Mètodes de desenvolupament del sòl

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

En el curs de les operacions de construcció i mineria, l'excavació es realitza tradicionalment d'una de les tres maneres següents: tall, fracturació hidromecànica i voladura.

L'enginyer tria a favor d'un mètode determinat en funció de la quantitat de treball a realitzar, la naturalesa dels sòls del sòl, els mitjans tècnics de desenvolupament disponibles, etc.

Si una excavadora petita pot fer front fàcilment a l'excavació d'una fossa de fonamentació per a la construcció d'una casa de camp, aleshores, a l'hora de fer mineria, cal utilitzar tota una gamma de màquines i mecanismes. A més, la majoria d'aquests mitjans de producció no estaran directament implicats en el desenvolupament del sòl. El seu propòsit és servir el procés de producció i garantir la continuïtat de les operacions.

Característiques dels sòls

El sòl és la capa superior de l'escorça terrestre formada per roques meteoritzades. Segons la densitat i l'origen, els sòls es poden classificar en:

• Rocky (aquest sòl és resistent a la humitat, la resistència a la tracció és superior a 5MPa). Aquesta categoria inclou granit, pedra calcària i gres.
• Semi-rocós (resistència a la tracció fins a 5 MPa). Per exemple: argila, guix, marga.
• Clàstic gruixut: fragments no cimentats de roques semi-rocoses i dures.
• Sorrenc (són partícules de roques disperses (fins a 2 mil·límetres de diàmetre)).
• Partícules de roca d'argila (fines (0,005 mil·límetres de diàmetre)).

Desenvolupar el sòl manualment a les rases és un procés força laboriós. En principi, no es pot dur a terme quan s'exploten roques.

La composició dels sòls inclou parts sòlides, aigua i diversos gasos (acumulats als porus). La humitat del sòl és un valor que caracteritza la relació entre la massa de líquid i la massa de sòlids per unitat de volum. Pot variar en un ampli rang i pot prendre un valor des de l'un (sorra) fins al dos-cents per cent (llim al fons dels embassaments).

La base en el procés de desenvolupament augmenta de volum. Això es deu a la formació de porus i cavitats. La magnitud del canvi de volum es caracteritza pel coeficient d'afluixament (la relació entre el volum ocupat pel sòl abans del treball i el volum que ocupa el sòl després del desenvolupament). Amb el temps, la densitat del sòl afluixat disminueix (compactació natural). També és possible dur a terme la compactació forçada del sòl amb equips de construcció pesats. La densitat d'aquest sòl s'aproxima a l'original, encara que una mica menor. Aquesta diferència es pot descuidar, sobretot perquèamb el pas del temps, desapareixerà i el propi sòl restaurarà completament les seves propietats (envellir).

Les propietats mecàniques dels sòls (principalment la resistència i la capacitat de deformació) depenen de la composició i la naturalesa de l'enllaç entre les partícules. Durant el desenvolupament, les connexions es destrueixen, durant la compactació es restauren.

Retallant el desenvolupament

Per desenvolupar el sòl d'aquesta manera s'utilitzen màquines de transport i moviment de terres.

Durant el funcionament, l'eina de tall experimenta càrregues de fricció i mecàniques molt importants. En aquestes condicions, el polipast estructural convencional no durarà gaire. Per tant, el tall del cos de treball es reforça amb elements de cermet o acers especials. Les plaques compostes ceràmica-metall són les més eficients en funcionament. Però el seu cost és força elevat. Per tant, la majoria de vegades les galledes es reforcen amb elèctrodes soldats fets d'aliatges resistents al desgast. Entre altres coses, aquesta galleda té l'efecte d'autoesmolar-se durant el funcionament a causa d'un desgast més accelerat de la part d'acer normal de la galleda.

Aquests màquines tallen una determinada capa de terra. La massa tallada és transportada per una cinta transportadora especial a un abocador o s'aboca immediatament a un camió bolquet per al seu transport a una pedrera o altres llocs de construcció. L'excavació amb una excavadora entra en aquesta categoria.

Tipus d'excavadores

Depenent del disseny i els paràmetres de la galleda, les excavadores es divideixen en els tipus següents:

• cub únic;
• rotatòria i cadena (multi-cubeta);
• fresat.

El més comú és el tipus d'excavadora d'un sol cub. Aquest tipus de màquina és versàtil i té molt bona maniobrabilitat. El volum útil òptim de la galleda és de 0,15 a 2 metres cúbics. L'excavació amb una excavadora (cubeta única) amb una galleda més gran i més gran no és econòmicament viable, ja que les parts hidràuliques i mecàniques de l'equip sovint fallen a causa de càrregues pesades.

A més, segons el mecanisme d'accionament, les màquines de moviment de terres es divideixen en eruga i automòbil. També hi ha les anomenades excavadores a peu, així com excavadores pneumàtiques de rodes. No obstant això, a la pràctica, aquestes màquines són extremadament rares, si mai es criden a l'ull. Fins i tot els constructors experimentats, i fins i tot no tots poden presumir d'haver treballat mai a la mateixa instal·lació amb aquest tipus de màquines.

Funcionament de l'excavadora de pala

Aquest tipus d'excavadora pot excavar el sòl tant lateralment com directament. En el primer cas, l'excavadora realitza treballs al llarg de l'eix de moviment. Al mateix temps, la terra cau a la part posterior d'un camió que puja des de l' altre costat.

En el segon cas, es treballa davant de l'excavadora i els vehicles de càrrega s'alimenten per darrere.

Si necessiteu una excavació important a una gran profunditat, no hi ha alternativa a l'excavació mecanitzada. Tot el treball es realitza mitjançant el desenvolupament de diversosetapes (nivells). El nivell no supera les capacitats tecnològiques d'un model d'excavadora concret en termes de profunditat d'excavació.

Operació de cubeta

Aquest tipus de màquina és un bon exemple de mecanisme d'acció contínua. Per tant, per descomptat, el rendiment d'aquesta excavadora és un ordre de magnitud superior al rendiment de les màquines convencionals d'un sol cub. Però cal dir que aquest equip només s'utilitza en la construcció d'instal·lacions a gran escala. Aquest tipus d'equips és absolutament inadequat per a l'excavació en una rasa petita: manteniment molt car, consum de combustible molt elevat.

Les galledes de treball es poden fixar a la cadena o al rotor. D'aquí el nom de les excavadores: cadena i rotativa.

Aquest tipus d'excavadora es pot utilitzar en el desenvolupament del sòl del grup 2. Encara que a la pràctica hi ha casos en què aquestes màquines s'enfronten fàcilment a sòls d'1 … 3 grups. El sòl ha d'estar relativament net, sense pedres grans i soques potents.

Desenvolupament de màquines de moviment de terra

Una màquina en un cicle de treball realitza l'extracció de la roca, el seu moviment en distàncies curtes. Aquestes màquines inclouen raspadores, niveladores i excavadores.

Els rascadors s'utilitzen per a treballs a gran escala. Aquestes màquines són molt productives, es poden utilitzar en condicions de sòl d'1 … 4 tipus. Tanmateix, malgrat la increïble potència, el rascador no pot manejar sòls densos. Per tant, primer cal afluixar aquests sòls. En una sola passada, aquesta màquina es pot eliminaruna capa de terra de fins a 320 mil·límetres de gruix. El valor específic depèn de la potència, la forma de la galleda i el model de raspador.

La part inferior de la galleda del rascador està equipada amb una fulla. Aquest no és el ganivet que la majoria de la gent utilitza per tallar menjar a la cuina. En aquest cas, es va soldar una tira d'acer Hadfield resistent a l'abrasió i auto-reforç.

Les excavadores s'utilitzen per treballar a poca profunditat i a llargues distàncies. Així mateix, aquest tipus de màquines s'utilitzen per netejar i anivellar el fons de fosses, el desenvolupament de les quals va ser realitzat per grans excavadores.

A la profunditat, la excavadora es mou a través dels nivells. La profunditat del nivell és igual a la mida de la capa que la màquina pot eliminar en una passada. És molt important que el moviment de treball de la excavadora es dugui a terme en pendent. Això permetrà una mica de descàrrega de les unitats de potència i reduirà al mínim la probabilitat d'avaria de l'equip.

Els alumnes tenen poca potència i potencial. S'utilitzen principalment per a treballs decoratius: terraplens i talussos, treballs de planificació.

Descripció i abast del desenvolupament hidromecànic

En aquest cas, el desenvolupament dels sòls manualment està fora de dubte. Tanmateix, com passa amb l'ús de màquines de moviment de terres. L'abast és molt ampli: des de la creació d'embassaments artificials fins a la construcció de carreteres. La tecnologia també permet la recuperació d'àrees per al desenvolupament residencial i industrial en zones pantanses i costaneres propenses a inundacions. Tots els processos estan mecanitzats. Aquest mètode d'excavació requereixcreant una infraestructura especial, la qual cosa fa que sigui aconsellable utilitzar-la només amb volums de treball propers molt grans.

Desenvolupament hidromecànic amb hidromonitors

L'essència d'aquest mètode de desenvolupament és la següent: el sòl es renta amb un raig d'aigua a alta pressió (uns 15 MPa). La massa de fang resultant (en l'argot dels professionals - polpa) s'acumula inicialment en tancs intermedis i des d'allà es bombeja a través de la canonada fins al lloc correcte.

Amb el temps, la humitat s'evapora completament i es forma una densa capa de terra. Si es compacta amb un corró, aquest sòl esdevé molt adequat per a la construcció de línies de comunicació (carreteres i ferrocarrils).

El gran avantatge tecnològic d'aquest mètode és la capacitat de desenvolupar sòls de gairebé qualsevol categoria de complexitat.

Desenvolupament hidromecànic amb drages aspiradores

Quan es realitzen treballs al fons dels embassaments, s'exclou l'excavació manual, així com l'ús de màquines tradicionals de moviment de terres. Necessites vaixells especials.

Un projectil de dragatge és una embarcació flotant equipada amb equipament especial. Una bomba potent bombeja el sòl erosionat des del fons de l'embassament i el transporta a través d'una canonada a la bodega del vaixell o a un vaixell de transport auxiliar, o bé el llença amb un potent jet lluny del lloc d'excavació..

Les drages de succió similars han trobat aplicació per aprofundir i netejar els carrers de vaixells en condicions d'aigües poc profundes, aprofundint els rius per tal de proporcionarnavegació ininterrompuda, així com en l'extracció de diamants de la plataforma dels oceans.

La massa del sòl s'aspira per la canonada. Per a l'aspiració de llim i sòl tou, la canonada no està equipada amb un destripador addicional. La presència d'aquest últim és necessària quan es desenvolupen sòls densos. Segons la complexitat del desenvolupament, aquest mètode està al capdavant. Funcionament i manteniment de transport especial, el seu aparcament en aigües portuàries és molt car. Hi ha requisits elevats per a la qualificació del personal de servei.

Desenvolupament de sòls congelats

Per al desenvolupament en condicions de permafrost, així com per al desenvolupament de roques rocoses, s'utilitzen potents explosions dirigides. El TNT, l'amonita i el peatge es poden utilitzar com a explosius.

Els projectils explosius es poden col·locar tant a la superfície com a fons en forats prèviament perforats o en cavitats naturals.

Les anomenades càrregues de sondeig s'utilitzen en el desenvolupament d'una gran superfície de la piscina, així com per a l'abocament de terra. Els projectils explosius s'instal·len en pous preperforats. El diàmetre mínim del forat és de 200 mm. Per augmentar el poder destructiu de les càrregues, els forats es cobreixen des de l'exterior amb sorra o roca fina (formada en perforar pous).

Les càrregues Shpurovye s'utilitzen quan cal excavar una petita quantitat de terra. Es pot dur a terme tant en mineria oberta com en mineria subterrània. Els forats són una mena de petxines. Té un diàmetre de 25fins a 75 mil·límetres. Estan plens d'explosius en un màxim de dos terços. L'espai restant s'omple de roca (per tal de rebre una ona d'explosió dirigida i aconseguir el màxim efecte beneficiós).

Càrrecs de cambra. Aquest tipus de càrrega s'utilitza quan cal excavar volums importants de sòl mitjançant una expulsió dirigida. L'essència del mètode és la següent. A la zona de treball s'instal·len pous verticals o túnels horitzontals, a les parets dels quals es fan forats cecs per a la posada de càrregues. Després de col·locar els explosius, es cobreixen amb terra els àdits i els pous (això us permet augmentar la potència de l'explosió). La direcció de l'expulsió està assegurada per la col·locació desigual de l'explosiu. Per tant, d'un costat hi pot haver diverses vegades més forats per a les càrregues. També per a aquest propòsit es pot utilitzar la discrepància de les explosions.

L'anomenada càrrega ranurada s'utilitza principalment en el desenvolupament del sòl en condicions de permafrost. Difícilment és possible dur a terme un llançament dirigit d'aquesta roca. Però afluixar-lo perquè en el futur es pugui treure amb una excavadora o una excavadora és força realista. Per a això, s'utilitza una eina que, segons el principi de funcionament i en aparença, s'assembla a un tallador de disc per a metall. Només, per descomptat, aquesta eina té una mida molt més gran. Aquest tallador talla solcs peculiars al terra a una distància de fins a 2,5 metres l'un de l' altre. L'explosiu no es col·loca a cada solc, sinó a través d'una: l'espai buit sense omplir actua com a compensador. ona explosivaaixafa el sòl i es desplaça cap a la cavitat. Aquests treballs requereixen una preparació acurada i un estudi detallat del projecte.