2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41
I samband med anläggnings- och gruvdrift utförs schaktning traditionellt på ett av tre sätt: skärning, hydromekanisk sprickbildning och sprängning.
Ingenjören gör ett val till förmån för en viss metod baserat på mängden arbete som ska utföras, markens beskaffenhet, tillgängliga tekniska utvecklingsmetoder etc.
Om en liten grävmaskin lätt klarar av att gräva en grundgrop för byggandet av ett hus på landet, är det nödvändigt att använda en hel rad maskiner och mekanismer vid gruvdrift. Dessutom kommer de flesta av dessa produktionsmedel inte att vara direkt involverade i utvecklingen av marken. Deras syfte är att tjäna produktionsprocessen och säkerställa kontinuiteten i verksamheten.
Karakteristika för jordar
Mark är det översta lagret av jordskorpan som bildas av väderbitna stenar. Beroende på täthet och ursprung kan jordar klassificeras i:
- Stenig (sådan jord är resistent mot fukt, draghållfastheten är mer än 5MPa). Denna kategori inkluderar granit, kalksten, sandsten.
- Halvstenig (draghållfasthet upp till 5 MPa). Till exempel: lera, gips, märgel.
- Carse clastic - icke-cementerade fragment av halvsteniga och hårda stenar.
- Sandiga (de är spridda (upp till 2 millimeter i diameter) partiklar av stenar).
- Lera (fina (0,005 millimeter i diameter) stenpartiklar).
Att utveckla jord manuellt i diken är en ganska mödosam process. Det kan i princip inte utföras vid brytning av sten.
Sammansättningen av jordar inkluderar fasta delar, vatten och olika gaser (ackumuleras i porerna). Markfuktighet är ett värde som kännetecknar förhållandet mellan massan av vätska och massan av fasta ämnen per volymenhet. Det kan variera över ett brett intervall och kan ta ett värde från ett (sand) till tvåhundra procent (slam i botten av reservoarer).
Mark i utvecklingsprocessen ökar i volym. Detta beror på bildandet av porer och håligheter. Storleken på volymförändringen kännetecknas av lossningskoefficienten (förhållandet mellan volymen som upptas av marken före arbete och volymen som marken upptar efter utveckling). Med tiden minskar tätheten av lossad jord (naturlig packning). Det är också möjligt att utföra påtvingad jordpackning med tung anläggningsutrustning. Tätheten hos sådan jord närmar sig originalet, även om det är något mindre. Denna skillnad kan försummas, särskilt sedanmed tiden, och det kommer att försvinna, och själva jorden kommer att helt återställa sina egenskaper (bli gammal).
Mekaniska egenskaper hos jordar (främst styrka och förmåga att deformeras) beror på sammansättningen och arten av bindningen mellan partiklarna. Under utvecklingen förstörs anslutningarna, under packningen återställs de.
Cutting development
Jordtransport- och schaktmaskiner används för att utveckla jorden på detta sätt.
Under drift utsätts skärverktyget för mycket betydande friktions- och mekaniska belastningar. Under sådana förhållanden kommer konventionella strukturella hissar inte att hålla länge. Därför är skärkanten på arbetskroppen förstärkt med kermetelement eller specialstål. Kompositkeramiska metallplattor är de mest effektiva i drift. Men deras kostnad är ganska hög. Därför är hinkar oftast förstärkta med lödda elektroder gjorda av slitstarka legeringar. En sådan skopa har bland annat effekten av att bli självslipande under drift på grund av mer accelererat slitage på skopans vanliga ståldel.
Sådana maskiner skär ett visst lager jord. Den skurna massan transporteras med en speciell transportör till en tipp eller hälls omedelbart i en tippbil för transport till ett stenbrott eller andra byggarbetsplatser. Grävning med grävmaskin faller under denna kategori.
Typer av grävmaskiner
Beroende på skopans design och parametrar är grävmaskiner indelade i följande typer:
- single-bucket;
- roterande och kedja (multi-hink);
- fräsning.
Det vanligaste är en grävmaskin med en skopa. Denna typ av maskin är mångsidig och har mycket god manövrerbarhet. Den optimala användbara volymen på hinken är från 0,15 till 2 kubikmeter. Grävning med en grävmaskin (enskopa) med en mer massiv och rymlig skopa är inte ekonomiskt genomförbar, eftersom hydrauliken och de mekaniska delarna av utrustningen ofta misslyckas på grund av tung belastning.
Också, beroende på drivmekanismen, delas schaktmaskiner in i larv och bil. Det finns även så kallade gående grävmaskiner, samt pneumatiska hjulgrävare. Men i praktiken är sådana maskiner extremt sällsynta, om de någonsin fångas i ögat. Även erfarna byggare, och inte ens då alla kan skryta med att de någonsin har arbetat på samma anläggning med den här typen av maskin.
Spade grävmaskinsdrift
Den här typen av grävmaskin kan gräva jorden både från sidan och rakt igenom. I det första fallet utför grävmaskinen arbete längs rörelseaxeln. Samtidigt faller jorden bak i en lastbil som kör upp från andra sidan.
I det andra fallet utförs arbete framför grävmaskinen och fordon för lastning matas bakifrån.
Om du behöver få en betydande schaktning till ett stort djup, så finns det inget alternativ till mekaniserad schaktning. Allt arbete utförs genom utveckling av fleraetapper (nivåer). Nivån överskrider inte den tekniska kapaciteten hos en viss grävmaskinsmodell när det gäller grävdjup.
Bucket-bucket operation
Denna typ av maskin är ett utmärkt exempel på en mekanism med kontinuerlig verkan. Därför är naturligtvis prestandan hos en sådan grävmaskin en storleksordning högre än prestandan hos konventionella enskopamaskiner. Men det bör sägas att sådan utrustning endast används vid konstruktion av storskaliga anläggningar. Denna typ av utrustning är absolut olämplig för schaktning i ett litet dike: mycket dyrt underhåll, mycket hög bränsleförbrukning.
Arbetsskopor kan fästas på kedjan eller på rotorn. Därav namnet på grävmaskinerna: kedja och roterande.
Den här typen av grävmaskin kan användas vid utveckling av grupp 2-jord. Även om det i praktiken finns fall när sådana maskiner lätt klarade av jordar av 1 … 3 grupper. Jorden ska vara relativt ren, utan stora stenar och kraftiga stubbar.
Utveckling av jordflyttningsmaskiner
En maskin i en arbetscykel utför utvinning av sten, dess rörelse över korta avstånd. Dessa maskiner inkluderar skrapor, väghyvlar och bulldozrar.
Skrapor används för storskaligt arbete. Dessa maskiner är mycket produktiva, de kan användas i markförhållanden av 1 … 4 typer. Men trots den otroliga kraften klarar inte skrapan tät jord. Därför måste sådana jordar först lossas. I ett pass kan denna maskin ta bortett jordlager upp till 320 millimeter tjockt. Det specifika värdet beror på kraft, skopform och skraparmodell.
Botten av skrapskopan är utrustad med ett blad. Det här är inte den kniv som de flesta använder för att skära mat i köket. I det här fallet svetsades en remsa av nötningsbeständigt och självförstärkande Hadfield-stål på.
Bulldozrar används för att arbeta på grunt djup och över långa avstånd. Denna typ av maskin används också för att rengöra och utjämna botten av gropar, vars utveckling utfördes av stora grävmaskiner.
Till djupet rör sig bulldozern genom nivåerna. Djupet på skiktet är lika med storleken på det skikt som maskinen kan ta bort i en gång. Det är mycket viktigt att bulldozerns arbetsrörelse utförs på en sluttning. Detta kommer att tillåta en viss avlastning av kraftenheterna och minimera sannolikheten för utrustningsfel.
Graders har låg effekt och potential. De används främst för dekorativt arbete: vallar och sluttningar, planeringsarbete.
Beskrivning och omfattning av hydromekanisk utveckling
I det här fallet är utveckling av jordar manuellt uteslutet. Dock som vid användning av schaktmaskiner. Omfattningen är mycket omfattande: från skapandet av konstgjorda reservoarer till byggandet av vägar. Tekniken möjliggör också återvinning av områden för bostads- och industriutveckling i sumpiga områden och kustområden som är utsatta för översvämningar. Alla processer är mekaniserade. Denna metod för utgrävning kräverskapa en speciell infrastruktur, vilket gör det tillrådligt att endast använda den med mycket stora kommande volymer av arbete.
Hydromekanisk utveckling med hydromonitorer
Kärnan i denna utvecklingsmetod är följande: jorden sköljs ut med en vattenstråle under högt tryck (cirka 15 MPa). Den resulterande lermassan (i proffsens slang - massa) ackumuleras initi alt i mellantankar och därifrån pumpas den genom rörledningen till rätt plats.
Med tiden avdunstar fukten fullständigt, och ett tätt lager av jord bildas. Om den komprimeras med en rulle, blir sådan jord ganska lämplig för konstruktion av kommunikationslinjer (vägar och järnvägar).
Den stora tekniska fördelen med denna metod är förmågan att utveckla jordar av nästan vilken komplexitetskategori som helst.
Hydromekanisk utveckling med sugmudderverk
När arbeten på botten av reservoarer utförs, är manuell schaktning, samt användning av traditionella schaktmaskiner, undantagna. Specialfartyg behövs.
En muddringsprojektil är en flytande farkost utrustad med specialutrustning. En kraftfull pump pumpar den eroderade jorden från botten av reservoaren och transporterar den genom en rörledning antingen in i fartygets lastrum eller till ett hjälptransportfartyg, eller kastar bort den med en kraftig stråle långt från utgrävningsplatsen.
Liknande mudderverk har använts för att fördjupa och rensa farlederna på fartyg under grunt vatten, för att fördjupa floder för attoavbruten navigering, såväl som vid utvinning av diamanter från havshyllan.
Moldmassan sugs genom röret. För uppsugning av silt och mjuk jord är röret inte försett med en extra rivare. Närvaron av den senare är nödvändig när man utvecklar täta jordar. Beroende på komplexiteten i utvecklingen är denna metod i täten. Drift och underhåll av speci altransporter, dess parkering i hamnvatten är mycket dyr. Det ställs höga krav på servicepersonalens kvalifikationer.
Utveckling av frusna jordar
För utveckling i permafrostförhållanden, såväl som för utveckling av steniga stenar, används kraftfulla riktade explosioner. TNT, ammonit och toll kan användas som sprängämnen.
Explosiva projektiler kan placeras både på ytan och djupt in i förborrade hål eller i naturliga håligheter.
De så kallade borrhålsladdningarna används vid utveckling av ett stort område av poolen, samt för att dumpa jord. Explosiva projektiler installeras i förborrade brunnar. Minsta borrhålsdiameter är 200 mm. För att öka laddningarnas destruktiva kraft täcks hålen från utsidan med sand eller fint berg (bildas vid borrning av brunnar).
Shpurovye-laddningar används när det är nödvändigt att gräva ut en liten mängd jord. Det är möjligt att utföra både i öppen gruvdrift och i underjordsbrytning. Hål är ett slags skal. Har en diameter på 25upp till 75 millimeter. De är fyllda med sprängämnen med högst två tredjedelar. Det återstående utrymmet fylls med sten (för att ta emot en riktad sprängvåg och uppnå största fördelaktiga effekt).
Chamber charges. Denna typ av laddning används när det är nödvändigt att schakta ut betydande volymer jord med hjälp av en riktad utkastning. Kärnan i metoden är som följer. I arbetsområdet är vertikala brunnar eller horisontella tunnlar utrustade, i vilkas väggar blinda hål borras för att lägga laddningar. Efter att ha lagt sprängämnena täcks adits och brunnar med jord (detta gör att du kan öka explosionens kraft). Utkastningsriktningen säkerställs av sprängämnets ojämna läggning. Så på ena sidan kan det finnas flera gånger fler borrhål för laddningar. Också för detta ändamål kan missanpassning av explosioner användas.
Den så kallade slitsade laddningen används främst vid utveckling av jord i permafrostförhållanden. Det är knappast möjligt att genomföra ett riktat utsläpp av en sådan sten. Men att lossa den så att den i framtiden kan tas bort med en bulldozer eller grävmaskin är ganska realistiskt. För detta används ett verktyg som, enligt principen om drift och utseende, liknar en skivskärare för metall. Bara, naturligtvis, ett sådant verktyg har en mycket större storlek. En sådan skärare skär märkliga spår i marken på ett avstånd av upp till 2,5 meter från varandra. Sprängämnet placeras inte i varje spår, utan genom ett - det ihåliga ofyllda utrymmet fungerar som en kompensator. tryckvågkrossar jorden och den förskjuts mot håligheten. Sådana arbeten kräver noggranna förberedelser och detaljerade studier av projektet.
