Các phương pháp phá đá tĩnh và nguyên lý tách đá bằng thủy lực
Các phương pháp phá đá tĩnh và nguyên lý tách đá bằng thủy lực
Phá đá tĩnh được sử dụng khi phương pháp nổ mìn thông thường bị hạn chế bởi giới hạn rung động, các tòa nhà lân cận, kiểm soát tiếng ồn hoặc các yêu cầu an toàn. Phương pháp này thường được áp dụng trong đào móng, phá dỡ bê tông, cắt đá, chuẩn bị khai thác mỏ và các dự án phá dỡ đô thị.
Một phương pháp phá dỡ tĩnh truyền thống sử dụng chất phá dỡ giãn nở. Các vật liệu này thường dựa trên các hợp chất khoáng như canxi oxit và các thành phần silicat. Sau khi thêm nước, hỗn hợp trải qua phản ứng hydrat hóa. Khi vật liệu cứng lại và giãn nở bên trong các lỗ đã được khoan sẵn, nó tạo ra áp lực lên đá hoặc bê tông xung quanh. Khi áp lực vượt quá độ bền kéo của vật liệu, các vết nứt sẽ hình thành và dần dần rộng ra.
Phương pháp này đòi hỏi sự chuẩn bị cẩn thận. Vật liệu cần được bảo quản ở nơi khô ráo và chỉ được trộn khi cần thiết. Sau khi trộn, cần đổ vật liệu vào các lỗ khoan sạch trong thời gian làm việc được khuyến nghị. Hướng của lỗ khoan rất quan trọng: lỗ khoan thẳng đứng có thể được lấp đầy trực tiếp, trong khi lỗ khoan nằm ngang hoặc nghiêng có thể cần hỗn hợp đặc hơn và biện pháp bịt kín thích hợp. Nước trong lỗ khoan có thể cần các biện pháp bảo vệ, và thành lỗ quá khô có thể cần làm ẩm nhẹ để hỗ trợ quá trình hydrat hóa.
Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến phản ứng. Trong thời tiết lạnh, nước ấm và các biện pháp cách nhiệt có thể giúp thúc đẩy sự phát triển vết nứt. Bài báo gốc lưu ý rằng hiện tượng nứt có thể xảy ra trong vài giờ, thời gian phụ thuộc vào nhiệt độ, tình trạng vật liệu, thiết kế lỗ khoan và các đặc tính của đá hoặc bê tông.
Máy tách đá thủy lực sử dụng nguyên lý khác. Một bộ phận nguồn thủy lực cung cấp dầu áp suất cao cho dụng cụ tách đá được đưa vào lỗ khoan. Xi lanh thủy lực bên trong đẩy các bộ phận tách đá ra ngoài, tạo lực từ bên trong khối đá. Vì đá và bê tông thường yếu hơn khi chịu kéo so với khi chịu nén, lực tách từ bên trong có thể tạo ra các vết nứt có kiểm soát theo hướng đã định.
Phương pháp tách đá bằng thủy lực có thể rất hữu ích khi các nhà thầu cần đường tách đá có thể dự đoán được, giảm rung động và kiểm soát việc loại bỏ vật liệu cứng. Tuy nhiên, năng suất thực tế phụ thuộc vào điều kiện tại công trường, bao gồm độ bền của đá, các khe nứt tự nhiên, đường kính lỗ khoan, khoảng cách giữa các lỗ khoan, thiết bị vận chuyển, công suất thủy lực và kinh nghiệm của người vận hành.
Đối với cả hai phương pháp, kế hoạch dự án cần bao gồm khu vực thử nghiệm cụ thể tại công trường. Nhà thầu cần xác nhận hướng nứt, khoảng cách, độ sâu, thời gian chu kỳ dự kiến, biện pháp an toàn và nhu cầu phá vỡ thứ cấp cần thiết trước khi bắt đầu công việc quy mô lớn. Các tuyên bố về hiệu suất của nhà sản xuất cần được xác minh thông qua thông số kỹ thuật thiết bị, trình diễn thực địa và các dự án tham khảo dài hạn tương đương.
Phá đá tĩnh không phải là một công nghệ duy nhất. Chất giãn nở và máy tách đá thủy lực phục vụ các điều kiện hoạt động khác nhau, nhưng cả hai đều có thể hỗ trợ công tác đào đất không cần nổ mìn khi được lựa chọn đúng cách, vận hành an toàn và phù hợp với khối đá và mục tiêu xây dựng.
