Escavação de rocha subterrânea

Tipos de escavação de rocha subterrânea

A escavação de rocha subterrânea refere-se à escavação de grandes quantidades de rochas para criar espaço subterrâneo para várias indústrias de mineração e desenvolvimento de infraestrutura. Abaixo estão mencionados os diferentes tipos de métodos de escavação de rocha subterrânea:

• Perfuração e detonação: Este é o método tradicional e mais comum de escavação de rocha subterrânea. Esta técnica envolve o uso de uma broca de grande porte para criar furos na rocha, enchendo os furos com cargas explosivas e, em seguida, detonando os explosivos para explodir a rocha em pedaços menores para escavação.
• Escavação mecânica: Uma variedade de instrumentos mecânicos, como cabeçotes de estrada, mineradoras contínuas e máquinas de perfuração de túneis (TBMs), são usados nesta técnica para cortar e remover rocha. Em contraste com os outros métodos, as TBMs escavam seções transversais circulares utilizando um escudo rotativo com lâminas de corte presas a ele. Mineradoras contínuas são usadas para cortar trechos mais horizontais e possuem um sistema de esteira largo para extração imediata de rocha. Cabeçotes de estrada são mais adequados para lidar com formas irregulares ou rochas mais macias, pois utilizam uma cabeça fixa equipada com um transportador para remover os detritos. A grande versatilidade e eficiência da escavação mecânica a torna adequada para vários projetos que exigem remoção rápida de rocha.
• Corte a jato de água de ultra-alta pressão: Este método envolve o uso de um jato de água de alta pressão para cortar e remover rocha. O jato de água cria fraturas na rocha, tornando mais fácil a remoção do material.
• Método de escavação sequencial (SEM): O SEM, ou escavação de túneis por sequenciamento, é frequentemente empregado para escavação de túneis em formações rochosas estáveis. Consiste em escavar a rocha em partes pequenas, seguido de montagem imediata de suporte. O SEM oferece grande controle sobre o alinhamento/seção do túnel, bem como design adaptável para diferentes configurações geológicas.
• Método de corte e preenchimento: O método de corte e preenchimento é baseado na escavação da formação rochosa ondulada e, em seguida, usando imediatamente o material cortado para apoiar a área escavada. Esta técnica é utilizada principalmente na preparação inicial do terreno para a construção de túneis ou cavidades subterrâneas.

Especificação e manutenção de máquinas de escavação de rocha subterrânea

• Diâmetro de perfuração: O diâmetro de perfuração indica a largura da área em que uma broca pode fazer furos na rocha. Diferentes tipos de brocas têm faixas de diâmetro variáveis. Por exemplo, algumas perfurações de elevação podem perfurar núcleos com 0,9 metros de largura, enquanto perfurações horizontais podem produzir furos com 0,3 a 1,5 metros de diâmetro.
• Profundidade de perfuração: Brocas de vários designs podem atingir certos níveis profundos ao penetrar na rocha. As profundidades são geralmente expressas em metros. As brocas de bancada podem atingir profundidades de 60 a 90 metros. As brocas de elevação são capazes de atingir profundidades de até 2500 metros, dependendo do modelo e do tipo de broca.
• Fonte de energia: O poder de uma broca é o que permite que ela atravesse a rocha. Isso é medido em torque, que é uma força rotacional. Diferentes brocas de rocha produzem diferentes quantidades de torque. Por exemplo, algumas cabeças de brocas de elevação podem gerar 27kN de torque.
• Peso: O peso de uma broca de rocha é quanto ela pesa em toneladas ou quilogramas. Esta medida é importante para o transporte e instalação em locais de escavação. Os componentes de perfuração de elevação podem pesar até 18 toneladas.
• Velocidade de operação: A velocidade é muito importante em projetos de escavação. Saber a velocidade de uma broca permitirá que os gerentes de projeto determinem quanto tempo a perfuração levará. A velocidade é medida pelo número de rotações por minuto (RPM) que um componente pode atingir. As perfurações direcionais horizontais podem girar até 90.000 RPM, enquanto as perfurações de elevação atingem entre 14.000 e 20.000 RPM.

• Cronograma de manutenção: Crie um cronograma de trabalho com base nas horas de operação e uso. A primeira coisa a fazer é configurar os parâmetros iniciais de quando manter os componentes com base no primeiro período de uso de cada parte.
• Aumente o tempo entre as trocas de óleo na broca se houver melhorias na qualidade do óleo ou melhor tecnologia de filtragem de óleo, pois isso estenderá o tempo em que a filtragem de óleo mantém o óleo limpo.
• Componentes de reposição: Desenvolva um sistema para quando os componentes devem ser substituídos, como brocas. Depender fortemente das brocas específicas dos fabricantes determina a eficácia e eficiência com que os componentes podem ser trocados.
• Estabeleça indicadores de reposição com base no desgaste da broca, uso e padrões de desgaste superiores à média. Configure as mudanças para peças como motores de acionamento com base nas horas do motor ou no número de brocas acionadas.
• Estoque de peças: Crie estoque para brocas e peças de reposição para que, quando os componentes precisem ser renovados, haja suporte logístico e estoque em mãos para substituir rapidamente as peças desgastadas.

Cenários

• Aplicações de mineração

  Na indústria de mineração, máquinas de escavação de rocha subterrânea são usadas para criar derivações e túneis para acessar e extrair depósitos de minério. Vários tipos de escavadoras são escolhidos de acordo com a dureza e qualidade da rocha, bem como a geometria dos túneis necessários.

• Projetos de construção e infraestrutura

  Na indústria da construção, máquinas de escavação subterrânea são populares por sua capacidade de criar túneis, instalar tubulações e oferecer espaço para fundações. A necessidade de proteção superficial e interrupção mínima da vizinhança geralmente leva ao uso dessas máquinas.

• Instalação de infraestrutura subterrânea

  A urbanização e o desenvolvimento infraestrutural em áreas metropolitanas levaram à demanda por túneis para transporte e outras necessidades infraestruturais. Máquinas de escavação de rocha subterrânea são usadas para que estradas, ferrovias ou túneis de serviços possam ser criados.

• Remediação ambiental

  Máquinas de escavação são às vezes usadas para remediação ambiental. Neste caso, a máquina é usada para remover solo ou rocha contaminados para evitar a poluição. Ela também pode criar vias de acesso para a instalação de sistemas de proteção ambiental. A escavação é realizada com precisão para que apenas o material contaminado seja removido e não haja degradação ambiental adicional.

• Restaurantes com estrelas Michelin e escavação de rocha subterrânea

  A escavação de rocha é feita por meio de perfuração horizontal para criar sistemas de ventilação favoráveis em lugares como adegas ou câmaras de maturação de carne. Esta é uma necessidade crucial em restaurantes que esperam manter o status de estrela Michelin. Outros túneis necessários incluem a escavação de túneis para bombeamento e drenagem de água e túneis para a escavação de túneis para suporte estrutural subterrâneo.

Como escolher a escavação de rocha subterrânea

Escolher o tipo certo de escavação de rocha subterrânea é uma tarefa importante. É preciso levar em consideração todo o método disponível. Pense em coisas como a área antes de cavar a rocha, o nível de controle sobre a escavação e a rocha em si. Além disso, leve em consideração os gastos de cada método.

• Análise de requisitos do projeto

  Investigue a natureza do projeto, como a faixa de tempo especificada para conclusão e se permite um processo de escavação longo; o nível desejado de precisão ou controle na escavação; e o diâmetro necessário para a escavação. Esses parâmetros podem ajudar a determinar o método de escavação mais adequado.

• Comparação de métodos

  Após familiarizar-se com os métodos de escavação de rocha subterrânea mencionados anteriormente, avalie as vantagens e desvantagens de cada método de acordo com as necessidades do projeto. Por exemplo, escavação mecânica com o uso de uma máquina de perfuração de túneis, ou TBM, para estratos rochosos uniformes. No caso de geologia complexa ou requisitos de grande diâmetro, considere usar o método do escudo.

• Análise de custos

  Além do acima, fatores como transporte e montagem do equipamento de escavação podem ser incluídos na análise de custos, pois também podem afetar os custos totais. Por exemplo, o uso de martelos hidráulicos e escavadoras é mais econômico para projetos pequenos, como ferramentas de escavação tradicionais.

• Avaliação e seleção do local

  Realizar investigações sobre a condição do local do projeto também é essencial. A topografia, a qualidade do solo e as características geográficas da área ao redor do local podem influenciar diretamente a escolha do método de escavação. Por exemplo, no caso de um projeto de escavação subterrânea urbana, pode-se encontrar outras instalações subterrâneas, como tubulações. Portanto, o método de escavação selecionado deve garantir que tais instalações sejam preservadas e não danificadas.

• Consultoria de especialistas

  Após realizar as análises acima, ainda é uma boa prática consultar especialistas na área de escavação. Isso ocorre porque eles já conhecem as limitações e capacidades dos vários métodos de escavação. Eles podem ajudar no processo de tomada de decisão de uma solução de escavação mais adequada de acordo com as circunstâncias específicas do projeto.

FAQ

P1: Quais são as tendências recentes na tecnologia de escavação de rocha?

A1: Tendências recentes na tecnologia de escavação de rocha incluem tunelamento multiestágio, automação, corte de ondas sísmicas e monitoramento em tempo real.

P2: Qual é o futuro das tecnologias de escavação de rocha?

A2: O futuro das tecnologias de escavação de rocha parece promissor com o advento de novas técnicas de perfuração.

P3: Quais fatores os compradores devem considerar ao escolher um método de escavação de rocha subterrânea?

A3: Ao escolher um método de escavação de rocha subterrânea, os compradores devem considerar as condições geológicas, a escala do projeto e a tecnologia disponível.