NL193619C

NL193619C - Method for extracting sand or similar ground material from an extraction well under water by means of a piston dredging installation.

Info

Publication number: NL193619C
Application number: NL9401861A
Authority: NL
Inventors: Gerard Louis Marie Va Schrieck
Original assignee: Hollandsche Betongroep Nv
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 2000-04-04
Also published as: NL9401861A; NL193619B

Description

1 1936191 193619

Werkwijze voor het onder water winnen van zand of dergelijk grondmateriaal uit een winput met behulp van een zuigerbaggerinstallatieMethod for extracting sand or similar ground material from an extraction well under water by means of a piston dredging installation

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het onder water winnen van zand of dergeiijk 5 grondmateriaal uit een winput met behulp van een zuigerbaggerinstallatie, waarvan een met een zuigleiding verbonden zuigmond op een vooraf bepaalde diepte in de winput wordt opgesteld en in een grondwal die een wand vormt van de winput, met behulp van ten minste één, van een aan een separaat van de zuigleiding geleiding toevoerleiding verbonden spuitkop wordt gestoken, waarin water onder vorming van een holte wordt gespoten zodat de samenhang van de grond wordt verbroken, het grondmateriaal van de 10 grondwal desintegreert, naar de winput toestroomt en daaruit met de zuigmond wordt opgezogen.The invention relates to a method for extracting sand or the like ground material from an extraction well under water by means of a piston dredging installation, of which a suction mouth connected to a suction line is arranged at a predetermined depth in the extraction pit and in a ground wall which wall of the extraction well, with the aid of at least one, of a nozzle connected to a separate feed line conduit from the suction line, into which water is sprayed forming a cavity so that the cohesion of the soil is broken, the soil material of the 10 soil wall disintegrates, flows to the extraction pit and is sucked out with the suction mouth.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit het Frans octrooischrift 1.333.134.Such a method is known from French patent specification 1,333,134.

Met de uitvinding wordt beoogd het verwijderen en afvoeren van grondmateriaal aanzienlijk te kunnen versnellen.The object of the invention is to accelerate the removal and removal of soil material considerably.

Volgens de uitvinding is de in de aanhef genoemde werkwijze hiertoe gekenmerkt doordat de aan de 15 buigzaam uitgevoerde toevoerleiding gekoppelde spuitkop zich met behulp van eigen aandrijfmiddelen in de grondwal voortbeweegt.According to the invention, the method referred to in the preamble is characterized for this purpose in that the spray head coupled to the flexible pipe line moves in the ground wall by means of its own drive means.

De spuitkop dringt door toedoen van de eigen aandrijfmiddelen het talud in en vormt een gang. De grond boven deze gang zal bezwijken waardoor er aan weerszijden en aan het uiteinde van de sleuf een extra grond-producerend talud ontstaat. Wanneer de spuitkop vastloopt door instorting, ontstaat door het uit de 20 spuitkop spuitende water een met water gevulde holte met een zekere wateroverspanning, waardoor het ingestorte gronddeel instabiel wordt en alsnog bezwijkt. Hierbij kan de spuitkop verder in de grond dringen of worden teruggetrokken.The spray head penetrates the slope by means of its own drive means and forms a corridor. The ground above this corridor will collapse, creating an extra ground-producing slope on both sides and at the end of the trench. When the nozzle jams due to collapse, the water spouting from the nozzle creates a water-filled cavity with a certain water span, whereby the collapsed base part becomes unstable and still collapses. The nozzle can herein penetrate further into the ground or be retracted.

Bij voorkeur wordt van een als bresmol uitgevoerde spuitkop gebruik gemaakt die is voorzien van met waterstraalpijpen uitgeruste aandrijfmiddelen.Preferably use is made of a spray head designed as a bresmole and provided with drive means equipped with water jet pipes.

25 Opgemerkt wordt dat uit het Franse octrooischrift 1.455.815 op zichzelf een geleideslang voor het losspuiten van grond bekend is en uit het Britse octrooischrift 4406/1891 een geleide gewapende slang. Het spuiten van een holte in het front van een staande grondwal onder water is bekend uit genoemd Frans octrooischrift 1.455.815 en de Duitse octrooiaanvrage 3.423.364.It is noted that from French patent 1,455,815 a guide hose for loosening soil is known per se and from British patent 4406/1891 a guided reinforced hose. The injection of a cavity in the front of a standing ground wall under water is known from said French patent 1,455,815 and German patent application 3,423,364.

30 De uitvinding zal nu aan de hand van de figuren nader worden toegelicht.The invention will now be explained in more detail with reference to the figures.

Figuur 1 toont een schematische voorstelling van een eerste uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding in een eerste fase.Figure 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the method according to the invention in a first phase.

Figuur 2 toont een schematisch vooraanzicht van een kraaninstallatie met zijn hoofdhijsdraad en eventuele hulpstuurdraden, waarmee de bresmol kan worden gestuurd.Figure 2 shows a schematic front view of a crane installation with its main lifting wire and any auxiliary control wires, with which the bresmol can be controlled.

35 Figuur 3 toont een doorsnede volgens de lijn ll-ll in figuur 1.Figure 3 shows a cross-section along the line II-II in Figure 1.

Figuur 4 toont een schematische voorstelling van de in figuren 1 en 2 getoonde werkwijze volgens de uitvinding in een tweede fase van het bresproces, waarbij een holte wordt gevormd.Figure 4 shows a schematic representation of the method according to the invention shown in Figures 1 and 2 in a second phase of the breaching process, in which a cavity is formed.

Figuur 5 toont een schematische voorstelling van de werkwijze volgens de uitvinding onder toepassing van buisdelen.Figure 5 shows a schematic representation of the method according to the invention using tube parts.

40 Figuur 6 toont een schematische voorstelling van het maken van een verticale put of een holte.40 Figure 6 shows a schematic representation of making a vertical well or cavity.

De figuren 7a, b en c geven drie uitvoeringen van een bresmol.Figures 7a, b and c show three embodiments of a braces.

Figuur 8 toont een bovenaanzicht van toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding bij stationaire zuigbuis.Figure 8 shows a top view of the use of the method according to the invention with a stationary suction tube.

45 Figuur 1 toont een in de grond gebrachte zuigbuis 1 die is aangesloten op een vaartuig (ponton) 2. Het in de grond brengen van de zuigbuis kan in op zichzelf bekende wijze met behulp van waterstralen hebben plaatsgevonden. Aan de zuigbuis is met behulp van beugels 3 en buis 24 een flexibele waterslang 4 verbonden die naar een haspel 5 op het vaartuig leidt en op het einde waarvan een bresmol 6 in de vorm van een spuitkop is aangebracht. Deze spuitkop heeft naar voren wijzende mondstukken 7 en naar achteren 50 wijzende mondstukken 8 (figuur 7a). Bij toevoer van onder druk staand water via de slang 4 naar de spuitkop wordt op afstand van de mond van de zuigbuis een gang in de grond gevormd. Omdat de reactiekracht van de naar achteren gerichte stralen krachtiger is dan de reactiekracht van de naar voren gerichte stralen beweegt de spuitkop 6 weg van de zuigmond van de zuigbuis 1. Daarbij wordt de genoemde gang langer. De grond boven deze gang bezwijkt onder vorming van een grondsleuf 9 (figuur 3) 55 die aan weerszijden en het einde van de sleuf een extra grond-producerend talud vormt. Het zand- watermengsel dat van het talud van de sleuf 9 afstroomt komt onder in de sleuf 9 terecht en stroomt naar de zuigmond.Figure 1 shows a suction tube 1 placed in the ground which is connected to a vessel (pontoon) 2. The suction tube has been placed in the ground in a manner known per se by means of water jets. A flexible water hose 4 is connected to the suction tube with the aid of brackets 3 and tube 24, which leads to a reel 5 on the vessel and at the end of which a mill 6 in the form of a spray head is arranged. This nozzle has forward nozzles 7 and backward 50 nozzles 8 (Figure 7a). When pressurized water is supplied via the hose 4 to the spray head, a passage is formed in the ground at a distance from the mouth of the suction tube. Since the reaction force of the rearwardly directed jets is more powerful than the reaction force of the forwardly directed jets, the nozzle 6 moves away from the suction nozzle of the suction tube 1. The said passage lengthens. The soil above this corridor collapses to form a soil trench 9 (Figure 3) 55 which forms an additional soil producing embankment on either side and the end of the trench. The sand-water mixture that flows from the slope of the slot 9 ends up in the bottom of the slot 9 and flows to the squeegee.

193619 2193619 2

Hijsdraad 15, verbonden met lier 25, ondersteunt slang 4 zo dicht mogelijk bij de spuitkop 6. Hiertoe is bijvoorbeeld slang 4 aan het hijsoog of hijslus 16 vastgemaakt, of is de slang 4 door de hijslus 16 gestoken en kan hijslus 16 voorzien zijn van cilindrische rollen om slang 4 te geleiden. Naast ondersteuning van slang 4 en spuitkop 6 kan hijsdraad 15 spuitkop 6 sturen of bijsturen in de hoogterichting. Door middel van het 5 zwenken van een mogelijke uitvoering van een kraaninstallatie 17 is het mogelijk de spuitkop 6 in zijdelingse richting te sturen. Met bekende kraaninstallaties is het natuurlijk ook mogelijk door middel van het toppen van de giek de spuitkop in hoogterichting te sturen.Lifting wire 15, connected to winch 25, supports hose 4 as close as possible to the spray head 6. For this purpose, for example, hose 4 is attached to the lifting eye or lifting loop 16, or hose 4 is inserted through lifting loop 16 and lifting loop 16 can be provided with cylindrical roll to guide hose 4. In addition to supporting hose 4 and nozzle 6, hoisting wire 15 can control or adjust nozzle 6 in the height direction. By pivoting a possible embodiment of a crane installation 17 it is possible to steer the spray head 6 in the lateral direction. With known crane installations it is of course also possible to steer the spray head in height direction by means of the top of the boom.

Figuur 2 toont een schematisch overzicht van het bovenste deel van de kraaninstallatie 17 met hijsdraad 15. Tevens kunnen aan kraaninstallatie 17 uithouders 28 bevestigd zijn, waaraan losse blokken 27 zijn 10 opgehangen. Over deze blokken 27 lopen hulpstuurdraden 30, komende vanaf stuurlieren. Deze hulpstuur-draden 30 zijn evenals de huisdraad 15 ook dichtbij spuitkop 6 bevestigd. Met de hulpstuurdraden 30 is het mogelijk de spuitkop 6 in de gewenste richting te sturen.Figure 2 shows a schematic overview of the upper part of the crane installation 17 with hoisting wire 15. Also, to crane installation 17, brackets 28 can be attached, from which loose blocks 27 are suspended. Auxiliary control wires 30 run over these blocks 27, coming from control winches. These auxiliary control wires 30, like the housing wire 15, are also fastened close to nozzle 6. With the auxiliary control wires 30 it is possible to steer the spray head 6 in the desired direction.

Figuur 4 toont dat de grondsleuf 9 is ingestort en zich rond de spuitkop 6 een met water gevulde holte 10 heeft gevormd die een soort bron vormt van waaraf water in de grond rondom de spuitkop infiltreert. De 15 grond erboven verliest zijn stabiliteit en bezwijkt waarbij zich weer een grondsleuf vormt enz.Figure 4 shows that the ground slot 9 has collapsed and a water-filled cavity 10 has formed around the nozzle 6, which forms a kind of source from which water infiltrates into the soil around the nozzle. The ground above it loses its stability and collapses, again forming a ground trench etc.

Om vasthaken van de slang 4 in de grond tegen te gaan bestaat de mogelijkheid om de slang over een deel van zijn manteloppervlak van perforaties te voorzien.To prevent hooking of the hose 4 in the ground, it is possible to provide the hose with perforations over part of its jacket surface.

Figuur 5 toont een uitvoering met onder andere een hoger spuitwaterrendement, waarbij de slang 4 is opgenomen in een buisconstructie 11 die uit losse delen bestaat welke door de trekkracht van de slang 4 20 op elkaar worden gedrukt en stevig op elkaar aangrijpen en een stijf lichaam vormen. De voorwaartse beweging van de spuitkop kan dan ook plaatsvinden door middel van stuwkrachten in plaats van de reactiekrachten van de waterjets. Er is dan een vaste afstand tussen de spuitkop 6 en de mond van de zuigbuis 1 zodat bij verplaatsing van de zuigbuis de spuitkop op flinke afstand voor de zuigmond blijft en zijn bres-versnellende werking kan uitoefenen. De delen van de buisconstructie 11 zouden ook uit 25 scharnierend met elkaar verbonden delen kunnen bestaan.Figure 5 shows an embodiment with, inter alia, a higher spray water efficiency, in which the hose 4 is incorporated in a tube construction 11 which consists of loose parts which are pressed together by the tensile force of the hose 4 and engage firmly and form a rigid body . The forward movement of the nozzle can therefore take place by means of thrusts instead of the reaction forces of the water jets. There is then a fixed distance between the nozzle 6 and the mouth of the suction tube 1, so that when the suction tube is moved, the nozzle remains at a considerable distance in front of the nozzle and can exert its breach-accelerating effect. The parts of the tube construction 11 could also consist of hingedly connected parts.

Daarbij wordt buisconstructie 11 over een deel geleid door buis 24, welke parallel kan lopen met zuigbuis 1. De zuigbuis 1 is hierbij niet getekend. Het leveren van de benodigde stijfheid voor het doorgeven van duwkrachten kan ook verzorgd worden door een of meerdere hulpslangen naast en/of rondom de hoofdslang aan te brengen en die tevens onder druk te zetten. Deze druk kan per slang geregeld worden.Tube construction 11 is here guided over a part by tube 24, which can run parallel to suction tube 1. Suction tube 1 is not shown here. The provision of the necessary stiffness for the transmission of pushing forces can also be provided by installing one or more auxiliary hoses next to and / or around the main hose and also putting it under pressure. This pressure can be regulated per hose.

30 Bij meerdere slangen kan door het aanbrengen van verschillende drukniveaus een bijsturende werking van de spuitkop 6 worden verkregen.With several hoses, the spray head 6 can be adjusted by applying different pressure levels.

Buis 24 kan in of op het zuigwerktuig eindigen en kan samen met slang 4 op een haspel 5 zijn gewonden. De duwende of trekkende werking op buis 11 kan door middel van haspel 5 en/of een afzonderlijke, tussen haspel en buis 14 bevindende, installatie worden uitgevoerd.Tube 24 can end in or on the suction tool and can be wound on a reel 5 together with hose 4. The pushing or pulling action on tube 11 can be carried out by means of reel 5 and / or a separate installation located between reel and tube 14.

35 Figuur 6 toont de vervaardiging van een verticale put of een holte. Hierbij wordt spuitkop 6 aan slang 4 neergelaten op het te bressen grondlichaam. Slang 4 loopt vanaf haspel 5 over schijven van kraaninstallatie 17. Haspel 5 kan hierbij op kraaninstallatie 17 zijn gemonteerd of op het dek van het zuigwerktuig zijn bevestigd. De spuitkop 6 maakt al zakkend aan kraaninstallatie 17 een verticale put. De diepte van de put zal ongeveer op de hoogte liggen van de onderste positie van de zuigmond van de zuigbuis 1.Figure 6 shows the manufacture of a vertical well or cavity. In this case, nozzle 6 is lowered on hose 4 onto the base body to be broken. Hose 4 runs from reel 5 over discs of crane installation 17. Reel 5 can be mounted on crane installation 17 or attached to the deck of the suction implement. The spraying head 6 makes a vertical well sinking on crane installation 17. The depth of the well will be approximately the height of the bottom position of the squeegee of the suction pipe 1.

40 Bij deze werkwijze ontstaat er niet een sleuf naar de bres, tenzij men in het oplopende bresoppervlak penetreert, maar eerder een put met een grond-water-mengsel. Hierdoor ontstaat een wateroverspanning in put 18 met een grondwaterstroom 20 in de richting van de bres, waardoor door het ontstaan van instabiliteit van de grond de bres sneller bezwijkt. Indien de put 18 instort en er een holte 19 ontstaat zal de wateroverspanning nog groter kunnen worden, hetgeen gunstig is voor het bezwijken van een groter bres-45 oppervlak en ook het beoogde effect vergroot.This method does not create a trench to the breach unless one penetrates into the ascending breach surface, but rather a well with a ground-water mixture. This creates a water span in well 18 with a groundwater flow 20 in the direction of the breach, as a result of which the breach collapses faster due to the instability of the ground. If the well 18 collapses and a cavity 19 is created, the water span can become even greater, which is favorable for a larger breach surface to collapse and also increases the intended effect.

Figuur 7a toont de bresmol in de vorm van een spuitkop, figuur 7b een bresmol in de vorm van een door een hydromotor 12 aangedreven schroefboor 13 en figuur 7c een bresmol in de vorm van een door een hydromotor 12 aangedreven rupsvoertuigje 14 dat in de grond kan dringen.Figure 7a shows the spray head in the form of a spray head, figure 7b a support in the form of a screw drill 13 driven by a hydraulic motor 12 and figure 7c a support in the form of a crawler vehicle 14 driven by a hydraulic motor 12 insist.

De uitvoering volgens de figuren 7b en 7c zijn weliswaar gecompliceerder en duurder dan de uitvoering 50 volgens figuur 7a echter kan het rendement beter zijn.Although the embodiments according to figures 7b and 7c are more complicated and more expensive than the embodiment 50 according to figure 7a, the efficiency can be better.

Figuur 8 toont in bovenaanzicht schematisch de situatie dat de zuigbuis 1 niet wordt verplaatst maar dat verscheidene bresmollen vanaf de zuigbuis in verschillende richtingen hun bres-versnellende en bres-vergrotende werking verrichten.Fig. 8 schematically shows in top view the situation that the suction tube 1 is not moved, but that several breach moles from the suction tube perform their breach-accelerating and breach-enlarging action in different directions.

De werkwijze volgens de uitvinding heeft als voordelen dat de productie in de beginfase snel op gang 55 komt en dat het haalbare volume aan te winnen zand aanzienlijk wordt vergroot. De bresmol is weinig schadegevoelig.The method according to the invention has the advantages that production starts quickly in the initial phase 55 and that the achievable volume of sand to be extracted is considerably increased. The bresmol is not very susceptible to damage.

Claims

3 193619

1. A method for extracting sand or similar ground material from an extraction well under water by means of a piston dredging installation, of which a suction mouth connected to a suction line is arranged at a predetermined depth in the extraction pit and in a ground wall which forms a wall of the extraction well is inserted, with the aid of at least one, from a nozzle connected to a supply line guided separately from the suction line, in which water is sprayed with a cavity formation so that the cohesion of the soil is broken, the soil material of the soil wall disintegrates, to the extraction pit flows in and is suctioned therefrom with the suction mouth, characterized in that the spray head coupled to the flexible pipe, moves in the ground wall by means of its own drive means.

Method according to claim 1, characterized in that the spray head, which is designed as a bresmol, is provided with drive means equipped with water jet pipes. Hereby 4 sheets drawing