Metódy rozvoja pôdy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

V priebehu stavebných a banských prác sa razenie tradične vykonáva jedným z troch spôsobov: rezaním, hydromechanickým štiepením a trhaním.

Inžinier si vyberie konkrétnu metódu na základe množstva práce, ktorú treba vykonať, povahy pôdy, dostupných technických prostriedkov vývoja atď.

Ak si malý bager bez problémov poradí s kopaním základovej jamy na stavbu vidieckeho domu, tak pri ťažbe je potrebné použiť celý rad strojov a mechanizmov. Navyše väčšina týchto výrobných prostriedkov nebude priamo zapojená do rozvoja pôdy. Ich účelom je slúžiť výrobnému procesu a zabezpečiť kontinuitu operácií.

Charakteristiky pôd

Pôda je vrchná vrstva zemskej kôry tvorená zvetranými horninami. V závislosti od hustoty a pôvodu možno pôdy klasifikovať do:

• Skalnatá (taká pôda je odolná voči vlhkosti, pevnosť v ťahu je viac ako 5MPa). Táto kategória zahŕňa žulu, vápenec, pieskovec.
• Polokamenný (pevnosť v ťahu do 5 MPa). Napríklad: hlina, sadra, slieň.
• Hrubé klastické - necementované úlomky poloskalných a tvrdých hornín.
• Piesočnaté (sú to rozptýlené (s priemerom do 2 milimetrov) častice hornín).
• Hlina (jemné (0,005 milimetra v priemere) častice horniny).

Ručný vývin pôdy v zákopoch je dosť namáhavý proces. V zásade sa nemôže vykonávať pri ťažbe hornín.

Zloženie pôdy zahŕňa pevné častice, vodu a rôzne plyny (hromadia sa v póroch). Vlhkosť pôdy je hodnota, ktorá charakterizuje pomer hmotnosti kvapaliny k hmotnosti pevných látok na jednotku objemu. Môže sa meniť v širokom rozsahu a môže mať hodnotu od jedného (piesok) do dvesto percent (bahno na dne nádrží).

Pozemok v procese vývoja sa zväčšuje. Je to spôsobené tvorbou pórov a dutín. Veľkosť objemovej zmeny charakterizuje koeficient kyprenia (pomer objemu, ktorý zaberá pôda pred prácou k objemu, ktorý pôda zaberá po rozvinutí). Postupom času sa hustota prekyprenej pôdy znižuje (prirodzené zhutnenie). Je tiež možné vykonať nútené zhutnenie pôdy pomocou ťažkej stavebnej techniky. Hustota takejto pôdy sa približuje pôvodnej, aj keď o niečo menšej. Tento rozdiel možno zanedbať, najmä od rčasom zmizne a samotná pôda úplne obnoví svoje vlastnosti (zostarne).

Mechanické vlastnosti zemín (predovšetkým pevnosť a schopnosť deformácie) závisia od zloženia a povahy väzby medzi časticami. Pri vývoji sa spoje zničia, pri zhutňovaní sa obnovia.

Vývoj rezania

Na rozvoj pôdy týmto spôsobom sa používajú stroje na zemnú dopravu a zemné práce.

Počas prevádzky je rezný nástroj vystavený veľmi výraznému treciemu a mechanickému zaťaženiu. Za takýchto podmienok konvenčný konštrukčný zdvihák dlho nevydrží. Preto je rezná hrana pracovného tela vystužená cermetovými prvkami alebo špeciálnymi oceľami. Prevádzkovo najefektívnejšie sú kompozitné keramicko-kovové platne. Ale ich cena je dosť vysoká. Preto sú vedrá najčastejšie vystužené spájkovanými elektródami vyrobenými zo zliatin odolných voči opotrebovaniu. Okrem iného má takáto lyžica efekt samoostrenia počas prevádzky v dôsledku rýchlejšieho opotrebovania bežnej oceľovej časti lyžice.

Takéto stroje prerezávajú určitú vrstvu pôdy. Narezaná hmota sa dopraví špeciálnym dopravníkom na skládku alebo sa ihneď nasype do sklápača na prepravu do kameňolomu alebo na iné stavby. Do tejto kategórie patrí hĺbenie bagrom.

Typy rýpadiel

V závislosti od konštrukcie a parametrov lopaty sa rýpadlá delia na nasledujúce typy:

• single-bucket;
• rotačné a reťazové (viacvedrá);
• frézovanie.

Najbežnejší je typ rýpadla s jednou lyžicou. Tento typ stroja je všestranný a má veľmi dobrú manévrovateľnosť. Optimálny užitočný objem vedra je od 0,15 do 2 metrov kubických. Výkop bagrom (jednolopatovým) s masívnejšou a objemnejšou lyžicou nie je ekonomicky realizovateľný, pretože hydraulika a mechanické časti zariadenia často zlyhávajú v dôsledku veľkého zaťaženia.

V závislosti od hnacieho mechanizmu sa zemné stroje delia na pásové a automobilové. Existujú aj takzvané kráčajúce rýpadlá, ale aj pneumatické kolesové rýpadlá. V praxi sú však takéto stroje extrémne zriedkavé, ak vôbec niekedy chytia do oka. Dokonca aj skúsení stavitelia, a aj tak nie všetci sa môžu pochváliť, že niekedy pracovali v rovnakom zariadení s týmto typom stroja.

Prevádzka lopatového rýpadla

Tento typ rýpadla dokáže hĺbiť pôdu zboku aj rovno. V prvom prípade rýpadlo vykonáva prácu pozdĺž osi pohybu. Zároveň pôda padá do zadnej časti nákladného auta, ktoré ide hore z druhej strany.

V druhom prípade sa práca vykonáva pred rýpadlom a vozidlá na nakladanie sa posúvajú zozadu.

Ak potrebujete urobiť významný výkop do veľkej hĺbky, potom neexistuje žiadna alternatíva k mechanizovanému výkopu. Všetky práce sa vykonávajú prostredníctvom vývoja niekoľkýchetapy (vrstvy). Úroveň nepresahuje technologické možnosti konkrétneho modelu rýpadla, pokiaľ ide o hĺbku výkopu.

Bucket-bucket operation

Tento typ stroja je ukážkovým príkladom mechanizmu nepretržitého pôsobenia. Preto je samozrejme výkon takéhoto rýpadla rádovo vyšší ako výkon bežných jednolopatkových strojov. Malo by sa však povedať, že takéto zariadenie sa používa iba pri výstavbe veľkých zariadení. Tento typ zariadenia je absolútne nevhodný na hĺbenie v malom výkope: veľmi nákladná údržba, veľmi vysoká spotreba paliva.

Pracovné vedierka je možné upevniť na reťaz alebo na rotor. Odtiaľ pochádza názov rýpadiel: reťazové a rotačné.

Tento typ rýpadla je možné použiť pri príprave pôdy skupiny 2. Aj keď v praxi existujú prípady, keď sa takéto stroje ľahko vyrovnali s pôdami 1 … 3 skupín. Pôda by mala byť relatívne čistá, bez veľkých kameňov a silných pňov.

Vývoj zemných strojov

Jeden stroj v jednom pracovnom cykle vykonáva ťažbu horniny, jej pohyb na krátke vzdialenosti. Medzi tieto stroje patria škrabky, grejdre a buldozéry.

Škrabky sa používajú na rozsiahle práce. Tieto stroje sú veľmi produktívne, môžu byť použité v pôdnych podmienkach 1 … 4 typov. Napriek neuveriteľnej sile však škrabka nezvládne husté pôdy. Preto je potrebné takéto pôdy najskôr uvoľniť. V jednom prechode môže tento stroj odstrániťvrstva zeminy hrubá až 320 milimetrov. Konkrétna hodnota závisí od výkonu, tvaru lyžice a modelu škrabky.

Spodok vedra škrabky je vybavený čepeľou. Toto nie je nôž, ktorý väčšina ľudí používa na krájanie jedla v kuchyni. V tomto prípade bol privarený pás oteruvzdornej a samovystužujúcej ocele Hadfield.

Buldozéry sa používajú na prácu v malých hĺbkach a na veľké vzdialenosti. Tento typ stroja sa používa aj na čistenie a vyrovnávanie dna jám, ktorých vývoj vykonávali veľké bagre.

Do hĺbky sa buldozér pohybuje cez poschodia. Hĺbka vrstvy sa rovná veľkosti vrstvy, ktorú môže stroj odstrániť jedným prechodom. Je veľmi dôležité, aby sa pracovný pohyb buldozéra vykonával na svahu. To umožní určité vyloženie pohonných jednotiek a minimalizuje pravdepodobnosť zlyhania zariadenia.

Zrovnávače majú nízky výkon a potenciál. Používajú sa hlavne na dekoratívne práce: násypy a svahy, plánovacie práce.

Popis a rozsah hydromechanického vývoja

V tomto prípade ručná úprava pôdy neprichádza do úvahy. Avšak, ako pri použití zemných strojov. Rozsah je veľmi rozsiahly: od vytvorenia umelých nádrží až po výstavbu ciest. Technológia tiež umožňuje rekultiváciu oblastí pre obytný a priemyselný rozvoj v bažinatých a pobrežných oblastiach náchylných na záplavy. Všetky procesy sú mechanizované. Tento spôsob výkopu vyžadujevytvorenie špeciálnej infraštruktúry, vďaka ktorej je vhodné ju používať iba pri veľmi veľkých pripravovaných objemoch práce.

Hydromechanický vývoj pomocou hydromonitorov

Podstata tohto spôsobu vývoja je nasledovná: pôda sa vymýva prúdom vody pod vysokým tlakom (asi 15 MPa). Vzniknutá bahenná hmota (v slangu profesionálov - miazga) sa spočiatku hromadí v medzinádržiach a odtiaľ sa prečerpáva potrubím na správne miesto.

Vlhkosť sa časom úplne odparí a vytvorí sa hustá vrstva pôdy. Ak je zhutnená valcom, potom sa takáto pôda stáva celkom vhodnou na výstavbu komunikačných liniek (cest a železníc).

Veľkou technologickou výhodou tejto metódy je schopnosť rozvíjať pôdy takmer akejkoľvek kategórie zložitosti.

Hydromechanický vývoj pomocou sacích bagrov

Pri vykonávaní prác na dne nádrží je vylúčené ručné výkopové práce, ako aj používanie tradičných zemných strojov. Potrebné špeciálne plavidlá.

Bagrovací projektil je plávajúce plavidlo vybavené špeciálnym vybavením. Výkonné čerpadlo odčerpáva erodovanú zeminu zo dna nádrže a dopravuje ju potrubím buď do nákladného priestoru plavidla, alebo do pomocnej prepravnej nádoby, alebo ju odhodí silným prúdom ďaleko od miesta výkopu.

Podobné sacie bagre našli uplatnenie pri prehlbovaní a čistení plavebných dráh lodí v podmienkach plytkej vody, prehlbovaní riek s cieľom poskytnúťneprerušovaná navigácia, ako aj pri ťažbe diamantov z šelfu oceánov.

Hmota pôdy je nasávaná potrubím. Na odsávanie bahna a mäkkej pôdy nie je potrubie vybavené prídavným rozrývačom. Prítomnosť posledne menovaných je nevyhnutná pri vývoji hustých pôd. Podľa zložitosti vývoja je táto metóda na čele. Prevádzka a údržba špeciálnej dopravy, jej parkovanie v prístavných vodách je veľmi nákladná. Na kvalifikáciu servisného personálu sú kladené vysoké požiadavky.

Vývoj zamrznutých pôd

Na vývoj v podmienkach permafrostu, ako aj na vývoj skalnatých hornín sa používajú silné riadené výbuchy. TNT, amonit a mýto môžu byť použité ako výbušniny.

Výbušné projektily môžu byť umiestnené na povrchu aj hlboko do predvŕtaných otvorov alebo do prírodných dutín.

Takzvané vrtné nálože sa používajú pri výstavbe veľkej plochy bazéna, ako aj na skládku zeminy. Výbušné projektily sú inštalované v predvŕtaných studniach. Minimálny priemer vrtu je 200 mm. Na zvýšenie ničivej sily náloží sú otvory zvonku pokryté pieskom alebo jemným kameňom (vzniknutým pri vŕtaní studní).

Nálože Shpurovye sa používajú, keď je potrebné vykopať malé množstvo zeminy. Je možné vykonávať v otvorenej ťažbe aj v podzemnej ťažbe. Otvory sú akési škrupiny. Majú priemer 25do 75 milimetrov. Sú naplnené výbušninami maximálne do dvoch tretín. Zostávajúci priestor je vyplnený kameňom (aby bolo možné prijať usmernenú tlakovú vlnu a dosiahnuť čo najväčší priaznivý účinok).

Poplatky za komoru. Tento typ nálože sa používa, keď je potrebné vykopať značné objemy zeminy pomocou smerovaného vyhadzovania. Podstata metódy je nasledovná. V pracovnej oblasti sú vybavené vertikálne studne alebo horizontálne tunely, v ktorých stenách sú vyvŕtané slepé otvory na kladenie náloží. Po položení výbušnín sa štôlne a studne zasypú zeminou (to umožňuje zvýšiť silu výbuchu). Smer vyhadzovania je zabezpečený nerovnomerným ukladaním trhaviny. Takže na jednej strane môže byť niekoľkonásobne viac vrtov pre náboje. Na tento účel možno použiť aj nesúlad výbuchov.

Takzvaná štrbinová nálož sa používa hlavne pri vývoji pôdy v podmienkach permafrostu. Je sotva možné uskutočniť cielené uvoľnenie takejto horniny. Ale uvoľniť ho tak, aby ho bolo možné v budúcnosti odstrániť buldozérom alebo bagrom, je celkom reálne. Na tento účel sa používa nástroj, ktorý podľa princípu činnosti a vzhľadu pripomína kotúčovú rezačku na kov. Len, samozrejme, takýto nástroj má oveľa väčšiu veľkosť. Takáto fréza vyreže v zemi zvláštne drážky vo vzdialenosti až 2,5 metra od seba. Výbušnina nie je umiestnená v každej drážke, ale cez jednu - dutý nevyplnený priestor pôsobí ako kompenzátor. nárazová vlnadrví pôdu a posúva sa smerom k dutine. Takéto práce si vyžadujú starostlivú prípravu a podrobné preštudovanie projektu.