульпопроводом на начальной стадии проектирования. Материалы XVIII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа, Горький, 1975, ч.2. - С. 27-33.

9. Выбор землесосов с оптимальными средствами транспортирования грунта при углублении узких судоходных трасс// Тр. ГИИВТа, Горький, 1976, вып. 142, ч.2.-С. 12-39.

10. Определение главных размерений понтона двухопорного пульпопровода. Сб. науч. тр.// ГИИВТ, 1976, №170. - С. 15-19.

11. Эффективность подвесного пульпопровода//Речной транспорт. -1977. - №3. - С.14-16.

12. Определение оптимального диаметра спрямленного самоуправляющегося пульпопровода. Сб. науч. тр.// ГИИВТ, Горький, 1976, вып. 171.-С. 12-18.

13. Определение оптимальных параметров грунтонасосных установок речных землесосов с подвесными двухопорными и спрямленными пульпопроводами// Тр. ГИИВТа, Горький, 1978, вып. 162, ч. 2. - С. 67-78.

14.Результаты расчета оптимальных сроков замены быстроизнашивающихся деталей грунтовых насосов серийных речных землесосов. Тезисы докладов на НТК "Проблемы речного транспорта", Горький, 1980.-С.148-151.

15. Результаты расчета оптимальных параметров землесоса для углубления устьевых участков северных рек// Тр. ГИИВТа, Горький, 1987, вып. 226. - С. 15-34.

16. Первые практические результаты// Речной транспорт. - 1987. - №7. -С.37-38.

17. Технико-экономические показатели работы землесосов пр.П2104 и пути их совершенствования//Тр. ГИИВТа, Горький, 1989, вып. 246. - С. 34-45.

18. Исследование режимов работы грунтонасосной установки землесоса пр.1-517-03 с подвесным грунтопроводом// Тр. ГИИВТа, Горький, 1991, вып. 254. - С. 55-66.

19. Установка для подачи пульпы в отвал. A.C. СССР №119985 по кл. E02F 3/88, МоскваД985. - 4с.:ил.2

20. Исследование режимов работы грунтонасосной установки землесоса пр.1-516// Тр. ГИИВТа, Горький, 1991, вып. 262. - С. 39-52.

21. Дноуглубительные снаряды. Методическое пособие для студентов очного и заочного обучения специальности ЭСЭУ (14.03). Горький, 1992. -22 с.

22. Технико-экономическая модель обоснования типов речных дноуглубительных землесосов с оптимальными параметрами грунтонасосных установок// Тр. ГИИВТа, Горький, 1998, вып. 281. - 54 с.

23. Основные направления в области создания и совершенствования дноуглубительных землесосов в России и за рубежом.// Тр. ВГАВТ, Н.Новгород, 1999, вып. 283. - С. 106-111.

24. Основные направления в области создания и совершенствования многочерпаковых дноуглубительных земснарядов в России и за рубежом.// Тр. ВГАВТ, Н.Новгород, 1999, вып. 283. - С. 73-79.

25. Технико-экономическое сравнение землесоса с роторно-ковшовым рыхлителем грунта и многочерпакового земснаряда// Тр. ВГАВТ, Н.Новгород, 1999, вып. 283.-С. 112-116.

26. Типоразмерный ряд наиболее экономичных многочерпаковых дноуглубительных земснарядов на перспективу до 2010 т.II Тр. ВГАВТ, Н.Новгород, 1999, вып. 283. - С123-132.

27. Исследовать опгамальный режим работы бустерной грунтонасосной установки из двух землесосов пр.23-112 и 23-110 при транспортировании песка на берег: Отчет о НИР/ ВГАВТ. - Н.Новгород, 1994, - 83с.

28. Исследования в области создания новых технических средств для обслуживания водных путей (Технический флот, I этап): Отчет о НИР/ ВГАВТ. - Н.Новгород, 1997. - 231 с.

29. Исследования в области технического флота, необходимого для выполнения программы "Внутренние водные пути России на 1996-2000 гг" по бассейнам: Отчет о НИР/ ВГАВТ. - Н.Новгород, 1998. - 182с.

30. Исследование и экономическое обоснование эффективных средств отвода грунта речными землесосами в различных условиях эксплуатации: Отчет о НИР по теме №764820. - Горький, 1977. - 96 с.

31. Правила технической эксплуатации специального оборудования дноуглубительных снарядов. - М.: Транспорт, 1981. - 87 с.

32. Разработка и технико-экономическое сравнение различных способов и средств транспортирования песка на берег дноуглубительными землесосами на значительные расстояния: Отчет о НИР/ ГИИВТ - Горький, 1991. - 29 с.

33. Разработка средств, обеспечивающих транспортирование грунта землесосами типа "ДЭ-650" и "ДЭ-1000" на водохранилищах Днепровского бассейна при высоте волны до 1,2 м: Отчет о НИР по теме №967 - Горький, ГИИВТ, 1972.-75 с.

34. Пути совершенствования речных дноуглубительных землесосов. ЦБНТИ. Наука и техника на речном транспорте, вып. 11, 1998. - С. 1-25.

35. Экспериментальные и производственные исследования сроков службы рабочего оборудования дноуглубительной техники, периодов его ремонта и разработка правил технической эксплуатации рабочих устройств земснарядов: Отчет о НИР/ ГИИВТ. Инв. №Б822938. - Горький, 1980. - 134 с.

36. Исследование надежности специального оборудования речных дноуглубительных снарядов//Тр. ГИИВТа, 1980. - Вып. 177, ч. I - С. 121-123.

37. Грунтозаборное устройство землесосного снаряда. АС №1677138 кл. E02F3/88 Москва, 1991. - 4 е.: ил.2

38. Экспериментальные исследования пульпометаых устройств землесосов. Сб. материалов XVIII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа. Горький, 1971. - С. 14-16.

39. Исследование режимов работы грунтонасосного комплекса землесоса пр.1-517-03 с подвесным грунтопроводом// Тр. ГИИВТа, Горький, 1984, вып.207.-с. 61-64.

40. Расчет параметров качки и усилий в связях землесоса и двухопорного грунтопровода на регулярной волне// Тр. ГИИВТа, Горький, 1975.-Вып. 142,ч. I-C. 17-25.

41. Редукционные коэффициенты к главной части возмущающей силы бортовой и поперечно-горизонтальной качки понтонов прямоугольной формы// Тр. ГИИВТа, Горький, 1974. - Вып. 133, ч. 2 . - С. 19-23.

об-о?-а?!,

Введение.

1. Обзор и анализ основных направлений в области эксплуатации и проектирования мирового дноуглубительного флота.

1.1. Типы земснарядов.

1.2. Землесосные снаряды.

1.2.1. Землесосные снаряды с различными средствами транспортирования грунта.

1.1.2. Землесосы с гибкими плавучими грунтопроводами:.

1.1.3. Землесосы со спрямленными управляемыми грунтопроводами.

1.1.4. Землесосы с подвесными грунтопроводами.

1.1.5. Землесосы с двухопорными грунтопроводами.

1.1.6. Землесосы с пульпометными устройствами.

1.2. Многочерпаковые земснаряды.

2. Методика расчета оптимальных параметров грунтонасосных установок землесосов со спрямленными, подвесными и двухопорными грунтопроводами.

2.1. Выбор критерия оптимизации.

2.2. Методика и результаты расчета оптимального диаметра подвесного грунтопровода.

2.3. Методика и результаты расчета оптимального диаметра двухопорного грунтопровода.

2.4. Методика и результаты расчета оптимального диаметра спрямленного управляемого грунтопровода.

2.5. Исследование влияния производительности землесосов по грунту и плотности смеси на эффективность эксплуатации речных землесосов с подвесными, двухопорными и спрямленными грунтопроводами.

2.6. Исследование эффективности эксплуатации речных дноуглубительных землесосов в различных условиях.

2.6.1. Исследование эффективности эксплуатации речных землесосов с различными средствами отвода грунта при углублении каналов.

2.6.2. Исследование эффективности эксплуатации землесосов с различными средствами отвода грунта при углублении рек.

2.6.3. Исследование эффективности эксплуатации речных землесосов с различными средствами отвода грунта при углублении судовых ходов на водохранилищах и барах в условиях ветрового волнения.

3. Создание землесосов с подвесными грунтопроводами для различных условий эксплуатации.

3.1. Методика проектирования речных землесосов с подвесными грунтопроводами для различных условий эксплуатации.

3.2. Результаты эксплуатации землесоса пр.23-110 с подвесным грунтопроводом пр.814 ГИИВТа при углублении Волго-Балтийского канала.

3.3. Землесосы с подвесными грунтопроводами для углубления устьевых участков северных рек Сибири.

3.3.1. Обоснование оптимальных параметров и главных размерений корпуса землесоса.

3.3.2. Результаты эксплуатации землесосов пр.П на водных путях Обь-Иртышского бассейна.

3.3.3. Результаты эксплуатации землесосов пр.П на водных путях Ленского бассейна.

3.3.4. Результаты эксплуатации землесоса пр. 1-517с подвесным грунтопроводом пр.4514 на Иртыше.

4. Исследование возможности эксплуатации дноуглубительных землесосов с двухопорными грунтопроводами в условиях ветрового волнения.

4.1. Оценка надежности эксплуатации речных землесосов с двухопорными грунтопроводами на регулярной волне и расчет усилий в связях.

4.2. Определение главных размерений поддерживающего понтона двухопорного грунтопровода.

5. Экономико-математическая модель обоснования оптимальных параметров судов дноуглубительного флота на перспективу до 2010 года.

5.1. Выбор критерия оптимизации в условиях рыночной экономики.

5.2. Методика и результаты расчета оптимальных параметров грунтонасосных установок речных дноуглубительных землесосов.

5.3. Выбор оптимальной скорости движения гидросмеси в грунтопроводах речных дноуглубительных землесосов и мощности главных двигателей.

5.4. Технико-экономическое сравнение современных землесосов с различными средствами транспортирования грунта.

5.5. Методика и результаты расчета параметрического ряда экономичных по производительности многочерпаковых дноуглубительных земснарядов.

5.6. Технико-экономическое сравнение многочерпаковых земснарядов и землесосов с роторно-ковшовым и фрезерным рыхлителями грунта.

5.7. Сетка типов новых многочерпаковых дноуглубительных земснарядов на перспективу до 2010 г.

Особое ЗНАЧИВ в России в связи с большой площадью ее территории и протяженностью сети рек и каналов, имеет внутренний водный транспорт. Он позволяет экономно расходовать невозобновляемые источники энергии и способствует разгрузке перегруженных дорожных сетей Европы, что подтверждается Венской Декларацией, принятой на региональной конференции по транспорту и окружающей среде (Вена, 1997 г.).

Основу водного транспорта России составляют естественные и созданные за последние десятилетия искусственные водные пути. Реки и каналы, как внутренние водные пути, с не имеющими в мире аналогов гидротехническими сооружениями и построенным за последние десятилетия уникальным дноуглубительным флотом являются национальным богатством страны. Они активно используются для технического обслуживания территорий многих субъектов Российской Федерации, а флот - для поддержания требуемых габаритов судового хода. Условия безопасного судоходства и надежное состояние гидротехнических сооружений на ВВП протяженностью около 63 тыс. км обеспечивают сегодня 16 государственных бассейновых управлений водных путей и судоходства (ГБУ ВПиС), входящих в структуру Департамента внутренних водных путей (ДВВП) Службы речного флота Министерства * транспорта Российской Федерации.

Между тем, в 1998 г. исполнилось 200 лет государственной системе управления ВВП России. 28 февраля 1798 г. царским Указом Павла I был учрежден Департамент водных коммуникаций. Департамент включал в себя сеть территориальных структурных подразделений - округов путей сообщения. Эта сеть на протяжении многих лет неоднократно преобразовывалась, но сохранилось главное: централизованная система управления ВВП в интересах государства.

Особое внимание развитию водного транспорта уделялось еще в годы царствования Петра I, выход России к Балтийскому морю и возникновение Санкт

Петербурга в устье Невы остро поставили вопрос о создании транспортных связей новой столицы с районами Поволжья.

В конце XVIII и начале XIX веков дешевый водный транспорт в России получил бурное развитие. Вводятся в действие Северо-Двинская и Москворецкая системы, реконструируется Мариинская система, связывающая Санкт-Петербург с центральными районами страны.

Наибольшее развитие ВВП получили в СССР в 40-70-х г.г. текущего столетия. В 1933 г. вводится в эксплуатацию Беломорско-Балтийский канал, в 1937 г. - канал им. Москвы, в 1952 - Волго-Донской судоходный канал, в 1964 г. после коренной реконструкции-Волго-Балтийский водный путь. Оригинальные судоходные сооружения возводятся на Волге, Каме, Нижнем Дону, Оби, Енисее. В это время для поддержания глубин на ВВП создается уникальный технический флот, насчитывающий сегодня около 4000 судов различного назначения. Основу его составляют дноуглубительные земснаряды с производительностью по грунту от 150 до 4000 м3/ч, построенные как в России, так и за рубежом.

Дноуглубительные снаряды представляют собой наиболее сложные, дорогие в проектировании и строительстве и энергоемкие в эксплуатации объекты судостроения. Достаточно сказать, что длительность их строительства составляет - головного 3-4 года, серийного - 2-3 года. Это связано с тем, что земснаряды наряду с общесудовым имеют специальное технологическое оборудование, для изготовления и восстановления которого требуются существенные затраты и специальный станочный парк.

Сегодня на судах отечественного технического флота установлено около 6000 дизелей различных марок из Германии, Чехии, Словакии, Японии, Финляндии и Нидерландов. Все это требует особого подхода как к эксплуатации, так и к строительству и ремонту судов технического флота. Созданная и поддерживаемая посредством дноуглубительного флота система ВВП, прежде всего в Европейской части страны, позволила разработать, построить и использоватьухамый совершенный в мире речной флот: большегрузные толкаемые составы, самоходные сухогрузные суда, танкеры, комфортабельные пассажирские суда вместимостью до 400 пассажиров, скоростные суда на подводных крыльях и воздушной подушке, грузовые транспортные суда типа "река-море". До 1991 г. речной флот полностью обеспечивал потребности населения и народного хозяйства России в перевозках. Так; в 1990 г. масса груза достигла 562 млн.т, в том числе на Крайний Север было завезено 49 млн. т, перевезено в России 89 млн. пассажиров. Однако с 1991 г. началось сокращение объема перевозок и финансирования содержания ВВП, что повлекло за собой уменьшение протяженности водного пути с гарантированными глубинами. Вынужденное сокращение объемов дноуглубительных работ уже в настоящее время вызвало на. ряде участков ВВП уменьшение гарантированных глубин по сравнению с габаритами 1991 года, а дальнейшее снижение неизбежно повлечет за собой переформирование русел и возврат на них бытовых глубин, которые составят 30-50% от созданных путем длительного и интенсивного использования дноуглубительной техники.

Для стабилизации положения на ВВП Правительство Российской Федерации 15 апреля 1996 г. постановлением N 464 утвердило федеральную целевую программу "Внутренние водные пути России" на 1996-2000 г.г., которой был придан статус президентской. В 1997 г. вышел Указ Президента РФ от 14 августа N 881 "О мерах по обеспечению устойчивого функционирования внутренних водных путей России".

Этими важными документами определены основные меры по обеспечению безопасности судоходства и устойчивой работы гидросооружений. Особое внимание уделено дноуглубительному флоту.

В ближайшие годы должен быть создан дноуглубительный флот нового поколения, соответствующий уровню XXI века. При этом парк новых земснарядов должен быть оптимальным с учетом специфики технологии производства дноуглубительных работ и особенностей природных характеристик водоемов. Между тем физический износ, отсутствие запасных частей и другие объективные причины привели к сокращению за семь последних лет количества земснарядов с 300 до 246 единиц (Приложение 1). Строительство же новых судов дноуглубительного флота в эти годы практически не велось. При сохранении такого положения речной дноуглубительный флот России через 10-15 лет перестанет существовать.

Для обновления парка дноуглубительного флота в ближайшие 10 лет по заказам 16 ГБУ ВПиС ДВВП Росречфлота потребуется строительство 66 земснарядов суммарной производительностью 46,5 тыс.мЗ /ч.

Строительство дноуглубительного флота и изготовление запчастей для его восстановления должны обеспечить заводы Минсудпрома РФ, заводы, входящие в состав Службы речного флота Минтранса РФ, а также государственных предприятий водных путей и каналов (Приложение 2).

Между тем перед речным дноуглубительным флотом России уже сегодня ставятся новые важные задачи. Так Министерство транспорта Российской Федерации ведет разработку транспортного коридора Санкт-Петербург -Москва -Астрахань - Ростов-на-Дону - Новороссийск с широким использованием речного транспорта. Данный воднотранспортный коридор представляет собой единую в экономическом, социальном и транспортно-технологическом отношении систему (рис. В.1). На этих направлениях транспортные коммуникации будут приведены в соответствие с международными требованиями после реконструкции шлюзов Волго-Донского канала, Кочетовского, Городецкого гидроузлов и проведения большого объема дноуглубительных работ на Нижнем Дону, а также участках Волги: Волгоград-Астрахань, Городец-Нижний Новгород. Выполнение работ по обеспечению гарантированных габаритов судового хода возлагается как на существующий парк дноуглубительных снарядов, так и на новые дноуглубительные снаряды с оптимальными параметрами грунтонасосных установок у землесосов и специального оборудования у многочерпаковых земснарядов.

В разные годы весомый научный вклад в решение проблемы обоснования оптимальных параметров судов транспортногд^технического флотаг управления его работой внесли: В.Н.Анфимов [4], С.П.Арсеньев [5], А.Н.Басин [8], П.И.Бажан [7], А.С.Бутов [14], Г.И.Ваганов [15], В.Ф.Воронин [21], Н.П.Гаранин [140], Н.А.Доманевский [34], В.Н.Захаров [38], В.В.Кожухарь [71], И.И.Краковский [68], В.Д.Костюков [65], В.А.Кутыркин [73], С.И.Логачев [177], Н.В.Лукин [80], г \ I

Схема международных транспортных коридором на территории России

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ: железные дороги автомобильные дороги морские порты, входящие в коридоры дополнительные направления

В.И.Любимов [78], А.Г.Малышкин [90], Л.И.Погодаев [109], Р.М.Нарбут [96], Л.М.Ногид [97], С.М.Пьяных [139], Ю.И.Платов [42], Е.П.Роннов [181], В.И.Рудницкий [182], Л.М.Рыжов [183], А.С.Стариков [194], А.И.Телегин [199], В.М.Федюшин [39], М.П.Щилов [126] и другие ученые.

Однако, в настоящее время возникла необходимость в постановке и разработке новой проблемы в теории эксплуатации и проектирования судов технического флота. Потребовалось рассмотреть вопросы, связанные с эксплуатацией и проектированием наиболее сложных, энергоемких и дорогих в постройке судов дноуглубительного флота как комплексную систему, в которой опыт эксплуатации является основой для рационального и надежного проектирования. Эту проблему приходится решать сегодня в условиях рыночной экономики.

В этих условиях особую актуальность приобретает учет при проектировании и эксплуатации земснарядов экономических факторов, резко влияющих на результаты работы любых технических объектов вообще и судов дноуглубительного флота, в частности.

Многообразие эксплуатационных факторов и навигационных качеств судов дноуглубительного флота делают необходимым рассматривать их во всей совокупности сложного взаимодействия - на основе комплексного подхода. В связи с этим особенностью настоящего этапа развития теории эксплуатации судов является необходимость разработки современных методов анализа и оптимизации состава типо-размерного ряда землесосных и многочерпаковых земснарядов, совершенствования способов обоснования и прогнозирования технико-эксплуатационных характеристик дноуглубительного флота, обеспечение эксплуатационной надежности и экономической эффективности земснарядов. Комплексная система эксплуатации и проектирования речного дноуглубительного флота основана на использовании исходных данных по земснаряду-прототипу, эксплуатировавшемуся ранее в тех лее условиях, для которых предназначен проектируемый земснаряд. Такой подход стал возможен лишь в настоящее время, когда накоплен большой практический опыт эксплуатации земснарядов. Он позволяет на основе ограниченного числа исходных данных учесть все многообразие условий эксплуатации в конкретном бассейне или усреднить эти данные по всем бассейнам федерации, где эксплуатировался земснаряд-прототип.

В качестве примера рационального проектирования и эксплуатации землесосных дноуглубительных снарядов можно отметить долговременную (в течении 55 лет) работу в Северо-Двинском ГБУ ВПиС землесоса пр. 12, типа "Сормовский-1", созданного под руководством главного конструктора завода "Красное Сормово" И.И.Краковского в 1937 г. Удачный опыт эксплуатации землесоса был положен в основу проектирования большой серии землесосов пр. 23-110, построенной позже в бывшей ЧССР. Благодаря усилиям эксплуатационных, проектных и научных организаций производительность этих землесосов по грунту была увеличена после модернизации в 3 раза) с 250 до 750 м3 /ч, что дало отрасли существенный экономический эффект.

При эксплуатации и проектировании дноуглубительных снарядов приходится иметь дело со значительной многовариантностью решений, требующих применения новых математических моделей и современной вычислительной техники , используемых в концепции проектирования. Математические модели должны базироваться на многовариантных расчетах с применением методов регрессионного анализа для формирования номенклатуры судов технического флота, соответствующих уровню XXI века.

В настоящее время 80% парка отечественного дноуглубительного флота по суммарной часовой производительности по грунту составляют землесосные снаряды. Вот почему, в данной работе им уделяется особое внимание. Исследования вопросов повышения эффективности эксплуатации землесосных снарядов посвящены труды отечественных и зарубежных ученых: А.И.Алпатова [3], В.Д.Башкирова [10], А.Р.Белоусова [105], В.И.Волкова [19], Б.П.Гамзина [2], М.М.Глезина [29], С.И.Горюнова [31], К.В.Диминского [35], Н.А.Доманевского [34], Н.А.Иванова [44], В.А.Иванова [46], А.Н.Клементова [63], И.И.Краковского [69], Н.В.Лукина [81], В.И.Маргульца [88], А.А.Мартынова [87],В.А.Ратькова [147], А.П.Морозова [93], С.П.Огородникова [100], Н.А.Пономарева [133], П.П.Пухова [138], В.И.Рудницкого [182], Б.Е.Романенко [179], Н.А.Силина,

С.Г.Коберника [190], А.С.Старикова [193], А.И.Харина [203], Б.М.Шкундина [207], М.П.Щилова [126], а также Р.Дюрана и Р.Жибера [213].

Однако, несмотря на значительное число трудов в данной области, экономического сравнения эффективности эксплуатации землесосов с различными средствами отвода грунта до настоящего времени не проводились. Между тем, здесь имеются существенные резервы снижения затрат на извлечение и транспортирование кубометра грунта.

Большинство из указанных выше работ было посвящено исследованию эффективности эксплуатации землесосов с традиционными гибкими плавучими грунтопроводами. Что касается землесосов с другими средствами отвода грунта, то авторы ограничивались [46], лишь описанием преимуществ и недостатков одних средств по сравнению с другими. Мы же сочли возможным значительно расширить диапазон исследований путем применения в оценке эффективности эксплуатации землесосов с различными средствами отвода грунта экономико-математических моделей [132], позволяющих использовать вычислительную технику.

Известно, что в процессе дноуглубления речными землесосами, 80% энергетических затрат связаны с транспортированием грунта. С целью их снижения рассмотрим процесс транспортирования грунта более подробно. В настоящее время как на речных дноуглубительных землесосах, так и на землесосах гидромеханизации } для отвода извлеченного грунта применяются гибкие плавучие грунтопроводы. Однако их использование на ВВП встречает серьезные затруднения. Так, при углублении и строительстве каналов отвод грунта по гибким грунтопроводам не только требует повышенных энергетических затрат, но и снижает коэффициент использования рабочего времени землесоса, связан с необходимостью использования тяжелого ручного труда. Высока материалоемкость и стоимость гибких грунтопроводов, велики затраты мощности на рабочие перемещения и буксировку землесоса с грунтопроводом.

Существующие гибкие плавучие грунтопроводы невозможно использовать при углублении судовых ходов на водохранилищах и барах в условиях ветрового волнения. При высоте волны более 0,5 м разрушаются связи между понтонами.

Вот почему, создание новых эффективных средств отвода грунта землесосами для указанных условий является важной задачей, имеющей существенное значение для дальнейшего совершенствования судов технического флота, именно поэтому, автор ставил перед собой задачу как по созданию новых, так и по исследованию наиболее экономичных и ресурсосберегающих известных способов и средств транспортирования грунта землесосными дноуглубительными снарядами. Для этого потребовалось выполнить технико- экономическое сравнение по прежним и рыночным критериям как для вновь проектируемых, так и модернизируемых землесосов.

Для эффективного использования дноуглубительного флота в условиях рыночной экономики потребовалось обобщение отечественного зарубежного опыта эксплуатации и проектирования земснарядов, создание новых методов обоснования их оптимальных параметров и типоразмерных рядов. Решение этих актуальных задач открывает возможность создания и эффективной эксплуатации нового поколения землесосных и многочерпаковых земснарядов, дает предпосылки дальнейшего развития методологического аппарата в технико-экономическом обосновании дноуглубительного флота.

На эффективность эксплуатации дноуглубительного флота влияют множество факторов, но особую важность имеют вопросы обоснования типов земснарядов, их технических характеристик и основных показателей. Правильное решение этих задач во многом определяет эксплуатационные качества земснарядов и их экономическую эффективность.

Для решения задач, связанных с созданием дноуглубительного флота нового поколения, соответствующего уровню XXI века, автор считал необходимым обосновать оптимальную в условиях рыночной экономики скорость движения гидросмеси в грунтопроводах дноуглубительных землесосов и определить мощность главных двигателей грунтонасосных установок, обеспечивающих движение гидросмеси с этой скоростью. Вопрос о выборе оптимальной скорости движения гидросмеси является центральным в теории гидротранспорта и неслучайно как отечественные, так и зарубежные ученые, такие как Р.Дюран [213], Р.Жибер [214], Н.А.Иванов [44], С.Г.Коберник

190], В.Г.Климов [62], И.И.Краковский [68], Н.В.Лукин [82], В.А.Ратков [147], Б.С.Романенко [179], А.С.Стариков [193], А.П.Юфин [209] и др. в своих исследованиях обращались к этому вопросу и дали свои рекомендации.

Однако, как отмечалось выше, в настоящее время стремительный рост цен на строительство землесосов, как продукции судостроения, удорожание главных и вспомогательных энергетических установок, применяемых на землесосах, а также повышение цен на топливо и смазочные материалы могут внести серьезные коррективы в полученные ранее результаты.

Для решения этого вопроса потребовалось выбрать рыночный критерии оптимизации и создать новую экономико-математическую модель, используемую в концепции проектирования и эксплуатации оптимальных по производительности землесосных снарядов для эксплуатации на ВВП РФ в современных условиях.

Решению всех тесно связанных друг с другом задач и посвящена диссертационная работа. Ее целью является совершенствование эксплуатации существующего и создание парка речного дноуглубительного флота нового поколения путем оптимизации параметров грунтонасосных установок землесосов и использования эффективных средств транспортирования грунта, а также обоснования экономичных по производительности многочерпаковых земснарядов на перспективу до 2010 г.

Постановка и реализация этой цели требует разработки математических моделей, отражающих как вопросы определения оптимальных характеристик специального оборудования дноуглубительного флота, так и вопросы их эксплуатации. Создание моделей, а также методического аппарата, позволяющего оперативно оценивать эффективность принимаемых технических решений становится актуальным в связи с все большим использованием в проектировании современных ЭВМ. Вышеизложенное составляет совокупность проблемы, разработка которой направлена на совершенствование методов оптимизации решений при эксплуатации и обосновании перспективных судов дноуглубительного флота.

Таким образом, разработка теоретических основ комплексной системы обоснования технико-эксплуатационных характеристик и проектных параметров судов дноуглубительного флота является актуальной проблемой, решение которой позволит обеспечить выполнение важной народно-хозяйственной задачи и даст отрасли существенный экономический эффект.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений; j она содержит ЗЗ&стр. текста, 78 рис. Список используемых источников включает в Ч себя 226 наименований.

Основные результаты работы заключаются в следующем.

1. Впервые вопросы эксплуатации и проектирования судов дноуглубительного флота рассмотрены методологически в виде как комплексной системы, в которой накопленный отечественный и зарубежный опыт эксплуатации земснарядов используется как для создания новых снарядов с оптимальными параметрами, так и для модернизации существующего флота.

2. Разработана экономико-математическая модель, на основе которой теоретически исследованы оптимальные параметры грунтонасосных установок речных землесосов с подвесными, двухопорными и спрямленными грунтопроводами; по результатам расчетов на ЭВМ: рекомендованы проектным и эксплуатирующим флот организациям оптимальные диаметры подвесных, двухопорных и спрямленных грунтопроводов и соответствующие им значения напора грунтовых насосов и мощности главных двигателей землесосов; исследовано влияние производительности землесоса по грунту на эффективность эксплуатации речных землесосов с подвесными, двухопорными и спрямленными грунтопроводами, на основе которого сделан вывод о том, что землесосы с производительность по грунту 4000 м7ч при указанных средствах грунтоотвода являются оптимальными для углубления устьевых северных рек Сибири; показана сравнительная эффективность эксплуатации речных землесосов с различными средствами транспортирования грунта при углублении рек и каналов и создании судоходных трасс на водохранилищах и барах и даны рекомендации эксплуатирующим и проектным организациям по выбору землесосов с наиболее экономичными средствами отвода грунта.

3. Разработан метод проектирования оптимальных по материалоемкости и стоимости подвесных и двухопорных грунтопроводов речных землесосов. Даны рекомендации по выбору комплекса землесос-понтон с подвесным грунтопроводом. Разработаны методики для определения главных размерепий понтонов подвесных и двухопорных грунтопроводов.

4. Теоретически и экспериментально исследована надежность землесосов с двухопорными грунтопроводами в условиях ветрового волнения, по результатам которой сделан вывод о возможности эксплуатации речных землесосов с двухопорными грунтопроводами на водохранилищах и устьевых участках рек при высоте волны до 1,2 м. Автором создано для эксплуатации в этих условиях грунтозаборное устройство землесоса, признанное изобретением (A.C. № 1677138 iui.E02F3/8 Москва 1991).

5. По результатам выполненных нами теоретических и экспериментальных исследований спроектированы, построены и внедрены в производство: подвесной грунтопровод для землесоса пр.23-110 (авторское свидетельство СССР № 353005 по кл.Е-02 f 3/88), подвесной грунтопровод для землесоса пр. 1-517-03, пр.4514 (A.C. СССР № 1199875 от 22 августа 1985 г.)

Обширные производственные испытания землесоса «Волжский-701» практически доказали достоверность выполненных теоретических и экспериментальных исследований.

Экономический эффект от использования на Волго-Балтийском водном пути только одного землесоса пр.23-110 с подвесным пульпопроводом пр.814 ГИИВТа в течение 5 навигаций составил 119 тыс.руб. в ценах 1975 г.

Результаты эксплуатации землесоса пр. 1-517-03 с подвесным грунтопроводом пр.4514 на водных путях Обь-Итышского бассейна позволили повысить производительность землесоса по грунту на 14,6% и получить экономический эффект за одну навигацию 255 тыс.руб. в ценах 1986 г.

6. Накопленный опыт проектирования и эксплуатации землесосов с подвесными грунтопроводами в речных условиях позволил автору решить важную народно-хозяйственную задачу - обосновать проектирование и строительство О серии высокопроизводительных (4000 м /ч) землесосов с подвесными грунтопроводами, способных впервые в мировой практике работать как на морских, так и на речных путях в сложных климатических условиях Сибири и Якутии.

Для их создания были разработаны методики расчета оптимальных параметров и главных размерений нового землесоса и проведены испытания в различных условиях эксплуатации.

Применение новых землесосов на устьевых участках северных рек позволило; в 1,2-2 раза снизить себестоимость извлечения и транспортирования 1 м~' грунта, в 2-2,8 раза повысить производительность труда экипажей, экономический эффект от сокращения объемов перевалки грузов на барах Яны и Индигирки по данным ЛОРПа составил в навигацию 1988 г. - 228 тыс.руб., а в навигацию 1989 г. - 360 тыс.руб.

Экономический эффект от эксплуатации на барах Обской губы землесоса пр.П2104 «Ямал» по данным Иртышского БУГ1 составил 2 млн.873 тыс. руб., а землесоса «Явай» - 1 млн. 154 тыс.руб. в ценах 1987 г.

Использование указанных выше землесосов обеспечило создание требуемых глубин и возможность завоза грузов в труднодоступные газонефтедобывающие районы Крайнего Севера в 1987-88 г.г.

7. В 1998 г. автором выбран современный критерий оптимизации и получены выражения для обоснования параметров речного дноуглубительного флота с целью проектирования и строительства на перспективу до 2010 г.

По результатам расчетов на ЭВМ: даны рекомендации по модернизации существующего парка землесосных снарядов с приведением их производительности к оптимальным значениям; выполнено технико-экономическое сравнение землесосов с погружными грунтовыми насосами и традиционных землесосов и даны рекомендации проектным и эксплуатирующим флот организациям, по их использованию.

8. Впервые исследована надежность специального оборудования земснарядов, на основе которой в 1981 г. автором разработаны, утверждены Минречфлотом и опубликованы ныне действующие «Правила технической эксплуатации специального оборудования земснарядов».

282

9. Теоретически исследованы оптимальные для эксплуатации в современных условиях скорости движения гидросмеси в грунтопроводах дноуглубительных землесосов и даны рекомендации по выбору мощности главных двигателей как новых, так и модернизируемых землесосов с грунтонасосными установками, обеспечивающие движение гидросмеси с заданной скоростью.

10. Проведено технико-экономическое сравнение землесоса с роторно-ковшовым и фрезерным рыхлителями грунта и многочерпакового земснаряда при извлечении тяжелых грунтов и даны рекомендации ДВВП Росречфлота по выбору наиболее экономичных типов земснарядов.

11. Разработана новая сетка типов судов речного дноуглубительного флота на перспективу до 2010 г., внедрение которой позволит успешно выполнять федеральную программу «Внутренние водные пути России на 1996-2000 г.г.» и даст отрасли существенный экономический эффект.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненная диссертационная работа посвящена совершенствованию эксплуатации существующего парка речных землесосов путем оптимизации параметров их грунтонасосных установок и использования эффективных средств транспортирования грунта, а таюке созданию речного дноуглубительного флота нового поколения на перспективу до 2010 г.

1. Алферьев М.Я. Теория корабля. М.: Транспорт, 1972.-352 с.

2. Арефьев H.H., Гамзин Б.П. К вопросу сгущения водогрунтовой смеси на всасывающей линии землесосного снаряда: Сб. науч. тр. ГИИВТа Н.Новгород, 1990,-Вып. 224 - С.42-55.

3. Алпатов А.И., Митюшин Д.Н., Шкундин Б.М. Задачи совершенствования оборудования гидромеханизации: Сб. науч. тр. гос. проекта, ин-т гидромеханизации. -М: 1973, с.52-57.

4. Анфимов В.Н., Ваганов Г.И., Павленко В.Г. Судовые тяговые расчеты. М.: Транспорт, 1978. - 216 с.

5. Арсеньев С.П. Перспективные типы речных транспортных судов. М.: Речной транспорт, 1962. - 165 с.

6. Асатур К.Г. К вопросу о профиле гидромониторного пасад-ка//Гидравлическое строительство. 1962. - №11. - С.13-17.

7. Бажан П.И., Вайсблат Б.И., Трянин И.И. Основы научных исследований на речном транспорте. Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1990. - 319 с.

8. Басин A.M., Анфимов В.Н. Гидродинамика судна. JL: Речной транспорт, 1961.- 684 с.

9. Басин A.M. Качка судов. М.: Транспорт, 1969. - 376 с.

10. Башкиров В.Д., Пономарев H.A. Повышение эффективности работы землесосов на засоренных грунтах.: Сб. науч. тр. ГИИВТа, Горький, 1966. Вып. 66. - С. 18-34.

11. Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Справочник по статистике и динамике корабля. JL: Судостроение, 1975. - 186 с.

12. Бородулин Я.Ф., Сущенко Б.Н. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы. М.: Транспорт, 1973. - 430 с.

13. Борщевский Ю.Т., Федоткин Н.М., Погодаев Л.И. Повышение эффективности землесосных снарядов. Киев.: Будевельник, 1974. - 248 с.

14. Бутов A.C. Методологические основы комплексной системы текущего иоперативного планирования работы флота: Автореф. дис. . д-ра техн.наук . М., 1990.- 54 с.

15. Ваганов Г.И. Определение минимума объема выемки грунта при расширении криволинейного судового хода. Под.ред. А.Г.Малышкина. М.: Высшая школа. 1968, 139 с.

16. Васильев A.B. Теория и расчет качки связанных судов на ветровой волне.// Тр. ГИИВТа. Гидромеханика судна. Волго-Вятское кн. изд-во. Горький, 1964. С. 42-83.

17. Власов A.A. Техническая эксплуатация дноуглубительных снарядов. М.: Транспорт, 1970. - 199 с.

18. Власов В.Г. Автоматическое управление технологическим процессом дноуглубления.// Тр. Новосиб. ин-та инж. водн. тр-та. Новосибирск, 1977. Выи. 127. -С.3-23.

19. Волков В.И. Результаты натурных испытаний новой фрезы в комплексе со всасывающим наконечником в различных грунтовых условиях.// Тр. ГИИВТа. Горький, 1976. Вып. 142,- С.12-18.

20. Волков В.И., Разживин С.Н. Расчет и проектирование грунтовых насосов и черпаковых устройств земснарядов: Учеб. пособие. 4.1 и II. Горький, 1976. 79 с.

21. Воронин В.Ф. Эффективность и безопасность эксплуатации оптимальных большегрузных составов на речном транспорте (спец. 05.22.19 Эксплуатация водного транспорта): Дис. д-ра. техн. наук. - Горький, 1987. - 428 с.

22. Воронин В.Ф. Исследование вопросов эксплуатации пыжевых секционных составов (спец. 05.22.19 Эксплуатация водного транспорта): Автореф. дис. канд. техн. наук. - Горький, 1973. - 18 с.

23. Воронин В.Ф., Жмачинский В.И. Внешнеэкономическая деятельность и ее эффективность: Учеб.пособие. Н.Новгород: ВГАВТ, 1995. - 123 с.

24. Воронин В.Ф. Дисконтирование при экономическом обосновании эффективности проектных решений: Метод.указ. Н.Новгород: ВГАВТ, 1997. - 15с.

25. Воронин В.Ф. Основы бизнеса и внешнеэкономических связей: Метод.указ. Н.Новгород: ВГАВТ, 1998. - 36 с.

26. Воронин В.Ф. Экономика водного транспорта: Конспект лекций. -Н.Новгород: ВГАВТ, 1993.- 143 с.

27. Гаранин Д.В. Анализ качества перевозок зерновых грузов на транспортных линиях в ВОРПе// Тр. ГИИВТа. 1991. - №252. - С. 94-95.

28. Гамзин Б.П., Лукин Н.В. Повышение износостойкости грунтовых насосов землесосов ЗРС-2500. Передовой опыт и новая техника. - М.: ЦБНТИ Минреч-флота, 1976. - №10 (34) - С. 56-60.

29. Глезин М.М. Графический способ определения эффективных режимов рефулерной установки// Вопросы техники на речном транспорте. Речиздат. 1952. - С. 31-36.

30. Горбунов Н.Д., Золотов В.И., Бузина С.А. Исследование износостойкости деталей сочленения черпаковой цепи дноуглубительной техники//Сб.науч.тр. ГИИВТа. 1990. - №248. - С.51-58.

31. Горюнов С.И. О повышении производительности земснарядов// Гидротехническое строительство. 1953. - №9. - С. 31-42.

32. Градобоев и др. Резиново-тканевый грунтопровод// Речной транспорт. -1975.-№9.-С. 17-23.

33. Двойников А.Н. Определение оптимальных параметров грунтонасосных установок землесосов со спрямленными плавучими грунтопроводами// Тр.ГИИВТа, Горький. 1978. - Вып. 162, ч.2 - С. 112-125.

34. Доманевский Н.А. Технико-экономическое обоснование сетки судов дноуглубительного флота// Тр. ЦНИИЭВТа М. - 1961. - Вып 22. - С. 31-44.

35. Диминский К.В. О работе землесосов с максимальной производительностью по грунту// Речной транспорт. 1966. - №2. - С. 31-37.

36. Егоров Н. Эффективность экрана и пригрузки черпаковой цепи// Речной транспорт. 1977. - №1. - С. 49-50.

37. Елин С.М. Укладка грунта с помощью выкидного конусного насадка// Речной транспорт. 1970. - №5. - С. 10-13.

38. Захаров В.Н. Научные основы оперативного управления работой грузовых судов речного флота: Автореф. дис. . д-ра техн.наук. М., 1983. - 50 с.

39. Захаров В.Н., Федюшин В.М. Оперативное управление работой грузовых судов речного флота на базе АСУ "Пароходство". Учебное пособие для слушателей ФПК. Горький, 1987. 79 с.

40. Зернов С.Я. Результаты испытаний многочерпаковых дизельэлектрических снарядов// Тр. ЛИВТа, вып. 88, М.: Транспорт. - 1967. - С. 12-18.

41. Зиненко A.A. Опыт разработки баровых участков землесосами и много-черпаковыми снарядами// Производственно-технический сборник МРФ. 1970. -№86, с.12-14.

42. Золотов В.В., Малышкин А.Г., Платов Ю.И. К проблеме автоматизации расчета технического плана пароходства "Волготанкер"// Тр. ГИИВТа, Горький. -1986. Вып. 219. -С.43-54.

43. Иваницкий В.А. Отвал грунта землесосами гидромониторным способом// Речной транспорт. 1961. - №8, с. 12-13.

44. Иванов H.A. О методике определения наиболее производительного режима грунтопасосных агрегатов// Вопросы дноуглубления и гидромеханизации. 1958. -№8, ЦБТИ. - С. 18-23.

45. Иванов В.А. Влияние характеристик папильонажных лебедок на производственные показатели земснарядов// Тр. ГИИВТа, Горький. 1975. - Выи 142, ч.1. -С.33-45.

46. Иванов В.А., Лукин Н.В., Разживин С.Н. Суда технического флота. Учебник для ВУЗов водн. трансп./Под ред. Н.В.Лукииа/ М.: Транспорт, 1982. - 366 с.

47. Илларионов В.Т. Волновые измерения в опытовом бассейне ЛКИ. Экспериментальная гидромеханика судна. Материалы по обмену опытом. Л.: Судостроение, 1972, вып. 173, с. 47-53.

48. Исследовать оптимальный режим работы бустерной грунтонасосной установки из двух землесосов пр.23-112 и 23-110 при транспортировании песка на берег: Отчет о НИР/ ВГАВТ. Рук. к.т.н., доц. Попов Н.Ф. Н.Новгород, 1994, - 83с.

49. Исследования в области создания новых технических средств для обслуживания водных путей (Технический флот, I этап): Отчет о НИР/ ВГАВТ. Рук. к.т.н., доц. Попов Н.Ф. Н.Новгород, 1997. - 231 с.

50. Исследования в области технического флота, необходимого для выполнения программы "Внутренние водные пути России на 1996-2000 гг" по бассейнам: Отчет о НИР/ ВГАВТ. Рук. к.т.н., доц. Попов Н.Ф. Н.Новгород, 1998. - 182с.

51. Исследование и экономическое обоснование эффективных средств отвода грунта речными землесосами в различных условиях эксплуатации: Отчет о НИР по теме №764820. Рук. ст.препод. Попов Н.Ф. Горький, 1977. - 96 с.

52. Исследование низкочастотной вибрации земснарядов пр.РЗб: Отчет о НИР по теме №83.4851. Рук. к.т.н., доц. В.А.Иванов/ ГИИВТ Горький, 1983. - 68с.

53. Исследование работы черпакового устройства с целью определения рациональной схемы его размещения, конструкции черпаковой башни и копра многочер-паковых земснарядов: Отчет о НИР/ ГИИВТ. Рук. к.т.н. Иванов В.А. Инв.№Б 687551. Горький, 1978. - 53 с.

54. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений на речном транспорте. М.: Транспорт, 1974. - 50 с.

55. Исследование ходовых и пульпометных устройств малогабаритных мелиоративных земснарядов типа МЗ-5 в условиях работы без плавучего пульпопровода: Отчет о НИР ВНИИЗЕММАШа по теме 09-68. Л.: 1968. - 50 с.

56. Исследование вопроса о целесообразности применения землесосов с подвесным выбросным грунтопроводом на морских каналах СССР: Отчет Ленморнии-проекта о НИР по теме № ОПС-19. Л.: 1964. -96 с.

57. Исследование возможностей применения пропеллерных насосов в качестве грунтовых: Отчет ГИИВТа о НИР по теме 506. Горький, 1967. - 78 с.

58. Карюков В.А. Исследования дизельных грунтонасосных установок землесосов, разрабатывающих глубоководные месторождения гравия: Дис. . канд. техн. наук. Горький, 1984. - 201 с.

59. Климов В.Г., Попов Н.Ф., Пономарев H.A. Исследование надежности специального оборудования речных дноуглубительных снарядов// Тр. ГИИВТа, 1980. -Вып. 177,ч. I-C. 121-123.

60. Климентов А.Н. Об оптимальном режиме работы землесоса. Гидромеханизация земляных работ. Госэнергоиздат М.: 1959. - С. 12-19.

61. Климентов А.Н. О выборе диаметра напорного пульпопровода. Сб. науч. тр. Дноуглубительные работы на свободных реках и водохранилищах. М.: Речной транспорт, 1958.-С. 19-41.

62. Костюков В.Д. Вероятностные методы расчета запасов прочности и долговечности портовых гидротехнических сооружений. М.: Транспорт, 1979. - 111с.

63. Костюков В.Д. Надежность морских причалов и их реконструкция. М.: Транспорт, 1987. - 223 с.

64. Королев В.В., Попов Н.Ф. Грунтозаборное устройство землесосного снаряда. АС №1677138 кл. E02F3/88 Москва, 1991. 4 е.: ил.2

65. Краковский И.И. Суда технического флота. Судостроение. Л.: 1969. - 503

66. Краковский И.И. О направлении в развитии дноуглубительной техники// Речной транспорт. 1956. - №5. - С. 10-12.

67. Краковский И.И. Современное состояние зарубежной дноуглубительной техники. Горький, 1968, ГИИВТ. - 32 с.

68. Кожухарь В.И. Проблемы совершенствования теории технического планирования на речном транспорте: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1987. - 58с.

69. Кутыркин В.А. Оптимизация работы насосных установок нефтеперекачивающих станций и танкеров. Учебное пособие. Горький, 1978, ГИИВТ. 51 с.

70. Кутыркин В.А., Рудницкий В.И., Беспалов В.И. Проектирование судовых энергетических установок. Горький, 1982, ГИИВТ. 42 с.

71. Кутыркин В.А., Плющаев В.И., Смирнов Н.Г., Фейгин М.И. Оптимизация процессов управления энергетическими установками судов в автоматизированном режиме. ЦБНТИ, Наука и техника на речном транспорте. М.: 1996, вып. 11. - С. 312.

72. Логачев С.И., Орлов О.П. Проблемные вопросы развития транспортного судостроения. Судостроение, 1995, №2-3. С.3-9.

73. Логачев С.И. Рациональные области использования судов новых типов и новых технических решений на судах традиционных типов. Судостроение, 1995, №5-6. С.3-9.

74. Любимов В.И. Комплексное обоснование технико-эксплуатационных характеристик и архитектурно-компоновочных параметров пассажирских скоростных судов: Дис. . д-ра техн. наук. Н.Новгород, 1996. - 352 с.

75. Люсов H.A., Попов Н.Ф. Исследование режимов работы грунтонасосного комплекса землесоса пр. 1-517-03 с подвесным грунтопроводом// Тр. ГИИВТа, Горький, 1984, вып. 207. с. 61-64.

76. Лукин Н.В. Характеристики землесосов и оптимальные режимы их работы. Горький, 1969, ГИИВТ. 35 с.

77. Лукин Н.В. Расчет и проектирование грунтонасосных установок речных землесосов. Горький, 1974, ГИИВТ. 53 с.

78. Лукин Н.В. Расчет оптимальной скорости движения смеси в грунтопроводе землесоса. Горький, 1970, ГИИВТ, вып. 110 С. 17-26.

79. Лукин Н.В., Климов В.Г. Расчет оптимальной производительности землесосов для различных условий эксплуатации. Горький, 1971, ГИИВТ, вып. 118, ч.1 -С.13-19.

80. Лукин Н.В., Попов Н.Ф., Садеков М.Х. Экспериментальные исследования пульпометных устройств землесосов. Сб. материалов XVIII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа. Горький, 1971. -С. 14-16.

81. Лукин Н.В., Разживин С.Н., Стариков A.C. Суда технического флота: Учеб.пособие для ВУЗов. М.: Транспорт, 1992. - 335 с.

82. Мартынов A.A. Исследование оптимальных параметров и состава энергетических установок дноуглубительного флота: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -Одесса, 1975.-20 с.

83. Маргулец В.И. Производственная проверка опытного образца самоуправляющегося плавучего грунтопровода// Производственно-технический сборник МРФ. М.: 1971, вып. 100. - С.14-20.

84. Малышев В.В. Выбор наиболее эффективного варианта судна по суммарным затратам. Судостроение, 1985, №11. С. 5-6.

85. Малышкин А.Г. Организация и планирование работы речного флота. М.: Транспорт, 1985. - 215 с.

86. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. Утверждены Госстроем, Министерством экономики, Министерством финансов и Госкомпромом РФ №7-12/47 от 3 марта 1994. 80 с.

87. Миронов В.Г. Пути снижения себестоимости перевозок в 10-й пятилетке// Речной транспорт. 1976. - №4. - С. 17-19.

88. Морозов А.П. О выборе наивыгоднейшей производительности дноуглубительных снарядов// Тр. НИИВТа, Новосибирск. 1958. - Вып. 1. - С. 17-23.

89. Миюсов В.А. Метод динамического расчета черпаковых устройств. Технико-экономическая информация. Серия "Морские пути и дноуглубительные работы". ММФ СССР. ЦБНТИ. М.: 1969. - С. 9-18.

90. Механизация удаления камней объемом до 1,5 м3 из черпаков многочерпа-ковых снарядов: Отчет о НИР по договору о творческом содружестве с УВБВП им. В.И.Ленина (промежуточный). Рук.Пономарев H.A. Горький. - 1983. - 39 с.

91. Ногид Л.М. Теория проектирования судов. Л.: Судостроение, 1989. - 476с.

92. Носач В.В. Решение задач аппроксимации с помощью персональных компьютеров. М.: МИКАП, 1994. - 192 с.

93. Огородников С.П., Терехин М.Е., Жердев В.А. Повышение эффективности землесосов, работающих на короткий напорный трубопровод. Производственно-технический сборник МРФ. М.: 1966, вып. 54. - С.17-23.

94. Орлов Ю.Ф., Попов Н.Ф. Расчет параметров качки и усилий в связях землесоса и двухопорного грунтопровода на регулярной волне// Тр. ГИИВТа, Горький, 1975.-Вып. 142,ч. I-C. 17-25.

95. Орлов Ю.Ф., Попов II.Ф., Украинский Б.С. Редукционные коэффициенты к главной части возмущающей силы бортовой и поперечно-горизонтальной качки понтонов прямоугольной формы// Тр. ГИИВТа, Горький, 1974. Вып. 133, ч. 2 . - С. 19-23.

96. Осипов Л. Насадки для гидромониторного способа транспортирования грунта// Речной транспорт. 1962. - №2. - С. 12-13.

97. Отраслевая методика определения экономической эффективности постройки транспортных и обслуживающих судов на предприятиях Министерства речного флота РСФСР. Минречфлот РСФСР. М.: 1980. - 110 с.

98. Обоснование направлений совершенствования технологического оборудования многочерпаковых земснарядов на основе опыта эксплуатации: Отчет о НИР/ Московский филиал ЛИВТ. Рук.Белоусов А.Р. Инв.№Б864172. М.: 1980. - 57 с.

99. Паненко С.М. Поперечная качка земснаряда, стоящего на якорях// Тр. ЦНИИМФа. М.: 1972. - Вып. 173. - С. 17-23.

100. Пашин В.М. Системные принципы проектирования практическая значимость и главные проблемы. Судостроение. - 1987. - №11. - С. 4-7.

101. Подгорный A.C. Основы методики экономических обоснований новых судов в условиях перехода на рыночные отношения// Тр. ЦНИИЭВТа. М.: Транспорт, 1991. - С. 36-66.

102. Погодаев Л.И., Лукин Н.В. Режимы работы и долговечность деталей землесосных снарядов. М.: Транспорт, 1990. - 192 с.

103. Попов Н.Ф. Результаты буксировочных испытаний модели землесоса типа "ДЭ-650" с подвесным пульпопроводом на отдельном понтоне. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВ-Та, Горький, 1971, 4.2. С. 10-13.

104. Попов Н.Ф. Исследование гидравлических характеристик полиэтиленовых труб. Материалы научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа (1971-72 уч. год), Горький, 1972. С. 18-23.

105. Попов Н.Ф. Надводный способ транспортирования пульпы речными землесосами. Материалы 3-й Всесоюзной научно-технической конференции по дноуглубительному флоту. Горький, 1973. С. 10-14.

106. Попов Н.Ф. Подвесной пульпопровод на отдельном понтоне для транспортирования грунта землесосами типа "ДЭ-650" при углублении узких рек, каналов и баров. Производственно-технический сборник МРФ. М.: 1973. - Вып.116. -С. 61-64.

107. Попов Н.Ф. Модельные испытания качки на волнении землесоса гір.23-112 с двухопорным грунтопроводом. Материалы XVII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа, Горький, 1974, ч.2. С. 17-21.

108. Плавучая установка для подачи пульпы от землесосного снаряда в отвал. A.c. 353005 по кл. E-02f 3/88. Москва, 1972/ Н.Ф. Попов (СССР). 4 е.: ил.2

109. Попов Н.Ф. Исследование износостойкости и гидравлических характеристик полиэтиленовых труб в пульповодах речных землесосов// Тр. ГИИВТа, Горький, 1976. Вып. 142, 4.2. - С. 17-25.

110. Попов Н.Ф. Выбор рациональной формы комплекса землесос понтон с подвесным пульпопроводом. Материалы XVIII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа, Горький, 1975. - С. 12-21.

111. Попов Н.Ф. Определение главных размерений понтона с подвесным пульпопроводом на начальной стадии проектирования. Материалы XVIII научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ГИИВТа, Горький, 1975, 4.2. С. 27-33.

112. Попов Н.Ф. Выбор землесосов с оптимальными средствами транспортирования грунта при углублении узких судоходных трасс// Тр. ГИИВТа, Горький, 1976, вып. 142, 4.2.-С. 12-39.

113. Попов Н.Ф. Определение главных размерений понтона двухопорного пульпопровода. Сб. науч. тр.//ГИИВТ, 1976, №170. С. 15-19.

114. Попов Н.Ф. Эффективность подвесного пульпопровода//Речной транспорт. 1977. -№3. -С.14-16.

115. Попов Н.Ф., Маргулец В.И. Определение оптимального диаметра спрямленного самоуправляющегося пульпопровода. Сб. науч. тр.// ГИИВТ, Горький, 1976, вып. 171.-С. 12-18.

116. Попов Н.Ф. Определение оптимальных параметров грунтонасосных установок речных землесосов с подвесными двухопорными и спрямленными пульпопроводами// Тр. ГИИВТа, Горький, 1978, вып. 162, ч. 2. С. 67-78.

117. Попов ГІ.Ф. Результаты расчета оптимальных сроков замены быстроюнашивающихся деталей грунтовых насосов серийных речных землесосов. Тезисы докладов на НТК "Проблемы речного транспорта", Горький, 1980. С.148-151.

118. Попов Н.Ф., Щилов М.П. Результаты расчета оптимальных параметров землесоса для углубления устьевых участков северных рек// Тр. ГИИВТа, Горький, 1987, вып. 226.-С. 15-34.

119. Попов Н.Ф., Щилов М.Г1. Первые практические результаты// Речной транспорт. 1987. - №7. - С.37-38.

120. Попов Н.Ф. Технико-экономические показатели работы землесосов пр.П2104 и пути их совершенствования//Тр. ГИИВТа, Горький, 1989, вып. 246. С. 34-45.

121. Попов Н.Ф., Пономарев H.A. Исследование режимов работы грунтона-сосной установки землесоса пр.1-517-03 с подвесным грунтопроводом// Тр. ГИИВТа, Горький, 1991, вып. 254. С. 55-66.

122. Попов Н.Ф., Прейс J1.K., Сапожников В.И., Перцев В.А. Установка для подачи пульпы в отвал. A.c. СССР №119985 по кл. E02F 3/88, Москва,1985. -4с.:ил.2

123. Попов Н.Ф., Пономарев H.A. Исследование режимов работы грунтона-сосной установки землесоса пр.1-516// Тр. ГИИВТа, горький, 1991, вып. 262. С. 39-52.

124. Попов Н.Ф., Пономарев H.A. Дноуглубительные снаряды. Методическое пособие для студентов очного и заочного обучения специальности ЭСЭУ (14.03). Горький, 1992. 22 с.

125. Попов Н.Ф. Технико-экономическая модель обоснования типов речных дноуглубительных землесосов с оптимальными параметрами грунтонасосных установок// Тр. ГИИВТа, Горький, 1998, вып. 281. 54 с.

126. Попов Н.Ф., Пономарев H.A., Иваницкий О.В. Основные направления в области создания и совершенствования дноуглубительных землесосов в России и за рубежом.// Тр. ВГАВТ, Н.Новгород, 1999, вып. 283. С. 51-58.

127. Попов Н.Ф., Пономарев H.A., Смирнов C.B. Основные направления в области создания и совершенствования многочерпаковых дноуглубительных земснарядов в России и за рубежом.// Тр. ВГАВТ, Н.Новгород, 1999, вып. 283. С. 73-79.

128. Попов Н.Ф., Иваницкий О.В. Технико-экономическое сравнение землесоса с роторно-ковшовым рыхлителем грунта и многочерпакового земснаряда// Тр. ВГАВТ, Н.Новгород, 1999, вып. 283. С. 81-92.

129. Попов Н.Ф., Смирнов C.B. Типоразмерный ряд наиболее экономичных многочерпаковых дноуглубительных земснарядов на перспективу до 2010 г.// Тр. ВГАВТ, Н.Новгород, 1999, вып. 283. С. 93-104.

130. Пухов П.П., Королев В.В. Некоторые пути повышения производительности при добыче песчано-гравийной смеси// Тр. ГИИВТа, 1973, вып. 135. С. 81-86.

131. Пьяных С.М. Основные тенденции развития речного транспорта. Проблемы развития речного транспорта: Сб. науч. тр. ЦНИИЭВТ. М.: Транспорт, 1990. - С. 3-24.

132. Речной транспорт (общий курс): Учеб. для ВУЗов/ Л.В.Багров, Л.С.Быков, Н.П.Гаранин, В.В.Трофимов. Под ред. Л.В.Багрова. М.: Транспорт, 1993. - 334 с.

133. Перспективы создания плавучих технических средств для крупного гидротехнического строительства. Институт Гидропроект им. С.Я.Жука. М.: 1973. -63 с.

134. Производственные испытания землесоса "Дноуглубитель": Отчет о результатах исследований технико-эксплуатационных качеств землесоса "Дноуглубитель". РЦПКБ ММФ. Ростов, 1970. - 49 с.

135. Правила технической эксплуатации специального оборудования дноуглубительных снарядов/ Н.Ф.Попов, H.A. Пономарев, Е.П.Кулыгин, В.В.Пашоков. Подред. Н.Ф.Попова. M.: Транспорт, 1981. - 87 с.

136. Протокол испытаний макетного образца патрульного земснаряда В-37, г.Сыктывкар, 5 октября, 1973 г. 6 с.

137. Разживин С.Н. Динамика черпаковой цепи землечерпательного снаряда/Ар. ГИИВТа, Горький, 1970, вып. 110. 10 с.

138. Ратьков В.А. Эффективные режимы работы землесосной помпы. Сб. "Вопросы техники на речном транспорте", 1954, вып.5-6. С. 13-19.

139. Разработка комплекса грунтозаборное устройство рефулерный насос для малогабаритного земснаряда: Отчет о НИР. ГИИВТ - Горький, 1966. - 29 с.

140. Разработка и технико-экономическое сравнение различных способов и средств транспортирования песка на берег дноуглубительными землесосами па значительные расстояния: Отчет о НИР/ ГИИВТ. Рук. к.т.н., доц. Попов Н.Ф. -Горький, 1991. -29 с.

141. Разработать предложения к плану пополнения грузовых судов ВОРПа: Отчет о НИР (промежуточный). Горьковский институт инженеров водного транспорта (ГИИВТ). Рук. Е.П.Роннов 915357 - Н.Новгород, 1992. - 96 с.

142. Разработка научного прогноза развития дноуглубительной техники и обслуживающего флота путевого хозяйства: Отчет ГИИВТа по теме 1076, Горький, 1971.-75 с.

143. Реферативный журнал "Водный транспорт", №1, 1994. Реферат 1Б266. Реконструкция землесосного снаряда.

144. Реферативный журнал "Водный транспорт", №7, 1995. Реферат 7А73. Земснаряды.

145. Реферативный журнал "Водный транспорт", №12, 1994. Реферат 12А100. Землесосы для Тайваня.

146. Реферативный журнал "Водный транспорт", №11, 1993. Реферат 11Б213.

147. Разработка малогабаритных землечерпательных снарядов.

148. Реферативный журнал "Водный транспорт", №11, 1993. Реферат 11Б214 Разборные землесосные снаряды.

149. Реферативный журнал "Водный транспорт", №1, 1996. Реферат 1Б152 Строительство земснарядов в Нидерландах.

150. Реферативный журнал "Водный транспорт", №2, 1994. Реферат 2А86 Земснаряд.

151. Реферативный журнал "Водный транспорт", №3, 1994. Реферат ЗА85 Многоцелевое вспомогательное рабочее судно (Нидерланды).

152. Реферативный журнал "Водный транспорт", №11, 1993. Реферат 11Б162. Эффективно ли использование землесосов для обеспечения операций по утилизации разливов нефти?

153. Реферативный журнал "Водный транспорт", №6, 1994. Реферат 6Б110. Проблемы размещения вынутых при дноуглублении грунтов (США).

154. Реферативный журнал "Водный транспорт", №11, 1993. Реферат 11Б156. Землечерпание и окружающая среда.

155. Реферативный журнал "Водный транспорт", №8, 1993. Реферат 8Б202. Землесосный снаряд фирмы JHC, не оказывающий влияния на окружающую среду.

156. Реферативный журнал "Водный транспорт", №8, 1993. Реферат 8Б96. Тенденции портовых землечерпательных работ.

157. Реферативный журнал "Водный транспорт", №9, 1993. Реферат 9А47. Земснаряд для очистки водоемов от загрязненных донных осадков.

158. Реферативный журнал "Водный транспорт", №1, 1996. Реферат 1А101. Микрокомпьютерное контрольное устройство для слежения за операциями землесосного снаряда.

159. Реферативный журнал "Водный транспорт", №2, 1995. Реферат 2А98. Землечерпательный снаряд.

160. Реферативный журнал "Водный транспорт", 1974. Реферат 5А284. Мно-гочерпаковый земснаряд.

161. Реферативный журнал "Водный транспорт", 1980. Реферат 1А211. Многоковшовый землечерпательный снаряд.

162. Реферативный журнал "Водный транспорт", 1980. Реферат 5А270. Разборный многоковшовый землечерпательный снаряд.

163. Реферативный журнал "Водный транспорт", 1974. Реферат 7А338. Мпо-гочерпаковые земснаряды.

164. Реферативный журнал "Водный транспорт", 1979. Реферат 6А330-6А332. Землечерпательный снаряд.

165. Реферативный журнал "Водный транспорт", 1998. Реферат 1А169. Упрочнение тяжело нагруженных элементов.

166. Реферативный журнал "Водный транспорт", 1990. Реферат 2Б220. Дноуглубительный снаряд.

167. Реферативный журнал "Водный транспорт", №1, 1996. Реферат 1Б152. Строительство земснарядов в Нидерландах.

168. Реферативный журнал "Водный транспорт", 1993. Реферат 11А24. Проектирование многочерпакового снаряда.

169. Розенфельд Ф.А. Землесосные снаряды. М.: Машгиз, 1953. - 247 с.

170. Романенко Б.Е. Эффективные режимы и способы работы землесоса. Л.: Речной транспорт, 1954. - 196 с.

171. Романюк Б. Разработка бара реки Яны// Речной транспорт. 1971. - №8. -С. 17-18.

172. Роннов Е.П. Оптимизация элементов и характеристика судов внутреннего плавания// Тр. Горьковского института инженеров водного транспорта (ГИИВТ), 1987.-Вып. 229.-С. 18-24.

173. Рудницкий В.И. К вопросу о взаимосвязи конструкции и длины плавучего грунтопровода речного транзитного землесоса// Тр. ГИИВТа, Горький, 1967, вып. 77.-С. 37-56.

174. Рыжов Л.М. О дальнейшем направлении исследований в области автоматизации оперативного управления работой флота// Тр. ГИИВТа, Горький, 1976, вып. 146. С.3-8.

175. Сапожников М.М. Гидравлические закономерности турбулентного движения в трубах из различных материалов. JL: Стройиздат, 1954. - 143 с.

176. Сводный отчет о теплотехнических испытаниях, проведенных на земле-черпательнице "А.Уваров", землечерпательнице "Турайда", землесосе "Балтийское море" с 16 мая по 9 июня 1977 г. 2125-940-002. Ростовское ЦКБ. 54 с.

177. Семенов-Тян-Шанский В.В., Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Качка корабля. Д.: Судостроение, 1969. - 147 с.

178. Смирнов Н.Г. Особенности технико-экономической модели обоснования характеристик судов и их элементов. ЦБНТИ. Наука и техника на речном транспорте, вып. 2, 1996.-С. 1-9.

179. Смирнов Н.Г., Щилов М.П., Попов Н.Ф. Пути совершенствования речных дноуглубительных землесосов. ЦБНТИ. Наука и техника на речном транспорте, вып. 11, 1998.-С. 1-25.

180. Смолдырев А.Е. Трубопроводный транспорт. М.: Недра, 1980. - 293 с.

181. Силин H.A., Коберник С.Г. Режимы работы крупных землесосных снарядов и трубопроводов. Киев.: АН УССР, 1962. 176 с.

182. Соколов В.А. Гидродинамическое исследование бортовой качки на волне// Тр. ЦАГИ, 1967, вып. 651. С. 17-23.

183. Спитковский М.И. Суда технического и вспомогательного флота. М.: Транспорт, 1965. - 141 с.

184. Стариков A.C. Пути повышения производительности речных землесосов/Леечной транспорт, 1961. №7. - С. 34-40.

185. Стариков A.C. Технология работы речных земснарядов. М.: Транспорт, 1969. - 176 с.

186. Тавризов В.М. Насадки для отвода пульпы// Механизация строительства. 1965,- №9. -С. 34-45.

187. Тернер Т.М. Рост масштабов использования погруженных насосов.

188. Транспортерная приставка к земснарядам проектов 589, 570 и 23-75. -Информ. карта №15308 ЦБНТИ Минречфлота, 1976, отчет Горьковского ЦКБ.

189. Телегин А.И. Повышение сохранности сухогрузов при перевозке речным транспортом: Дис. . д-ра техн. наук.- Горький, 1989. 53 с.

190. Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений. М.: Экономика, 1969. - 29 с.

191. Фомин Г.Н., Богданович Г.И. Динамические нагрузки в приводе дноуглубительного устройства многочерпакового земснаряда МШДЭ-150// Тр. ГИИВТа, 1980, вып. 177. С. 132-142.

192. Харин А.И. Выбор оптимального режима работы землесосного снаряда. Информационный бюллетень. Гидромеханизация, 1963. №4. - С. 28-32.

193. Харин А.И. Разработка грунтов плавучими землесосными снарядами. -М.: Стройиздат, 1966. 235 с.

194. Чекренев А.И. Дноуглубление. М.: Транспорт, 1987. - 146 с.

195. Чураков В.В. Исследование и разработка технологических основ управления процессом грунтозабора дизельных землесосов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Горький, 1984.

196. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбоцементных, пластмассовых и стеклянных водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1973.-С. 23.

197. Шкундин Б.М. Землесосные снаряды. Энергия, 1973. 341 с.

198. Юфин А.П. Гидромеханизация. М.: Стройиздат, 1974. - 222 с.

199. Яковлев С.Г. Исследование и разработка погружного бустерного грунтового насоса осевого типа: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Н.Новгород, 1992. - 20

200. Оптимизация несущей конструкции пульпопровода на землесосе пр.231. ЗОЇ110: Отчет ГИСИ им. В.П.Чкалова по теме 393/К, Горький, 1975. 96 с.

201. Blaum R., Marnitz F. Die Schwimmbagger. Bd 1.В., Springer, 1963.

202. Gibert R. Etude experimentale die refoulement des matériaux en condites en particulier des produites dragage et des Shlammes. Transport hydraulique, 1952.

203. Gibert R. Transport hydraulique et refoulement des mixtures en condites. Annales des ponts et chaussess, 1960, 3,4.

204. Ir R de Grott. Floating pipelins for use in swells. Ports and Dredging. 1972,74.

205. Heers К. SeewasserstraBenVertiefung und Unterhaltung durch Schleppkopf -Saugbagger mit Seitenausleger. Schiff und Hafen, 1963. №1.

206. Massey I. New Dredger for U.S. Engineers. The Dock and Harbour Authority, 1965, №532.

207. News from overseas. Large Dredger built in Japan. The Shipping World, May,1960.

208. River dredgers for the Sovier Union. Ports and Dredging. №76.

209. Wilson Jamss F. Awadella Nabil G. In 3-rd Anny offchore Technol. Conf. Honston, Prepr. Vol. 2, Dallas, Tex. 1971.

210. World Dredging Marine Construction, January-February, 1976, Vol. 2.

211. World Dredging Marine Construction, June, 1972, Vol. 8. №7.

212. World Dredging Marine Construction, January, 1972.

213. World Dredging Marine Construction, Nowember, 1972, Vol. 8. №12.

214. New Generation IHC "Beavers". Ports and Dredging, 1998, E149.

215. Proceedings of the Second International Conference on Dredging and Dredger Matereal Placement. USA New York, November 13-16, 1994.i j і U*