Toprak geliştirme yöntemleri

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

İnşaat ve madencilik operasyonları sırasında kazı geleneksel olarak üç yoldan biriyle gerçekleştirilir: kesme, hidromekanik kırma ve patlatma.

Mühendis, yapılacak işin miktarına, zeminin doğasına, mevcut teknik geliştirme araçlarına vb. bağlı olarak belirli bir yöntem lehine bir seçim yapar.

Küçük bir ekskavatör, bir kır evinin inşası için bir temel çukuru kazmakla kolayca başa çıkabiliyorsa, madencilik yaparken bir dizi makine ve mekanizma kullanmak gerekir. Ayrıca, bu üretim araçlarının çoğu, toprağın gelişimine doğrudan dahil olmayacaktır. Amaçları üretim sürecine hizmet etmek ve operasyonların devamlılığını sağlamaktır.

Toprakların özellikleri

Toprak, yıpranmış kayaların oluşturduğu yer kabuğunun en üst tabakasıdır. Yoğunluk ve kökene bağlı olarak topraklar şu şekilde sınıflandırılabilir:

• Kayalık (bu tür topraklar neme dayanıklıdır, çekme mukavemeti 5'ten fazladır)MPa). Bu kategori granit, kireçtaşı, kumtaşı içerir.
• Yarı kayalık (5 MPa'ya kadar çekme mukavemeti). Örneğin: kil, alçı, marn.
• Kaba kırıntılı - yarı kayalık ve sert kayaların çimentosuz parçaları.
• Kumlu (dağılmış (2 milimetre çapa kadar) kaya parçacıklarıdır).
• Kil (ince (0,005 milimetre çapında) kaya parçacıkları).

Hendeklerde toprağı manuel olarak geliştirmek oldukça zahmetli bir süreçtir. Prensip olarak, kaya madenciliği yapılırken yapılamaz.

Toprakların bileşimi katı parçalar, su ve çeşitli gazları (gözeneklerde birikir) içerir. Toprak nemi, birim hacim başına sıvı kütlesinin katı kütlesine oranını karakterize eden bir değerdir. Geniş bir aralıkta değişebilir ve bir (kum) ile yüzde iki yüz (rezervuarların dibindeki silt) arasında bir değer alabilir.

Geliştirme sürecinde zemin hacmi artar. Bu, gözeneklerin ve boşlukların oluşumundan kaynaklanmaktadır. Hacim değişikliğinin büyüklüğü, gevşeme katsayısı (toprağın çalışmadan önce kapladığı hacmin, gelişmeden sonra kapladığı hacme oranı) ile karakterize edilir. Zamanla, gevşetilen toprağın yoğunluğu azalır (doğal sıkışma). Ağır iş makineleri kullanılarak cebri toprak sıkıştırması yapmak da mümkündür. Bu tür toprağın yoğunluğu, biraz daha az olmasına rağmen orijinaline yaklaşır. Bu fark ihmal edilebilir, özelliklezamanla kaybolur ve toprağın kendisi özelliklerini tamamen geri yükler (yaşlanır).

Zemin mekanik özellikleri (öncelikle mukavemet ve deforme olma yeteneği), parçacıklar arasındaki bağın bileşimine ve doğasına bağlıdır. Geliştirme sırasında bağlantılar yok edilir, sıkıştırma sırasında geri yüklenir.

Kesme geliştirme

Toprağı bu şekilde geliştirmek için toprak taşıma ve hafriyat makineleri kullanılır.

Çalışma sırasında kesici takım çok önemli sürtünme ve mekanik yükler yaşar. Bu koşullar altında, geleneksel yapısal vinç uzun sürmez. Bu nedenle çalışma gövdesinin kesici kenarı sermet elemanlar veya özel çelikler ile güçlendirilmiştir. Kompozit seramik-metal plakalar, operasyonda en verimli olanlardır. Ama bunların maliyeti oldukça yüksektir. Bu nedenle, kovalar çoğu zaman aşınmaya dayanıklı alaşımlardan yapılmış lehimli elektrotlarla güçlendirilir. Diğer şeylerin yanı sıra, böyle bir kepçe, kepçenin sıradan çelik parçasının daha hızlı aşınması nedeniyle çalışma sırasında kendi kendini bileme etkisine sahiptir.

Bu tür makineler belirli bir toprak tabakasını keser. Kesilen kütle, özel bir konveyör ile bir çöplüğe taşınır veya bir taş ocağına veya diğer inşaat sahalarına taşınmak üzere hemen bir damperli kamyona dökülür. Ekskavatörle yapılan kazılar bu kategoriye girer.

Ekskavatör türleri

Kepçenin tasarımına ve parametrelerine bağlı olarak, ekskavatörler aşağıdaki tiplere ayrılır:

• tek kova;
• döner ve zincir (çoklu kova);
• frezeleme.

En yaygın olanı tek kepçeli tip ekskavatördür. Bu tip makine çok yönlüdür ve çok iyi manevra kabiliyetine sahiptir. Kovanın en uygun faydalı hacmi 0,15 ila 2 metreküp arasındadır. Ekipmanın hidrolik ve mekanik parçaları genellikle ağır yükler nedeniyle arızalandığından, daha büyük ve kapasiteli bir kepçeye sahip bir ekskavatör (tek kepçeli) ile kazı yapmak ekonomik olarak mümkün değildir.

Ayrıca, tahrik mekanizmasına bağlı olarak, hafriyat makineleri tırtıl ve otomobil olarak ikiye ayrılır. Yürüyen ekskavatörler ve pnömatik tekerlekli ekskavatörler de vardır. Bununla birlikte, pratikte, bu tür makineler, eğer göze çarparsa, son derece nadirdir. Deneyimli inşaatçılar bile ve o zaman bile hepsi aynı tesiste bu tür bir makineyle çalışmış olmakla övünemez.

Kürek ekskavatör çalışması

Bu tip ekskavatör, toprağı hem yandan hem de düz bir şekilde kazabilir. İlk durumda, ekskavatör hareket ekseni boyunca iş yapar. Aynı zamanda, diğer taraftan gelen bir kamyonun arkasına toprak düşüyor.

İkinci durumda, ekskavatörün önünde çalışma yapılır ve yükleme için araçlar arkadan beslenir.

Büyük bir derinliğe kadar önemli bir kazı yapmanız gerekiyorsa, o zaman mekanize kazıya alternatif yoktur. Tüm çalışmalar, birkaç kişinin geliştirilmesi yoluyla gerçekleştirilir.aşamalar (katlar). Katman, kazı derinliği açısından belirli bir ekskavatör modelinin teknolojik yeteneklerini aşmaz.

Kova-kova işlemi

Bu tür makine, sürekli eylem mekanizmasının en iyi örneğidir. Bu nedenle, elbette, böyle bir ekskavatörün performansı, geleneksel tek kepçeli makinelerin performansından çok daha yüksektir. Ancak bu tür ekipmanların sadece büyük ölçekli tesislerin yapımında kullanıldığı söylenmelidir. Bu tür ekipman, küçük bir hendekte kazı yapmak için kesinlikle uygun değildir: çok pahalı bakım, çok yüksek yakıt tüketimi.

Çalışan kovalar zincire veya rotora sabitlenebilir. Bu nedenle ekskavatörlerin adı: zincir ve döner.

Bu tip ekskavatör grup 2 toprağın geliştirilmesinde kullanılabilir. Uygulamada, bu tür makinelerin 1 … 3 grup toprakla kolayca başa çıktığı durumlar olmasına rağmen. Toprak, büyük taşlar ve güçlü kütükler olmadan nispeten temiz olmalıdır.

Hafriyat makinesi geliştirme

Bir çalışma döngüsündeki bir makine, kayanın çıkarılmasını, kısa mesafelerde hareketini gerçekleştirir. Bu makineler arasında sıyırıcılar, greyderler ve buldozerler bulunur.

Sıyırıcılar büyük ölçekli işler için kullanılır. Bu makineler oldukça verimlidir, 1 … 4 çeşit toprak şartlarında kullanılabilirler. Ancak, inanılmaz gücüne rağmen, sıyırıcı yoğun toprakları kaldıramaz. Bu nedenle, bu tür topraklar önce gevşetilmelidir. Tek geçişte, bu makine kaldırabilir320 milimetre kalınlığa kadar bir toprak tabakası. Spesifik değer güce, kepçe şekline ve sıyırıcı modeline bağlıdır.

Sıyırıcı kepçenin alt kısmında bir bıçak bulunur. Bu, çoğu insanın mutfakta yemek kesmek için kullandığı bıçak değildir. Bu durumda, aşınmaya dayanıklı ve kendi kendini güçlendiren Hadfield çeliğinden bir şerit kaynaklanmıştır.

Buldozerler sığ derinliklerde ve uzun mesafelerde çalışmak için kullanılır. Ayrıca, bu tip makine, büyük ekskavatörler tarafından geliştirilmesi gerçekleştirilen çukurların dibinin temizlenmesi ve tesviyesi için kullanılır.

Derinliğe kadar buldozer katmanlar arasında hareket eder. Katmanın derinliği, makinenin tek geçişte kaldırabileceği katmanın boyutuna eşittir. Buldozerin çalışma hareketinin bir yokuşta yapılması çok önemlidir. Bu, güç ünitelerinin bir kısmının boş altılmasına izin verecek ve ekipman arızası olasılığını en aza indirecektir.

Greyderler düşük güce ve potansiyele sahiptir. Esas olarak dekoratif işler için kullanılırlar: setler ve eğimler, planlama çalışmaları.

Hidromekanik geliştirmenin tanımı ve kapsamı

Bu durumda toprakların manuel olarak geliştirilmesi söz konusu değildir. Ancak, hafriyat makinelerinin kullanımında olduğu gibi. Kapsam çok geniştir: yapay rezervuarların oluşturulmasından yolların yapımına kadar. Teknoloji ayrıca, bataklık ve sele eğilimli kıyı bölgelerinde konut ve endüstriyel gelişim için alanların ıslahına da izin veriyor. Tüm süreçler mekanize edilmiştir. Bu kazı yöntemi,yalnızca yaklaşan çok büyük hacimli işlerde kullanılmasını tavsiye eden özel bir altyapı oluşturmak.

Hidromonitörler kullanarak hidromekanik geliştirme

Bu geliştirme yönteminin özü şu şekildedir: toprak, yüksek basınç (yaklaşık 15 MPa) altında bir su jeti ile yıkanır. Ortaya çıkan çamur kütlesi (profesyonellerin argosunda - kağıt hamuru) başlangıçta ara tanklarda birikir ve oradan boru hattından doğru yere pompalanır.

Zamanla nem tamamen buharlaşır ve yoğun bir toprak tabakası oluşur. Bir rulo ile sıkıştırılırsa, bu tür topraklar iletişim hatlarının (karayolları ve demiryolları) inşası için oldukça uygun hale gelir.

Bu yöntemin en büyük teknolojik avantajı, hemen hemen her karmaşıklık kategorisindeki toprakları geliştirme yeteneğidir.

Emme tarak gemilerini kullanarak hidromekanik geliştirme

Rezervuarların dibinde çalışma yapılırken, geleneksel hafriyat makinelerinin yanı sıra manuel kazı yapılmaz. Özel gemiler gerekli.

Tarama mermisi, özel ekipmanlarla donatılmış yüzen bir teknedir. Güçlü bir pompa, aşınmış toprağı rezervuarın tabanından pompalar ve bir boru hattı aracılığıyla ya geminin ambarına ya da yardımcı bir nakliye gemisine taşır ya da güçlü bir jetle kazı alanından uzağa atar.

Benzer emiş tarak gemileri, sığ su koşullarında gemilerin geçitlerini derinleştirmede ve temizlemede, nehirleri sağlamak için nehirleri derinleştirmede uygulama buldu.kesintisiz navigasyonun yanı sıra okyanusların raflarından elmasların çıkarılmasında.

Toprak kütlesi borudan emilir. Silt ve yumuşak zeminin emilmesi için boru ek bir sökücü ile donatılmamıştır. Yoğun topraklar geliştirirken ikincisinin varlığı gereklidir. Geliştirmenin karmaşıklığına göre, bu yöntem liderdir. Özel taşımacılığın işletilmesi ve bakımı, liman sularında park etmesi çok pahalıdır. Servis personelinin kalifikasyonu için yüksek gereksinimler vardır.

Donmuş toprakların gelişimi

Permafrost koşullarında gelişme ve ayrıca kayalık kayaların gelişimi için, güçlü yönlendirilmiş patlamalar kullanılır. TNT, ammonit ve geçiş ücreti patlayıcı olarak kullanılabilir.

Patlayıcı mermiler, önceden delinmiş deliklere veya doğal boşluklara hem yüzeye hem de derinlere yerleştirilebilir.

Sözde sondaj ücretleri, havuzun geniş bir alanının geliştirilmesinde ve ayrıca toprağı boş altmak için kullanılır. Patlayıcı mermiler önceden delinmiş kuyulara kurulur. Minimum sondaj çapı 200 mm'dir. Yüklerin yıkıcı gücünü artırmak için, delikler dışarıdan kum veya ince kaya ile kaplanır (kuyuları açarken oluşur).

Shpurovye ücretleri, az miktarda toprağı kazmak gerektiğinde kullanılır. Hem açık madencilikte hem de yer altı madenciliğinde yapmak mümkündür. Delikler bir tür kabuktur. 25 çapa sahip75 milimetreye kadar. En fazla üçte iki oranında patlayıcı ile doldurulurlar. Kalan boşluk kaya ile doldurulur (yönlendirilmiş bir patlama dalgası almak ve en büyük faydalı etkiyi elde etmek için).

Oda ücretleri. Bu tür bir yük, yönlendirilmiş bir püskürtme yoluyla önemli miktarda toprağı kazmak gerektiğinde kullanılır. Yöntemin özü aşağıdaki gibidir. Çalışma alanında, duvarlarında döşeme ücretleri için kör delikler açılan dikey kuyular veya yatay tüneller bulunur. Patlayıcılar döşendikten sonra, aitler ve kuyular toprakla kaplanır (bu, patlamanın gücünü artırmanıza izin verir). Fırlatma yönü, patlayıcının düzensiz döşenmesi ile sağlanır. Böylece, bir tarafta şarjlar için birkaç kat daha fazla delme deliği olabilir. Ayrıca bu amaçla patlamaların uyumsuzluğu kullanılabilir.

Sözde yarıklı şarj, esas olarak permafrost koşullarında toprağın geliştirilmesinde kullanılır. Böyle bir kayanın yönlendirilmiş bir salınımını gerçekleştirmek pek mümkün değildir. Ancak gelecekte bir buldozer veya ekskavatör ile çıkarılabilmesi için gevşetmek oldukça gerçekçi. Bunun için, çalışma prensibine ve görünüşe göre metal için bir disk kesiciye benzeyen bir alet kullanılır. Sadece, elbette, böyle bir alet çok daha büyük bir boyuta sahiptir. Böyle bir kesici, birbirinden 2,5 metreye kadar mesafede zeminde tuhaf oluklar keser. Patlayıcı her bir oyuğa değil, bir oyuğa yerleştirilir - içi boş doldurulmamış alan bir dengeleyici görevi görür. patlama dalgasıtoprağı ezer ve boşluğa doğru kayar. Bu tür çalışmalar, projenin dikkatli bir şekilde hazırlanmasını ve ayrıntılı bir şekilde incelenmesini gerektirir.