Metode de dezvoltare a solului

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

În cursul operațiunilor de construcție și minerit, excavarea se efectuează în mod tradițional într-unul din trei moduri: tăiere, fracturare hidromecanică și sablare.

Inginerul face o alegere în favoarea unei anumite metode în funcție de volumul de muncă de făcut, natura solurilor de sol, mijloacele tehnice de dezvoltare disponibile etc.

Dacă un excavator mic poate face față cu ușurință săpării unei gropi de fundație pentru construcția unei case de țară, atunci când exploatează, este necesar să se folosească o întreagă gamă de mașini și mecanisme. Mai mult, majoritatea acestor mijloace de producție nu vor fi direct implicate în dezvoltarea solului. Scopul lor este de a servi procesul de producție și de a asigura continuitatea operațiunilor.

Caracteristicile solurilor

Solul este stratul superior al scoarței terestre format din roci afectate de intemperii. În funcție de densitate și origine, solurile pot fi clasificate în:

• Stâncos (un astfel de sol este rezistent la umiditate, rezistența la tracțiune este mai mare de 5MPa). Această categorie include granit, calcar, gresie.
• Semi-stâncos (rezistență la tracțiune de până la 5 MPa). De exemplu: argilă, gips, marnă.
• Clastic grosier - fragmente necimentate de roci semi-stâncoase și dure.
• Nisipoase (sunt dispersate (până la 2 milimetri în diametru) particule de roci).
• Lutul (particule fine (0,005 milimetri în diametru) de rocă).

Dezvoltarea manuală a solului în șanțuri este un proces destul de laborios. În principiu, nu poate fi efectuată atunci când se exploatează roci.

Compoziția solurilor include părți solide, apă și diverse gaze (se acumulează în pori). Umiditatea solului este o valoare care caracterizează raportul dintre masa lichidului și masa solidelor pe unitatea de volum. Poate varia într-o gamă largă și poate lua o valoare de la unu (nisip) la două sute la sută (nămol în partea de jos a rezervoarelor).

Terenul în procesul de dezvoltare crește în volum. Acest lucru se datorează formării de pori și cavități. Mărimea modificării volumului este caracterizată de coeficientul de afânare (raportul dintre volumul ocupat de sol înainte de lucru și volumul pe care îl ocupă solul după dezvoltare). În timp, densitatea solului afânat scade (compact natural). De asemenea, este posibil să se efectueze compactarea forțată a solului folosind utilaje grele de construcții. Densitatea unui astfel de sol se apropie de original, deși oarecum mai puțin. Această diferență poate fi neglijată, mai ales căîn timp, va dispărea, iar solul în sine își va restabili complet proprietățile (îmbătrânește).

Proprietățile mecanice ale solurilor (în primul rând rezistența și capacitatea de a se deforma) depind de compoziția și natura legăturii dintre particule. În timpul dezvoltării, conexiunile sunt distruse, în timpul compactării sunt restaurate.

Tăierea dezvoltării

Mașinile de transport terestre și de terasare sunt folosite pentru a dezvolta solul în acest fel.

În timpul funcționării, une alta de tăiere suferă sarcini de frecare și mecanice foarte semnificative. În astfel de condiții, palanul structural convențional nu va dura mult. Prin urmare, muchia de tăiere a corpului de lucru este întărită cu elemente cermet sau oțeluri speciale. Plăcile compozite ceramică-metal sunt cele mai eficiente în funcționare. Dar costul lor este destul de mare. Prin urmare, cel mai adesea gălețile sunt întărite cu electrozi lipiți din aliaje rezistente la uzură. Printre altele, o astfel de găleată are efectul de auto-ascuțire în timpul funcționării datorită uzurii mai accelerate a părții obișnuite de oțel a găleții.

Astfel de mașini taie un anumit strat de sol. Masa tăiată este transportată cu un transportor special într-o haldă sau este imediat turnată într-un autobasculant pentru transportul la o carieră sau alte șantiere de construcții. Excavarea cu un excavator se încadrează în această categorie.

Tipuri de excavatoare

În funcție de designul și parametrii cupei, excavatoarele sunt împărțite în următoarele tipuri:

• cu o singură găleată;
• rotativ și lant (cu găleată cu mai multe);
• frezare.

Cel mai comun este tipul de excavator cu o singură cupă. Acest tip de mașină este versatil și are o manevrabilitate foarte bună. Volumul optim util al găleții este de la 0,15 la 2 metri cubi. Excavarea cu un excavator (cu o singură cupă) cu o cupă mai masivă și mai încăpătoare nu este fezabilă din punct de vedere economic, deoarece piesele hidraulice și mecanice ale echipamentului se defectează adesea din cauza sarcinilor grele.

De asemenea, în funcție de mecanismul de antrenare, mașinile de terasare sunt împărțite în omidă și automobile. Există, de asemenea, așa-numitele excavatoare pe jos, precum și excavatoare pneumatice cu roți. Cu toate acestea, în practică, astfel de mașini sunt extrem de rare, dacă sunt vreodată prinse în ochi. Chiar și constructorii cu experiență și chiar și atunci nu toți se pot lăuda că au lucrat vreodată la aceeași unitate cu acest tip de mașină.

Operarea excavatorului cu lopata

Acest tip de excavator poate excava solul atât pe lateral, cât și direct. În primul caz, excavatorul efectuează lucrări de-a lungul axei de mișcare. În același timp, pământul cade în spatele unui camion care urcă din ceal altă parte.

În al doilea caz, se lucrează în fața excavatorului, iar vehiculele pentru încărcare sunt alimentate din spate.

Dacă trebuie să obțineți o excavație semnificativă la o adâncime mare, atunci nu există nicio alternativă la excavarea mecanizată. Toate lucrările sunt realizate prin dezvoltarea mai multoretape (niveluri). Nivelul nu depășește capacitățile tehnologice ale unui anumit model de excavator în ceea ce privește adâncimea de excavare.

Operațiune cu găleată

Acest tip de mașină este un exemplu excelent de mecanism de acțiune continuă. Prin urmare, desigur, performanța unui astfel de excavator este cu un ordin de mărime mai mare decât performanța mașinilor convenționale cu o singură cupă. Dar trebuie spus că astfel de echipamente sunt utilizate numai în construcția de instalații la scară largă. Acest tip de echipament este absolut nepotrivit pentru excavarea într-un șanț mic: întreținere foarte costisitoare, consum foarte mare de combustibil.

Gălele de lucru pot fi fixate pe lanț sau pe rotor. De aici și numele excavatoarelor: lanț și rotativ.

Acest tip de excavator poate fi folosit în dezvoltarea solului din grupa 2. Deși, în practică, există cazuri în care astfel de mașini se descurcă ușor cu soluri de 1 … 3 grupuri. Solul ar trebui să fie relativ curat, fără pietre mari și cioturi puternice.

Dezvoltare de mașini de terasament

O mașină într-un ciclu de lucru efectuează extragerea rocii, deplasarea acesteia pe distanțe scurte. Aceste mașini includ raclete, gredere și buldozere.

Răzuitoarele sunt folosite pentru lucrări la scară largă. Aceste mașini sunt foarte productive, pot fi folosite în condiții de sol de 1 … 4 tipuri. Cu toate acestea, în ciuda puterii incredibile, racleta nu poate face față solurilor dense. Prin urmare, astfel de soluri trebuie mai întâi afânate. Într-o singură trecere, această mașină poate eliminaun strat de sol de până la 320 de milimetri grosime. Valoarea specifică depinde de puterea, forma găleții și modelul de racletă.

Partea inferioară a găleții de raclere este echipată cu o lamă. Acesta nu este cuțitul pe care majoritatea oamenilor îl folosesc pentru a tăia mâncarea în bucătărie. În acest caz, a fost sudată o bandă de oțel Hadfield rezistent la abraziune și autoîntăritor.

Bulldozerele sunt folosite pentru a lucra la adâncimi mici și pe distanțe mari. De asemenea, acest tip de utilaj este folosit pentru curățarea și nivelarea fundului gropilor, a căror dezvoltare a fost efectuată de excavatoare mari.

Până la adâncime, buldozerul trece prin niveluri. Adâncimea nivelului este egală cu dimensiunea stratului pe care mașina îl poate îndepărta într-o singură trecere. Este foarte important ca mișcarea de lucru a buldozerului să fie efectuată pe o pantă. Acest lucru va permite o anumită descărcare a unităților de alimentare și va minimiza probabilitatea defecțiunii echipamentului.

Evaluatorii au putere și potențial scăzut. Sunt utilizate în principal pentru lucrări decorative: terasamente și taluzuri, lucrări de planificare.

Descrierea și domeniul de aplicare al dezvoltării hidromecanice

În acest caz, dezvoltarea manuală a solurilor este exclusă. Cu toate acestea, ca și în cazul utilizării mașinilor de terasament. Domeniul de aplicare este foarte extins: de la crearea de rezervoare artificiale până la construcția de drumuri. Tehnologia permite, de asemenea, recuperarea zonelor pentru dezvoltare rezidențială și industrială din zonele mlăștinoase și de coastă predispuse la inundații. Toate procesele sunt mecanizate. Această metodă de excavare necesităcrearea unei infrastructuri speciale, ceea ce face recomandabil să o utilizați numai cu volume foarte mari de lucru viitoare.

Dezvoltare hidromecanica folosind hidromonitoare

Esența acestei metode de dezvoltare este următoarea: solul este spălat cu un jet de apă la presiune mare (aproximativ 15 MPa). Masa de noroi rezultată (în argoul profesioniștilor - pulpă) se acumulează inițial în rezervoare intermediare și de acolo este pompată prin conductă la locul potrivit.

De-a lungul timpului, umiditatea se evaporă complet și se formează un strat dens de sol. Dacă este compactat cu o rolă, atunci un astfel de sol devine destul de potrivit pentru construcția de linii de comunicație (drumuri și căi ferate).

Marele avantaj tehnologic al acestei metode este capacitatea de a dezvolta soluri de aproape orice categorie de complexitate.

Dezvoltare hidromecanica cu drage cu aspirare

La efectuarea lucrărilor pe fundul rezervoarelor, excavarea manuală, precum și utilizarea mașinilor tradiționale de terasament este exclusă. Sunt necesare nave speciale.

Un proiectil de dragare este o ambarcațiune plutitoare echipată cu echipamente speciale. O pompă puternică pompează solul erodat de pe fundul rezervorului și îl transportă printr-o conductă fie în cala navei, fie către o navă de transport auxiliară, fie îl aruncă cu un jet puternic departe de locul excavației.

Drege cu aspirație similare și-au găsit aplicație în adâncirea și curățarea căilor navigabile ale navelor în condiții de apă puțin adâncă, adâncirea râurilor pentru a oferinavigație neîntreruptă, precum și în extragerea diamantelor de pe raftul oceanelor.

Masa de sol este aspirată prin conductă. Pentru aspirarea nămolului și a solului moale, conducta nu este echipată cu un ripper suplimentar. Prezența acestuia din urmă este necesară la dezvoltarea solurilor dense. În funcție de complexitatea dezvoltării, această metodă este în frunte. Exploatarea și întreținerea transportului special, parcarea acestuia în apele portuare este foarte costisitoare. Există cerințe ridicate pentru calificarea personalului de service.

Dezvoltarea solurilor înghețate

Pentru dezvoltarea în condiții de permafrost, precum și pentru dezvoltarea rocilor stâncoase, se folosesc explozii puternice direcționate. TNT, amonitul și toll pot fi folosite ca explozivi.

Proiectile explozive pot fi plasate atât la suprafață, cât și adânc în găuri pre-forate sau în cavități naturale.

Așa-numitele încărcături de foraj sunt utilizate în dezvoltarea unei suprafețe mari a piscinei, precum și pentru deversarea solului. Proiectilele explozive sunt instalate în puțuri preforate. Diametrul minim al forajului este de 200 mm. Pentru a crește puterea distructivă a sarcinilor, găurile sunt acoperite din exterior cu nisip sau rocă fină (formată la forarea puțurilor).

Încărcăturile Shpurovye sunt folosite atunci când este necesar să excavați o cantitate mică de sol. Este posibil să se efectueze atât în minerit deschis, cât și în minerit subteran. Găurile sunt un fel de scoici. Au un diametru de 25până la 75 de milimetri. Sunt pline cu explozibili cu maximum două treimi. Spațiul rămas este umplut cu rocă (pentru a primi o undă de explozie direcționată și a obține cel mai mare efect benefic).

Taxele de cameră. Acest tip de încărcare este utilizat atunci când este necesară excavarea unor volume importante de sol prin intermediul unei ejecții direcționate. Esența metodei este următoarea. În zona de lucru sunt echipate puțuri verticale sau tuneluri orizontale, în pereții cărora se fac găuri oarbe pentru depunerea încărcăturilor. După așezarea explozivilor, adăturile și puțurile sunt acoperite cu pământ (acest lucru vă permite să creșteți puterea exploziei). Direcția de evacuare este asigurată de așezarea neuniformă a explozivului. Deci, pe o parte, pot exista de câteva ori mai multe găuri pentru încărcături. De asemenea, în acest scop poate fi folosită nepotrivirea exploziilor.

Așa-numita sarcină cu fante este folosită în principal în dezvoltarea solului în condiții de permafrost. Cu greu este posibil să se realizeze o lansare dirijată a unei astfel de roci. Dar să-l slăbiți astfel încât în viitor să poată fi îndepărtat cu un buldozer sau un excavator este destul de realist. Pentru aceasta, se folosește un instrument care, conform principiului de funcționare și în aparență, seamănă cu un tăietor cu discuri pentru metal. Numai că, desigur, un astfel de instrument are o dimensiune mult mai mare. Un astfel de tăietor taie caneluri deosebite în pământ la o distanță de până la 2,5 metri unul de celăl alt. Explozivul nu este plasat în fiecare canelura, ci printr-una - spațiul gol neumplut acționează ca un compensator. val de exploziezdrobește solul și se deplasează spre cavitate. Astfel de lucrări necesită o pregătire atentă și un studiu detaliat al proiectului.