طرق تطوير التربة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

في سياق عمليات البناء والتعدين ، يتم إجراء الحفريات بشكل تقليدي بإحدى الطرق الثلاث: القطع ، والتكسير الهيدروميكانيكي ، والتفجير.

يقوم المهندس باختيار طريقة معينة بناءً على مقدار العمل الذي يتعين القيام به ، وطبيعة التربة الأرضية ، والوسائل التقنية المتاحة للتطوير ، وما إلى ذلك.

إذا كان بإمكان الحفار الصغير التعامل بسهولة مع حفر حفرة الأساس لبناء منزل ريفي ، فعند التعدين ، من الضروري استخدام مجموعة كاملة من الآلات والآليات. علاوة على ذلك ، فإن معظم وسائل الإنتاج هذه لن تشارك بشكل مباشر في تطوير التربة. الغرض منها هو خدمة عملية الإنتاج وضمان استمرارية العمليات.

خصائص التربة

التربة هي الطبقة العليا من قشرة الأرض التي تكونت من الصخور المتآكلة. اعتمادًا على الكثافة والأصل ، يمكن تصنيف التربة إلى:

• صخري (هذه التربة مقاومة للرطوبة ، قوة الشد أكثر من 5الآلام والكروب الذهنية). تشمل هذه الفئة الجرانيت والحجر الجيري والحجر الرملي.
• شبه صخري (قوة شد تصل إلى 5 ميجا باسكال). على سبيل المثال: الطين ، الجبس ، المارل.
• clastic الخشنة - شظايا غير مثبتة من الصخور شبه الصخرية والصلبة.
• ساندي (وهي جزيئات مشتتة من الصخور (يصل قطرها إلى 2 ملم)).
• الطين (حبيبات الصخور الدقيقة (قطرها 0.005 ملليمتر)).

تطوير التربة يدويًا في الخنادق عملية شاقة إلى حد ما. من حيث المبدأ ، لا يمكن تنفيذه عند تعدين الصخور.

يتكون تكوين التربة من أجزاء صلبة وماء وغازات مختلفة (تتراكم في المسام). رطوبة التربة هي القيمة التي تميز نسبة كتلة السائل إلى كتلة المواد الصلبة لكل وحدة حجم. يمكن أن تتنوع على نطاق واسع ويمكن أن تأخذ قيمة من واحد (رمل) إلى مائتي بالمائة (طمي في قاع الخزانات).

الأرض في عملية التنمية يزداد في الحجم. هذا بسبب تكوين المسام والتجاويف. يتميز حجم التغير في الحجم بمعامل التخفيف (نسبة الحجم الذي تشغله التربة قبل العمل إلى الحجم الذي تشغله التربة بعد التطور). بمرور الوقت ، تقل كثافة التربة المخففة (الضغط الطبيعي). من الممكن أيضًا إجراء ضغط التربة القسري باستخدام معدات البناء الثقيلة. تقترب كثافة هذه التربة من الأصل ، على الرغم من أنها أقل إلى حد ما. يمكن إهمال هذا الاختلاف ، خاصة منذ ذلك الحينمع مرور الوقت ، وسوف تختفي ، وسوف تستعيد التربة نفسها خصائصها تمامًا (تتقادم).

تعتمد الخصائص الميكانيكية للتربة (القوة والقدرة على التشوه بشكل أساسي) على تكوين وطبيعة الرابطة بين الجزيئات. أثناء التطوير ، يتم تدمير الاتصالات ، أثناء الضغط يتم استعادتها.

تطوير القطع

تستخدم آلات نقل الأرض و تحريك التربة لتطوير التربة بهذه الطريقة

أثناء التشغيل ، تتعرض أداة القطع لأحمال احتكاكية وميكانيكية كبيرة جدًا. في ظل هذه الظروف ، لن تدوم الرافعة الهيكلية التقليدية لفترة طويلة. لذلك ، يتم تقوية حافة القطع لجسم العمل بعناصر سيرميت أو فولاذ خاص. تعتبر الألواح المعدنية والسيراميك المركبة هي الأكثر كفاءة في التشغيل. لكن تكلفتها مرتفعة للغاية. لذلك ، غالبًا ما يتم تقوية الدلاء بأقطاب كهربائية ملحومة مصنوعة من سبائك مقاومة للتآكل. من بين أشياء أخرى ، فإن مثل هذا الجرافة له تأثير الشحذ الذاتي أثناء التشغيل بسبب التآكل المتسارع للجزء الفولاذي العادي من الجرافة.

مثل هذه الآلات تقطع طبقة معينة من التربة. يتم نقل الكتلة المقطوعة بواسطة ناقل خاص إلى مكب نفايات أو يتم سكبها على الفور في شاحنة قلابة لنقلها إلى المحجر أو مواقع البناء الأخرى. يندرج التنقيب بالحفارة تحت هذه الفئة.

أنواع الحفارات

اعتمادًا على تصميم ومعلمات الجرافة ، يتم تقسيم الحفارات إلى الأنواع التالية:

• دلو واحد ؛
• دوارة وسلسلة (متعددة الدلو) ؛
• طحن.

الأكثر شيوعًا هو نوع الحفار ذو الجرافة الواحدة. هذا النوع من الآلات متعدد الاستخدامات ولديه قدرة جيدة على المناورة. الحجم الأمثل المفيد للحاوية هو من 0.15 إلى 2 متر مكعب. لا يعد الحفر بواسطة حفارة (دلو واحد) باستخدام دلو أكثر ضخامة وسعة أمرًا ممكنًا اقتصاديًا ، نظرًا لأن المكونات الهيدروليكية والميكانيكية للمعدات غالبًا ما تفشل بسبب الأحمال الثقيلة.

أيضًا ، اعتمادًا على آلية القيادة ، تنقسم آلات تحريك التربة إلى كاتربيلر وسيارة. هناك أيضًا ما يسمى بالحفارات المتحركة ، فضلاً عن الحفارات الهوائية ذات العجلات. ومع ذلك ، من الناحية العملية ، فإن مثل هذه الآلات نادرة للغاية ، إذا تم اكتشافها في العين. حتى البنائين ذوي الخبرة ، وحتى مع ذلك ، لا يمكنهم جميعًا التباهي بأنهم عملوا في نفس المنشأة مع هذا النوع من الآلات.

عملية حفارة المجرفة

يمكن لهذا النوع من الحفارات حفر التربة على الجانبين والمستقيمين. في الحالة الأولى ، يقوم الحفار بالعمل على طول محور الحركة. في نفس الوقت ، تسقط التربة في مؤخرة شاحنة تصعد من الجانب الآخر.

في الحالة الثانية يتم العمل أمام الحفار ويتم تغذية مركبات التحميل من الخلف.

إذا كنت بحاجة إلى إجراء تنقيب كبير على عمق كبير ، فلا بديل عن التنقيب الآلي. يتم تنفيذ جميع الأعمال من خلال تطوير عدةمراحل (طبقات). المستوى لا يتجاوز القدرات التكنولوجية لنموذج حفارة معين من حيث عمق الحفر.

عملية دلو دلو

هذا النوع من الآلات هو مثال رئيسي على آلية العمل المستمر. لذلك ، بطبيعة الحال ، فإن أداء مثل هذه الحفارة هو ترتيب من حيث الحجم أعلى من أداء الآلات التقليدية ذات الجرافة الواحدة. ولكن يجب القول أن هذه المعدات تستخدم فقط في بناء مرافق واسعة النطاق. هذا النوع من المعدات غير مناسب على الإطلاق للحفر في خندق صغير: صيانة باهظة الثمن ، واستهلاك وقود مرتفع للغاية.

يمكن تثبيت جرافات العمل على السلسلة أو الدوار. ومن هنا جاء اسم الحفارات: سلسلة ودوارة

يمكن استخدام هذا النوع من الحفارات في تطوير تربة المجموعة 2. على الرغم من وجود حالات في الممارسة العملية عندما تتعامل هذه الآلات بسهولة مع التربة من 1 … 3 مجموعات. يجب أن تكون التربة نظيفة نسبيًا ، بدون حجارة كبيرة وجذوع قوية.

تطوير آلة حفر التربة

آلة واحدة في دورة عمل واحدة تقوم باستخراج الصخور وحركتها على مسافات قصيرة. وتشمل هذه الآلات كاشطات ، وممهدات ، وجرافات.

تستخدم الكاشطات في الأعمال واسعة النطاق. هذه الآلات منتجة للغاية ، ويمكن استخدامها في ظروف التربة من 1 … 4 أنواع. ومع ذلك ، على الرغم من القوة الهائلة ، لا يمكن للكاشطة التعامل مع التربة الكثيفة. لذلك ، يجب أولاً تخفيف هذه التربة. في مسار واحد ، يمكن إزالة هذا الجهازطبقة من التربة يصل سمكها إلى 320 ملم. تعتمد القيمة المحددة على الطاقة وشكل الجرافة ونموذج الكاشطة.

الجزء السفلي من دلو الكاشطة مزود بشفرة. هذه ليست السكين التي يستخدمها معظم الناس لتقطيع الطعام في المطبخ. في هذه الحالة ، تم لحام شريط من حديد هادفيلد المقاوم للتآكل وذاتي التسليح.

تستخدم الجرافات للعمل في الأعماق الضحلة و لمسافات طويلة. كما يتم استخدام هذا النوع من الماكينات لتنظيف وتسوية قاع الحفر ، والتي تم تطويرها بواسطة حفارات كبيرة.

إلى العمق تتحرك الجرافة عبر الطبقات. يساوي عمق الطبقة حجم الطبقة التي يمكن للآلة إزالتها في مسار واحد. من المهم جدًا أن تتم حركة الجرافة على منحدر. سيسمح ذلك بتفريغ بعض وحدات الطاقة وتقليل احتمالية تعطل المعدات.

أجهزة التسوية لديها طاقة وإمكانات منخفضة. تستخدم بشكل أساسي في الأعمال الزخرفية: السدود والمنحدرات ، أعمال التخطيط

وصف ونطاق التطوير الهيدروميكانيكي

في هذه الحالة ، فإن تطوير التربة يدويًا غير وارد. ومع ذلك ، كما هو الحال مع استخدام آلات الحفر. النطاق واسع للغاية: من إنشاء الخزانات الاصطناعية إلى بناء الطرق. كما تتيح هذه التقنية أيضًا استصلاح مناطق التطوير السكني والصناعي في مناطق المستنقعات والساحلية المعرضة للفيضانات. جميع العمليات آلية. تتطلب طريقة الحفر هذهإنشاء بنية تحتية خاصة ، مما يجعل من المستحسن استخدامها فقط مع أحجام عمل قادمة كبيرة جدًا.

التطوير الهيدروميكانيكي باستخدام المكثفات المائية

جوهر طريقة التطوير هذه هو كما يلي: يتم غسل التربة بنفث من الماء تحت ضغط عالٍ (حوالي 15 ميجا باسكال). كتلة الطين الناتجة (في عامية المحترفين - اللب) تتراكم مبدئيًا في خزانات وسيطة ، ومن هناك يتم ضخها عبر خط الأنابيب إلى المكان الصحيح.

بمرور الوقت ، تتبخر الرطوبة تمامًا وتتشكل طبقة كثيفة من التربة. إذا تم ضغطها بأسطوانة ، تصبح هذه التربة مناسبة تمامًا لإنشاء خطوط الاتصال (الطرق والسكك الحديدية).

الميزة التكنولوجية العظيمة لهذه الطريقة هي القدرة على تطوير تربة من أي فئة من فئات التعقيد تقريبًا.

التطوير الهيدروميكانيكي باستخدام كراكات شفط

عند القيام بأعمال أسفل الخزانات ، يتم استبعاد الحفر اليدوي ، وكذلك استخدام آلات جرف التربة التقليدية. مطلوب سفن خاصة.

مقذوفات التجريف هي مركبة عائمة مزودة بمعدات خاصة. تضخ مضخة قوية التربة المتآكلة من قاع الخزان وتنقلها عبر خط أنابيب إما إلى عنبر الوعاء أو إلى سفينة نقل مساعدة ، أو ترميها بعيدًا عن موقع الحفر بواسطة نفاثة قوية.

وجدت كراكات شفط مماثلة تطبيقًا في تعميق وتنظيف ممرات السفن في ظروف المياه الضحلة ، وتعميق الأنهار من أجل توفيرالتنقل المستمر ، وكذلك في استخراج الماس من رف المحيطات.

تمتص كتلة التربة عبر الأنبوب. لشفط الطمي والتربة الناعمة ، لا يتم تجهيز الأنبوب بكسارة إضافية. وجود هذا الأخير ضروري عند تطوير التربة الكثيفة. وفقًا لتعقيد التطوير ، فإن هذه الطريقة في المقدمة. تشغيل وصيانة وسائل النقل الخاصة ، ومواقفها في مياه الموانئ مكلفة للغاية. هناك متطلبات عالية لتأهيل موظفي الخدمة

تطوير التربة المتجمدة

للتطوير في ظروف التربة الصقيعية ، وكذلك لتطوير الصخور الصخرية ، يتم استخدام انفجارات قوية موجهة. يمكن استخدام مادة تي إن تي والأمونيت والحصيلة كمتفجرات.

يمكن وضع المقذوفات المتفجرة على السطح وفي العمق في الثقوب المحفورة مسبقًا أو في التجاويف الطبيعية.

تُستخدم رسوم البئر في تطوير مساحة كبيرة من المسبح ، وكذلك لإغراق التربة. يتم تثبيت المقذوفات المتفجرة في الآبار المحفورة مسبقًا. قطر البئر الأدنى 200 مم. لزيادة القوة التدميرية للشحنات ، يتم تغطية الثقوب من الخارج بالرمل أو الصخور الناعمة (تكونت عند حفر الآبار).

تُستخدم رسوم Shpurovye عندما يكون من الضروري حفر كمية صغيرة من التربة. من الممكن القيام به في كل من التعدين المكشوف والتعدين تحت الأرض. الثقوب هي نوع من القذائف. يبلغ قطرها 25حتى 75 ملم. تمتلئ بالمتفجرات بحد أقصى الثلثين. المساحة المتبقية مليئة بالصخور (من أجل استقبال موجة انفجار موجهة وتحقيق أكبر تأثير مفيد).

رسوم الغرفة. يستخدم هذا النوع من الشحنة عندما يكون من الضروري حفر كميات كبيرة من التربة عن طريق طرد موجه. جوهر الطريقة على النحو التالي. في منطقة العمل ، يتم تجهيز الآبار الرأسية أو الأنفاق الأفقية ، حيث يتم حفر ثقوب عمياء في الجدران لوضع الرسوم. بعد وضع المتفجرات ، يتم تغطية الآبار والآبار بالتربة (وهذا يسمح لك بزيادة قوة الانفجار). يتم ضمان اتجاه الإخراج من خلال وضع المتفجرات غير المتكافئة. لذلك ، يمكن أن يكون هناك عدة مرات ثقوب حفر للشحن على جانب واحد. أيضا لهذا الغرض يمكن استخدام عدم تطابق الانفجارات.

تُستخدم الشحنة المشقوقة بشكل أساسي في تطوير التربة في ظروف التربة الصقيعية. من الصعب تنفيذ إطلاق موجه لمثل هذه الصخرة. لكن فكها بحيث يمكن إزالتها في المستقبل باستخدام جرافة أو حفارة أمر واقعي تمامًا. لهذا الغرض ، يتم استخدام أداة تشبه ، وفقًا لمبدأ التشغيل والمظهر ، قاطع القرص للمعادن. فقط ، بالطبع ، هذه الأداة لها حجم أكبر بكثير. يقطع هذا القاطع أخاديدًا غريبة في الأرض على مسافة تصل إلى 2.5 متر من بعضها البعض. لا يتم وضع المتفجرات في كل أخدود ، ولكن من خلال واحد - تعمل المساحة الفارغة الخالية كمعوض. موجة الانفجاريسحق التربة وينتقل نحو التجويف. تتطلب مثل هذه الأعمال إعدادًا دقيقًا ودراسة مفصلة للمشروع.