تُستخدم الجرافات لنقل واستخلاص المواد من قاع النهر والبحر لمشاريع البناء ولتحسين الممرات المائية. هناك العديد أنواع مختلفة من الجرافات المتاحة، ولكل منها استخداماتها الخاصة.
تتناول هذه المقالة الأنواع الرئيسية من الكراكات، مع تسليط الضوء على كيفية عملها وكيفية استخدامها، وتتناول بعض النماذج الأكثر شيوعًا المتاحة في السوق في عام 2024.
جدول المحتويات
النمو المتوقع لسوق الحفارات
ما هو التجريف؟
الجرافات الميكانيكية
الجرافات الهيدروليكية
ما يجب مراعاته عند اختيار الحفارة
الأفكار النهائية
النمو المتوقع لسوق الحفارات
يعد التجريف وحفر الأنهار والقنوات وقيعان البحار لتنظيف وتحسين تدفق المياه أو لاستعادة المواد المرغوبة، عملاً مزدهرًا. لقد أصبح التجريف ذا أهمية متزايدة لعدة أسباب:
- وهناك حاجة إلى التطلع إلى التهديد الذي يمثله التغير البيئي، وارتفاع منسوب مياه البحر، وتآكل السواحل، والتهديدات المتزايدة الناجمة عن دورات الطقس القاسية. يساعد التجريف على تقليل التآكل وبناء دفاعات ضد الفيضانات.
- يساعد التجريف على تنظيف المجاري المائية من قاذورات النباتات المائية، وتقليل تراكم الطمي من النفايات الحيوية، بالإضافة إلى إزالة الملوثات التي تمتصها المواد الموجودة في قاع الماء. إن الحفاظ على نظافة المجاري المائية يحافظ على ويشجع النمو الصحي للحياة المائية والأنظمة البيئية المائية.
- ومن الناحية التجارية، فإن نمو الشحن العالمي والاستثمار في البنية التحتية للموانئ يتطلب تجريف التخليص وكذلك استصلاح الرمال والحصى. كما أن الطفرة العالمية الشاملة في قطاع البناء تخلق الطلب على مواد الرمل والحصى.
يُنظر إلى سوق الكراكات على أنه مجزأ للغاية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الأنواع العديدة المختلفة من الكراكات المتاحة، بالإضافة إلى مزيج من اللاعبين الكبار وخدمات التجريف الصغيرة. يعتبر النمو العالمي بشكل عام إيجابيا، حيث تظهر الإحصاءات الإقليمية نموا أكبر بشكل انتقائي.
على الصعيد العالمي، ينمو سوق التجريف بمعدل نمو سنوي مركب ثابت (معدل نمو سنوي مركب) بنسبة 2.15٪ خلال الفترة من 2024 إلى 2034. من حيث القيمة، ينمو السوق من القيمة الحالية البالغة 16,684 مليون دولار أمريكي في عام 2024 إلى القيمة المتوقعة 20,638.92 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2034.
وعلى المستوى الإقليمي، تتوقع الصين واليابان نمواً في آسيا 5.1٪ و5.7٪ على التوالي خلال الفترة 2024-2034. وفي الأمريكتين، تتوقع الولايات المتحدة نمو سنوي مركب بلغ٪ 2 بينما في أوروبا، مشاريع ألمانيا أ نمو سنوي مركب بلغ٪ 3.8.
ما هو التجريف؟
التجريف هو عملية حفر أو إزالة أو استعادة المواد من قاع المسطح المائي، والذي يمكن أن يكون ممرًا مائيًا داخليًا ضحلًا أو في البحر.
يمكن إجراء التجريف لعدة أسباب مختلفة:
- لإزالة تراكم الطمي والرواسب التي تعيق الحركة الحرة أو التدفق الحر للمياه على طول الممر المائي،
- لإزالة المواد لاستصلاح الأراضي،
- لاستخراج المواد المرغوبة لاستخدامها في أماكن أخرى مثل البناء، مثل الرمل والحصى،
- لاستعادة المعادن ذات القيمة التجارية مثل الذهب.
تعمل الجرافات من وضعية ثابتة، وقم باسترداد المواد من ذلك الموقع، ثم انتقل للأمام إلى الموضع التالي. يتم غربلة المواد المستردة وفرزها على الفور أو يتم إلقاؤها على بارجة قريبة أو منطقة مرسوة وفرزها لاحقًا.
هناك آليتان مختلفتان متميزتان للتجريف، والتجريف الميكانيكي، والتجريف بالشفط الهيدروليكي:
- يستخدم التجريف الميكانيكي حفارات حفار أو أدوات إمساك أو دلاء لانتزاع المواد أو جرفها من الأسفل.
- يستخدم التجريف بالشفط الهيدروليكي الخراطيم وطرق التفريغ لتفكيك المواد ثم امتصاصها عبر الأنبوب للتصفية.
تتطلب الوظائف المختلفة آليات مختلفة، مما يضيق نطاق اختيار الكراكة من بين الأنواع العديدة المتاحة. يتم عرض الطرق والأنواع المختلفة للآلات في القسم التالي.
الجرافات الميكانيكية
عادةً ما تكون الكراكات الميكانيكية واحدة من ثلاثة أنواع، كراكات الحفار أو الحفار الخلفي، أو الكراكات ذات الدلو، أو الكراكات ذات الخطاف أو الصدفة. إنهم يعملون عن طريق جمع المواد من قاع الماء ورفعها إلى السطح لغربلتها وفرزها.
الحفارة أو الحفارة الخلفية
تستخدم الحفارة أو الكراكات ذات المحراث الخلفي ذراعًا ومغرفة تشبه الحفارة يمكن أن تصل إلى الماء لحفر المواد وتجميعها من قاع الماء.
بمجرد تثبيت المنصة العائمة بشكل صحيح، يمكن استخدام المحراث الخلفي لاستعادة المواد وتفريغها على بارجة عائمة قريبة. سيتم نقل المواد إلى مكان آخر للغربلة والفرز.
هذه الحفارة الحفارة البرمائية تم الإعلان عنها على أنها مناسبة للتجريف في المياه الضحلة وكذلك للأراضي المستنقعية والرطبة. يسمح هيكلها العائم وحذاء الجنزير على شكل صندوق محكم الغلق بالسير بأمان والعمل على الطمي والماء. يتمتع هذا الطراز بعمق عمل يبلغ 8 أقدام (2.5 متر) ويتوفر بسعر يتراوح بين 22,500 و24,500 دولار أمريكي.
هذا النموذج من الحفارة الخلفية يمكن استخدامها في مناطق المياه الضحلة والمناطق الساحلية والشاطئية والأنهار والخزانات. يوصى بالتجريف والاستصلاح وإزالة الترسبات. يوفر ذراع الرافعة طويل المدى عمق حفر يصل إلى 21.5 قدمًا (6.5 مترًا) ويتوفر هذا الإصدار بسعر 160,000 دولار أمريكي.
الجرافات دلو
تستخدم جرافات الدلاء سلسلة دوارة من الدلاء على بارجة ثابتة، مع ذراع يمتد إلى أسفل إلى قاع الماء. أثناء تحرك الدلاء على طول ذراع الرافعة، تقوم كل دلو بتجريف المواد من الأسفل ثم تقوم بإسقاط المواد على منخل على سطح الحفارة.
هذه الحفارة دلو هو نوع من البارجة غير ذاتية الدفع، مع دلو سلسلة ومجموعة بدن ذات هيكل صندوقي. إنها مناسبة لتجريف الرمال أو الذهب، وتأتي مع معدات الغربلة والفصل بالجاذبية. تأتي الطاقة من مولد الديزل الذي يحرك كل الطاقة الكهربائية على الحفارة. يحتوي هذا النموذج على عمق تجريف يبلغ 65 قدمًا (20 مترًا) ويتوفر بسعر يتراوح بين 37,000 دولار أمريكي و38,000 دولار أمريكي.
هذا النموذج من الحفارة دلو يتم الإعلان عنها على أنها مناسبة لتجريف الذهب والماس في مجموعة متنوعة من المواقع بما في ذلك الموانئ والأنهار والبحيرات والخزانات والبحر. يحتوي هذا النموذج على عمق تجريف يبلغ 98 قدمًا (30 مترًا) ويتوفر بسعر يتراوح بين 10,000 دولار أمريكي و15,000 دولار أمريكي.
الاستيلاء على الكراكات أو صدفي
تستخدم جرافات الاستيلاء، أو جرافات الصدفة، دلوًا كبيرًا يمكن فتحه وإغلاقه (مثل الصدفة)، لالتقاط المواد من قاع الماء. يتم إنزال الدلو بواسطة كابل ويمكن أن يصل إلى عمق أكبر من الجرافات الخلفية أو الجرافات ذات الدلو.
بمجرد إنزال الدلو إلى الأسفل، يتم إغلاقه ميكانيكيًا ليأخذ "قضمة" كبيرة من قاع الماء، ثم يتم سحبه مرة أخرى إلى السطح لإيداع الحمولة على بارجة قريبة.
دلاء صدفي يمكن تركيبها على حوامل الرافعات على الكراكات وهناك مجموعة واسعة من تصميمات الدلاء الصدفية المتاحة للشراء. يتوفر نموذج الجرافة هذا بسعر يتراوح بين 500 دولار أمريكي و3,000 دولار أمريكي.
الجرافات الهيدروليكية
تعمل الكراكات الهيدروليكية من خلال شفط المواد الموجودة على قاع الماء. فهي تعمل على تحريك الرمل والطمي وتفكيكهما لتكوين ملاط، والذي يتم بعد ذلك تفريغه إلى السطح من خلال الأنابيب. هناك عدة أنواع توفر جرافات الشفط، وأكثرها شيوعًا هي جرافات الشفط القاطعة وجرافات الشفط.
كراكات الشفط القاطع
تحتوي جرافات الشفط القاطعة على أنبوب شفط كبير، ولكنها تحتوي أيضًا على قاطعة دوارة مثبتة على رأس الأنبوب للحفر في السرير وتكسيره وفكه للتحضير للشفط.
هذه الطريقة في تفتيت المواد تجعلها مناسبة جدًا للقاع الكثيف، أو المغطى بالصخور والأحجار الثقيلة. يقوم هذا القاطع بتكسير المواد، ثم يقوم بتفريغها من خلال أنبوب الشفط.
تعمل هذه الكراكات من موقع ثابت، وقد تأتي بقدرتها الخاصة أو تحتاج إلى سحبها إلى موقعها. بمجرد وضع الأنبوب والقاطع في موضعهما، يتم إنزالهما بزاوية تصل إلى 45 درجة إلى قاع النهر أو البحر.
هذه الحفارة الشفط القاطع يأتي بأحجام وأطوال أنابيب مختلفة تمنحه عمق تجريف يتراوح بين 26 قدمًا (8 أمتار) و52 قدمًا (16 مترًا). يبلغ قطر أنبوب الشفط 2 قدم (0.6 متر)، ورأس قطع 5 أقدام (1.5 متر)، وأنبوب تفريغ 20 بوصة (0.5 متر). يمكنها معالجة الرمال المجروفة بمعدل 18,000 قدم مكعب/ساعة (500 متر مكعب/ساعة). ويمكن توفير هذا الطراز بالطاقة الخاصة به أو بدونها، وتتراوح أسعاره بين 27,540 دولارًا أمريكيًا و110,155 دولارًا أمريكيًا.
هذه الحفارة الشفط القاطع يبلغ عمق التجريف 32 قدمًا (10 أمتار)، وأنبوب شفط يبلغ قطره 12 بوصة (0.3 مترًا) وأنبوب تفريغ يبلغ قطره 10 بوصات (0.25 مترًا). يمكن لهذا النموذج معالجة الرمال المجروفة بمعدل 35,300 قدم مكعب/ساعة (1000 متر مكعب/ساعة)، وتتراوح الأسعار بين 30,981 دولارًا أمريكيًا و33,735 دولارًا أمريكيًا.
الاختلاف في الحفارة القاطعة هو الحفارة عجلة دلو، الذي يستبدل رأس القاطع الدوار بعجلة دلو. لا يزال هذا يستخدم طريقة الشفط، ولكنه يستخدم أسنان الدلو لتجميع المواد بدلاً من أسنان القطع لتفتيت قاع الماء. يتمتع هذا النموذج بعمق تجريف يبلغ 50 قدمًا (15 مترًا)، ويتوفر بسعر يتراوح بين 570,495 دولارًا أمريكيًا و611,244 دولارًا أمريكيًا.
الحفارة الشفط
تعمل كراكات الشفط باستخدام أسلوب قوي يشبه الفراغ لامتصاص المواد من قاع الماء. وعلى عكس جرافات الشفط القاطعة، فإن هذه الكراكات لا تقوم بتفتيت قاع الماء أولاً، لذا من الأفضل استخدامها عندما يكون السرير عبارة عن رمل وطمي سائب.
تعمل هذه الجرافات بشكل جيد لاستعادة الرمال والحصى لاستخدامها في البناء في أماكن أخرى. ومع ذلك، فهي تحظى أيضًا بشعبية كبيرة في استخراج جزيئات الذهب من الماء.
يتم غربلة الرمل والحصى وتمريرهما عبر فتحة لالتقاط أي ذهب تم جمعه والاحتفاظ به، بينما يتم تفريغ الرمل والحصى غير المرغوب فيه مرة أخرى في الماء.
هذه الحفارة الشفط تأتي مزودة بمضخة شفط بسعة 8 (0.2 م) أو 16 بوصة (0.4 م)، ويمكن أن تصل إلى عمق 115 قدمًا (35 مترًا). يمكن لمضخة الشفط معالجة ما بين 2,825 قدمًا مكعبًا / ساعة (80 مترًا مكعبًا / ساعة) و18,363 قدمًا مكعبة / ساعة (520 مترًا مكعبًا / ساعة). سعر هذا الموديل هو 85,370 دولارًا أمريكيًا.
هذه الحفارة الشفط يمكن أن يصل عمقه إلى 66 قدمًا (20 مترًا). يمكن لمضخة الشفط معالجة الرمل بمعدل 1,765 قدمًا مكعبًا / ساعة (50 مترًا مكعبًا / ساعة). يوصى به للرمل أو الطمي، وعلى وجه التحديد للمواد التي لا تزيد نسبة الحجر أو الحصى فيها عن 30%. سعر هذا الموديل هو 10,740 دولار أمريكي.
ما يجب مراعاته عند اختيار الحفارة
ما هي المواد التي يتم تجريفها؟
ستحدد المادة المراد استعادتها والغرض من التجريف إلى حد كبير نوع الحفارة التي سيتم اختيارها.
عندما يكون قاع البحر أو النهر كثيفًا ومكتظًا بالصخور والأحجار الكبيرة التي لا يمكن جرفها أو تنظيفها بالمكنسة الكهربائية بسهولة، فستكون الحاجة الأساسية إلى الحفارة القاطع. يجب تفتيت قاع الماء قبل استعادته، وأفضل طريقة للقيام بذلك هي استخدام القاطع.
عندما يكون المتطلب هو استعادة الرمال أو الحصى لاستخدامها في البناء في أماكن أخرى، فيمكن أن تعمل بعض الآليات بشكل مناسب، بما في ذلك الحفارة الماصة أو الحفارة ذات الجرافة أو الحفارة الخلفية.
عندما يكون التجريف لاستعادة الذهب أو المواد الثمينة الأخرى، فإن التجريف بالشفط هو الطريقة الأكثر شيوعًا، مع آلية الغربلة والتسرب أثناء استعادة الرمال والطمي.
بالنسبة للتجريف العميق للرمال أو الطمي أو الصخور السائبة، ستعمل الكراكات ذات الجرافات الخلفية بشكل جيد.
سرعة الاسترداد والقدرة
ستركز أي شركة تعمل على تجريف ومعالجة المواد المستصلحة على سرعة الإنتاجية، وكمية المواد التي يمكن جمعها في لحظة واحدة، وكمية المواد التي يمكن معالجتها في الساعة، والتي يتم قياسها عادةً بـ ft³/h (m³/h).
معظم الكراكات ثابتة، وتعمل من موقع ثابت، ثم تبدأ العمل في ذلك الموقع. ويعتمد مقدار ما يمكنهم استرداده أولاً على نوع الحفارة، ثم على حجم معدات التجريف وقوتها.
بالنسبة للجرافات الميكانيكية، يتم تحديد السعة حسب حجم الدلو أو المسكة/الصدفي. كلما كان الدلو أكبر، زادت كمية الرمل أو الحصى التي يمكن جرفها دفعة واحدة. يتم تحديد السرعة من خلال الحركة الميكانيكية للجرافة والمشغل.
بالنسبة للجرافات الهيدروليكية، يتم تحديد السعة من خلال عرض أنابيب الشفط والتفريغ، ومن خلال قوة المضخات لدفع الشفط. فيما يلي مجموعة صغيرة (من مواصفات الموردين) لسرعة التجريف مقارنة بعرض أنبوب الشفط. هذه الإحصائيات ليست خطية، حيث أن العوامل الأخرى التي يجب مراعاتها هي حجم رأس القطع، وعرض أنبوب التفريغ، وقدرة المضخة:
| عرض أنبوب الشفط بالبوصة (متر) | قدرة التجريف بالقدم المكعب في الساعة (متر مكعب في الساعة) |
| 6 بوصة (0.15 م) | 1,765 قدم مكعب/ساعة (50 متر مكعب/ساعة) |
| 8 بوصة (0.2 م) | 2,825 قدم مكعب/ساعة (80 متر مكعب/ساعة) |
| 12 بوصة (0.3 م) | 35,300 قدم مكعب/ساعة (1000 متر مكعب/ساعة) |
| 16 بوصة (0.4 م) | 18,363 قدم مكعب/ساعة (520 متر مكعب/ساعة) |
| 24 بوصة (0.6 م) | 18,000 قدم مكعب/ساعة (500 متر مكعب/ساعة) |
يجب على المشتري المحتمل مناقشة الخيارات والمتطلبات مع المورد لتحديد أفضل نوع وسعة للكراكة.
الأفكار النهائية
تُستخدم الحفارات لاستصلاح الرمل والحصى، وإزالة الطمي المتراكم، واسترجاع المعادن الثمينة مثل الذهب. تتطلب الأغراض المختلفة أنواعًا مختلفة من الكراكات، حيث تنقسم الأنواع الرئيسية إلى فئتين، ميكانيكية وهيدروليكية.
بالنسبة للمشتري المحتمل، ستكون الاعتبارات الرئيسية هي الاستخدام المطلوب أولاً، قبل اختيار النوع. ستكون الاعتبارات الثانوية بعد ذلك هي الحجم والقوة وعمق العمل المتوقع. لمزيد من المعلومات حول المجموعة الكبيرة من الجرافات المتاحة، قم بمراجعة Chovm.com قاعة عرض.
