10. Механизация рыхления грунтов

Для эффективной работы землеройных и землеройно-транспортных машин при разработке скальных, полускальных и мерзлых грунтов надо произвести их предварительное рыхле­ние. Наиболее распространенная технология ведения буровзрыв­ных работ «на рыхление» должна обеспечивать:

необходимую интенсивность и равномерность дробления (по кусковатости и коэффициенту разрыхления);

определенную форму и размеры развала, а также требуе­мый объем взорванной массы, чтобы работа машин была бес­перебойной и производительной;

экономичность и безопасность ведения работ.

Для установления заданной степени дробления грунтов и рационального соотношения между экскавационным и транс­портным оборудованием нужно установить максимальные раз­меры кусков грунта. Различают следующие их параметры:

/_д — допустимый размер куска, свободно проходя­щего через поперечное сечение ковша экскаватора вместе с раз­рыхленной грунтовой массой при разгрузке его в транспорт;

In max — максимально допустимый размер куска, определяемый условием затрудненного прохождения его через поперечное сечение ковша экскаватора при разгрузке в транспорт;

/_н — негабаритный кусок — не проходящий через по­перечное сечение ковша или не размещающийся в нем.

Максимально допустимый размер куска /_дтах при работе экскаваторов с механическим приводом (с раскрывающимся днищем ковша) может быть принят 90 % от ширины ковша В_к, а для гидравлических экскаваторов (и обратных лопат с меха­ническим приводом)—0,9 R (R — расстояние от оси шарнира крепления ковша к рукояти до оси его зубьев в вертикальной плоскости).

Работа экскаваторов с максимально допустимыми кусками возможна только на нескальных грунтах (мерзлых и т. п.), а погрузка в транспортное средство — после подсыпки его днища мелким грунтом (для образования «подушки»).

При работе экскаваторов с негабаритными кусками (/_н) в каждом конкретном случае определяют предельные размеры таких кусков, исходя из размеров ковша и плотности грунта; руководствуются при этом также условиями производства ра­бот, квалификацией машиниста, допустимой предельной нагруз­кой на транспорт и т. п.

Рыхление грунтов производится машинами статического, динамического и комбинированного действия. Например, пла­стично-мерзлые грунты целесообразно разрабатывать маши­нами статического действия. К широко распространенным ма­шинам этого вида относятся рыхлители.

Рыхлители предназначены для послойной разработки плот­ных, мерзлых, вечномерзлых и скальных грунтов с последую­щей их уборкой землеройными, землеройно-транспортными или погрузочными машинами. Различают рыхлители основные и вспомогательные.

Основные рыхлители выполняют навесными к гусеничным или колесным промышленным тракторам. Эффективность ра­боты рыхлителей зависит от тягового класса базового трактора и прочности разрабатываемого грунта.

Вспомогательные рыхлители монтируют в агрегате с основ­ным оборудованием — погрузчиками, автогрейдерами или на­вешивают на бульдозерные отвалы. Такие рыхлители предназна­чены для рыхления плотных талых грунтов или слежавшихся материалов с целью увеличения производительности и расшире­ния области применения основного оборудования.

Для разрушения твердомерзлых грунтов предпочтительны машины динамического действия, причем наиболее эффективны машины ударного и частоударного действия. Базо­выми машинами для рабочих органов ударного и частоударного действия служат одноковшовые экскаваторы.

Все более широкое применение для рыхления грунтов нахо­дят гидромолоты, навешиваемые в качестве сменного оборудования на гидравлические экскаваторы. Гидромолотами можно разрушать мерзлые и скальные грунты, взламывать бе­тонные покрытия и фундаменты, дробить негабаритные куски пород в карьерах, уплотнять насыпные грунты в стесненных ус­ловиях.

Предварительное рыхление твердых и мерзлых грунтов в оп­ределенных условиях может производиться одноковшовыми экс­каваторами без специального сменного оборудования. Так, ков­шами активного действия можно скалывать и разрабатывать грунты при глубине промерзания до 2—2,5 м.

Для рыхления мерзлых грунтов используют навесное обору­дование к одноковшовым экскаваторам в виде молотов свобод­ного падения. Молот может иметь форму шара или клина с од­ним или несколькими зубьями. Шар-молот действует по принципу дробления, а клин-молот — по принципу раскалывания грунта. Более эффективен клин-молот с зубьями, ибо в этом случае скалывание происходит по плоскости между зубьями, что экономит 15—30 % энергии удара. Мерзлый слой разруша­ется при этом в радиусе, примерно равном глубине рыхления.