Maaperän kehittämismenetelmät

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Rakennus- ja kaivostoiminnan aikana louhinta suoritetaan perinteisesti jollakin kolmesta tavasta: leikkaus, hydromekaaninen murtaminen ja räjäytys.

Insinööri tekee valinnan tietyn menetelmän hyväksi tehtävän työn määrän, maaperän luonteen, käytettävissä olevien teknisten kehityskeinojen jne. perusteella.

Jos pieni kaivinkone selviytyy helposti peruskuopan kaivamisesta maalaistalon rakentamista varten, kaivostyössä on käytettävä useita koneita ja mekanismeja. Lisäksi suurin osa näistä tuotantovälineistä ei ole suoraan mukana maaperän kehityksessä. Niiden tarkoituksena on palvella tuotantoprosessia ja varmistaa toiminnan jatkuvuus.

Maan ominaisuudet

Maa on maankuoren ylin kerros, jonka muodostavat rapautuneet kivet. Maaperät voidaan luokitella tiheydestä ja alkuperästä riippuen:

• Kivistä (tällainen maaperä kestää kosteutta, vetolujuus on yli 5MPa). Tähän luokkaan kuuluvat graniitti, kalkkikivi ja hiekkakivi.
• Puolikiveä (vetolujuus jopa 5 MPa). Esimerkiksi: savi, kipsi, mergeli.
• Karkeaa mullistavaa - sementoimattomia puolikiveä ja kovia kiviä.
• Hiekkaisia (ne ovat hajallaan (halkaisij altaan enintään 2 millimetriä) kivihiukkasia).
• Savi (pieniä (halkaisij altaan 0,005 mm) kivihiukkasia).

Maan kehittäminen käsin kaivannoissa on melko työläs prosessi. Periaatteessa sitä ei voida suorittaa kiviä louhittaessa.

Maan koostumus sisältää kiinteitä osia, vettä ja erilaisia kaasuja (kertyy huokosiin). Maaperän kosteus on arvo, joka kuvaa nesteen massan suhdetta kiintoainemassaan tilavuusyksikköä kohti. Se voi vaihdella laajalla alueella, ja sen arvo voi olla yhdestä (hiekka) kahteen sataan prosenttiin (liete altaiden pohjalla).

Kehitysprosessin pohjan määrä lisääntyy. Tämä johtuu huokosten ja onteloiden muodostumisesta. Tilavuuden muutoksen suuruutta luonnehtii irtoamiskerroin (maaperän ennen työtä käyttämän tilavuuden suhde tilavuuteen, jonka maaperä varaa kehityksen jälkeen). Ajan myötä löystyneen maaperän tiheys vähenee (luonnollinen tiivistyminen). Maaperän pakkotiivistys on mahdollista myös raskaalla rakennuskalustolla. Tällaisen maaperän tiheys lähestyy alkuperäistä, vaikkakin hieman vähemmän. Tämä ero voidaan jättää huomiotta, varsinkin kunajan myötä se katoaa, ja itse maaperä palauttaa täysin ominaisuutensa (vanhenee).

Maan mekaaniset ominaisuudet (ensisijaisesti lujuus ja kyky muuttaa muotoaan) riippuvat hiukkasten välisen sidoksen koostumuksesta ja luonteesta. Kehityksen aikana liitokset tuhoutuvat, tiivistyksen aikana ne palautetaan.

Leikkaava kehitys

Maankuljetus- ja maansiirtokoneita käytetään maaperän kehittämiseen tällä tavalla.

Leikkaustyökaluun kohdistuu käytön aikana erittäin merkittäviä kitka- ja mekaanisia kuormituksia. Tällaisissa olosuhteissa perinteinen rakennenostin ei kestä kauan. Siksi työkappaleen leikkuureuna on vahvistettu kermettielementeillä tai erikoisteräksillä. Keraami-metalli-komposiittilevyt ovat tehokkaimpia käytössä. Mutta niiden hinta on melko korkea. Siksi kauhat vahvistetaan useimmiten kulutusta kestävistä seoksista valmistetuilla juotetuilla elektrodeilla. Muun muassa tällaisella kauhalla on käytön aikana itsestään teroittuva vaikutus kauhan tavallisen teräsosan kiihtyneemmän kulumisen vuoksi.

Tällaiset koneet leikkaavat tietyn kerroksen maaperää. Leikattu massa kuljetetaan erikoiskuljettimella kaatopaikalle tai kaadetaan välittömästi kippiautoon kuljetettavaksi louhokselle tai muille rakennustyömaille. Kaivukoneella tehtävät kaivutyöt kuuluvat tähän luokkaan.

Kaivinkoneiden tyypit

Kauhan suunnittelusta ja parametreista riippuen kaivinkoneet jaetaan seuraaviin tyyppeihin:

• single-bucket;
• pyörivä ja ketju (monikauha);
• jyrsintä.

Yleisin on yksikauhainen kaivinkone. Tämäntyyppinen kone on monipuolinen ja sillä on erittäin hyvä ohjattavuus. Kauhan optimaalinen hyötytilavuus on 0,15 - 2 kuutiometriä. Kaivaminen kaivukoneella (yksikauhalla), jossa on massiivinen ja tilavampi kauha, ei ole taloudellisesti kannattavaa, koska laitteiden hydrauliikka ja mekaaniset osat epäonnistuvat usein raskaiden kuormien takia.

Lisäksi maansiirtokoneet jaetaan käyttömekanismista riippuen toukka- ja autokoneisiin. Tarjolla on myös ns. kävelykaivukoneita sekä pneumaattisia pyöräkaivukoneita. Käytännössä tällaiset koneet ovat kuitenkin erittäin harvinaisia, jos ne koskaan jäävät silmään. Jopa kokeneet rakentajat, eivätkä kaikki voi ylpeillä, että he ovat koskaan työskennelleet samassa laitoksessa tämän tyyppisen koneen kanssa.

lapiokaivinkoneen käyttö

Tämäntyyppinen kaivinkone voi kaivaa maata molemmilta puolilta ja suoraan läpi. Ensimmäisessä tapauksessa kaivinkone suorittaa työtä liikeakselia pitkin. Samaan aikaan maa putoaa toiselta puolelta ylös ajavan kuorma-auton takaosaan.

Toisessa tapauksessa työ tehdään kaivinkoneen edessä ja lastausajoneuvot syötetään takaa.

Jos sinun on tehtävä merkittävä kaivaus suureen syvyyteen, ei ole vaihtoehtoa koneelliselle kaivulle. Kaikki työt tehdään useiden kehittäjien kauttavaiheet (tasot). Taso ei ylitä tietyn kaivinkonemallin teknisiä mahdollisuuksia kaivossyvyyden suhteen.

kauha-toiminto

Tämäntyyppinen kone on erinomainen esimerkki jatkuvatoimisesta mekanismista. Siksi tällaisen kaivinkoneen suorituskyky on tietysti suuruusluokkaa suurempi kuin tavanomaisten yksikauhaisten koneiden suorituskyky. Mutta on sanottava, että tällaisia laitteita käytetään vain suurten tilojen rakentamisessa. Tämäntyyppiset laitteet eivät sovellu kaivamiseen pienessä kaivannossa: erittäin kallis huolto, erittäin korkea polttoaineenkulutus.

Työkauhat voidaan kiinnittää ketjuun tai roottoriin. Tästä syystä kaivinkoneiden nimi: ketju ja pyörivä.

Tällaista kaivinkonetta voidaan käyttää ryhmän 2 maaperän kehittämiseen. Vaikka käytännössä on tapauksia, joissa tällaiset koneet selviytyivät helposti 1 - 3 ryhmän maaperistä. Maaperän tulee olla suhteellisen puhdasta, ilman suuria kiviä ja voimakkaita kantoja.

Maansiirtokoneiden kehitys

Yksi kone yhdessä työjaksossa suorittaa kiven louhinnan, sen liikkeen lyhyitä matkoja. Näihin koneisiin kuuluvat kaavinet, tiehöylät ja puskutraktorit.

Kaapimia käytetään suuriin töihin. Nämä koneet ovat erittäin tuottavia, niitä voidaan käyttää 1 … 4 tyyppisissä maaperäolosuhteissa. Uskomattomasta tehosta huolimatta kaavin ei kestä tiheää maaperää. Siksi tällaiset maaperät on ensin löysättävä. Tämä kone voi poistaa yhdellä kertaajopa 320 millimetriä paksu maakerros. Tietty arvo riippuu tehosta, kauhan muodosta ja kaavinmallista.

Kaavinkauhan pohja on varustettu terällä. Tämä ei ole se veitsi, jota useimmat ihmiset käyttävät leikkaamaan ruokaa keittiössä. Tässä tapauksessa hitsattiin nauha kulutusta kestävää ja itsevahvistunutta Hadfield-terästä.

Pukupuskutraktoreita käytetään työskentelyyn matalissa syvyyksissä ja pitkiä matkoja. Tämän tyyppistä konetta käytetään myös kaivojen pohjan puhdistukseen ja tasoittamiseen, joiden kehitystyö on tehty suurilla kaivinkoneilla.

Syvyyteen asti puskutraktori liikkuu tasojen läpi. Tason syvyys on yhtä suuri kuin sen kerroksen koko, jonka kone voi poistaa yhdellä kertaa. On erittäin tärkeää, että puskutraktorin työliike suoritetaan rinteessä. Tämä mahdollistaa voimayksiköiden jonkin verran purkamisen ja minimoi laitevian todennäköisyyden.

Tuokkaisilla on vähän tehoa ja potentiaalia. Niitä käytetään pääasiassa koristetöissä: penkereissä ja rinteissä, suunnittelutöissä.

Hydromekaanisen kehityksen kuvaus ja laajuus

Tässä tapauksessa maaperän manuaalinen kehittäminen ei tule kysymykseen. Kuitenkin, kuten maansiirtokoneiden käytössä. Laajuus on erittäin laaja: keinotekoisten altaiden luomisesta teiden rakentamiseen. Teknologia mahdollistaa myös alueiden kunnostamisen asuin- ja teollisuusrakentamista varten suoisilla ja tulville alttiilla rannikkoalueilla. Kaikki prosessit ovat koneellisia. Tämä kaivausmenetelmä vaatiierityisen infrastruktuurin luominen, minkä vuoksi sitä kannattaa käyttää vain erittäin suurissa tulevissa työmäärissä.

Hydromekaaninen kehitys hydromonitoreiden avulla

Tämän kehitysmenetelmän ydin on seuraava: maaperä huuhdellaan pois vesisuihkulla korkeassa paineessa (noin 15 MPa). Tuloksena oleva mutamassa (ammattilaisten slangissa - massa) kerääntyy aluksi välisäiliöihin, ja sieltä se pumpataan putkilinjaa pitkin oikeaan paikkaan.

Ajan mittaan kosteus haihtuu kokonaan ja muodostuu tiheä maakerros. Jos se tiivistetään telalla, sellaisesta maaperästä tulee varsin sopivaa viestintälinjojen rakentamiseen (tiet ja rautatiet).

Tämän menetelmän suuri teknologinen etu on kyky kehittää lähes minkä tahansa monimutkaisuuden maaperää.

Hydromekaaninen kehitys imuruoppauskoneilla

Altaiden pohjaa tehtäessä käsin kaivaminen sekä perinteisten maansiirtokoneiden käyttö on poissuljettua. Tarvitaan erikoisaluksia.

Ruoppausammus on erikoisvarusteilla varustettu kelluva alus. Tehokas pumppu pumppaa kuluneen maan säiliön pohj alta ja kuljettaa sen putkilinjaa pitkin joko aluksen ruumaan tai apukuljetusalukseen tai heittää pois voimakkaalla suihkulla kauas louhintapaikasta.

Samank altaisia imuruoppausaluksia on löydetty sovellusten syventämiseen ja raivaukseen alusten väylillä matalissa vesissä, syventäessään jokia.keskeytymätöntä navigointia sekä timanttien louhintaa v altamerien hyllyltä.

Maamassa imetään putken läpi. Lietteen ja pehmeän maan imua varten putkessa ei ole ylimääräistä repijää. Jälkimmäisen läsnäolo on välttämätöntä, kun kehitetään tiheää maaperää. Kehityksen monimutkaisuuden mukaan tämä menetelmä on edelläkävijä. Erikoiskuljetusten käyttö ja ylläpito, sen pysäköinti satamavesille on erittäin kallista. Huoltohenkilöstön pätevyyden vaatimukset ovat korkeat.

Jäätyneen maaperän kehitys

Ehitykseen ikiroutaolosuhteissa sekä kivisten kivien kehittämiseen käytetään voimakkaita suunnattuja räjähdyksiä. TNT:tä, ammoniittia ja tietullia voidaan käyttää räjähteinä.

Räjähtäviä ammuksia voidaan sijoittaa sekä pinnalle että syvälle valmiiksi porattuihin reikiin tai luonnollisiin onteloihin.

Ns. porareikäpanoksia käytetään laajan altaan alueen kehittämisessä sekä maaperän upottamiseen. Räjähtävät ammukset asennetaan valmiiksi porattuihin kaivoihin. Minimireiän halkaisija on 200 mm. Panosten tuhovoiman lisäämiseksi reiät peitetään ulkopuolelta hiekalla tai hienolla kivellä (muodostuu kaivoja porattaessa).

Shpurovye-panoksia käytetään, kun on tarpeen kaivaa pieni määrä maata. Se on mahdollista suorittaa sekä avolouhinnassa että maanalaisessa louhinnassa. Reiät ovat eräänlaisia kuoria. Halkaisija on 25jopa 75 millimetriä. Niistä on enintään kaksi kolmasosaa täynnä räjähteitä. Jäljelle jäävä tila täytetään kivillä (suunnatun räjähdysaallon vastaanottamiseksi ja suurimman hyödyllisen vaikutuksen saavuttamiseksi).

Kamarimaksut. Tämän tyyppistä panosta käytetään, kun on tarpeen kaivaa merkittäviä määriä maaperää suunnatulla ulostyönnyksellä. Menetelmän ydin on seuraava. Työalueella on pystysuorat kaivot tai vaakasuuntaiset tunnelit, joiden seiniin porataan sokeat reiät panosten laskemista varten. Räjähteiden asettamisen jälkeen aukot ja kaivot peitetään maaperällä (tämän avulla voit lisätä räjähdyksen tehoa). Poiston suunta varmistetaan räjähteen epätasaisella asettelulla. Joten yhdellä puolella voi olla useita kertoja enemmän porausreikiä latauksille. Myös tähän tarkoitukseen voidaan käyttää räjähdysten yhteensopimattomuutta.

Ns. rakopanosta käytetään pääasiassa maaperän kehittämiseen ikiroutaolosuhteissa. Tällaisen kiven suunnattua vapauttamista on tuskin mahdollista suorittaa. Mutta sen irrottaminen niin, että se voidaan tulevaisuudessa poistaa puskutraktorilla tai kaivinkoneella, on melko realistista. Tätä varten käytetään työkalua, joka toimintaperiaatteen ja ulkonäön mukaan muistuttaa metallin levyleikkuria. Vain tietysti tällaisella työkalulla on paljon suurempi koko. Tällainen leikkuri leikkaa omituisia uria maahan jopa 2,5 metrin etäisyydellä toisistaan. Räjähdettä ei aseteta jokaiseen uraan, vaan yhden läpi - ontto täyttämätön tila toimii kompensaattorina. räjähdysa altomurskaa maaperän ja se siirtyy kohti onteloa. Tällaiset työt vaativat huolellista valmistelua ja hankkeen yksityiskohtaista tutkimista.