概況
采砂船主要用於河道采沙,采沙船能進入使用的沙場或水庫,江河湖泊,其工作原理是利用減速機帶動挖沙斗,使之進行開採水下的沙子,采砂船操作簡便,效率高,適用於河道,水庫,內陸湖泊,流動或不流動的河水下的沙子源等。
一般對采砂而言, 按其砂質用途不同, 採挖形式也不同。細砂多用吸砂船, 粗砂則多用鏈斗式或吊抓式采砂船。其中鏈斗式采砂船工作時的位置相對比較固定, 移動範圍小, 而且移動速度也慢, 吸砂式采砂船工作時分定位和自航吸砂式, 前者較為穩定, 後者活動範圍大、上下移動快, 左右擺動大。吊抓式與吸砂式基本相同,但活動采砂時稍比吸砂式慢一點, 且範圍稍小一點。
結構
由船體、抽沙輸送系統、沖沙系統、排空系統、移動系統等組成。抽沙輸送系統包括動力(電機或柴油機)、離合器、抽沙泵、吸沙管、排沙管、輸送管道、浮筒等。沖沙系統包括高壓水泵、高壓水泵管、吸沙龍頭等。排空系統包括抽真空裝置。移動系統包括吊桿、絞車、卷揚機等。分類
按移行方式分為:鋼繩式、樁柱式、混合式;按挖掘深度分為:淺挖(<6m)、中挖(6~18m)、深挖(18~50m)、超深挖(>50m)。
按挖掘設備分為:
①鏈斗式,在閉合斗鏈上裝許多挖斗,用斗鏈的旋轉和斗橋的往復擺動進行挖掘,使用最廣泛。又分間斷式和連續式兩種。
②單斗式,又分鏟斗式和索斗式,前者在船上裝一個較大的鏟斗,約2~10m3,可挖掘較堅硬的砂礦,多用於海港建設;後者在船上安裝1~4個抓鬥,可在較窄的場所工作,適應變化較大的深度,多用於較深的海洋砂礦開採。
③吸揚式,一種漂浮在水上的泵站,用來開採鬆散的海濱砂礦和露天礦剝離。又分絞吸式、耙吸式和斗輪吸揚式等。
開採工藝
鏈斗自水下挖掘出的礦砂,經裝礦漏斗送到洗礦圓筒篩中;篩下產品與水,經礦漿分配器,分配給各選礦設備;尾砂經尾砂槽排至采砂船後方,形成尾砂堆;篩上的大石塊和泥團,經過礫石溜槽,用輸送機排入船後的採空區,形成礫石堆。提高斗鏈速度是提高采砂船生產能力的重要途徑。影響斗鏈速度的因素,主要是岩礦的性質。粘性砂土的斗鏈速度要小些,以易於卸料;砂質鬆散土岩,斗鏈速度可稍大。一般為每分鐘16~24斗。
開拓方法
①基坑開拓法沿礦體邊界或在礦體附近,開掘安裝采砂船的坑。基坑的尺寸由采砂船的規格決定,深度由采砂船漂浮所需水深決定。如斗容為6001的采砂船,基坑長145m,寬120m,水深6m。此法用於開採河漫灘的砂礦。
②築壩開拓法修築若干橫穿河谷的永久性或臨時性擋水壩,提高水池水位,使采砂船能進入比河漫灘還高的採區工作。擋水壩的數目及其間距決定於所需水位上升高度和礦床縱向坡度,坡度愈陡,則壩數愈多。此法用於開採坡積砂礦,或采砂船不能正常漂浮的區段。③聯合開拓法上述兩種方法的聯合運用。
採挖法
采砂船採挖法指采砂船在工作面上的採挖順序,也稱回採方法。採挖法可分為分層回採法和掏槽採挖法兩類。分層回採法采砂船在工作面自上而下逐層回採,直至底板;船前移一個步距,又自上而下分層回採。其優點是可根據土岩性質調整採挖的分層厚度,易於控制滿斗係數,供礦均勻利於穩定選礦回收率,土岩平均提升高度小,易於操作管理。根據船的軸線與工作面中心線相對位置和一次採挖工作面的寬度,分層回採法又可分為正、斜全工作面回採法及半工作面回採法等三種。(1)正工作面回採法。船的軸線與工作面中心線相重合,船左右調動的角度基本相等,尾砂礫石堆位於中間。此法的優點是滿斗係數較高和船的調動絞車的負荷均勻;主要缺點是當開採厚度較大的砂礦體時,尾砂堆在側面可能出現壓礦,增大砂礦的貧化和損失。
(2)斜工作面回採法。這是針對正工作面回採法的缺點而出現的,當船的軸線偏離工作面中心線一定距離時,可使尾砂堆偏向某一側,從而避免另一側壓礦。
(3)半工作面回採法。將一個工作面大致視為左右兩半,先自上而下分層採挖其中的一半,直至底板,再緊接著採挖餘下的一半,然後船向前移動一個步距,再又輪流回採。該法適用於工作面的土岩性質區別較大,或者土岩含有巨礫的條件下。掏槽採挖法采砂船的斗鏈或吸管架首先下放到礦層底部或中間某一高度上,沿水平掏槽,槽上部土岩崩落下來,然後又回採崩落的土岩並清理底板。該法適用於開採具有尾砂礫堆的老採區、水上乾幫較高或表層凍結的砂礦。
技術參數
型號/斗數 | 浮體長(m)寬(單體) | 砂/石子輸送臂長(m) | 挖砂深度 | 處理毛料/小時 | 配用動力 | 離合形式(船用離合器) | 配用減速機(臥式減速機) |
42-46 | 長13m寬1.5m | 12m/8m | 4m-6m | 60-100m3 | 195/1100 | 自動離合式 | 500型配套 |
48-52 | 長14.5m 寬1.5m | 13m/10m | 4m-8m | 60-100m3 | 1100/1105 | 三離合式自動離合式 | 500型配套 |
52-58 | 長15-15.5m 寬1.5m | 14m/11m | 4m-10m | 60-100m3 | 1100/1110 | 三離合式 | 500型配套 |
60-66 | 長17m寬1.7m | 18m/14m | 6m-12m | 60-100m3 | 1105/1115 | 三離合式 | 650型配套 |
68-80 | 長18m寬1.8m | 18m/16m | 8m-14m | 60-100m3 | 1110/1115 | 三離合式 | 650型配套 |
80-100 | 長22m寬1.8m | 16m/22m | 10m-18m | 60-100m3 | 495/1110 | 三離合式 | 750型配套 |
開採優點
生產能力大、勞動生產率高、成本低、生產集中、便於管理。適用於:
①砂礦儲量豐富,保證開採所必要的服務年限;
②礦床底板平坦,無深坑和突起的基岩,不含大量大塊礫石和粘土夾層;
③水源充足,水深大於吃水深度,並為不斷地排放污水,需及時向采池補充清水,一般為50~250l/s;
④礦床寬度不小於采砂船的最小工作寬度,如250l采砂船的工作寬度為60~70m;
⑤礦床底板坡度適宜,通常應為0.010~0.025。缺點是使用條件要求嚴格、初期設備費高,不適於開採河流湍急和長年凍結的礦層。
環境影響
水庫上游采砂,首先會造成庫底水土流失,導致水庫泥沙淤積;其次會導致水體污染,還會對大壩的穩定性造成影響。長期開採會導致岸邊坍塌,向外推進,造成岸邊再造等負面影響。由於河道枯水期水位低、時間長,加之資源減少,一些采砂船不顧政府禁令,採取日停夜采、流動開採等手段開採砂石,導致河道采砂尾堆,非法采砂,尤其是“地攤式”砂場采砂會影響航道安全。
長江采砂
長江河道采砂管理是一項長期和複雜的水事活動,近年來,安徽省持續加大工作力度,取得的成績不容忽視,經驗彌足珍貴,但局部江段非法采砂仍時有發生,采砂船還不時脫離監管,采砂船建造還普遍存在,搞好長江采砂管理工作仍任重而道遠。深化長江河道采砂治理,必須注重系統治理、依法治理、綜合治理、源頭治理。注重系統治理,在治理主體上,推動從政府包攬向政府指導、各方共同治理轉變,進一步發揮政府主導作用,引導社會各方有序參與,加強采砂誠信體系建設,實現政府治理與社會自我調節、行業自治良性互動;注重依法治理,在治理方式上,要以管控規制向法制保障轉變,運用法治思維和法治方式不斷化解采砂管理中的矛盾;注重綜合治理,在治理手段上,要從單一手段向多種手段綜合運用轉變,強化道德約束,改變偷采江砂不以為恥的狀況,調節利益關係,協調社會關係,解決采砂管理中的問題;注重源頭治理,在治理環節上,要從事後處置向源頭治理前移轉變,堅持標本兼治,重在治本,實現對采砂船的源頭管理,對采砂行為的全過程管理。