Metode razvoja tla

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Tijekom građevinskih i rudarskih radova, iskop se tradicionalno izvodi na jedan od tri načina: rezanje, hidromehaničko lomljenje i miniranje.

Inženjer bira u korist određene metode na temelju količine posla koji treba obaviti, prirode tla, raspoloživih tehničkih sredstava za razvoj, itd.

Ako se mali bager može lako nositi s kopanjem temeljne jame za izgradnju seoske kuće, tada je prilikom rudarenja potrebno koristiti čitav niz strojeva i mehanizama. Štoviše, većina tih sredstava za proizvodnju neće biti izravno uključena u razvoj tla. Njihova je svrha služiti proizvodnom procesu i osigurati kontinuitet poslovanja.

Karakteristike tla

Tlo je gornji sloj zemljine kore formiran od istrošenih stijena. Ovisno o gustoći i podrijetlu, tla se mogu klasificirati na:

• Stjenovito (takvo tlo je otporno na vlagu, vlačna čvrstoća je veća od 5MPa). Ova kategorija uključuje granit, vapnenac, pješčenjak.
• Polu-stjenovita (vlačna čvrstoća do 5 MPa). Na primjer: glina, gips, lapor.
• Grubi klastik - necementirani fragmenti polustjenovitih i tvrdih stijena.
• Pješčane (oni su raspršene (do 2 milimetra u promjeru) čestice stijena).
• Glina (fine (0,005 milimetara u promjeru) čestice stijene).

Ručno razvijanje tla u rovovima prilično je naporan proces. U principu, ne može se izvoditi pri rudarenju stijena.

Sastav tla uključuje čvrste dijelove, vodu i razne plinove (akumuliraju se u porama). Vlažnost tla je vrijednost koja karakterizira omjer mase tekućine i mase krutih tvari po jedinici volumena. Može varirati u širokom rasponu i može imati vrijednost od jedan (pijesak) do dvjesto posto (mulj na dnu rezervoara).

Tlo u procesu razvoja povećava volumen. To je zbog stvaranja pora i šupljina. Veličinu promjene volumena karakterizira koeficijent rahljenja (omjer volumena koji tlo zauzima prije rada i volumena koji tlo zauzima nakon razvoja). S vremenom se gustoća rahlilog tla smanjuje (prirodno zbijanje). Također je moguće izvršiti prisilno zbijanje tla pomoću teške građevinske opreme. Gustoća takvog tla približava se izvornoj, iako nešto manja. Ova razlika se može zanemariti, pogotovo jers vremenom će nestati, a samo će tlo potpuno vratiti svoja svojstva (ostarjeti).

Mehanička svojstva tla (prije svega čvrstoća i sposobnost deformacije) ovise o sastavu i prirodi veze između čestica. Tijekom razvoja, veze se uništavaju, tijekom zbijanja se obnavljaju.

Smanjenje razvoja

Za razvoj tla na ovaj način koriste se strojevi za transport zemlje i zemljane radove.

Tijekom rada, rezni alat doživljava vrlo značajna frikciona i mehanička opterećenja. U takvim uvjetima, konvencionalna konstrukcijska dizalica neće dugo trajati. Stoga je rezni rub radnog tijela ojačan kermet elementima ili posebnim čelicima. Kompozitne keramičko-metalne ploče su najučinkovitije u radu. Ali njihov trošak je prilično visok. Stoga su kante najčešće ojačane lemljenim elektrodama od legura otpornih na habanje. Između ostalog, takva žlica ima učinak samooštrenja tijekom rada zbog ubrzanijeg trošenja običnog čeličnog dijela kante.

Takvi strojevi režu određeni sloj tla. Odrezana masa se posebnim transporterom transportira do odlagališta ili se odmah ulijeva u kiper za transport u kamenolom ili druga gradilišta. Iskopavanje bagerom spada u ovu kategoriju.

Vrste bagera

Ovisno o dizajnu i parametrima žlice, bageri se dijele na sljedeće vrste:

• single-bucket;
• rotirajući i lančani (s više žlica);
• glodanje.

Najčešći je tip bagera s jednom kantom. Ovaj tip stroja je svestran i ima vrlo dobru upravljivost. Optimalni korisni volumen kante je od 0,15 do 2 kubična metra. Iskop bagerom (jednom žlicom) s masivnijom i prostranijom žlicom nije ekonomski isplativ, jer hidraulički i mehanički dijelovi opreme često otkazuju zbog velikih opterećenja.

Također, ovisno o pogonskom mehanizmu, strojevi za zemljane radove dijele se na gusjeničarske i automobilske. Postoje i takozvani hodajući bageri, kao i pneumatski bageri na kotačima. Međutim, u praksi su takvi strojevi iznimno rijetki, ako ikad upadnu u oči. Čak i iskusni graditelji, a ni tada se ne mogu svi pohvaliti da su ikada radili u istom objektu s ovom vrstom stroja.

Rad bagera s lopatom

Ova vrsta bagera može iskapati tlo i bočno i ravno. U prvom slučaju, bager obavlja rad duž osi kretanja. U isto vrijeme, zemlja pada u stražnji dio kamiona koji dolazi s druge strane.

U drugom slučaju, radovi se obavljaju ispred bagera, a vozila za utovar se napajaju odostraga.

Ako trebate napraviti značajan iskop do velike dubine, onda ne postoji alternativa mehaniziranom iskopu. Sav posao se odvija kroz razvoj nekolikoetape (slojevi). Razina ne premašuje tehnološke mogućnosti određenog modela bagera u smislu dubine iskopa.

Operacija žlice

Ova vrsta stroja je vrhunski primjer mehanizma kontinuiranog djelovanja. Stoga je, naravno, performanse takvog bagera za red veličine veće od performansi konvencionalnih strojeva s jednom kantom. Ali treba reći da se takva oprema koristi samo u izgradnji objekata velikih razmjera. Ova vrsta opreme apsolutno je neprikladna za iskopavanje u malom rovu: vrlo skupo održavanje, vrlo velika potrošnja goriva.

Radne kante se mogu pričvrstiti na lanac ili na rotor. Otuda i naziv bagera: lančani i rotacijski.

Ova vrsta bagera može se koristiti za razvoj tla grupe 2. Iako u praksi postoje slučajevi kada su se takvi strojevi lako nosili s tlima od 1 … 3 skupine. Tlo bi trebalo biti relativno čisto, bez velikog kamenja i snažnih panjeva.

Razvoj strojeva za zemljane radove

Jedan stroj u jednom radnom ciklusu obavlja vađenje stijene, njeno kretanje na kratkim udaljenostima. Ovi strojevi uključuju strugače, grejdere i buldožere.

Strugalice se koriste za velike radove. Ovi strojevi su vrlo produktivni, mogu se koristiti u uvjetima tla od 1 … 4 vrste. Međutim, unatoč nevjerojatnoj snazi, strugač ne može podnijeti gusta tla. Stoga se takva tla moraju najprije razrahliti. U jednom prolazu ovaj stroj može uklonitisloj zemlje debljine do 320 milimetara. Konkretna vrijednost ovisi o snazi, obliku žlice i modelu strugača.

Dno žlice strugača opremljeno je oštricom. Ovo nije nož kojim većina ljudi reže hranu u kuhinji. U ovom slučaju, zavarena je traka od Hadfield čelika otpornog na habanje i samoojačajućeg čelika.

Buldožeri se koriste za rad na malim dubinama i na velikim udaljenostima. Također, ovaj tip stroja se koristi za čišćenje i izravnavanje dna jama, čiju su izradu izvršili veliki bageri.

Do dubine se buldožer kreće kroz slojeve. Dubina sloja jednaka je veličini sloja koji stroj može ukloniti u jednom prolazu. Vrlo je važno da se radni pokret buldožera izvodi na nagibu. To će omogućiti rasterećenje pogonskih jedinica i minimalizirati vjerojatnost kvara opreme.

Graderi imaju malu snagu i potencijal. Uglavnom se koriste za dekorativne radove: nasipe i kosine, radove na planiranju.

Opis i opseg hidromehaničkog razvoja

U ovom slučaju ručni razvoj tla ne dolazi u obzir. Međutim, kao i kod korištenja strojeva za zemljane radove. Opseg je vrlo opsežan: od stvaranja umjetnih akumulacija do izgradnje cesta. Tehnologija također omogućuje rekultivaciju područja za stambeni i industrijski razvoj u močvarnim i obalnim područjima podložnim poplavama. Svi procesi su mehanizirani. Ova metoda iskopavanja zahtijevastvaranje posebne infrastrukture, zbog čega je preporučljivo koristiti je samo uz vrlo velike nadolazeće količine posla.

Hidromehanički razvoj pomoću hidromonitora

Suština ove metode razvoja je sljedeća: tlo se ispire mlazom vode pod visokim pritiskom (oko 15 MPa). Nastala masa blata (u žargonu profesionalaca - pulpa) se u početku nakuplja u međurezervoarima, a odatle se pumpa kroz cjevovod na pravo mjesto.

S vremenom vlaga potpuno ispari i nastaje gusti sloj tla. Ako se zbije valjkom, tada takvo tlo postaje sasvim prikladno za izgradnju komunikacijskih vodova (ceste i željeznice).

Velika tehnološka prednost ove metode je mogućnost razvoja tla gotovo bilo koje kategorije složenosti.

Hidromehanički razvoj pomoću usisnih bagera

Pri izvođenju radova na dnu akumulacija isključeno je ručno iskopavanje, kao i korištenje tradicionalnih strojeva za zemljane radove. Potrebna posebna plovila.

Projektil za jaružanje je plutajuća letjelica opremljena posebnom opremom. Snažna pumpa pumpa erodirano tlo s dna rezervoara i transportira ga kroz cjevovod ili u skladište plovila, ili u pomoćni transportni brod, ili ga odbacuje snažnim mlazom daleko od mjesta iskopa.

Slični usisni bageri našli su primjenu u produbljivanju i čišćenju plovnih puteva brodova u uvjetima plitkih voda, produbljivanju rijeka kako bi se osiguraloneprekinutu plovidbu, kao i u vađenju dijamanata iz oceanske police.

Masa tla se usisava kroz cijev. Za usisavanje mulja i mekog tla, cijev nije opremljena dodatnim riperom. Prisutnost potonjeg je neophodna pri razvoju gustih tala. Prema složenosti razvoja ova metoda prednjači. Rad i održavanje specijalnog transporta, njegovo parkiranje u lučkim vodama je vrlo skupo. Postoje visoki zahtjevi za kvalifikacijom servisnog osoblja.

Razvoj smrznutih tala

Za razvoj u uvjetima permafrosta, kao i za razvoj kamenih stijena, koriste se snažne usmjerene eksplozije. TNT, amonit i cestarina mogu se koristiti kao eksploziv.

Eksplozivni projektili mogu se postaviti i na površinu i duboko u prethodno izbušene rupe ili u prirodne šupljine.

Takozvane bušotine se koriste u razvoju velike površine bazena, kao i za odlaganje tla. Eksplozivni projektili ugrađuju se u prethodno izbušene bušotine. Minimalni promjer bušotine je 200 mm. Kako bi se povećala razorna snaga punjenja, rupe su izvana prekrivene pijeskom ili finim kamenjem (nastalim prilikom bušenja bušotina).

Shpurovye punjenja se koriste kada je potrebno iskopati malu količinu tla. Moguće ga je izvoditi iu otvorenom i podzemnom rudarstvu. Rupe su svojevrsne školjke. Imati promjer 25do 75 milimetara. Napunjeni su eksplozivom za najviše dvije trećine. Preostali prostor je ispunjen kamenjem (kako bi se primio usmjereni udarni val i postigao najveći blagotvoran učinak).

Troškovi komore. Ova vrsta punjenja se koristi kada je potrebno iskopati značajne količine tla pomoću usmjerenog izbacivanja. Bit metode je kako slijedi. U radnom području opremljeni su vertikalni bunari ili horizontalni tuneli, u čijim su zidovima izbušene slijepe rupe za polaganje naboja. Nakon polaganja eksploziva, aditivi i bunari su prekriveni zemljom (to vam omogućuje povećanje snage eksplozije). Smjer izbacivanja osiguran je neravnomjernim polaganjem eksploziva. Dakle, s jedne strane može biti nekoliko puta više probušenih rupa za naboje. Također se u tu svrhu može koristiti neusklađenost eksplozija.

Takozvano prorezno punjenje koristi se uglavnom u razvoju tla u uvjetima permafrosta. Jedva je moguće provesti usmjereno oslobađanje takve stijene. Ali popustiti ga tako da se u budućnosti može ukloniti buldožerom ili bagerom sasvim je realno. Za to se koristi alat koji po principu rada i izgledu podsjeća na disk rezač za metal. Samo, naravno, takav alat ima mnogo veću veličinu. Takav rezač reže osebujne utore u tlu na udaljenosti do 2,5 metra jedan od drugog. Eksploziv se ne postavlja u svaki utor, već kroz jedan - šuplji nepopunjeni prostor djeluje kao kompenzator. udarni valdrobi tlo, te se ono pomiče prema šupljini. Takvi radovi zahtijevaju pažljivu pripremu i detaljno proučavanje projekta.