2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22
I løbet af konstruktions- og minedrift udføres udgravning traditionelt på en af tre måder: skæring, hydromekanisk frakturering og sprængning.
Ingeniøren træffer et valg til fordel for en bestemt metode baseret på mængden af arbejde, der skal udføres, jordens beskaffenhed, de tilgængelige tekniske udviklingsmidler osv.
Hvis en lille gravemaskine nemt kan klare at grave en grundgrav til opførelse af et landsted, så er det ved minedrift nødvendigt at bruge en lang række maskiner og mekanismer. Desuden vil de fleste af disse produktionsmidler ikke være direkte involveret i udviklingen af jorden. Deres formål er at tjene produktionsprocessen og sikre kontinuiteten i driften.
Karakteristika ved jordbund
Jord er det øverste lag af jordskorpen dannet af forvitrede sten. Afhængigt af tætheden og oprindelsen kan jorden klassificeres i:
- Stenet (sådan jord er modstandsdygtig over for fugt, trækstyrke er mere end 5MPa). Denne kategori omfatter granit, kalksten, sandsten.
- Halvstenet (trækstyrke op til 5 MPa). For eksempel: ler, gips, mergel.
- Carse clastic - ikke-cementerede fragmenter af halvstenede og hårde klipper.
- Sandede (de er spredte (op til 2 millimeter i diameter) partikler af sten).
- Ler (fine (0,005 millimeter i diameter) stenpartikler).
Manuel udvikling af jord i skyttegrave er en ret besværlig proces. I princippet kan det ikke udføres, når der udvindes sten.
Sammensætningen af jord omfatter faste dele, vand og forskellige gasser (akkumuleres i porerne). Jordfugtighed er en værdi, der karakteriserer forholdet mellem massen af væske og massen af faste stoffer pr. volumenenhed. Det kan variere over et bredt område og kan tage en værdi fra én (sand) til to hundrede procent (slam i bunden af reservoirer).
Grund i udviklingsprocessen stiger i volumen. Dette skyldes dannelsen af porer og hulrum. Størrelsen af volumenændringen er karakteriseret ved løsnekoefficienten (forholdet mellem det volumen, som jorden optager før arbejdet, og det volumen, som jorden optager efter udvikling). Over tid falder tætheden af løsnet jord (naturlig komprimering). Det er også muligt at udføre tvungen jordkomprimering med tungt entreprenørudstyr. Tætheden af sådan jord nærmer sig den oprindelige, men noget mindre. Denne forskel kan negligeres, især sidenover tid, og det vil forsvinde, og selve jorden vil fuldstændig genoprette sine egenskaber (blive gammel).
Mekaniske egenskaber ved jord (primært styrke og evne til at deformere) afhænger af sammensætningen og arten af bindingen mellem partiklerne. Under udvikling ødelægges forbindelser, under komprimering genoprettes de.
Skærende udvikling
Jordtransport- og jordflytningsmaskiner bruges til at udvikle jorden på denne måde.
Under drift oplever skæreværktøjet meget betydelige friktions- og mekaniske belastninger. Under sådanne forhold vil konventionel konstruktionshejs ikke holde længe. Derfor er skærekanten af arbejdslegemet forstærket med cermetelementer eller specialstål. Komposit keramiske metalplader er de mest effektive i drift. Men deres omkostninger er ret høje. Derfor er spande oftest forstærket med loddede elektroder lavet af slidbestandige legeringer. En sådan skovl har blandt andet den effekt, at den sliber sig selv under drift på grund af mere accelereret slid på den almindelige ståldel af skovlen.
Sådanne maskiner skærer et bestemt lag jord. Den afskårne masse transporteres med en speciel transportør til en losseplads eller hældes straks i en dumper til transport til et stenbrud eller andre byggepladser. Udgravning med gravemaskine falder ind under denne kategori.
Typer af gravemaskiner
Afhængig af skovlens design og parametre er gravemaskiner opdelt i følgende typer:
- enkeltspand;
- roterende og kæde (multi-spand);
- fræsning.
Den mest almindelige er gravemaskine med enkelt skovl. Denne type maskine er alsidig og har meget god manøvredygtighed. Det optimale anvendelige volumen af spanden er fra 0,15 til 2 kubikmeter. Udgravning med en gravemaskine (enkeltskovl) med en mere massiv og rummelig skovl er ikke økonomisk gennemførlig, da hydraulikken og de mekaniske dele af udstyret ofte svigter på grund af tunge belastninger.
Afhængigt af drivmekanismen er jordflytningsmaskiner også opdelt i larve og biler. Der findes også såkaldte ganggravere, samt luftgravemaskiner på hjul. Men i praksis er sådanne maskiner yderst sjældne, hvis de nogensinde bliver fanget i øjet. Selv erfarne bygherrer, og selv da kan de ikke alle prale af, at de nogensinde har arbejdet på det samme anlæg med denne type maskine.
Skovle gravemaskinedrift
Denne type gravemaskine kan udgrave jorden både fra siden og lige igennem. I det første tilfælde udfører gravemaskinen arbejde langs bevægelsesaksen. Samtidig falder jorden ned i bagenden af en lastbil, der kører op fra den anden side.
I det andet tilfælde udføres arbejdet foran gravemaskinen, og køretøjer til lastning fodres bagfra.
Hvis du har brug for at få en væsentlig udgravning til en stor dybde, så er der intet alternativ til mekaniseret udgravning. Alt arbejde udføres gennem udvikling af flerestadier (tier). Niveauet overstiger ikke de teknologiske muligheder for en bestemt gravemaskinemodel med hensyn til udgravningsdybde.
Bucket-bucket operation
Denne type maskine er et glimrende eksempel på en kontinuerlig handlingsmekanisme. Derfor er ydelsen af en sådan gravemaskine naturligvis en størrelsesorden højere end ydelsen af konventionelle enkelt-skovlmaskiner. Men det skal siges, at sådant udstyr kun bruges til konstruktion af store faciliteter. Denne type udstyr er absolut uegnet til udgravning i en lille rende: meget dyr vedligeholdelse, meget højt brændstofforbrug.
Arbejdsskovle kan fastgøres på kæden eller på rotoren. Deraf navnet på gravemaskinerne: kæde og roterende.
Denne type gravemaskine kan bruges til udvikling af gruppe 2-jord. Selvom der i praksis er tilfælde, hvor sådanne maskiner nemt klarede jord på 1 … 3 grupper. Jorden skal være forholdsvis ren, uden store sten og kraftige stubbe.
Udvikling af jordflytningsmaskiner
Én maskine i én arbejdscyklus udfører udvindingen af sten, dens bevægelse over korte afstande. Disse maskiner omfatter skrabere, gradere og bulldozere.
Skrabere bruges til storstilet arbejde. Disse maskiner er meget produktive, de kan bruges i jordforhold på 1 … 4 typer. På trods af den utrolige kraft kan skraberen dog ikke klare tæt jord. Derfor skal sådanne jorder først løsnes. I én omgang kan denne maskine fjerneet jordlag op til 320 millimeter tykt. Den specifikke værdi afhænger af kraften, skovlens form og skrabermodellen.
Bunden af skrabespanden er udstyret med et blad. Det er ikke den kniv, som de fleste bruger til at skære mad i køkkenet. I dette tilfælde blev en strimmel af slidstærkt og selvforstærkende Hadfield-stål svejst på.
Bulldozere bruges til at arbejde på lave dybder og over lange afstande. Også denne type maskine bruges til at rense og udjævne bunden af gruber, hvis udvikling blev udført af store gravemaskiner.
Til dybden bevæger bulldozeren sig gennem niveauerne. Dybden af lag er lig med størrelsen af det lag, som maskinen kan fjerne i én omgang. Det er meget vigtigt, at bulldozerens arbejdsbevægelse udføres på en skråning. Dette vil tillade en vis aflæsning af kraftenhederne og minimere sandsynligheden for udstyrsfejl.
Graders har lav effekt og lavt potentiale. De bruges hovedsageligt til dekorativt arbejde: volde og skråninger, planlægningsarbejde.
Beskrivelse og omfang af hydromekanisk udvikling
I dette tilfælde er udvikling af jord manuelt udelukket. Dog som ved brug af jordflytningsmaskiner. Omfanget er meget omfattende: fra oprettelse af kunstige reservoirer til konstruktion af veje. Teknologien tillader også genindvinding af områder til bolig- og industriudvikling i sumpede og kystnære områder, der er udsat for oversvømmelser. Alle processer er mekaniserede. Denne udgravningsmetode kræverskabe en speciel infrastruktur, som gør det tilrådeligt kun at bruge den med meget store kommende arbejdsmængder.
Hydromekanisk udvikling ved hjælp af hydromonitorer
Essensen af denne udviklingsmetode er som følger: jorden vaskes ud med en vandstråle under højt tryk (ca. 15 MPa). Den resulterende muddermasse (i fagfolks slang - papirmasse) akkumuleres i første omgang i mellemtanke, og derfra pumpes den gennem rørledningen til det rigtige sted.
Med tiden fordamper fugten fuldstændigt, og der dannes et tæt lag jord. Hvis den komprimeres med en rulle, bliver sådan jord ganske velegnet til konstruktion af kommunikationslinjer (veje og jernbaner).
Den store teknologiske fordel ved denne metode er evnen til at udvikle jord af næsten enhver kategori af kompleksitet.
Hydromekanisk udvikling ved hjælp af sugemaskiner
Når der udføres arbejde på bunden af reservoirer, er manuel udgravning samt brug af traditionelle jordflytningsmaskiner udelukket. Særlige fartøjer er nødvendige.
Et uddybningsprojektil er et flydende fartøj udstyret med specialudstyr. En kraftig pumpe pumper den eroderede jord fra bunden af reservoiret og transporterer den gennem en rørledning enten ind i fartøjets lastrum eller til et hjælpetransportfartøj eller kaster den væk med en kraftig stråle langt fra udgravningsstedet.
Lignende sugemaskiner har fundet anvendelse ved uddybning og rydning af sejlrendene for skibe under lavt vand, uddybning af floder for at giveuafbrudt navigation, samt udvinding af diamanter fra oceanernes hylde.
Jordmassen suges gennem røret. Til opsugning af silt og blød jord er røret ikke udstyret med en ekstra river. Tilstedeværelsen af sidstnævnte er nødvendig, når der udvikles tætte jorder. I henhold til kompleksiteten af udviklingen er denne metode i spidsen. Drift og vedligeholdelse af speci altransport, dets parkering i havnefarvande er meget dyrt. Der er høje krav til servicepersonalets kvalifikationer.
Udvikling af frossen jord
Til udvikling under permafrostforhold, såvel som til udvikling af stenede klipper, bruges kraftige direkte eksplosioner. TNT, ammonit og toll kan bruges som sprængstof.
Eksplosive projektiler kan placeres både på overfladen og dybt ned i forborede huller eller i naturlige hulrum.
De såkaldte borehulsafgifter bruges til udvikling af et stort område af bassinet, samt til dumpning af jord. Eksplosive projektiler er installeret i forborede brønde. Minimum borehulsdiameter er 200 mm. For at øge ladningernes ødelæggende kraft dækkes hullerne udefra med sand eller fin sten (dannet ved boring af brønde).
Shpurovye-ladninger bruges, når det er nødvendigt at udgrave en lille mængde jord. Det er muligt at udføre både i åben minedrift og i underjordisk minedrift. Huller er en slags skaller. Har en diameter på 25op til 75 millimeter. De er fyldt med sprængstoffer med maksim alt to tredjedele. Det resterende rum er fyldt med sten (for at modtage en rettet eksplosionsbølge og opnå den største gavnlige effekt).
Kammerafgifter. Denne type ladning anvendes, når det er nødvendigt at udgrave betydelige mængder jord ved hjælp af et rettet udkast. Essensen af metoden er som følger. I arbejdsområdet er lodrette brønde eller vandrette tunneler udstyret, i hvis vægge der bores blinde huller til at lægge ladninger. Efter at have lagt sprængstofferne er adits og brønde dækket med jord (dette giver dig mulighed for at øge eksplosionens kraft). Retningen af udkastet sikres ved den ujævne lægning af sprængstoffet. Så på den ene side kan der være flere gange flere borehuller til ladninger. Også til dette formål kan mismatch af eksplosioner bruges.
Den såkaldte sp alteladning bruges hovedsageligt til udvikling af jord under permafrostforhold. Det er næppe muligt at udføre en rettet frigivelse af sådan en sten. Men at løsne den, så den i fremtiden kan fjernes med en bulldozer eller gravemaskine, er ret realistisk. Til dette bruges et værktøj, der ifølge princippet om drift og udseende ligner en skiveskærer til metal. Kun, selvfølgelig, et sådant værktøj har en meget større størrelse. En sådan kutter skærer ejendommelige riller i jorden i en afstand på op til 2,5 meter fra hinanden. Sprængstoffet placeres ikke i hver rille, men gennem en - det hule ufyldte rum fungerer som en kompensator. eksplosionsbølgeknuser jorden, og den forskyder sig mod hulrummet. Sådanne arbejder kræver omhyggelig forberedelse og detaljeret undersøgelse af projektet.
