Metode pengembangan tanah

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Dalam operasi konstruksi dan pertambangan, penggalian secara tradisional dilakukan dengan salah satu dari tiga cara: pemotongan, rekahan hidromekanis, dan peledakan.

Insinyur membuat pilihan yang mendukung metode tertentu berdasarkan jumlah pekerjaan yang harus dilakukan, sifat tanah dasar, sarana teknis pengembangan yang tersedia, dll.

Jika ekskavator kecil dapat dengan mudah mengatasi penggalian lubang pondasi untuk pembangunan rumah pedesaan, maka saat menambang, perlu menggunakan berbagai macam mesin dan mekanisme. Lagi pula, sebagian besar alat-alat produksi ini tidak akan terlibat langsung dalam pembangunan tanah. Tujuannya adalah untuk melayani proses produksi dan menjamin kelangsungan operasi.

Karakteristik tanah

Tanah adalah lapisan atas kerak bumi yang terbentuk dari batuan yang lapuk. Tergantung pada kepadatan dan asalnya, tanah dapat diklasifikasikan menjadi:

• Rocky (tanah tersebut tahan terhadap kelembaban, kekuatan tarik lebih dari 5MPa). Kategori ini termasuk granit, batu kapur, batu pasir.
• Semi-rocky (kekuatan tarik hingga 5 MPa). Contoh: tanah liat, gipsum, napal.
• Klasik kasar - fragmen non-semen dari batuan semi-batuan dan keras.
• Partikel batuan berpasir (berdiameter hingga 2 milimeter).
• Partikel batuan lempung (halus (berdiameter 0,005 milimeter).

Mengembangkan tanah secara manual di parit adalah proses yang agak melelahkan. Pada prinsipnya tidak bisa dilakukan saat menambang batu.

Komposisi tanah meliputi bagian padat, air, dan berbagai gas (terakumulasi dalam pori-pori). Kelembaban tanah adalah nilai yang mencirikan rasio massa cairan dengan massa padatan per satuan volume. Ini dapat bervariasi dalam rentang yang luas dan dapat mengambil nilai dari satu (pasir) hingga dua ratus persen (lumpur di dasar waduk).

Ground dalam proses pengembangan meningkat volumenya. Ini karena pembentukan pori-pori dan rongga. Besarnya perubahan volume dicirikan oleh koefisien pelonggaran (perbandingan volume yang ditempati oleh tanah sebelum bekerja dengan volume yang ditempati tanah setelah pengembangan). Seiring waktu, kepadatan tanah yang gembur berkurang (pemadatan alami). Pemadatan tanah paksa juga dimungkinkan dengan menggunakan peralatan konstruksi berat. Kepadatan tanah tersebut mendekati aslinya, meskipun agak kurang. Perbedaan ini dapat diabaikan, terutama karenaseiring waktu, dan itu akan hilang, dan tanah itu sendiri akan sepenuhnya mengembalikan sifat-sifatnya (menjadi tua).

Sifat mekanis tanah (terutama kekuatan dan kemampuan untuk berubah bentuk) bergantung pada komposisi dan sifat ikatan antar partikel. Selama pengembangan, koneksi dihancurkan, selama pemadatan mereka dipulihkan.

Pengembangan pemotongan

Mesin pengangkut bumi dan mesin pemindah tanah digunakan untuk mengembangkan tanah dengan cara ini.

Selama operasi, pahat mengalami beban gesek dan mekanis yang sangat signifikan. Dalam kondisi seperti itu, kerekan struktural konvensional tidak akan bertahan lama. Oleh karena itu, ujung tombak bodi kerja diperkuat dengan elemen cermet atau baja khusus. Pelat keramik-logam komposit adalah yang paling efisien dalam pengoperasiannya. Tetapi biaya mereka cukup tinggi. Oleh karena itu, ember paling sering diperkuat dengan elektroda brazing yang terbuat dari paduan tahan aus. Antara lain, bucket semacam itu memiliki efek mengasah sendiri selama operasi karena keausan yang lebih cepat dari bagian baja biasa dari bucket.

Mesin semacam itu memotong lapisan tanah tertentu. Massa yang dipotong diangkut oleh konveyor khusus ke tempat pembuangan atau segera dituangkan ke dalam truk sampah untuk diangkut ke tambang atau lokasi konstruksi lainnya. Penggalian dengan ekskavator termasuk dalam kategori ini.

Jenis excavator

Bergantung pada desain dan parameter bucket, excavator dibagi menjadi beberapa jenis berikut:

• single-bucket;
• putar dan rantai (multi-bucket);
• milling.

Yang paling umum adalah jenis ekskavator ember tunggal. Jenis mesin ini serbaguna dan memiliki kemampuan manuver yang sangat baik. Volume optimal ember yang berguna adalah dari 0,15 hingga 2 meter kubik. Penggalian dengan ekskavator (single-bucket) dengan bucket yang lebih besar dan luas tidak layak secara ekonomi, karena hidrolika dan bagian mekanik dari peralatan sering gagal karena beban berat.

Juga, tergantung pada mekanisme penggeraknya, mesin pemindah tanah dibagi menjadi ulat dan mobil. Ada juga yang disebut ekskavator berjalan, serta ekskavator beroda pneumatik. Namun, dalam praktiknya, mesin seperti itu sangat jarang, jika pernah tertangkap mata. Bahkan tukang yang berpengalaman, dan itupun tidak semuanya bisa membanggakan bahwa mereka pernah bekerja di fasilitas yang sama dengan mesin jenis ini.

Operasi ekskavator sekop

Ekskavator jenis ini dapat menggali tanah di kedua sisi dan lurus. Dalam kasus pertama, ekskavator melakukan pekerjaan di sepanjang sumbu gerakan. Pada saat yang sama, tanah jatuh ke bagian belakang truk yang melaju dari sisi lain.

Dalam kasus kedua, pekerjaan dilakukan di depan ekskavator, dan kendaraan untuk pemuatan diumpankan dari belakang.

Jika Anda membutuhkan penggalian yang signifikan hingga kedalaman yang sangat dalam, maka tidak ada alternatif selain penggalian mekanis. Semua pekerjaan dilakukan melalui pengembangan beberapatahapan (tier). Tingkat tidak melebihi kemampuan teknologi model ekskavator tertentu dalam hal kedalaman penggalian.

Operasi bucket-bucket

Jenis mesin ini adalah contoh utama dari mekanisme aksi berkelanjutan. Oleh karena itu, tentu saja, kinerja ekskavator semacam itu jauh lebih tinggi daripada kinerja mesin ember tunggal konvensional. Tetapi harus dikatakan bahwa peralatan tersebut hanya digunakan dalam pembangunan fasilitas skala besar. Jenis peralatan ini sama sekali tidak cocok untuk penggalian di parit kecil: perawatan yang sangat mahal, konsumsi bahan bakar yang sangat tinggi.

Ember yang berfungsi dapat dipasang pada rantai atau pada rotor. Oleh karena itu nama ekskavator: rantai dan putar.

Ekskavator jenis ini dapat digunakan dalam pengembangan tanah kelompok 2. Meskipun dalam praktiknya ada kasus ketika mesin seperti itu dengan mudah mengatasi tanah dengan 1 … 3 kelompok. Tanah harus relatif bersih, tanpa batu besar dan tunggul yang kuat.

Pengembangan mesin pemindah tanah

Satu mesin dalam satu siklus kerja melakukan ekstraksi batuan, pergerakannya dalam jarak pendek. Mesin ini termasuk scraper, grader, dan bulldozer.

Scraper digunakan untuk pekerjaan skala besar. Mesin ini sangat produktif, mereka dapat digunakan dalam kondisi tanah 1 … 4 jenis. Namun, terlepas dari kekuatannya yang luar biasa, pengikis tidak dapat menangani tanah yang padat. Karena itu, tanah seperti itu harus dilonggarkan terlebih dahulu. Dalam sekali jalan, mesin ini dapat menghapuslapisan tanah setebal 320 milimeter. Nilai spesifiknya bergantung pada daya, bentuk bucket, dan model scraper.

Bagian bawah ember pengikis dilengkapi dengan mata pisau. Ini bukan pisau yang digunakan kebanyakan orang untuk memotong makanan di dapur. Dalam hal ini, strip baja Hadfield yang tahan abrasi dan self-reinforcing dilas.

Bulldozer digunakan untuk bekerja di kedalaman yang dangkal dan jarak yang jauh. Juga, jenis mesin ini digunakan untuk membersihkan dan meratakan dasar lubang, yang pengembangannya dilakukan oleh ekskavator besar.

Untuk kedalaman buldoser bergerak melalui tingkatan. Kedalaman tier sama dengan ukuran lapisan yang dapat dilepas mesin dalam satu lintasan. Sangat penting bahwa gerakan kerja buldoser dilakukan di lereng. Ini akan memungkinkan beberapa unit daya dibongkar dan meminimalkan kemungkinan kegagalan peralatan.

Penilai memiliki kekuatan dan potensi yang rendah. Mereka terutama digunakan untuk pekerjaan dekoratif: tanggul dan lereng, pekerjaan perencanaan.

Deskripsi dan ruang lingkup pengembangan hidromekanik

Dalam hal ini, pengembangan tanah secara manual tidak mungkin dilakukan. Namun, seperti halnya penggunaan mesin pemindah tanah. Cakupannya sangat luas: dari pembuatan waduk buatan hingga pembangunan jalan. Teknologi ini juga memungkinkan reklamasi kawasan untuk pembangunan perumahan dan industri di daerah rawa dan pesisir yang rawan banjir. Semua proses dilakukan secara mekanis. Metode penggalian ini membutuhkanmembuat infrastruktur khusus, yang membuatnya disarankan untuk menggunakannya hanya dengan volume pekerjaan yang akan datang sangat besar.

Pengembangan hidromekanik menggunakan hydromonitors

Inti dari metode pengembangan ini adalah sebagai berikut: tanah dicuci dengan semburan air di bawah tekanan tinggi (sekitar 15 MPa). Massa lumpur yang dihasilkan (dalam bahasa gaul profesional - bubur kertas) awalnya menumpuk di tangki perantara, dan dari sana dipompa melalui pipa ke tempat yang tepat.

Seiring waktu, kelembapan menguap sepenuhnya, dan lapisan tanah yang padat terbentuk. Jika dipadatkan dengan roller, maka tanah tersebut menjadi sangat cocok untuk pembangunan jalur komunikasi (jalan dan rel kereta api).

Keuntungan teknologi yang besar dari metode ini adalah kemampuan untuk mengembangkan tanah dengan hampir semua kategori kompleksitas.

Pengembangan hidromekanik menggunakan kapal keruk hisap

Saat melakukan pekerjaan di dasar waduk, penggalian manual, serta menggunakan mesin pemindah tanah tradisional, tidak termasuk. Dibutuhkan kapal khusus.

Sebuah proyektil pengerukan adalah kapal terapung yang dilengkapi dengan peralatan khusus. Sebuah pompa yang kuat memompa tanah yang terkikis dari dasar reservoir dan mengangkutnya melalui pipa baik ke palka kapal, atau ke kapal pengangkut tambahan, atau membuangnya dengan jet kuat jauh dari lokasi penggalian.

Keruk hisap serupa telah menemukan aplikasi dalam memperdalam dan membersihkan jalur pelayaran kapal dalam kondisi perairan dangkal, memperdalam sungai untuk menyediakannavigasi tanpa gangguan, serta dalam ekstraksi berlian dari dasar lautan.

Massa tanah tersedot melalui pipa. Untuk penyedotan lumpur dan tanah lunak, pipa tidak dilengkapi dengan ripper tambahan. Kehadiran yang terakhir diperlukan saat mengembangkan tanah padat. Menurut kompleksitas pengembangan, metode ini memimpin. Pengoperasian dan pemeliharaan angkutan khusus, parkirnya di perairan pelabuhan sangat mahal. Ada persyaratan tinggi untuk kualifikasi personel layanan.

Pengembangan tanah beku

Untuk pengembangan dalam kondisi permafrost, serta untuk pengembangan batuan berbatu, digunakan ledakan terarah yang kuat. TNT, amon dan tol dapat digunakan sebagai bahan peledak.

Proyektil peledak dapat ditempatkan baik di permukaan maupun jauh ke dalam lubang yang sudah dibor atau di rongga alami.

Yang disebut biaya lubang bor digunakan dalam pengembangan area kolam yang luas, serta untuk membuang tanah. Proyektil eksplosif dipasang di sumur pra-pengeboran. Diameter lubang bor minimum adalah 200 mm. Untuk meningkatkan daya rusak muatan, lubang ditutup dari luar dengan pasir atau batu halus (terbentuk saat mengebor sumur).

Biaya Shpurovye digunakan ketika diperlukan untuk menggali sedikit tanah. Dimungkinkan untuk melakukan baik di penambangan terbuka maupun di penambangan bawah tanah. Lubang adalah sejenis cangkang. Memiliki diameter 25hingga 75 milimeter. Mereka diisi dengan bahan peledak dengan maksimal dua pertiga. Ruang yang tersisa diisi dengan batu (untuk menerima gelombang ledakan terarah dan mencapai efek menguntungkan terbesar).

Biaya kamar. Jenis muatan ini digunakan ketika diperlukan untuk menggali volume tanah yang signifikan dengan cara ejeksi terarah. Inti dari metode ini adalah sebagai berikut. Di area kerja, sumur vertikal atau terowongan horizontal dilengkapi, di dindingnya lubang buta dibor untuk meletakkan muatan. Setelah meletakkan bahan peledak, adit dan sumur ditutup dengan tanah (ini memungkinkan Anda untuk meningkatkan kekuatan ledakan). Arah ejeksi dipastikan dengan peletakan bahan peledak yang tidak merata. Jadi, di satu sisi bisa ada lubang pengeboran beberapa kali lebih banyak untuk biaya. Juga untuk tujuan ini ketidakcocokan ledakan dapat digunakan.

Yang disebut muatan slotted digunakan terutama dalam pengembangan tanah dalam kondisi permafrost. Hampir tidak mungkin untuk melakukan pelepasan batu semacam itu secara terarah. Namun untuk melonggarkannya agar nantinya bisa dicopot dengan bulldozer atau ekskavator cukup realistis. Untuk ini, alat digunakan yang, menurut prinsip operasi dan penampilan, menyerupai pemotong disk untuk logam. Hanya saja, tentu saja alat semacam itu memiliki ukuran yang jauh lebih besar. Pemotong seperti itu memotong alur aneh di tanah pada jarak hingga 2,5 meter dari satu sama lain. Peledak tidak ditempatkan di setiap alur, tetapi melalui satu - ruang kosong yang tidak terisi bertindak sebagai kompensator. gelombang ledakanmenghancurkan tanah, dan bergeser ke arah rongga. Pekerjaan semacam itu membutuhkan persiapan yang cermat dan studi proyek yang terperinci.