БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ГИ)
Использование энергии воды для строительных и горных работ было известно около 2 тыс. лет назад. Так, в 1 в. до н. э. вода использовалась для разработки золотоносных и оловоносных россыпей. В дальнейшем энергию потока воды применяли для проходки каналов, траншей, создания оросительных систем.
Важными этапами развития Г. в дореволюционной России явилась организация в 19 в. многочисленных золотых приисков на Урале и в Сибири, где широко применялись гидравлические горные работы, улавливание золота в потоке воды и укладка эфелей в отвалы. Разработка золотосодержащих песков струей воды под давлением проводилась за счёт воды, зарегулированной в верховьях долин и подаваемой в забои по деревянным и металлическим трубам. Трудами русских учёных (П. П. Мельников в 40-х гг. 19 в., И. А. Тиме в конце 19 в. и др.) были установлены теоретические основы гидромониторной разработки и гидротранспорта горных пород. Развитию Г. в России способствовало также создание акционерного товарищества «Гидротехник» (1874), которое выполняло дноуглубительные работы. Подводная добыча торфа была предложена в 1916. Первые опыты по подземной гидравлической отбойке угля проведены на шахте «София» в Макеевке (1915). В СССР развитие Г. в горном деле началось после успешной разработки озокерита, организованной Н. Д. Холиным в 1928 на о. Челекен в Каспийском море с применением землесоса (после этого гидравлический способ производства работ стал называться Г.). Затем Г. была успешно использована на строительстве Днепрогэса (1929). В 1935—36 на строительстве канала им. Москвы было смонтировано 95 гидромеханизированных установок, которые разработали свыше 10,5 млн. м3 грунта. В этот период были созданы первые отечественные грунтовые насосы (землесосы), электрические земснаряды, разработаны технология гидравлической выемки и обогащения песка и гравия с большим содержанием валунов, методы возведения намывных плотин. Во время Великой Отечественной войны Г. получила широкое развитие для производства вскрышных работ на угольных разрезах Урала. Позднее этот опыт был распространён на Кузнецкий и Канско-Ачинский угольные бассейны. В угольной промышленности объёмы Г. на вскрышных работах составляли до 6—7% с высокими технико-экономическими показателями.
В послевоенные годы Г. были выполнены значительные объёмы работ в гидротехническом строительстве (на восстановлении Беломорско-Балтийского канала 40% общего объёма земляных работ, строительстве Цимлянской ГЭС — 50%, Горьковской и Куйбышевской ГЭС — соответственно 81% и 70%; гидравлическим способом в 1945—1954 была возведена Мингечаурская плотина, в тело которой было намыто 14 млн. м3 грунта).
В СССР созданы научные основы технологии Г. горных работ (Н. Д. Холин, Н. В. Мельников, Г. А. Нурок) и теории гидромониторных струй (Г. А. Абрамович, Г. Н. Роер, Г. М. Никонов, Н. П. Гавырин и др.), разработаны технологические схемы Г. на приисках (В. А. Флоров, С. М. Шорохов, Г. М. Лезгинцев, Б. Э. Фридман и др.), на железорудных карьерах и в гидротехническом строительстве (С. Б. Фогельсон, Н. А. Лопатин, Б. М. Шкундин и др.), при гидромелиоративных работах (А. М. Царевский и др.), при ж.-д. строительстве (Н. П. Дьяков и др.), при подземной добыче угля (В. С. Мучник и др.).
Основные технологические процессы Г. включают: разрушение массивов горных пород (гидромониторами, землесосными снарядами или безнапорными потоками воды), напорный или безнапорный гидравлический транспорт, отвалообразование (см. Гидроотвал), намыв земляных сооружений (дамб, плотин и др.), обогащение полезных ископаемых. Водоснабжение гидроустановок осуществляется из рек или озёр без создания водохранилищ (прямое водоснабжение) или при помощи накопления воды в водохранилищах.
Г. осуществляется с применением гидромониторов (в основном на карьерах) с самотёчным, напорным (рис. 1) или самотечно-напорным транспортированием гидросмеси и землесосных снарядов (при вскрытии карьеров и в гидротехническом строительстве). Гидравлическая добыча полезных ископаемых производится при последующем мокром обогащении (с применением гидроклассификаторов, моечных желобов, обогатительных шлюзов, магнитных сепараторов, гидроциклонов, дуговых сит и др.). Благодаря применению Г. обеспечивается поточность технологических процессов, сокращаются капитальные затраты и сроки строительства объектов (по сравнению с «сухим» экскаваторным способом). Возможна полная автоматизация производственных процессов. Однако эффективное применение Г. ограничено климатическими условиями (заморозки в зимнее время), свойствами горных пород в массивах (крепкие, трудноразмываемые породы значительно снижают производительность гидроустановок), наличием водных ресурсов и др.
Совершенствование Г. осуществляется путём создания мощного износоустойчивого оборудования для гидротранспорта производительностью 10—15 тыс. м3 породы в час, конструирования машин для механической выемки и дробления трудно размываемых горных пород с целью их гидравлического транспортирования, разработки новых методов отвалообразования, позволяющих уменьшить площади гидравлических отвалов.
Г. широко применяется в народном хозяйстве, главным образом в строительстве — производство земляных работ для намыва плотин, дамб, насыпей, проходки каналов (рис. 2), выемка грунта из котлованов, траншей, дноуглубительные работы и в горном деле: вскрышные работы, добыча полезных ископаемых на карьерах, со дна морей и океанов (см. Подводная добыча), в шахтах, гидротранспорт горных пород на большие расстояния (иногда несколько сотен км). Эффективно применяется Г. при выполнении относительно небольших объёмов работ в др. отраслях — сельском хозяйстве (очистка ирригационных каналов; добыча и намыв удобрительных илов из озёр; подача под напором жидких удобрений в зону корневой системы растений); в рыбной промышленности (для выгрузки рыбы из сетей и шаланд, транспортирование рыбы по трубам или желобам на рыбные заводы); на тепловых электростанциях (для гидротранспорта золы и шлака); в мостостроении (для выемки грунта из кессонов и котлованов).
Лит.: Царевский А. М., Гидромеханизация мелиоративных работ, М., 1963; Шорохов С. М., Разработка россыпных месторождений и основы проектирования, М., 1963; Шкундин Б. М., Землесосные снаряды, М., 1968; Нурок Г. А., Гидромеханизация открытых разработок, М., 1970.
Г. А. Нурок.
Рис. 2. Сооружение ирригационного канала способом гидромеханизации.
Рис. 1. Схема открытой гидродобычи угля на Батуринском угольном карьере: 1 — экскаватор; 2 — навал угля и породы; 3 — гидромонитор; 4 — землесос; 5 — сито; 6 — зумпф отходов; 7 — зумпф сгущения; 8 — обезвоживающий элеватор; 9 — моечные желоба; 10 — обезвоживающие грохоты; 11 — конвейер для подачи угля на склад.
Гидромеханика
Гидромеха'ника (от гидро... и механика), раздел механики, в котором изучается движение и равновесие практически несжимаемых жидкостей. Соответственно подразделяется на гидродинамику и гидростатику. Часто под термином «Г.» подразумевают гидроаэромеханику в целом.
Гидромодуль
Гидромо'дуль (от гидро... и лат. modulus — мера), средний расход воды одним гектаром посева с.-х. культуры за определенный период, т. е. удельный расход воды. Г. (q) выражается в л/сек на 1 га. Различают Г. потребления воды (q') — расход её на 1 га площади поля без учёта потерь в оросительной сети и Г. подачи (q'')— расход воды с учётом потерь в оросительной сети. При поливной норме т м3/га, поливном периоде t суток и круглосуточном поливе
Если кпд оросительной системы в период t равен h, то
Зная площадь орошаемого участка w га и Г., можно определить потребление воды участком (Q' нетто) и подачу воды в головную часть оросит, системы (Q" брутто) за время t:
Q' = w · q' л/сек; Q" = w · q " л/сек.
При посеве на орошаемом участке нескольких культур, занимающих соответственно a1, a2,..., ai, % площади,
Так же получают значения q"1, Q'1, Q"1, т. е. умножают величины q ", Q', Q" на При одновременном поливе нескольких культур их Г. складывают.
Определив поливные и оросительные нормы каждой культуры, сроки и Г. поливов, составляют графический план водопользования орошаемого участка в течение всего вегетационного периода, или график Г. Для этого на оси абсцисс откладывают время t, а по оси ординат Г. q. Если ординаты резко различны и отражают перерывы в подаче воды, то график укомплектовывают, т. е. изменяют сроки и продолжительность поливных периодов (в допустимых для каждой культуры пределах) и поливные нормы, сохраняя оросительные. Примерные значения Г. для хлопковых севооборотов Средней Азии 1,05—0,80 л/сек на 1 га, для зерново-кормовых и зерново-пшеничных севооборотов южных районов Украины и Заволжья 0,50—0,40 л/сек на 1 га, для овощных и кормовых культур Центральночернозёмной зоны 0,5—0,3 л/сек на 1 га. Г. рисовых оросительных систем более высокий: при первоначальном затоплении 2,5—2 л/сек на 1 га, при поддержании затопления 2,0—1,0 л/сек на 1 га.
