2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36
Tijdens bouw- en mijnbouwactiviteiten wordt er traditioneel op drie manieren gegraven: snijden, hydromechanisch breken en stralen.
De ingenieur maakt een keuze voor een bepaalde methode op basis van de hoeveelheid werk die moet worden gedaan, de aard van de grond, de beschikbare technische ontwikkelingsmiddelen, enz.
Als een kleine graafmachine gemakkelijk een funderingsput kan graven voor de bouw van een landhuis, dan is het bij mijnbouw noodzakelijk om een hele reeks machines en mechanismen te gebruiken. Bovendien zullen de meeste van deze productiemiddelen niet direct betrokken zijn bij de ontwikkeling van de bodem. Hun doel is om het productieproces te dienen en de continuïteit van de activiteiten te waarborgen.
Kenmerken van bodems
De bodem is de bovenste laag van de aardkorst, gevormd door verweerde rotsen. Afhankelijk van de dichtheid en herkomst kunnen bodems worden ingedeeld in:
- Rocky (dergelijke grond is bestand tegen vocht, treksterkte is meer dan 5MPa). Deze categorie omvat graniet, kalksteen, zandsteen.
- Half rotsachtig (treksterkte tot 5 MPa). Bijvoorbeeld: klei, gips, mergel.
- Coarse clastic - niet-gecementeerde fragmenten van semi-rotsachtige en harde rotsen.
- Sandy (het zijn verspreide (tot 2 millimeter in diameter) deeltjes van rotsen).
- Klei (fijne (0,005 millimeter in diameter) rotsdeeltjes).
Het handmatig ontwikkelen van grond in greppels is een nogal arbeidsintensief proces. In principe kan het niet worden uitgevoerd bij het delven van rotsen.
De samenstelling van bodems omvat vaste delen, water en verschillende gassen (ophopen in de poriën). Bodemvocht is een waarde die de verhouding van de massa vloeistof tot de massa vaste stoffen per volume-eenheid kenmerkt. Het kan over een groot bereik variëren en kan een waarde aannemen van één (zand) tot tweehonderd procent (slib op de bodem van reservoirs).
Grond in het ontwikkelingsproces neemt in volume toe. Dit komt door de vorming van poriën en gaatjes. De grootte van de volumeverandering wordt gekenmerkt door de loslatingscoëfficiënt (de verhouding van het volume dat de grond vóór het werk inneemt tot het volume dat de bodem inneemt na ontwikkeling). Na verloop van tijd neemt de dichtheid van losgemaakte grond af (natuurlijke verdichting). Het is ook mogelijk om geforceerde bodemverdichting uit te voeren met zware bouwmachines. De dichtheid van dergelijke grond benadert het origineel, zij het iets minder. Dit verschil kan worden verwaarloosd, vooral omdat:na verloop van tijd, en het zal verdwijnen, en de grond zelf zal zijn eigenschappen volledig herstellen (oud worden).
Mechanische eigenschappen van bodems (voornamelijk sterkte en het vermogen om te vervormen) hangen af van de samenstelling en aard van de binding tussen de deeltjes. Tijdens de ontwikkeling worden verbindingen vernietigd, tijdens verdichting worden ze hersteld.
Snijontwikkeling
Er worden grondtransport- en grondverzetmachines gebruikt om de bodem op deze manier te ontwikkelen.
Tijdens het gebruik ondervindt het snijgereedschap zeer aanzienlijke wrijvings- en mechanische belastingen. Onder dergelijke omstandigheden zal een conventionele structurele takel niet lang meegaan. Daarom is de snijkant van het werklichaam versterkt met cermet-elementen of speciaal staal. Composiet keramisch-metaalplaten zijn het meest efficiënt in gebruik. Maar hun kosten zijn vrij hoog. Daarom worden emmers meestal versterkt met gesoldeerde elektroden van slijtvaste legeringen. Zo'n bak heeft onder andere het effect van zelfscherpend effect tijdens bedrijf door snellere slijtage van het gewone stalen deel van de bak.
Zulke machines snijden een bepaalde laag aarde door. De gesneden massa wordt via een speciale transportband naar een stortplaats getransporteerd of wordt direct in een stortwagen gestort voor transport naar een steengroeve of andere bouwplaatsen. Graafwerkzaamheden met een graafmachine vallen onder deze categorie.
Soorten graafmachines
Afhankelijk van het ontwerp en de parameters van de bak, zijn graafmachines onderverdeeld in de volgende typen:
- enkele-emmer;
- roterend en ketting (multi-emmer);
- frezen.
De meest voorkomende is het type graafmachine met één bak. Dit type machine is veelzijdig en heeft een zeer goede wendbaarheid. Het optimale bruikbare volume van de emmer is van 0,15 tot 2 kubieke meter. Uitgraven met een graafmachine (enkele bak) met een massievere en grotere bak is economisch niet haalbaar, omdat de hydraulische en mechanische onderdelen van de apparatuur vaak uitvallen door zware lasten.
Ook, afhankelijk van het aandrijfmechanisme, zijn grondverzetmachines onderverdeeld in rups en auto. Er zijn ook zogenaamde lopende graafmachines, evenals pneumatische wielgraafmachines. In de praktijk zijn dergelijke machines echter uiterst zeldzaam, als ze ooit in het oog springen. Zelfs ervaren bouwers, en zelfs dan kunnen ze niet allemaal opscheppen dat ze ooit in dezelfde faciliteit met dit type machine hebben gewerkt.
Shovel graafmachine operatie
Dit type graafmachine kan de grond zowel zijdelings als rechtdoor afgraven. In het eerste geval voert de graafmachine werkzaamheden uit langs de bewegingsas. Tegelijkertijd v alt de grond in de achterkant van een vrachtwagen die van de andere kant komt aanrijden.
In het tweede geval wordt er voor de graafmachine gewerkt en worden de voertuigen voor het laden van achteren gevoed.
Als u een aanzienlijke opgraving tot grote diepte moet uitvoeren, dan is er geen alternatief voor gemechaniseerde opgravingen. Al het werk wordt uitgevoerd door de ontwikkeling van verschillendestadia (lagen). De laag overschrijdt de technologische mogelijkheden van een bepaald graafmachinemodel niet in termen van graafdiepte.
Emmer-emmer bediening
Dit type machine is een goed voorbeeld van een continu actiemechanisme. Daarom zijn de prestaties van een dergelijke graafmachine natuurlijk een orde van grootte hoger dan de prestaties van conventionele machines met één bak. Maar het moet gezegd worden dat dergelijke apparatuur alleen wordt gebruikt bij de bouw van grootschalige faciliteiten. Dit type apparatuur is absoluut ongeschikt voor graafwerkzaamheden in een kleine greppel: zeer duur onderhoud, zeer hoog brandstofverbruik.
Werkbakken kunnen aan de ketting of aan de rotor worden bevestigd. Vandaar de naam van de graafmachines: ketting en roterend.
Dit type graafmachine kan worden gebruikt bij de ontwikkeling van grond van groep 2. Hoewel er in de praktijk gevallen zijn waarin dergelijke machines gemakkelijk omgingen met bodems van 1 … 3 groepen. De grond moet relatief schoon zijn, zonder grote stenen en krachtige stronken.
Ontwikkeling van grondverzetmachines
Eén machine in één werkcyclus voert de winning van gesteente uit, de beweging ervan over korte afstanden. Deze machines omvatten schrapers, graders en bulldozers.
Schrapers worden gebruikt voor grootschalig werk. Deze machines zijn zeer productief, ze kunnen worden gebruikt in bodemgesteldheid van 1 … 4 soorten. Ondanks de ongelooflijke kracht kan de schraper echter geen dichte grond aan. Daarom moeten dergelijke gronden eerst worden losgemaakt. In één keer kan deze machine verwijderen:een laag aarde tot 320 millimeter dik. De specifieke waarde hangt af van het vermogen, de bakvorm en het schrapermodel.
De bodem van de schraapbak is voorzien van een mes. Dit is niet het mes dat de meeste mensen gebruiken om voedsel in de keuken te snijden. In dit geval werd een strook slijtvast en zelfversterkend Hadfield-staal gelast.
Bulldozers worden gebruikt om op ondiepe diepten en over lange afstanden te werken. Dit type machine wordt ook gebruikt voor het reinigen en egaliseren van de bodem van putten, waarvan de ontwikkeling werd uitgevoerd door grote graafmachines.
Naar de diepte beweegt de bulldozer door de lagen. De diepte van de laag is gelijk aan de grootte van de laag die de machine in één keer kan verwijderen. Het is erg belangrijk dat de werkbeweging van de bulldozer op een helling wordt uitgevoerd. Hierdoor kunnen de power units enigszins worden ontladen en wordt de kans op uitval van apparatuur geminimaliseerd.
Graders hebben een laag vermogen en weinig potentieel. Ze worden voornamelijk gebruikt voor decoratief werk: taluds en hellingen, planningswerkzaamheden.
Beschrijving en omvang van hydromechanische ontwikkeling
In dit geval is het manueel ontwikkelen van bodems uitgesloten. Echter, net als bij het gebruik van grondverzetmachines. De scope is zeer uitgebreid: van het aanleggen van kunstmatige stuwmeren tot het aanleggen van wegen. De technologie maakt het ook mogelijk om gebieden voor residentiële en industriële ontwikkeling in moerassige en kustgebieden die gevoelig zijn voor overstromingen, in te dammen. Alle processen zijn gemechaniseerd. Deze manier van uitgraven vereist:het creëren van een speciale infrastructuur, waardoor het raadzaam is deze alleen te gebruiken bij zeer grote aankomende werkvolumes.
Hydromechanische ontwikkeling met behulp van hydromonitors
De essentie van deze manier van ontwikkelen is als volgt: de grond wordt weggespoeld met een waterstraal onder hoge druk (ongeveer 15 MPa). De resulterende moddermassa (in het jargon van professionals - pulp) hoopt zich aanvankelijk op in tussentanks en van daaruit wordt het door de pijpleiding naar de juiste plaats gepompt.
Na verloop van tijd verdampt het vocht volledig en vormt zich een dichte laag grond. Als het wordt verdicht met een rol, wordt dergelijke grond zeer geschikt voor de aanleg van communicatielijnen (wegen en spoorwegen).
Het grote technologische voordeel van deze methode is het vermogen om bodems van bijna elke categorie van complexiteit te ontwikkelen.
Hydromechanische ontwikkeling met behulp van zuigers
Bij het uitvoeren van werkzaamheden aan de bodem van reservoirs is handmatig graven, evenals het gebruik van traditionele grondverzetmachines, uitgesloten. Speciale schepen nodig.
Een baggerprojectiel is een drijvend vaartuig uitgerust met speciale uitrusting. Een krachtige pomp pompt de geërodeerde grond vanaf de bodem van het reservoir en transporteert deze via een pijpleiding ofwel naar het ruim van het schip, of naar een hulptransportschip, of gooit het weg met een krachtige straal ver van de opgravingslocatie.
Soortgelijke sleepzuigers zijn toegepast bij het verdiepen en vrijmaken van de vaargeul van schepen in ondiep water, het verdiepen van rivieren om te voorzien inononderbroken navigatie, evenals bij de winning van diamanten op de plank van de oceanen.
De grondmassa wordt door de pijp gezogen. Voor het opzuigen van slib en zachte grond is de leiding niet voorzien van een extra ripper. De aanwezigheid van de laatste is noodzakelijk bij het ontwikkelen van dichte bodems. Volgens de complexiteit van de ontwikkeling loopt deze methode voorop. Exploitatie en onderhoud van speciaal transport, het parkeren in havenwateren is erg duur. Er worden hoge eisen gesteld aan de kwalificatie van servicepersoneel.
Ontwikkeling van bevroren bodems
Voor ontwikkeling in permafrost-omstandigheden, evenals voor de ontwikkeling van rotsachtige rotsen, worden krachtige gerichte explosies gebruikt. TNT, ammoniet en tol kunnen als explosieven worden gebruikt.
Explosieve projectielen kunnen zowel op het oppervlak als diep in voorgeboorde gaten of in natuurlijke holtes worden geplaatst.
De zogenaamde boorgatheffingen worden gebruikt bij de ontwikkeling van een groot deel van het zwembad, maar ook voor het storten van grond. Explosieve projectielen worden geïnstalleerd in voorgeboorde putten. De minimale boorgatdiameter is 200 mm. Om de vernietigende kracht van de ladingen te vergroten, worden de gaten van buitenaf bedekt met zand of fijn gesteente (gevormd bij het boren van putten).
Shpurovye-ladingen worden gebruikt wanneer het nodig is om een kleine hoeveelheid grond af te graven. Het is mogelijk om zowel in open mijnbouw als in ondergrondse mijnbouw uit te voeren. Gaten zijn een soort schelpen. Hebben een diameter van 25tot 75 millimeter. Ze zijn voor maximaal tweederde gevuld met explosieven. De resterende ruimte wordt gevuld met steen (om een gerichte explosiegolf te ontvangen en het grootste heilzame effect te bereiken).
Kamerkosten. Dit type lading wordt gebruikt wanneer het nodig is om aanzienlijke hoeveelheden grond af te graven door middel van een gerichte uitworp. De essentie van de methode is als volgt. In het werkgebied zijn verticale putten of horizontale tunnels uitgerust, in de wanden waarvan blinde gaten worden geboord voor het leggen van ladingen. Na het leggen van de explosieven worden adits en putten bedekt met aarde (hierdoor kun je de kracht van de explosie vergroten). De richting van de uitwerping wordt verzekerd door de ongelijkmatige plaatsing van het explosief. Aan de ene kant kunnen er dus meerdere malen meer boorgaten zijn voor ladingen. Ook voor dit doel kan een mismatch van explosies worden gebruikt.
De zogenaamde sleuflading wordt voornamelijk gebruikt bij de ontwikkeling van grond in permafrost-omstandigheden. Een gerichte lossing van zo'n steen is nauwelijks mogelijk. Maar om het los te maken zodat het in de toekomst kan worden verwijderd met een bulldozer of graafmachine is best realistisch. Hiervoor wordt een gereedschap gebruikt dat, volgens het werkingsprincipe en qua uiterlijk, lijkt op een schijfsnijder voor metaal. Alleen heeft zo'n tool natuurlijk een veel groter formaat. Zo'n snijder snijdt eigenaardige groeven in de grond op een afstand van maximaal 2,5 meter van elkaar. Het explosief wordt niet in elke groef geplaatst, maar door één - de holle ongevulde ruimte werkt als een compensator. schokgolfverplettert de grond en verschuift naar de holte. Dergelijke werken vereisen een zorgvuldige voorbereiding en gedetailleerde studie van het project.
