Чем пробурить землю под столбы: Чем пробурить землю под столбы для забора

Содержание

Как пробурить отверстие в земле под столбы для забора

Забор простоит долгое время сохраняя свой первозданный вид если возведены надежные опорные элементы. Выбрав облицовочный материал, важно подумать об опорных деталях. Важно, столбы должны надежно держатся в почве, позаботиться о защите, важно минимизировать воздействие сезонных изменений. Поэтому необходимо пробурить скважину глубиной ниже промерзания грунта.

Чем пробурить землю под столбы

Сделать скважину под опорный элемент реально разнообразными способами. Работы выполняются, используя несколько видов инструментов, от простой, всем известной лопаты до буровой установки оборудованной специальным приводом. Предварительно рекомендуется провести расчеты, тогда приступать к выполнению поставленной задачи.

Зачем нужно бурение отверстий под забор

Забор состоит из облицовочного материала, каркаса, опорных стоек. Для формирования каркаса чаще используется металлические квадратного сечения трубы. Изредка могут применятся деревянные столбики, важно защитить их от негативного воздействия окружающей среды. Рекомендуется использовать специальные антисептические средства, оберточными материалами. Обработке подвергаются деревянные изделия, также металлические. Металопрофиль повреждается грунтовыми водами, периодичным или постоянным воздействием.  Они запускают пагубный процесс – коррозию. При поражении поверхности длительность срока эксплуатации существенно сокращается. Правильно проведенные защитные работы увеличивает срок службы забора в разы. Осуществлять ремонт или замену потребуется проводить через долгое время. Опоры удерживают вес и нагрузку ограждения, важно максимально надежно зафиксировать. Достаточно заглубить заборные опорные элементы под землю. Сверление осуществляется специальным оборудованием. Яма в конечном счете получиться ровной, края прочными.

Как выкопать яму под столб

Лопата имеет место в каждом подсобном хозяйстве. Без нее сложно обойтись на огороде, саду. Простой, доступный инструмент, низкой стоимостью. Ней реально вырыть траншею для ленточного фундамента, проделать квадратное отверстие под заливку основание бетонных столбов. Ней невозможно сделать маленькое отверстие для погружение металлической трубы, деревянного столбика небольшого диаметра. Особенно на глубину 100-120 сантиметров аккуратное отверстие сделать не получиться. только при большем диаметре, что потребует дополнительных расходов покупая бетонный раствор. Ним закрепляется опорная часть. Вывод — доступная лопата не самый лучший вариант для осуществления такого задания. Независимо какой вид лопаты предполагается использовать – подборная, штыковая.

Садовый бур для бурения лунок под столбы забора

Практичный бур садовый обладает относительно большей стоимостью чем лопата. Отличительной характеристикой является большой вес, выполнять процессы используя инструмент проще, быстрее, качественнее.

Садовая модель может иметь отличительные характеристики, но основные конструктивные элементы остаются одинаковыми. Можно выделить три важных составляющих:

  • бур со шнеком;
  • рукоятка;
  • труба удлинителя.

Существуют модели, у которых труба удлинителя строго зафиксирована, длина остается одинаковой. Целесообразно рассмотреть варианты с регулирующийся длиной трубки. Такие изменения помогут сформировать отверстие разнообразной длины.

Собранная конструкция весит 10 кг, данный показатель позволяет выполнять процесс качественно, быстро. Использование садового варианта дает возможность выполнить отверстие диаметром 15 сантиметров, глубиной до двух метров. Инструмент бывает разного диаметра, размер выбирается в зависимости какое отверстия нужно просверлить.

Выбирая бур садовой важно обращать внимание на несколько моментов. Заточка шнека, некоторые производители не выполняют подобной манипуляции, шнек продается тупым. Использовать подобный инструмент рекомендуется при песчаных, мягких типах грунтах. При разработке глинистых почв или каменистых пород в обязательном порядке потребуется наточить предварительно шнек. Провести заточку реально самостоятельно, достаточно использовать болгарку либо напильник.

Механический вариант бурения отверстий под забор

Выполнить работу максимально быстро можно применив специальный бур оснащенный электрическим или бензиновым приводом. Стоимость инструмента очень высока. Выполнение отверстий под забор получиться затратным, хотя быстрым. Альтернативным вариантом стоит назвать аренду подобного оборудования на определенный промежуток времени.

Принцип действия похож на работу ручного садового бура, движение шнека выполняется не от ручного воздействия, а запускается приводной установкой. Уровень продуктивности устройства напрямую зависит от мощности двигателя. Единственным недостатком установки является высокая стоимость. Если место выполнения работы находится вдалеке от электрических сетей целесообразно использовать инструмент с бензиновым приводом. Электродвигатель работает мягче не ограничивается количеством топлива, работает сколько нужно. Перед арендой изучаются характеристики, которые оказывают влияние на выполнение работы. Отличный вариант выполнить работу максимально быстро задействовать автомобильный бур. Подобные услуги предоставляются достаточно часто, найти исполнителя работы не составит труда. Автомобильные буры дают возможность сделать ямы большой глубины за короткий промежуток времени.

Какой диаметр бурить под столбы забора

Любая методика бурения предполагает выполнить расчеты учитывая множество нюансов. Выполнив расчеты, проведя планирование участка, разметку можно начинать выполнять бурение. Опорные элементы должны выдерживать нагрузку от будущего ограждения, нужно знать на какую глубину, расстояние между опорами должно быть.

Самым простым вариантом расчета является формула 1/3 от высоты будущей ограды.

При высоте ограждения два метра, погружается труба на 70 сантиметров. Часто местность характеризуется близко расположенными грунтовыми водами, тогда углубить столбик больше, до 100-120 сантиметров.

Если почва, где планируется установка ограждения песчаная глубина погружения опоры увеличивается, каменистая увеличивать глубину нецелесообразно, достаточно 80 сантиметров. Существуют требования при формировании отверстия. Максимальная устойчивость достигается, когда отверстие немного больше опорного столба. Слишком маленький диаметр ограничивает возможность залить достаточное количество бетонного раствора. Достаточным диаметром считается показатель от 15 до 30 сантиметров. Расстояние между столбами высчитывается с учетом местных особенностей, погодных условий. Пролет между столбами принято делать 2,5-3 метра. Такое расстояние обеспечивает максимальную надежность, устойчивость, долговечность опоры.

Этапы бурение скважины под забор

Ямки под опоры выполняются самостоятельно. Рекомендуется изучить возможное оборудования, советы специалистов. После приступать к выполнению работы. Достижением качественного результата является поэтапное выполнение работы. Все выполнении работы рекомендуется разделить поэтапно. Каждый этап выполняется с полной ответственностью.

  1. Разметка и планирование. Предварительно очищается местность от посторонних предметов, растительности, корней, выполняется разметка. Рекомендуется подготовить колышки (деревянные или металлические прутки), строительная нить, уровень лазерный. Колышки располагаются строго где планируются расположится опорные элементы.
  2. Подготовка инструмента. Рекомендуется осмотреть выбранный инструмент. Отсутствие дефектов инструмента — залог хорошо проведенной работы. Лучше шнеки заточить, выкопать яму получиться очень быстро. Лунки будут ровными, края хорошо, когда не осыпаются.
  3. Сверления выполняется постепенно, снимать рекомендуется слоями. Достигнув глубины 30-40 сантиметров, чувствуются некоторые затруднения бурения. Значит достигнуты твердые слои грунта. Сейчас заливается в лунки воду. Такая манипуляции проводится для размягчения грунта, работа будет проводиться намного легче.
  4. Сформировав лунку подходящей глубины начинается следующий этап — установка опорных элементов. Закрепление опор в почве может быть выполнено посредством бутирования либо заливкой бетонного раствора. Последующие работы можно будет выполнять только после того как бетонный раствор полностью застынет.

Используя простые рекомендации работы выполняются очень быстро. Самостоятельное бурение можно делать в любое удобное время, не подстраиваясь под условия строительных бригад. Кроме всего прочего это существенная экономия времени, особенно при использовании ручного садового бура.

Бурение ям и отверстий под столбы заборы

Для того чтобы забор долго и надежно служил, надо приложить немало усилий на его монтаж по всем правилам. Эта трудоемкая работа начинается с разметки периметра ограждения и бурения отверстий. Каждый это делает одним из известных способов, выбирая самый удобный и доступный по цене.

Процесс бурения ямы для установки заборного столба

Вернуться к оглавлению

Доступные способы бурения отверстий

Бурение отверстий — это процесс монотонный, длительный и требующий применения физической силы. Ведь все столбы должны быть одинакового размера со строгим соблюдением расстояния между каждым из них. Качество и стоимость забора зависят от выбранного метода установки.

Вернуться к оглавлению

Положительные и отрицательные стороны использования лопаты

Выдалбливание ямы специальным инструментом

Вряд ли можно найти человека, который незнаком с этим нехитрым инструментом. Это самый простой и доступный по стоимости метод бурения. Лопатой можно сделать квадратные отверстия для кирпичных столбов массивного забора. Но проделать в земле круглые отверстия нужного диаметра практически невозможно.

Столбец должен надежно стоять в земле, а при таком методе получится слишком большое отверстие, которое придется заливать дополнительным количеством бетона. А это дополнительные траты. Кроме того, выкопать лопатой узкую яму на глубину в 100–120 см вряд ли удастся, не затронув окружающей почвы. Поэтому можно смело сделать вывод: такой способ хоть и подкупает своей доступностью, но не всегда является практичным. Его так же можно охарактеризовать как самый трудоемкий и длительный по времени.

Вернуться к оглавлению

Использование садового бура

Использовать бур под столбы гораздо эффективнее и удобнее. Этот инструмент можно купить в любом строительном магазине.

Садовые буры различных размеров

Стоимость его гораздо выше, чем затраты на лопату, но это окупается за счёт экономии времени и хорошим качеством отверстий. Бур представляет собой шнек с винтообразными лопастями, которые, зарываясь в грунт, выбрасывают его на поверхность. В такой способ можно проделать отверстия на глубину до 200 см. При этом гораздо легче контролировать глубину ям, чтобы все они имели одинаковые размеры. Поэтому напрашивается вывод, что бурить отверстия для установки забора таким способом гораздо эффективнее и не слишком дорого.

Важно следить за тем, чтобы шнек садового бура был хорошо заточен, иначе придется прилагать гораздо больше физических усилий.

Иногда приходится их затачивать сразу после покупки. Сделать это можно обыкновенным напильником или при помощи болгарки. Но стоит внимательно изучить отзывы людей, которые сталкивались с этой проблемой. В силу особенностей грунта на участке, где требуются ямы большой глубины, сделать их самостоятельно при помощи садового бура не так просто.

Устройства бура ТИСЭ для бурения глубоких ям

Для этого потребуется масса усилий и помощь со стороны. Особенно это касается тяжелых грунтов. Вернуться к оглавлению

Механический способ бурения

Существует еще один метод проведения земляных работ при установке забора на неровном участке. Это использовать ямобур с бензиновым или электрическим приводом. Такой инструмент стоит достаточно дорого, поэтому бурение можно назвать самым легким, но в то же время и самым затратным.

Принцип работы ямобура похож на садовый бур, только шнек этого механизма вращается при помощи привода. Работать он может от электрической сети или на бензине. Продуктивность работы зависит от мощности двигателя. Мотобур можно использовать на участке с любым грунтом. Единственным существенным недостатком такого метода бурения отверстий для столбов забора является его стоимость.

Изготовление ямы мотобуром

Конечно, можно не покупать дорогостоящий мотобур, а взять его в аренду. Но все равно стоимость самого инструмента и его питания стоит гораздо больше, чем ручной инструмент.

Кроме того, мотобур при работе создает определенный шум, а также требует близкого расположения электрической розетки или наличия бензина. Но это самый быстрый способ, отверстие можно сделать всего за несколько минут без весомых физических усилий. На бурение отверстий под столбцы вдоль всего периметра забора уйдет гораздо меньше времени и сил, чем ручным способом.

Как альтернатива существует еще один способ — воспользоваться услугами автомобильного бура. Его выбор зависит от размеров участка и условий, например, свободного подъезда и передвижения автомобиля.

Вернуться к оглавлению

Делаем правильные расчеты

Каждый из методов бурения имеет свои положительные стороны и некоторые нюансы. Перед началом строительных работ по установке забора нужно произвести необходимые расчеты. Столбцы должны выдерживать всю нагрузку от веса забора. Поэтому они должны быть надежно и устойчиво заглублены в землю.

Как показывает практика, самый простой расчет глубины отверстия для хорошей устойчивости заборного столбца составляет 1/3 от высоты ограды.

Например, если предусматривается забор высотой в два метра, то столбец должен быть погружен в почву не менее чем на 70 см.Если участок — с высоко расположенными грунтовыми водами, то столбы нужно заглублять не менее, как на 100–120 сантиметров. Кроме того, надо обязательно учитывать тип выбранного забора. От этих показателей зависит его вес, а, следовательно, и нагрузка на столбы. Ямы в песчаном грунте должны быть более глубокими, а устойчивый каменистый грунт достаточно пробурить на 80 сантиметров.

Схема ямы для установки столбика

Размер отверстия должен немного превышать диаметр столба. Если разница будет большая, то для устойчивости столб необходимо бетонировать а, следовательно, это лишние расходы. Слишком плотное расположение столба в отверстии приведет к недостаточному количеству бетонирующей смеси. Диаметр отверстий может быть от 15 до 30 сантиметров.

Для того чтобы узнать точное количество столбов в заборе, надо всю его длину разделить на ширину одного прогона, а затем добавить еще два столба для входных ворот. Расстояние между столбами составляет примерно 250 см. Но это число зависит от высоты и типа забора. Если нагрузка будет слишком большой, то пролеты стоит уменьшить в размере. Величина пролетов может составлять от 150 до 300 см. От правильности расчетов зависит надежность и долговечность забора.

Схема для монтажа заборных столбов

Если изучить все доступные методы бурения, можно сделать вывод, что садовый бур является качественным и недорогим средством. Перед началом земельных работ периметр ограды размечают при помощи рулетки, отмеряя равные промежутки и вбивая в этих местах колышки. Если забор разграничивает два соседних участка, следует отступить от края несколько сантиметров. Это позволит избежать конфликтных ситуаций с хозяином соседнего участка.
Рельефный участок размечают сначала по углам, и только после этого отмечают места для отверстий на протяжении всей стороны забора. Теперь, когда все места будущих столбов размечены, можно приступать к непосредственной работе. Вернуться к оглавлению

Как правильно бурить скважину своими руками

Для того чтобы сделать яму, надо установить наконечник инструмента в намеченное место и с нажимом вкручивающими движениями углублять его в землю.

При этом полезно знать маленькую хитрость. На глинистом грунте в яму следует регулярно подливать воду. Для этого бур извлекают из грунта, вливают воду и дают постоять несколько минут. Это позволяет размягчить грунт и значительно облегчить работу. Если на лопасти шнека налипло слишком много глины, их регулярно очищают острым предметом.

Все время надо следить за соблюдением строгой вертикальности отверстия. В ином случае это плохо скажется на качестве забора. Если грунт мягкий и податливый, то сделать несколько десятков ям можно за несколько дней. Каменистая почва хуже поддается бурению, поэтому эта работа займет больше времени и сил.


Бурение отверстий для столбов при монтаже любой ограды является важным и самым трудоемким процессом. От правильности этих работ зависит весь итог и долговечность забора.

Как пробурить отверстие в земле под столбы для забора | Все о заборах только у нас

Забор простоит долгое время сохраняя свой первозданный вид если возведены надежные опорные элементы. Выбрав облицовочный материал, важно подумать об опорных деталях. Важно, столбы должны надежно держатся в почве, позаботиться о защите, важно минимизировать воздействие сезонных изменений. Поэтому необходимо пробурить скважину глубиной ниже промерзания грунта.

Чем пробурить землю под столбы

Сделать скважину под опорный элемент реально разнообразными способами. Работы выполняются, используя несколько видов инструментов, от простой, всем известной лопаты до буровой установки оборудованной специальным приводом. Предварительно рекомендуется провести расчеты, тогда приступать к выполнению поставленной задачи.

Зачем нужно бурение отверстий под забор

Забор состоит из облицовочного материала, каркаса, опорных стоек. Для формирования каркаса чаще используется металлические квадратного сечения трубы. Изредка могут применятся деревянные столбики, важно защитить их от негативного воздействия окружающей среды. Рекомендуется использовать специальные антисептические средства, оберточными материалами. Обработке подвергаются деревянные изделия, также металлические. Металопрофиль повреждается грунтовыми водами, периодичным или постоянным воздействием. Они запускают пагубный процесс – коррозию. При поражении поверхности длительность срока эксплуатации существенно сокращается. Правильно проведенные защитные работы увеличивает срок службы забора в разы. Осуществлять ремонт или замену потребуется проводить через долгое время. Опоры удерживают вес и нагрузку ограждения, важно максимально надежно зафиксировать. Достаточно заглубить заборные опорные элементы под землю. Сверление осуществляется специальным оборудованием. Яма в конечном счете получиться ровной, края прочными.

Как выкопать яму под столб

Лопата имеет место в каждом подсобном хозяйстве. Без нее сложно обойтись на огороде, саду. Простой, доступный инструмент, низкой стоимостью. Ней реально вырыть траншею для ленточного фундамента, проделать квадратное отверстие под заливку основание бетонных столбов. Ней невозможно сделать маленькое отверстие для погружение металлической трубы, деревянного столбика небольшого диаметра. Особенно на глубину 100-120 сантиметров аккуратное отверстие сделать не получиться. только при большем диаметре, что потребует дополнительных расходов покупая бетонный раствор. Ним закрепляется опорная часть. Вывод — доступная лопата не самый лучший вариант для осуществления такого задания. Независимо какой вид лопаты предполагается использовать – подборная, штыковая.

Садовый бур для бурения лунок под столбы забора

Практичный бур садовый обладает относительно большей стоимостью чем лопата. Отличительной характеристикой является большой вес, выполнять процессы используя инструмент проще, быстрее, качественнее.

Садовая модель может иметь отличительные характеристики, но основные конструктивные элементы остаются одинаковыми. Можно выделить три важных составляющих:

  • бур со шнеком;
  • рукоятка;
  • труба удлинителя.

Существуют модели, у которых труба удлинителя строго зафиксирована, длина остается одинаковой. Целесообразно рассмотреть варианты с регулирующийся длиной трубки. Такие изменения помогут сформировать отверстие разнообразной длины.

Собранная конструкция весит 10 кг, данный показатель позволяет выполнять процесс качественно, быстро. Использование садового варианта дает возможность выполнить отверстие диаметром 15 сантиметров, глубиной до двух метров. Инструмент бывает разного диаметра, размер выбирается в зависимости какое отверстия нужно просверлить.

Выбирая бур садовой важно обращать внимание на несколько моментов. Заточка шнека, некоторые производители не выполняют подобной манипуляции, шнек продается тупым. Использовать подобный инструмент рекомендуется при песчаных, мягких типах грунтах. При разработке глинистых почв или каменистых пород в обязательном порядке потребуется наточить предварительно шнек. Провести заточку реально самостоятельно, достаточно использовать болгарку либо напильник.

Механический вариант бурения отверстий под забор

Выполнить работу максимально быстро можно применив специальный бур оснащенный электрическим или бензиновым приводом. Стоимость инструмента очень высока. Выполнение отверстий под забор получиться затратным, хотя быстрым. Альтернативным вариантом стоит назвать аренду подобного оборудования на определенный промежуток времени.

Принцип действия похож на работу ручного садового бура, движение шнека выполняется не от ручного воздействия, а запускается приводной установкой. Уровень продуктивности устройства напрямую зависит от мощности двигателя. Единственным недостатком установки является высокая стоимость. Если место выполнения работы находится вдалеке от электрических сетей целесообразно использовать инструмент с бензиновым приводом. Электродвигатель работает мягче не ограничивается количеством топлива, работает сколько нужно. Перед арендой изучаются характеристики, которые оказывают влияние на выполнение работы. Отличный вариант выполнить работу максимально быстро задействовать автомобильный бур. Подобные услуги предоставляются достаточно часто, найти исполнителя работы не составит труда. Автомобильные буры дают возможность сделать ямы большой глубины за короткий промежуток времени.

Какой диаметр бурить под столбы забора

Любая методика бурения предполагает выполнить расчеты учитывая множество нюансов. Выполнив расчеты, проведя планирование участка, разметку можно начинать выполнять бурение. Опорные элементы должны выдерживать нагрузку от будущего ограждения, нужно знать на какую глубину, расстояние между опорами должно быть.

Самым простым вариантом расчета является формула 1/3 от высоты будущей ограды.

При высоте ограждения два метра, погружается труба на 70 сантиметров. Часто местность характеризуется близко расположенными грунтовыми водами, тогда углубить столбик больше, до 100-120 сантиметров.

Если почва, где планируется установка ограждения песчаная глубина погружения опоры увеличивается, каменистая увеличивать глубину нецелесообразно, достаточно 80 сантиметров. Существуют требования при формировании отверстия. Максимальная устойчивость достигается, когда отверстие немного больше опорного столба. Слишком маленький диаметр ограничивает возможность залить достаточное количество бетонного раствора. Достаточным диаметром считается показатель от 15 до 30 сантиметров. Расстояние между столбами высчитывается с учетом местных особенностей, погодных условий. Пролет между столбами принято делать 2,5-3 метра. Такое расстояние обеспечивает максимальную надежность, устойчивость, долговечность опоры.

Этапы бурение скважины под забор

Ямки под опоры выполняются самостоятельно. Рекомендуется изучить возможное оборудования, советы специалистов. После приступать к выполнению работы. Достижением качественного результата является поэтапное выполнение работы. Все выполнении работы рекомендуется разделить поэтапно. Каждый этап выполняется с полной ответственностью.

  • Разметка и планирование. Предварительно очищается местность от посторонних предметов, растительности, корней, выполняется разметка. Рекомендуется подготовить колышки (деревянные или металлические прутки), строительная нить, уровень лазерный. Колышки располагаются строго где планируются расположится опорные элементы.
  • Подготовка инструмента. Рекомендуется осмотреть выбранный инструмент. Отсутствие дефектов инструмента — залог хорошо проведенной работы. Лучше шнеки заточить, выкопать яму получиться очень быстро. Лунки будут ровными, края хорошо, когда не осыпаются.
  • Сверления выполняется постепенно, снимать рекомендуется слоями. Достигнув глубины 30-40 сантиметров, чувствуются некоторые затруднения бурения. Значит достигнуты твердые слои грунта. Сейчас заливается в лунки воду. Такая манипуляции проводится для размягчения грунта, работа будет проводиться намного легче.
  • Сформировав лунку подходящей глубины начинается следующий этап — установка опорных элементов. Закрепление опор в почве может быть выполнено посредством бутирования либо заливкой бетонного раствора. Последующие работы можно будет выполнять только после того как бетонный раствор полностью застынет.

Используя простые рекомендации работы выполняются очень быстро. Самостоятельное бурение можно делать в любое удобное время, не подстраиваясь под условия строительных бригад. Кроме всего прочего это существенная экономия времени, особенно при использовании ручного садового бура.

Спасибо, что прочитали статью! Ставьте лайк, если понравилось! Также будем рады Вашим комментариям. Пишите, задавайте вопросы, мы с удовольствием ответим!

Бурение лунок под столбы в мерзлой земле — АвтоСаратов

ПРОИЗВОДСТВО БЕТОННЫХ РАБОТ​

ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ ВОЗДУХА​


2.53. Настоящие правила выполняются в период производства бетонных работ при ожидаемой среднесуточной температуре наружного воздуха ниже 5 град.С и минимальной суточной температуре ниже 0 град.С.

2.54. Приготовление бетонной смеси следует производить в обогреваемых бетоносмесительных установках, применяя подогретую воду, оттаянные или подогретые заполнители, обеспечивающие получение бетонной смеси с температурой не ниже требуемой по расчету. Допускается применение неотогретых сухих заполнителей, не содержащих наледи на зернах и смерзшихся комьев. При этом продолжительность перемешивания бетонной смеси должна быть увеличена не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.

2.55. Способы и средства транспортирования должны обеспечивать предотвращение снижения температуры бетонной смеси ниже требуемой по расчету.

2.56. Состояние основания, на которое укладывается бетонная смесь, а также температура основания и способ укладки должны исключать возможность замерзания смеси в зоне контакта с основанием. При выдерживании бетона в конструкции методом термоса, при предварительном разогреве бетонной смеси, а также при применении бетона с противоморозными добавками допускается укладывать смесь на неотогретое непучинистое основание или старый бетон, если по расчету в зоне контакта на протяжении расчетного периода выдерживания бетона не произойдет его замерзания. При температуре воздуха ниже минус 10 град.С бетонирование густоармированных конструкций с арматурой диаметром больше 24 мм, арматурой из жестких прокатных профилей или с крупными металлическими закладными частями следует выполнять с предварительным отогревом металла до положительной температуры или местным вибрированием смеси в приарматурной и опалубочной зонах, за исключением случаев укладки предварительно разогретых бетонных смесей (при температуре смеси выше 45 град.С). Продолжительность вибрирования бетонной смеси должна быть увеличена не менее чем на 25 % по сравнению с летними условиями.

2.57. При бетонировании элементов каркасных и рамных конструкций в сооружениях с жестким сопряжением узлов (опор) необходимость устройства разрывов в пролетах в зависимости от температуры тепловой обработки, с учетом возникающих температурных напряжений, следует согласовывать с проектной организацией. Неопалубленные поверхности конструкций следует укрывать паро- и теплоизоляционными материалами непосредственно по окончании бетонирования.

Выпуски арматуры забетонированных конструкций должны быть укрыты или утеплены на высоту (длину) не менее чем 0,5 м.

2.58. Перед укладкой бетонной (растворной) смеси поверхности полостей стыков сборных железобетонных элементов должны быть очищены от снега и наледи.

как выкопать лунку в земле с буром или без него своими руками? Какого диаметра нужно отверстие под забор?

Бурение ям под столбы – вынужденная мера, без которой предельно крепкий забор не соорудить. Сетка-рабица с забитыми в землю столбами – не самое надёжное решение: часть столба, забитая в землю, ржавеет за несколько лет. Надземная часть столба, лишившись опоры, упадёт.

Особенности

Бурение ям под столбы для забора или опоры под некапитальные (нежилые) сооружения и постройки обязательно предполагает бетонирование подземной части столба. Бетон защищает сталь, из которой исполнен каждый такой столб, от воздействия солей, щелочей и кислот, содержащихся в грунте. Он не подпускает излишнюю влагу к столбу. Для этого и нужны лунки (ямы) – под каждый из столбов.

Осуществить вручную бурение ям (при помощи воротка) затруднительно. Чтобы просверлить в грунте несколько лунок за час, а не копать полтора-два часа одну из них, используют электропривод или бензиновый мотоблок, приводящий ворот в быстрое вращение. Он также за несколько часов пробурит глубокий канал для водяной скважины. Бурение выполняется строго вертикально.

Никаких перекосов в любую из сторон не допускается: «чушка», отлитая из бетона, со столбом в центре обретёт смещение центра тяжести, отчего столб со временем заметно покосится, отклонившись от вертикального положения.

Чем можно бурить?

Ручное бурение – крайняя мера при полном и долговременном отсутствии доступа к механическим бурам. Простейший вариант – ручной садовый бур, изготавливаемый самостоятельно всего за пару часов. Он оснащён Т-образной рукояткой, вращая ее, рабочий постепенно заглубляется в грунт. Если необходимо бурение на глубину более метра, для удобства работы предусмотрена дополнительная секция, присоединяемая к ручке и рабочей части бура с помощью муфт. Теоретически, с помощью ручного бура и большого количества секций можно не только пробурить ямы под столбы, но и докопаться до грунтовых вод, залегающих на глубине до 40 м – при условии, что масса всех секций не помешает одному человеку проделать канал такой глубины, а плотность грунта не запредельно велика.

Механизированные ямобуры подразделяются на топливные, электрические и гидравлические. Первые оснащены двигателем внутреннего сгорания, создающим приемлемый для эффективного сверления грунта крутящий момент за счёт сжигания газа, бензина или дизельного топлива. В основе вторых – электропривод мощностью от 2 киловатт. Третьи относятся к профессиональному инструменту: гидравлический привод ямобура устанавливается чаще всего на передвижной (автомобильной) платформе с дополнительными землеупорами, предотвращающими раскачивание машины при быстром старте и внезапной остановке.

В ряде случаев гидравлический подъёмник-вращатель устанавливается на спецтехнику, например, на переоборудованный экскаватор или трактор. Арендовав такую технику на день-другой, потребитель решает вопрос о рытье ям под столбы по всему периметру (нередко более сотни) в течение этого же периода. Электробур может быть изготовлен на основе перфоратора повышенной мощности (от 1400 Вт). Данное механическое средство справится с бурением ям под столбы забора, опоры для строящегося подсобного помещения. Он ускорит процесс выкапывания лунок для саженцев плодовых деревьев и кустарника.

По типу рабочей части буры подразделяются на:

  • простые садовые – рабочая часть собрана из двух полудисков от циркулярной пилы;
  • шнековые – бур имеет винтовую часть, изготовленную из полосы стали, навитой вокруг оси и поставленной на ребро перед привариванием.

Первые устанавливаются в основном на ручное приспособление. Вторые чаще применяются в составе механизированного устройства, вращаемого не руками рабочего, а с помощью привода.

Параметры отверстий

Чернозёмно-супесчаный грунт отличается меньшей плотностью. Пучинистый (в результате длительных заморозков) также вносит свои коррективы в глубину и диаметр лунки. В таком грунте глубина подземной части столба – не менее метра. Многие владельцы загородных домов, меняя старый сеточный забор на новый (из профтруб и кровельных листов), заглубляют столбы на уровень в 1,4 и более метров. Суглинистый (или глинистый), а также каменистый (содержащий гладкие камни или обломки скал) грунт избавляет от необходимости заглублять столбы на глубину более метра. Распространённая глубина – 0,8-0,9 м.

Диаметр лунок, больший, чем полметра, для заборных секций нецелесообразен. Забор не относится к капитальному типу конструкции: на него действует лишь его вес, в сотни раз меньший, чем вес небольшого загородного дома, и возможная парусность при урагане (настил из профлиста сопротивляется ветру). Ворота, совмещённые с калиткой, позволяют несколько превысить диаметр лунки, однако, пользователь знает, что чем глубже и шире лунка под столб, тем больше уйдёт бетона. Больший диаметр, длина и вес бетонной «чушки» позволят удержать столб на десятки лет, не давая ему покоситься ни на градус.

Высота надземной части столба для того же забора – не более 2 м. Более высокий забор имеет смысл поставить, если объект – не дача и не загородный дом, а охраняемое строение, например, пункт или филиал госконторы, университет, больница, воинская часть и т. д. Слишком низкий забор грозит постоянным нарушением пропускного режима, принятого КПП. Расстояние между центрами двух соседних лунок (месторасположением столбов) выбирается так, чтобы забор не покосился, не упал, например, из-за частых и сильных ветров в данной местности. Например, для столбов, где применяется квадратная профтруба сечением 50*50 мм, а в качестве горизонтальных перекладин – прямоугольная труба 40*20, оптимальным считается расстояние между двумя соседними опорами не более 2 м.

Подготовка

Перед бурением лунок для столбов и опор ямобуром территория размечается – согласно заранее подготовленному плану участка. При разметке по центру будущих лунок устанавливаются колышки. План участка или местности учитывает диаметр лунок – тот играет не последнюю роль при выборе оптимального расстояния между столбами.

Квадратная, прямоугольная либо круглая – труба должна быть распилена на равные части. Например, глинистый грунт предусматривает отрезки трубы в 3,2 м (1,2 «утоплено» в землю и залито бетоном). Диаметр лунки – 40-50 см. В процессе разметки территория должна быть оцеплена по периметру леской или тонкой бечёвкой, натянутой на колышки. Последние располагаются по углам участка. По этой линии отмеряется одинаковое расстояние между столбами. Проставляются метки в виде дополнительных колышков.

Этапы работ

Чтобы выкопать в земле лунку, придерживайтесь следующей последовательности действий.

  1. Откопайте с помощью лопаты небольшой (верхний) слой грунта на 10-20 см. Так вы зададите предполагаемое местоположение будущей лунки.
  2. Установите бур строго вертикально. Начинайте с его помощью прорезать пласт земли за пластом, сохраняя вертикальное положение. Оказывайте небольшой нажим на инструмент – без усилия со стороны мастера он не продвинется вглубь настолько быстро, насколько это нужно, чтобы работа шла эффективно. Слишком сильное нажатие и излишне быстрое продвижение бура вглубь грунта способны повредить режущую кромку посторонними крупнофракционными включениями. Быстро возрастающее сопротивление разрушаемого грунта «просадит» обороты двигателя.
  3. Сделав несколько полных оборотов, выньте бур из земли, удалив разрушенный грунт и очистив режущие кромки от налипшей земли. Повторите два предыдущих действия заново.

Если бур не режет землю правильно и эффективно, как в начале работы, проверьте, не затупились ли режущие кромки. Затупление лезвий – частое явление на твёрдом грунте, в котором могут попадаться камни и другие посторонние частицы, отличающиеся от мелкой структуры глины.

  1. С помощью электрического или бензинового ямобура бурение грунта значительно ускорится. Последовательность бурения под столбы или сваи здесь может быть следующей.
  2. Установите рабочую часть (режущий инструмент), закрепив его хвостовик в зажимном механизме привода. Проверьте, не скривилась ли ось – при вращении искривленная ось «гуляет» в разные стороны, это легко проверить, обнаружив ритмичные отклонения верхушки бура в разные стороны. Расцентровку рабочего инструмента выдадут биения бура при бурении.
  3. Установите привод с буром вертикально. Начинайте бурить.
  4. Когда бур замедлит скорость оборотов до значения, при котором эффективность работы резко падает, включите режим обратного хода (реверс). Это даст возможность инструменту выйти из разрушаемого грунта. Обороты повысятся. Переключите мото- или электробур с заднего хода вновь на обычный и разрыхлите просверливаемый пласт.
  5. Выньте из лунки разрушенную породу, очистите лезвия от налипшей земли. Продолжите бурение, продвигаясь дальше вглубь.
  6. Повторяйте бурение до тех пор, пока лунка не достигнет нужной (по техзаданию) глубины.

Если бурить стало заметно труднее, а эффективность и скорость бурения заметно снизились, подливайте в лунку по 20-30 л воды. Затвердевший и чрезмерно утрамбованный вышележащими слоями грунт размягчится. Поскольку глина превращается в трудносмываемую грязь, полезно продолжить бурение одной и той же лунки спустя день-два – когда вода полностью впитается, а верхние слои глины не будут налипать на лезвия бура.

Шнековый бур, чаще используемый с мотоблоком или электроприводом, подобно сверлу, бурящему дерево или металл, выводит значительную часть грунта наружу самостоятельно. После установки в месте бурения и при дальнейшем продвижении вглубь его не стоит дёргать вверх, извлекая землю – этим недостатком обладают лишь простые буры, режущая часть которых изготовлена из двух половинок.

Слишком плотный грунт потребует сверления лунки на пониженной скорости – механизированный бур обладает несколькими скоростями. Соблюдая в точности технологию бурения лунок под столбы, мастер обеспечит высокое качество и долговечность столбовых опор для забора или небольшого сооружения. Отклонение от вышеописанных схем почти сразу приведёт к перекашиванию несущих конструкций.

Наглядное видео бурения и бетонирования столбов смотрите в следующем видео.

Бурение ям под столбы: инструменты, технология, советы


Компания «Русская Ограда». Мы занимаемся установкой заборов, ворот (в том числе автоматических), установкой столбов и линий ЛЭП по всей Москве и Московской области. Звоните: +7 (495) 762-97-99 c 09:00 до 21:00 ежедневно.



Чтобы надежно установить столбы ограждения, их необходимо заглубить в грунт. Как правильно выбрать глубину и произвести бурение ям под столбы, знают далеко не все, вследствие чего многие заборы со временем проседают или вовсе падают. А между тем, ничего сложного в этом нет, главное – точно определить тип грунта и высчитать вес ограждения и параметры столбов.

Пробуренное отверстие для опоры ограждения

Необходимые расчеты

Для установки любого столба требуется отверстие, диаметр которого немного превышает диаметр самой опоры. Слишком просторные ямы способствуют излишнему разрыхлению почвы, а если отверстие соответствует диаметру столба, невозможно качественно забетонировать основание. Как правило, ширина отверстий колеблется от 15 до 30 сантиметров. Высчитать число отверстий под столбы для всего ограждения достаточно просто: нужно периметр забора поделить на ширину прогона и прибавить два для стоек ворот.

Ширина прогона в среднем составляет 2,5 метра: если прогоны будут менее двух метров, это потребует дополнительных и неоправданных затрат, если же сделать их больше трех метров – полотно будет провисать, а надежность ограждения снизится. Чем тяжелее и выше забор, тем короче расстояние между столбами, и наоборот. Для стандартного забора длиной около 150 метров необходимо вырыть примерно 50 отверстий.

Отверстие должно быть небольшим

Важно! Отдельного внимания заслуживает глубина отверстий. Здесь много зависит от почвы, веса конструкции и высоты подземных вод. Если почва неустойчива, в ней преобладает глина и песок, отверстия нужно делать глубокими – от 1,2м до 1,6м, то есть, ниже уровня промерзания.

Точно так же следует вкапывать столбы, если участок часто подтопляется грунтовыми водами. На плотных твердых грунтах достаточно выкопать ямы глубиной от 80см до 1 метра. При этом обязательно следует учитывать, что столб вкапывают не меньше, чем на одну треть его длины: это обеспечит опоре необходимую устойчивость и надежность для всего ограждения.

Инструменты для бурения

Подготовка отверстий под столбы считается наиболее утомительным процессом при установке забора. Каждое из них надо делать одинаковой глубины и ширины, грунта выбирать приходится очень много, к тому же такая работа слишком однообразна и занимает много времени. Выбор инструмента прямо влияет на производительность труда, а также на общую стоимость установки.

Итак, для рытья отверстий под опоры ограждения чаще всего используются:

  • лопата;
  • садовый бур;
  • мотобур.

Лопата: минусы и плюсы

Этот инструмент самый дешевый и простой, но в данном случае и самый неэффективный. Для рытья траншей или широких мелких ям, лопата является очень удобной, но выкопать глубокое и узкое отверстие этим инструментом не получится.

Во-первых, это потребует больших физических усилий, во-вторых, ширина ямы все равно получится гораздо шире, чем нужно, в-третьих, займет много времени. Но если столбы будут кирпичные, лопата подойдет идеально. Для таких столбов ямы должны иметь квадратную форму и быть шире, чтобы удобно было заливать фундамент.

Кроме того, лопата есть практически в каждой усадьбе, и не одна, бензин или электричество ей не требуется, если сломается, ее нетрудно исправить.

Выемка грунта лопатой

Садовый бур

Этот инструмент широко используется в частном строительстве. Он, конечно же, имеет больший вес и стоимость, чем лопата, но его удобство и производительность гораздо выше.

Садовый бур обычно состоит из трех элементов: бура со шнеком, трубы рукоятки и удлинителя. С его помощью можно сделать отверстие в земле глубиной до 2 метров. Диаметр бура, как правило, 15см, ну а весит конструкция в сборе почти 10кг.

Очень важно при выборе бура обратить внимание на заточку шнека, поскольку многие производители его не затачивают вовсе. Если шнек не заточен, бурить можно только на песчаных или состоящих из чернозема почвах, а вот на глинистых и каменистых грунтах производительность бура существенно снижается. Самостоятельно заточить грани шнека можно с помощью болгарки или напильника.

Садовые буры со шнеками различного диаметра

Использование мотобура

Этот способ самый быстрый и легкий, хотя и затратный. Мотобур состоит из привода и прикрепленного к нему бура со шнеком, при этом привод может быть бензиновым или электрическим. С помощью ручного мотобура можно выкопать яму глубиной до 3 метров, потратив на это считанные минуты.

Что касается недостатков: при работе такое устройство очень шумит, требуется близкое расположение электрической сети или наличие бензина.

Стандартный мотобур

Бурение отверстий с максимальным эффектом

Итак, если требуется вырыть много отверстий под столбы забора, и при этом хочется сэкономить, следует выбирать обычный садовый бур с заточенными краями. При этом наконечник и грани бура тоже нужно заострить.

Теперь можно браться за работу. В отмеченных местах бур ставят вертикально и начинают проворачивать, надавливая на рукоятку. Если почва глинистая, то уже на глубине 35-40 сантиметров провернуть бур становится тяжело. Не надо напрягать мышцы и тратить силы понапрасну – бур вытягивают, а в лунку наливают полведра воды.

Максимум через пять минут почва размокает, и углубить отверстие не составляет труда. Если вдруг бур слишком плотно засел в грунте, следует немного раскачать его из стороны в сторону, и тогда он легко выйдет. Налипшую грязь снимают простым ножом, а пока шнек будет очищаться, можно подливать воду в яму. Для ускорения процесса можно заливать сразу несколько начатых отверстий, так сэкономится время и земля лучше размокнет.

Процесс бурения отверстий под столбы

Бурение отверстий в земле под столбы, цена в Оренбурге

Установка опорных столбов требует подготовки отверстия в земле глубиной 1,2-1,6 м, диаметром от 15 до 30 см. Частота ям зависит от нагрузки на опорные столбы. Например, для монтажа ограждения длиной 150 м потребуется минимум 50 ям. В случае частного строительства пробурить отверстие под столбы можно и вручную, если в запасе масса времени и под рукой бесплатная рабочая сила.

Бурение ям под столбы с помощью спецтехники

Бурение под столбы в более масштабных объемах, например, в многоэтажном строительстве, при установке столбов линии электропередач, возведении ограждений, быстрее, дешевле и легче осуществить с помощью специальной техники, которая:

  • быстро выполнит бурение земли под столбы;
  • легко справится с большим объемом и высокой интенсивностью работ;
  • преодолеет любые почвы;
  • сократит себестоимость работ;
  • пробурит под столбы на нужную глубину и диаметр.

Компания «Горизонт56» выполняет бурение ям под столбы ямобуром на базе JCB 3C. Техника позволяет аккуратно взаимодействовать с любыми видами грунтов, в том числе и промерзшим. Подходит для эксплуатации в городских и загородных условиях. Маневренна, компактна, обладает высокой производительностью.

Технические особенности:

  • Рабочая часть ямобура диаметром до 60 см позволяет создавать отверстия различного назначения.
  • Максимальная глубина бурения – до 4 м делает спецсредство универсальным в эксплуатации.
  • Дополнительные упоры при бурении гарантируют безопасность и устойчивость эксплуатации средства.

Сколько стоит бурение ям под столбы?

Стоимость аренды в час при заказе до 2 часов составляет 2000 р., более 2 часов – 1600 р. При необходимости предоставляем квалифицированных водителей.

Заказать ямобур, уточнить стоимость, воспользоваться услугами водителя, а также задать любые другие вопросы вы можете по телефонам +7 (3235) 45-62-63, +7 987-795-62-63, +7 (3532) 30-76-30 и электронной почте [email protected]

Десятилетия квеста по исследованию мантии Земли, которая скоро может стать платной | Наука

Ранней весной 1961 года группа геологов начала бурение дыры в морском дне у тихоокеанского побережья Нижней Калифорнии. Экспедиция, первая в своем роде, была начальной фазой проекта, направленного на то, чтобы пробить земную кору и достичь нижележащей мантии. Мало ли они знали, что их усилия скоро будут омрачены, когда в мае того же года Джон Ф. Кеннеди начал гонку на Луну.

К концу 1972 года, после затрат миллиардов долларов и коллективных усилий тысяч ученых и инженеров, шесть миссий Аполлона приземлились на орбитальном спутнике Земли и принесли домой более 841 фунта лунных камней и почвы.

Тем временем земные геологи, мечтавшие взглянуть на внутреннее устройство Земли, остались с пустыми руками из-за урезания бюджета с остатками различных программ.

С 1960-х годов исследователи пытались пробурить мантию Земли, но пока безуспешно. Некоторые попытки не увенчались успехом из-за технических проблем; другие стали жертвами различного рода неудач, включая, как выяснилось позже, выбор неподходящих мест для бурения. Тем не менее, эти усилия показали, что технология и опыт для бурения до мантии существуют. И теперь первая фаза последней попытки достичь этой важной части нашей планеты — это просверливание тонкого среза океанской коры в юго-западной части Индийского океана.

Не волнуйтесь: когда бурильщики в конце концов пробьют мантию, горячая расплавленная порода не выйдет из дыры и не выльется на морское дно в результате извержения вулкана. «Хотя мантийные породы действительно текут, они движутся со скоростью, сравнимой со скоростью роста ногтя», — говорит Холли Гивен, геофизик из Института океанографии Скриппса в Сан-Диего.

Мантия — самая большая часть нашей планеты, которую мы называем своим домом, но ученые относительно мало знают о ней посредством прямого анализа.Тонкий слой коры, на которой мы живем, составляет около одного процента объема Земли. Внутреннее и внешнее ядро ​​- твердые и жидкие массы, которые в основном состоят из железа, никеля и других плотных элементов — занимают лишь 15 процентов объема планеты. Мантия, которая находится между внешним ядром и корой, составляет, по оценкам, 68 процентов массы планеты и колоссальные 85 процентов ее объема.

Думайте о мантии как о лавовой лампе размером с планету, где материал собирает тепло на границе ядро-мантия, становится менее плотным и поднимается плавучими струями к нижнему краю земной коры, а затем течет вдоль этого потолка, пока не остынет и опускается обратно к сердцевине.Циркуляция в мантии исключительно вялая: по одной оценке, полный путь от коры до ядра и обратно может занять до 2 миллиардов лет.

Получение нетронутого куска мантии важно, потому что это поможет ученым-планетологам лучше определить сырье, из которого Земля образовалась, когда наша Солнечная система была молодой. «Это было бы признаком того, из чего сделан мир», — говорит Гивен. По ее словам, его состав также даст подсказки о том, как изначально образовалась Земля и как она превратилась в многослойный шар, который мы живем сегодня.

Ученые могут многое сделать о мантии даже без образца. Скорость и траектория сейсмических волн, генерируемых землетрясениями, проходящих через планету, дают представление о плотности, вязкости и общих характеристиках мантии, а также о том, как эти свойства меняются от места к месту. То же самое и со скоростью, с которой земная кора поднимается вверх после того, как ее отягощают массивные ледяные щиты, которые недавно (с геологической точки зрения) таяли.

Измерения магнитных и гравитационных полей нашей планеты дают еще больше информации, сужая типы минералов, которые могут быть найдены в глубине, — говорит Уолтер Мунк, физический океанограф из Скриппса.Ученый, которому сейчас 98 лет, входил в небольшую группу исследователей, которые впервые придумали идею бурения мантии в 1957 году. Но эти косвенные методы могут сказать ученому не так много, отмечает он. «Нет ничего лучше, чем держать в руках кусок того, что вы хотите проанализировать».

Исследователи имеют в руках образцы мантии, но они не являются первозданными. Некоторые из них представляют собой глыбы горной породы, доставленные на поверхность Земли в результате извержения вулканов. Другие были подняты вверх из-за столкновений между тектоническими плитами.По словам геологов Генри Дика и Криса Маклауда, другие поднялись на морское дно вдоль медленно расширяющихся срединно-океанических хребтов. Дик из Океанографического института Вудс-Хоул в Массачусетсе и МакЛауд из Кардиффского университета в Уэльсе являются соруководителями экспедиции по глубокому бурению, которая только что завершилась в юго-западной части Индийского океана.

Все нынешние образцы мантии были изменены в результате процессов, которые привели их к поверхности Земли, подверглись воздействию атмосферы или погружены в морскую воду на длительные периоды времени — возможно, все вышеперечисленное.Те образцы мантии, которые подвергались воздействию воздуха и воды, вероятно, потеряли некоторые из своих более легко растворяемых исходных химических элементов.

Отсюда огромное желание получить незапятнанный кусок мантии, — говорит Дик. Когда они будут доступны, ученые смогут проанализировать общий химический состав образца, а также его минералогию, оценить плотность породы и определить, насколько легко она проводит тепло и сейсмические волны. Результаты можно сравнить со значениями, полученными из косвенных измерений, подтверждающих или оспаривающих эти методы.

Бурение до мантии также дало бы геологам возможность взглянуть на то, что они называют разрывом Мохоровичича, или сокращенно Мохо. Над этой загадочной зоной, названной в честь хорватского сейсмолога, открывшего ее в 1909 году, сейсмические волны распространяются со скоростью около 4,3 мили в секунду, что соответствует скорости волн, проходящих через базальт или остывшую лаву. Ниже Мохо волны распространяются со скоростью около 5 миль в секунду, примерно так же, как они проходят через бедный кремнеземом тип вулканической породы, называемой перидотитом.Мохо обычно находится на глубине от 3 до 6 миль под дном океана и где-то от 12 до 56 миль под континентами.

Эта зона долгое время считалась границей кора-мантия, где материал постепенно остывает и прилипает к вышележащей коре. Но некоторые лабораторные исследования предполагают, что, возможно, Мохо представляет собой зону, где вода, просачивающаяся из вышележащей коры, вступает в реакцию с мантийными перидотитами с образованием типа минерала, называемого серпентином. Дик и МакЛауд полагают, что такая возможность является захватывающей.Геохимические реакции, в результате которых образуется серпентин, также производят водород, который затем может реагировать с морской водой с образованием метана, источника энергии для некоторых типов бактерий. Или, как отмечают исследователи, Мохо может быть чем-то еще, совершенно неизвестным науке.

Ключ к разгадке секретов мантии — найти правильное место для бурения. Материал мантии поднимается на дно океана на срединно-океанических хребтах, где тектонические плиты медленно раздвигаются. Но эти образцы просто не годятся.Работа через несколько миль коры под дном океана значительно изменяет материал, делая образец мантии нерепрезентативным для того, что находится глубоко под землей. По словам Дика, бурение более глубоких участков на одном из этих гребней также проблематично. «На океанском хребте или на его ближайших склонах кора слишком горячая, чтобы пробурить более одного или двух километров».

Итак, он и его коллеги проводят бурение в месте на юго-западе Индийского океана, которое называется «Банк Атлантис», что находится примерно в 808 милях к юго-востоку от Мадагаскара.По словам Дика, многие факторы делают это место отличным местом для экспедиции.

Структурный геолог Карлотта Феррандо исследует некоторые керны на предмет трещин и жил, которые могут сказать ей, были ли породы деформированы.(Билл Кроуфорд, IODP JRSO) Крошечные деформированные минеральные зерна в этом образце нижней коры, тонко нарезанные и зажатые между материалами, чтобы пропускать поляризованный свет, показывают, как частично расплавленная порода сжималась и растягивалась, когда она поднималась к морскому дну на берегу Атлантиды.(Билл Кроуфорд, Международная программа открытия океана) Геолог Джеймс Натланд (слева) и один из руководителей экспедиции Генри Дик (в центре) и Крис МакЛауд (справа) исследуют то, что, по мнению группы, является самым широким керном, когда-либо извлеченным программой бурения в океане.(Бенуа Ильдефонс, IODP)

Например, этот участок морского дна размером с Денвер расположен на поверхности океанской коры, возраст которой составляет около 11 миллионов лет, что делает ее достаточно холодной, чтобы ее можно было просверлить.С другой стороны, вершина берега представляет собой плато площадью 9,7 квадратных миль, которое находится в пределах 2300 футов от поверхности океана. Это делает прикосновение к дну океана там, в отличие от морского дна глубиной 3,7 мили поблизости, несложной задачей. Сильные океанские течения в этом районе не позволяют наносам накапливаться на морском дне, в результате чего корка остается открытой. Он также относительно тонкий — предыдущая сейсмическая разведка этого района показала, что толщина земной коры составляет всего 1,6 мили.

Более того, океаническая кора под Банком Атлантис сформировалась на участке срединно-океанического хребта, где верхние слои зарождающейся коры распространялись в одном направлении от рифта, а нижние слои двигались в другом.Ученые пока не знают, как и почему это произошло. Но из-за так называемого асимметричного распространения, которое, вероятно, происходит на значительной части срединно-океанических хребтов мира, Банк Атлантиды не покрыт хрупкими слоями верхней коры, которые могут разрушиться и упасть в яму во время бурения. — говорит Дик. Такой мусор может повредить сверло или вызвать его заедание, а также затруднить вымывание более мелких кусков породы и грязи из скважины.

Несмотря на преимущества бурения на банке Атлантис, экспедиция терпела неудачи, типичные для многих проектов морского бурения.Проблемы с загрузкой корабля задержали отъезд команды из Коломбо, Шри-Ланка, на день. Оказавшись на месте, группа сломала буровую коронку, но, прежде чем они смогли выудить куски из ямы, им пришлось собраться и отвезти больного члена экипажа на север, в сторону Маврикия, чтобы встретить базирующийся на берегу вертолет для медицинской эвакуации. Корабль, получивший название « JOIDES Resolution», «» вернулся почти через неделю, и затем ему пришлось потратить пару дней, используя сильный магнит, чтобы попытаться извлечь части сломанного сверла.

Они так и не нашли те недостающие части. Но во время последней попытки с использованием сильного вакуума, чтобы попытаться проглотить их, экспедиция вернула, возможно, кусок океанской коры самого большого диаметра из когда-либо обнаруженных. Цилиндр из темной крупнозернистой породы, называемый габбро, имеет 7 дюймов в поперечнике — в три раза больше обычного размера — и 20 дюймов в длину.

Целевая глубина этой экспедиции составляла 4265 футов в земную кору, едва на полпути к мантии. К сожалению, по состоянию на 22 января бурение достигло глубины 2330 футов под морским дном.

К моменту публикации этой статьи буровые работы в банке Atlantis Bank будут завершены — для этого этапа проекта. Второй, уже одобренный этап миссии, мы надеемся, завершит задачу и войдет в мантию. Но это может произойти через два-пять лет. По словам Дика, конкуренция за время отгрузки со стороны других команд, желающих бурить в другом месте мира, очень высока.

Однако научная группа не уйдет с первого этапа этого проекта с пустыми руками, говорит МакЛауд.Также важно извлекать образцы из всей земной коры. «Мы понятия не имеем, каков основной состав океанской коры в любой точке земного шара», — говорит Дик. По его словам, породы нижней коры, ранее извлеченные из других мест глубокого бурения, оказались совсем не такими, как ожидалось исследователями.

Проект Atlantis Bank позволит взглянуть на химический состав нижней коры. А полный профиль всего слоя поможет ученым понять, как магмы там химически и физически трансформируются, включая то, как мантийные породы кристаллизуются и прикрепляются к нижней поверхности коры.

Как только исследователи в конечном итоге получат образец мантии, другие команды смогут дополнить этот проект собственными экспериментами, — говорит МакЛауд. «Будущие экспедиции могут сбрасывать инструменты в яму на долгие годы». Например, сейсмологи могут направить датчики в яму глубиной в несколько миль и затем напрямую измерить скорости сейсмических волн, пульсирующих через земную кору, вместо того, чтобы делать выводы с помощью лабораторных тестов на небольших образцах горных пород. Исследователи также могут опустить в отверстие ряд датчиков температуры, чтобы измерить тепловой поток из недр нашей планеты.

Несомненно, образцы океанической коры и мантии, в конечном итоге извлеченные из банка Атлантис, а также данные, собранные из оставленной дыры, будут держать геологов и геофизиков занятыми на десятилетия вперед. Но терпение — это добродетель, и выжидание — это то, чем Дик, МакЛауд и их геофизические братья делали на протяжении десятилетий.

Примечание редактора: Эта статья была обновлена, чтобы исправить атрибуцию сейсмической разведки банка Atlantis.

3 Технологии в разведке, добыче и переработке | Эволюционные и революционные технологии в горном деле

, естественно, имеет мелкие и ультратонкие размеры и обычно не требует дробления или, иногда, даже измельчения. После измельчения для выделения кварца, полевого шпата и слюды для концентрирования каждый из минералов подвергается еще одной стадии измельчения, чтобы соответствовать спецификациям сверхмелкозернистости для коммерческого рынка, особенно в качестве наполнителя.Перед флотацией рудной матрицы в фосфатах Флориды дробление или измельчение не требуется, но после удаления загрязняющих веществ концентрат измельчается перед производством фосфорной кислоты. В агрегатной и песчаной промышленности обычно производится множество крупногабаритных изделий с разной стоимостью.

Снижение стоимости энергии — один из факторов, представляющих интерес при переработке промышленных полезных ископаемых. Для тонкого и ультратонкого измельчения промышленности требуются более качественные строительные материалы для оборудования, поскольку многие минералы, такие как кварц, обладают высокой абразивностью.В последние годы проявился интерес к разработке химикатов, называемых «шлифовальные добавки». Однако результаты испытаний были неоднозначными, а экономические выгоды неопределенными. Необходимы дальнейшие исследования по использованию химикатов для снижения стоимости тонкого и ультратонкого измельчения.

Переработчики угля остро нуждаются в системе измельчения, которая сводит к минимуму образование мелких частиц. Обработка мелких частиц угля (менее 0,5 миллиметра) стоит в три-четыре раза больше, чем обработка крупных частиц угля (более 0,1 мм).5 миллиметр). Кроме того, содержание влаги в мелких частицах обычно более чем в четыре раза превышает содержание влаги в крупных частицах, что является дополнительным штрафом.

Физическое разделение

Физическое разделение включает (1) отделение различных минералов друг от друга и (2) отделение твердых веществ (минералов) от жидкости (воды). Краткое обсуждение, которое следует ниже, включает только основные процессы разделения минералов. Флотация, несомненно, является наиболее важным и широко используемым процессом разделения полезных ископаемых, включая металлы, промышленные минералы (Lefond, 1975) и уголь.

Практически все процессы разделения проводятся в водной суспензии. Подавляющее большинство минералов концентрируется мокрым способом, но все минеральные продукты продаются как материалы с низким содержанием влаги. Эти процессы включают методы гравитационного разделения и флотацию. Вода — один из самых важных параметров в методах мокрой сепарации. Большинство минеральных заводов работают в замкнутом круговороте воды в соответствии с нормативными требованиями, поскольку технологическая вода часто вызывает экологические проблемы (Ripley et al., 1996).Поэтому обезвоживание считается важным этапом в большинстве процессов и является отдельной темой для исследований.

Большинство процессов физического разделения проводятся во влажном состоянии, но доступность и стоимость воды становятся проблемой для большинства операций по переработке полезных ископаемых. Ряд физических разделений проводится на сухом сырье, часто по причинам, связанным с самим процессом разделения. Сухие процессы включают электростатическую и электродинамическую сепарацию, сухую магнитную сепарацию, разделение на воздух, отмучивание воздухом, сухое циклонирование и механизированную сортировку.Многие процессы разделения промышленных минералов также являются сухими. Например, обработка пляжного песка для титана, циркония, редкоземельных элементов и некоторых радиоактивных минералов зависит от методов сухой сепарации. Процессы разделения сухого сырья обычно разрабатываются или улучшаются поставщиками и пользователями, но дополнительные исследования будут оправданы.

Гравитационное разделение

Гравитационная сепарация (включая процессы, в которых используются другие силы в качестве дополнительных) мало используется в процессах для металлических руд, поскольку источники руд, поддающихся гравитационной сепарации, сейчас редки.Исключения включают свободные частицы золота из-за большого различия в плотности между золотом и обычными жильными минералами, а также олово, титан, цирконий и некоторые редкоземельные минералы, которые могут быть эффективно сконцентрированы путем сочетания гравитационных, магнитных и электрических процессов. . Продолжаются инновации в методах гравитационного разделения металлических минералов, а также в некоторых промышленных минеральных процессах, но отработанные технологии и конструкции машин подходят для металлических руд и крупнозернистого угля.Однако инновации могут быть сделаны путем разработки недорогих методов гравитационного разделения, которые можно использовать для извлечения небольших количеств тяжелых минералов из хвостов флотации при добыче металлов. Использование многозарядных полей для разделения частиц может улучшить гравитационное разделение в сочетании с другими процессами.

Некоторые методы гравитационного разделения могут использоваться для обработки мелких частиц, если существует большая разница в плотности между желаемыми и нежелательными минералами. Например, на золотодобывающих предприятиях ряд гравитационных устройств, старых и новых, используется для извлечения относительно крупного золота.За последние несколько лет гравитационные сепараторы, которые используют преимущества разницы удельных масс в высокоградиентном поле центробежных сил (например, сепараторы Knelson и Falcon), успешно использовались для золота. Более старые устройства (например, спирали с меньшими центробежными силами, защемленные шлюзы и конусы Рейхерта) были адаптированы для других тяжелых минералов.

При разделении тяжелых или плотных сред используется суспензия мелких тяжелых минералов (магнетита или ферросилиция), чтобы гарантировать, что кажущаяся плотность суспензии является промежуточной между плотностью тяжелых и легких частиц.Легкие частицы всплывают на поверхность и отделяются. Обычно разделение происходит в резервуаре-отстойнике. В некоторых случаях циклон используется для создания центробежной силы, способствующей разделению минералов. Минерал, используемый в качестве среды, перерабатывается магнитным способом. Этот метод широко используется для угля и для удаления сланца из строительных заполнителей. Ранняя работа была сделана для разработки недорогой, эффективной, безопасной и экологически приемлемой «настоящей» тяжелой жидкости, но не привела к коммерческому успеху (Khalafalla and Reimers, 1981).По-прежнему необходимы исследования в области металлургических и экономичных технологий для металлургической и неметаллической промышленности.

Текущая перспектива исследования столбов газовых скважин в Пенсильвании 1957 года и его значение для столбов газовых скважин в длинных забоях

Abstract

Многие штаты полагаются на исследование столбов газовых скважин в Пенсильвании 1957 года для оценки угольного барьера, окружающего газовые скважины. В исследование было включено 77 случаев отказа газовых скважин на угольных пластах Питтсбург и Фрипорт за 25-летний период.В то время уголь добывался методом камерно-столбовой добычи с полным или частичным извлечением столбов, а квадратные или прямоугольные столбы, окружающие газовые скважины, были оставлены для защиты скважин. В исследовании представлены рекомендации по размерам колонн при различных глубинах вскрыши до 213 м (700 футов). Исследование 1957 года также использовалось для определения размеров столба газовых скважин в длинных забоях с момента начала разработки в 1970-х годах. Первоначальное исследование было разработано для камерно-колоннной добычи и может быть применено к газовым скважинам в длинных цепных колоннах под неглубоким покрытием.Однако под глубоким укрытием в газовых скважинах в цепных опорах длинных забоев произошли серьезные деформации. В настоящее время, с лучшим пониманием механики угольных столбов, новым пониманием движений оседания, вызванных отработкой отработки, и успехов в численном моделировании, стало критически важным и возможным оценить адекватность исследования 1957 года для столбов длинных забоев газовых скважин. В этой статье данные исследования 1957 года анализируются с новой точки зрения с учетом различных факторов, в том числе глубины перекрывающей породы, места повреждения, времени отказа, коэффициента безопасности колонны (SF) и давления на перекрытие.SF стойки и давление на перекрытие рассчитываются с учетом давления на опору, вызванного полным восстановлением стойки. Статистический анализ выполняется для поиска корреляций между различными факторами и помогает определить наиболее значимые факторы для стабильности газовых скважин, на которые влияет отработка отработанных месторождений. Путем анализа данных исследования 1957 года, руководящие принципы для столбов газовых скважин в исследовании 1957 года оцениваются на предмет их пригодности для камерно-столбовой разработки и их применимости для разработки длинных забоев.Численное моделирование используется для моделирования устойчивости газовых скважин путем количественной оценки напряжений, вызванных добычей полезных ископаемых в обсадных трубах газовых скважин. Результаты этого исследования показывают, что руководящие принципы, изложенные в исследовании 1957 года, могут быть подходящими для столбов, защищающих обычные газовые скважины как при камерной добыче, так и при разработке длинных забоев при глубине вскрыши до 213 м (700 футов), но может быть недостаточным для защитные столбы под глубоким укрытием. Текущая оценка исследования 1957 года не только дает представление о потенциальных отказах газовых скважин, вызванных отработкой отработки, но также дает представление о том, какие критические соображения следует принимать во внимание для защиты газовых скважин при разработке длинных забоев.

Ключевые слова

Столб для газовых скважин

Пенсильвания 1957 Исследование столбов для газовых скважин

Камерная разработка

Разработка длинных забоев

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2020 Опубликовано Elsevier BV от имени Китайского университета Горное дело и технологии.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Бурение до мантии Земли: NPR

IRA FLATOW, хост:

Это НАУЧНАЯ ПЯТНИЦА.Я Ира Флатов.

Помните времена, когда вы играли в песочницу, когда вы пытались выкопать яму в Китай? Да, знаешь, ты думал, что если копаешь достаточно долго, в конце концов ты выйдешь с другой стороны. Детям это интересно. Они хотят знать, что там внизу. И, как выясняется, ученые тоже хотят это выяснить.

Немного науки — некоторые дети просто никогда не вырастают. Они становятся учеными. Глубоко под Тихим океаном, в 500 милях от побережья Коста-Рики, они бурят — просверливают земную кору глубоко в твердые кристаллические породы, слои за слоем застывшей магмы.Они направляются к мантии Земли.

Все знают, что такое мантия? Мы собираемся поговорить о том, что такое мантия и почему они к этому стремятся, и что они надеются там узнать. У них еще есть способы добраться до него. Они прошли всего лишь треть пути. Что они хотят узнать? Если нефтяные вышки, например, могут пробурить восемь, девять, 10 миль на морское дно для скважин, что такого сложного в бурении керна всего на несколько миль глубиной? Что ж, мы узнаем.

Дэймон Тигл — профессор Саутгемптонского университета в Национальном океанографическом центре в Саутгемптоне, Великобритания. Он присоединяется к нам по телефону.

Добро пожаловать в НАУЧНУЮ ПЯТНИЦУ, доктор Тигл.

Д-р ДЕЙМОН ТИГЛ (Саутгемптонский университет): Да. Добрый день.

FLATOW: Ага. Добрый день тебе. Что такое мантия?

Д-р ТИГЛ: Мантия — это следующий слой на нашей планете. Мы живем на коре, а затем кора окружает всю нашу планету.Но мантия — это слой толщиной около 3000 километров, то есть толщиной 2000 миль, в основном состоящий из силиката магния. И это на самом деле самая большая часть нашей планеты.

FLATOW: Это мантия.

Д-р ТИГЛ: Ага.

FLATOW: Вау.

Д-р ТИГЛ: Ага.

FLATOW: И вы хотите пойти туда просто попробовать?

Д-р ТИГЛ: Да. Ну, я имею в виду, я не думаю, что мы действительно можем пойти и посетить его…

(Звук смеха)

Д-р ТИГЛ: … так что нам придется сделать это с буровым кораблем и бурить там. Но да. Я имею в виду, что это так — все породы коры на одной стадии образовались путем частичного плавления мантии. Фактически, это самый важный химический резервуар нашей планеты.

Итак, если мы действительно хотим понять, как наша Земля развивалась на протяжении своей истории с момента ее образования, то нам необходимо иметь очень точное представление о химическом составе мантии.

FLATOW: Мм-хм. Я вспоминаю из своего детства — я помню, что был проект «Нора кротов», который они пытались попасть туда, но им так и не удалось. Это было в 1960-х?

Д-р ТИГЛ: Да. Ну, я имею в виду, что одна из причин для этой статьи, которую мы только что опубликовали в журнале Nature, которая является просто комментарием, состоит в том, чтобы отметить 50-летие проекта Mole Hole, который был прекрасно проиллюстрирован Джоном Стейнбеком в журнале Life. еще в 1961 году.

FLATOW: Автор.

Д-р ТИГЛ: Да. Кто был — я думаю, ближайший сосед в заливе Монтерей Уилларда Баскома, который был своего рода главным инженером, назначенным ученым, участвовавшим в проекте. И Стейнбек действительно был на борту корабля, этой буровой баржи CUSS I, когда они пытались провести бурение.

Но в 1961 году, вы знаете, это было до того, как тектоника плит была лишь немного зарождающейся теорией на том этапе — конечно, до того, как она получила широкое признание. И они на самом деле не имели большого представления о том, как это работает, или даже не понимали вида слоистости в океанах, которую люди наблюдали, глядя на сейсмические волны, глядя на волны землетрясений и глядя на сейсмические волны, как это делают нефтяные компании. .

FLATOW: Мм-хм. 1-800-989-8255 — наш номер, если вы хотите поговорить о бурении в мантии. И, на самом деле, у нас есть небольшая мини-игра, которую собрала Флора Лихтман, небольшая миниатюрная кротовая дыра на нашем веб-сайте, если вы хотите посмотреть наше видео на нашем веб-сайте по адресу sciencefriday.com о том, как вы углубляетесь в мантия.

Это — почему это так сложно и почему — как я уже сказал ранее, если нефтяные компании могут пробурить так много миль, что такого особенного в бурении в мантии?

Доктор.ТИГЛ: Ага. Это большая … большая разница в том, что мы, вы знаете, потому что ученые, которые интересуются образованием и эволюцией океанской коры, а также природой кротовой норы, которая является границей между корой и землей. мантия и сама мантия — это то, что мы бурим в очень твердых кристаллических породах, образовавшихся в результате кристаллизации магмы. В то время как нефтяные компании, бурили, они бурили осадочные породы, которые были отложены в океанах на протяжении веков и захватили органический материал, который в конечном итоге превратился в нефть и газ.

Итак, на самом деле, породы, которые мы бурим, — это породы, которые находятся под осадочными резервуарами, в которых находятся нефть и газ. Таким образом, они могут сверлить более глубокие скважины, но они не сверлят такие твердые породы.

FLATOW: Мм-хм. Итак, как же выглядит ядро, которое вы надеетесь поднять?

Д-р ТИГЛ: Ядро будет — когда все идет хорошо, мы как бы извлекаем эти действительно длинные каменные палки, примерно трех дюймов в поперечнике.И мы, как правило, делаем то, что называется бурением на кабеле. Таким образом, мы продвинем буровое долото, скажем, примерно на 30 футов или около того, а затем извлечем керн после 30 футов продвижения. Итак, вы знаете, когда все идет хорошо, все получается большими, длинными палками. Когда все идет не так хорошо, это выглядит как маленькие раздробленные куски камня.

FLATOW: Мм-хм. Итак, это чисто фундаментальное исследование. На самом деле ничего практического из этого не выйдет.

Доктор.ТИГЛ: Ну, ты же никогда не знаешь, что будет практичным, не так ли? Но … да, я имею в виду, что фундаментальные движущие силы этого связаны с пониманием того, как работает планета, как работает тектоника плит и как развивалась наша планета.

FLATOW: Мм-хм. Почему, если мы находимся на плите и есть тектоника плит, почему буровой вал не сдвигается и не срезает то маленькое сверло, которое у вас на конце?

Д-р ТИГЛ: Ну, потому что тектоника плит работает достаточно медленно.Вы знаете, мы говорим о сантиметрах в год движения. И, конечно, это одна из вещей, которую мы не знаем, потому что мы не — если мы — мы — стремимся пробурить, знаете, шесть километров океанской коры в, вы знаете, , на несколько сот метров в глубину мантии — сама мантия, конечно, твердая. Но на самом деле мы не знаем связи между породами мантии и земной корой, движутся ли они вместе или всегда вместе, или один двигался быстрее, чем другой, и увлекал за собой другого.Это одна вещь, которую мы хотели бы выяснить.

FLATOW: Пойдем к телефонам. 1-800-989-8255. Аладдин (ph) в Сан-Франциско.

Привет. Добро пожаловать в SCIENCE FRIDAY.

АЛАДДИН (звонящий): Да, привет. Мой вопрос, который я всегда хотел знать: почему, когда вы… когда вы копаете мантию, когда вы становитесь глубже, она становится горячее. Температура становится выше. Но когда вы заходите в океан, чем глубже вы погружаетесь, тем холоднее становится.

FLATOW: Хорошо.Хороший вопрос.

Д-р ТИГЛ: Мне очень жаль. Так ты говоришь, почему становится жарче …

FLATOW: Ага. Почему становится жарче по мере того, как вы погружаетесь в мантию?

Д-р ТИГЛ: Ну, по мере того, как мы идем внутрь Земли, становится все жарче, не так ли? Я имею в виду, это … я имею в виду, что океаны относительно хорошо перемешаны по сравнению с Землей в каких-то временных масштабах. Но, вы знаете, внезапно кора становится горячее, потому что происходит больший радиоактивный распад, а также очень, очень глубоко под землей идет много тепла в результате работы геодинамо, а также через мантийную конвекцию горячие породы, вы знаете, поднимается очень медленно от глубин, чем Земля, к почти — ко дну земной коры.

FLATOW: Мм-хм. Поехали к Рэнди в Таллахасси.

Привет, Рэнди.

РЕНДИ (звонящий): Привет. У меня вопрос: откуда вы знаете, что мантия однородна по всему периметру Земли? Откуда вы знаете, что, получив образец керна, вы не получите просто снимок той конкретной области, где вы взяли образец?

FLATOW: Хороший вопрос.

Д-р ТИГЛ: Отличный вопрос. Да, я знаю. Конечно, вы совершенно правы.И вряд ли — я думаю, что я говорил раньше, что этот разрыв, эта сейсмическая граница, называемая Мохо, была по всей планете. И могло случиться так, что Мохо не везде был одинаковым.

Что касается получения образцов мантии, ну, мы вроде как должны были с чего-то начать. Вряд ли так и будет — состав везде будет идентичным. И одна из вещей, которые мы хотели бы знать, — это своего рода масштаб вариаций этих химических неоднородностей, потому что мы можем — и у нас есть — вы знаете, ученые извлекали породы из — вдоль расширяющихся клиньев, особенно там, где океанические плиты расходятся очень и очень медленно.И они видят, что определенно существуют химические неоднородности, вы знаете, химические вариации, но мы — но они очень редко получают эти породы в каком-либо контексте. Таким образом, мы на самом деле не знаем масштабов такого рода вариаций. Так что, да, мы определенно хотели бы узнать это.

FLATOW: Хороший вопрос, Рэнди. Спасибо за звонок.

РЕНДИ: Хорошо. Спасибо.

FLATOW: Если вы никогда не были там, как узнать, что там внизу?

Доктор.ТИГЛ: Ну, вы знаете, у нас есть отрывки информации. Вы знаете, мы много знаем о природе центра Земли в основном из сейсмических экспериментов, из того факта, что у Земли есть магнитное поле. А также мы получаем небольшие глыбы мантийных пород, которые выносятся на поверхность вулканами, называемыми мантийными ксенолитами или мантийными конкрециями.

А также есть части — вы знаете, многие из ваших слушателей могут быть знакомы с серпентинизированными камнями, такими зелеными, слизистыми камнями, которые вы видите в горных поясах, а также — они также появляются на дне океана, где либо через тектонику, либо через смесь тектонических и гидротермальных изменений, такие их реакции с морской водой принесли бы мантийные породы в кору.Итак, вы знаете, мы знаем базовую структуру корки. Чего мы не знаем, так это действительно точных деталей.

FLATOW: Поехали к Андреа в Оверленд-парке, штат Канзас. Здравствуй.

АНДРЕА (звонящий): Привет. Добрый день, доктор.

Д-р ТИГЛ: Здравствуйте.

АНДРЕА: Привет. Мне было интересно, можете ли вы рассказать о каких-либо достижениях или нововведениях, которые вы сделали с фактическим извлечением керна из этой твердой кристаллической породы на этих глубинах, и особенно на 30-футовой длине в канатной системе.И я сниму свой ответ с эфира.

Д-р ТИГЛ: Да.

FLATOW: Хорошо.

Д-р ТИГЛ: Да, хорошо. Итак, вы знаете, есть два проекта, которые мы обсуждали в нашей статье. Одна из них, как вы знаете, это экспедиция Комплексной программы океанского бурения, которая в следующем месяце возвращается к этой относительно глубокой дыре в восточной экваториальной части Тихого океана. Другой — это желание пробурить всю мантию. Так что этот второй проект будет намного сложнее с точки зрения технологий, чем наши текущие возможности.Итак, наше понимание — из обсуждений с инженерами — это то, что это уже не просто фантазия, и это может быть сделано при условии, что-то вроде инвестиций и политической и научной воли для этого.

Итак, есть вещи, которые нужно сделать. Нам потребуется некоторая форма райзера (ph) системы — вроде того, что используют нефтяные компании, — которая работала бы на очень, очень глубокой воде. И мы говорим о 4000 метрах или около того. Нам также потребуется буровое оборудование, растворы и смазочные материалы, а также кабельные геофизические инструменты, которые будут работать при очень, очень высоких температурах, вы знаете, вроде как, 300 градусов или — по Цельсию или выше, и при этих очень высоких температурах. давление, которое, вероятно, составляет не менее 2000 атмосфер.

Итак, извините геофизика. Геотермальная промышленность уже имеет оборудование и, как вы знаете, на самом деле несколько случайно пробурила магматические очаги в Исландии. Так что эта технология может работать на суше. Для работы в океанах потребуется некоторая значительная адаптация. Но, знаете ли, возможно, это не выходит за рамки человеческих усилий.

FLATOW: Мы говорим о сверлении камина в этот час в SCIENCE FRIDAY, от NPR.

Я Ира Флатов.Мы разговариваем с Дэймоном Тиглом. Посмотрим, сможем ли мы получить телефонный звонок или у нас есть вопрос из Second Life: из каких материалов сделаны сверла? С чем вы тренируетесь? Что такое …

Д-р ТИГЛ: Тип сверл — это немного — фактически адаптированные промышленные долота, и они, как правило, сделаны из закаленной стали с роликовыми конусами из карбида вольфрама. В идеале, при бурении твердой породы вы хотели бы иметь их, и если бы вы делали это на суше, ваши буровые коронки были бы пропитаны алмазами.

Трудность с его использованием в океанах заключается в том, что корабль, с которого вы бурите, движется вверх и вниз вместе с волнами, и это фактически заставляет, вы знаете, движение бурового долота в том месте, где оно пытается разрезать. , поэтому он продолжает перемещать коронку вверх и вниз от поверхности и имеет тенденцию очень затруднять сверление алмазного керна. Так что мы должны использовать эти промышленные сверла. Но, конечно, там может быть продвижение, вроде разработки, типа веществ, более твердых, чем карбид вольфрама.

FLATOW: Последний вопрос к вам: как узнать, когда прекратить бурение?

(Звук смеха)

Д-р ТИГЛ: Вероятно, когда закончатся деньги.

(Звук смеха)

Д-р ТИГЛ: Да, я имею в виду, наша цель — пробурить, знаете ли, несколько сотен метров в мантию. И то, что мы, вероятно, попробуем сделать, — это начать бурение скважин и направить — ну, знаете, сделать направленное бурение и на самом деле попытаться проникнуть в самую нижнюю трещину в Мохо и в мантию в нескольких разных местах.Но, вы знаете, просто … но просто, вы знаете, один образец был бы революцией.

FLATOW: Было бы. Итак, у вас нет цели, как далеко вы можете зайти, какой процент вы хотите войти и насколько глубоко вы будете удовлетворены?

Д-р ТИГЛ: Ну да. Забавно, что вы упомянули об этом, потому что, знаете, люди уже разговаривают, ну, если мы сделаем это, что дальше? Я думаю, что ядро ​​находится на некотором расстоянии, но …

(Звук смеха)

FLATOW: Думаю, для этого вам понадобится другое сверло.

Доктор ТИГЛ. Вот так. Но также, как вы знаете, ваш предыдущий абонент сделал очень важное замечание. Маловероятно, что граница Мохо будет одинаковой везде на планете. Итак, если мы можем сделать одно, то почему не два, понимаете?

FLATOW: Ага. Как вы говорите, просто ограничено суммой денег, которую вы можете получить. Кто …

Д-р ТИГЛ: И желание, и, знаете ли, для этого, вероятно, также потребовало бы, чтобы люди провели, знаете ли, от одного до двух лет своей жизни над одним местом в океане.Итак …

FLATOW: Так кто это финансирует?

Д-р ТИГЛ: Что ж, это будет, вы знаете — если все будет продвигаться вперед и все будет выполнено, а технология будет разработана, это будет под эгидой Интегрированной программы океанского бурения, которая представляет собой консорциум из 24 человек или около того. наций по всему миру, в основном поддерживаемые Соединенными Штатами и Японией, но при участии Европы и — а также Китая, Индии и других мест.

FLATOW: Что ж, удачи вам.

Д-р ТИГЛ: Хорошо, большое спасибо. Приятно быть с тобой.

FLATOW: Удачное бурение.

Д-р ТИГЛ: Хорошо, до свидания.

FLATOW: Дэймон Тигл — профессор Университета Южного Хэмптона при Национальном океанографическом центре. Это в Саут-Хэмптоне, Великобритания,

.

Авторские права © 2011 NPR. Все права защищены. Посетите страницы условий использования и разрешений на нашем веб-сайте www.npr.org для получения дополнительной информации.

стенограмм NPR созданы в срочном порядке компанией Verb8tm, Inc., подрядчик NPR, и произведен с использованием запатентованного процесса транскрипции, разработанного с NPR. Этот текст может быть не в окончательной форме и может быть обновлен или изменен в будущем. Точность и доступность могут отличаться. Авторитетной записью программирования NPR является аудиозапись.

Производство и переработка соли — Morton Salt

Для производства соли используются три метода: солнечная энергия, испарение и добыча горных пород.

Метод солнечного испарения

Это самый старый способ добычи соли.Он использовался с тех пор, как кристаллы соли были впервые замечены в ловушках с морской водой. Его использование практично только в теплом климате, где интенсивность испарения превышает норму осадков, либо ежегодно, либо в течение продолжительных периодов времени, и в идеале при устойчивых преобладающих ветрах. Солнечное производство соли, как правило, представляет собой улавливание соленой воды в неглубоких прудах, где солнце испаряет большую часть воды. Концентрированный рассол осаждает соль, которая затем собирается механическими уборочными машинами.Любые примеси, которые могут присутствовать в рассоле, перед уборкой сливают и удаляют.

Обычно используются пруды двух типов. Во-первых, это концентрирующий пруд, где концентрируется соленая вода из океана или соленого озера. Второй называется пруд-кристаллизатор, где на самом деле производится соль.

Кристаллизующиеся водоемы имеют площадь от 40 до 200 акров с соленым дном толщиной в фут, образовавшимся в результате многолетних отложений. Во время сезона солеобразования продолжительностью от четырех до пяти месяцев рассол непрерывно течет через эти пруды.Это насыщенный солевой раствор, содержащий столько соли, сколько он может удерживать, поэтому чистая соль кристаллизуется из раствора по мере испарения воды. Природные химические примеси возвращаются в источник соленой воды.

Способ добычи каменной соли

Мортон также использует второй старейший метод добычи соли — подземную добычу. Это, наверное, самый драматичный метод сбора соли. Большие машины путешествуют по обширным пещерным проходам, выполняя различные операции.

Соляные шахты — одни из самых безопасных.В них также удобнее всего работать. Хотя температура в шахте меняется с глубиной, средняя температура остается около 70 ° F круглый год.

В жилах может появиться соль, как и уголь. Жилы — это оригинальные пластовые солевые отложения. Соль также может быть найдена в куполах, которые образовались, когда давление Земли заставило соль просачиваться сквозь трещины в скальной породе с глубины 30 000 или 40 000 футов; они напоминают пробки почти круглой формы от нескольких сотен ярдов до мили в поперечнике. Некоторые купола встречаются близко к поверхности.И купола, и жилы добываются аналогичным образом. Большинство куполов в Северной Америке расположено на юге от Алабамы до Техаса, а многие из них находятся под водой в Мексиканском заливе.

Чтобы попасть в соляную шахту, шахтеры спускаются по шахте с поверхности Земли на соляной пласт. В каждой шахте Morton есть две шахты — одна для персонала и одна для опускания материалов и оборудования в шахту, а также для подъема добытой каменной соли на поверхность. Валы также используются для постоянного притока свежего воздуха к шахтерам, когда они работают на глубине от сотен до тысяч футов под землей.Большинство шахтных стволов облицованы бетонной стенкой, называемой футеровкой ствола.

Соль добывают комнатным и столбовым способом. Его снимают в шахматном порядке, чтобы оставить постоянные твердые соляные столбы для опоры крыши шахты. Обычно удаляется от 45 до 65 процентов соли. Высота комнаты может составлять от 18 футов в пластовых отложениях до 100 футов в купольной шахте.

Обычно первая операция — это подрезка. Большие машины вырезают щель глубиной 10 или более футов на дне твердой соляной стены.Это оставляет гладкий пол для сбора соли после струйной обработки.

Затем в соляной стене просверливаются небольшие отверстия на глубину 10 или более футов, и в просверленные отверстия загружается взрывчатка. После рабочей смены взрывчатка взрывается электрически. От нескольких сотен до нескольких тысяч тонн каменной соли взрывается и падает на дно шахты.

Оборудование используется для загрузки и транспортировки соли к машинам, которые измельчают и подают соль на конвейерную ленту. Комки транспортируются на ряд станций для измельчения и дополнительной калибровки комков.Затем соль помещается в бункер для хранения в ожидании подъема на поверхность.

Вышеупомянутая переработка каменной соли состоит из сортировки добытой соли на различные товарные размеры путем сортировки через сита с механическим приводом. После разделения каждый размер транспортируется в свой индивидуальный бункер для хранения в ожидании упаковки для отправки или для загрузки в виде соли в железнодорожных вагонах, грузовиках, речных баржах или озерных лодках для отправки клиентам.

Метод вакуумного испарения

Другой метод производства соли, используемый Morton Salt, — это испарение солевого раствора с помощью тепла пара в больших промышленных испарителях, называемых вакуумными поддонами.Этот метод дает соль очень высокой чистоты, мелкую текстуру и в основном используется в тех областях, где требуется соль высочайшего качества.

Первая часть операции известна как добыча решений. Скважины пробурены на расстоянии от нескольких сотен до 1000 футов в соляную залежь. Эти скважины соединены боковым бурением — недавно разработанной технологией. После подключения скважин начинается операция по добыче раствора: вода закачивается в одну скважину, соль внизу растворяется, а образовавшийся рассол выталкивается на поверхность через другую скважину.Затем его направляют в большие резервуары для хранения.

Далее рассол перекачивается в вакуумные поддоны. Это огромные закрытые сосуды под вакуумом высотой около трех этажей. Обычно они располагаются сериями из трех, четырех или пяти, причем каждый в линии находится под большим вакуумом, чем предыдущий. Эта серия вакуумных кастрюль работает по очень простому принципу: всякий раз, когда давление понижается, температура, при которой вода закипает, также понижается. Например, при нормальном давлении воздуха на уровне моря вода закипает при температуре 212 ° F.Но на высоте десяти тысяч футов над уровнем моря, где давление воздуха намного меньше, вода закипает при температуре 194 ° F. Вакуумные кастрюли могут работать при температуре до 100 ° F.

В процессе вакуумного поддона пар подается в первый поддон. В результате рассол в сковороде закипит. Затем пар из кипящего рассола используется для нагрева рассола во втором поддоне. Давление во второй кастрюле ниже, позволяя пару, полученному при кипячении в первой кастрюле, вскипятить рассол во второй кастрюле. В каждой последующей посуде давление снижается еще больше.Это позволяет пару, полученному от кипящего рассола в предыдущей кастрюле, довести до кипения рассол в следующей кастрюле. Хотя операция кипячения может выполняться только с одной кастрюлей, несколько кастрюль в ряду производят больше соли на фунт пара, что позволяет повысить энергоэффективность.

Кевин Пиллар из

MLB показывает раненое лицо после просверливания лица Fastball на скорости 94 мили в час

15:23 PT — Кевин Пиллар крепок как гвоздь — аутфилдер Мец вернулся к разговору со СМИ менее чем через 24 часа после страшного инцидента… демонстрирует свои боевые шрамы после удара по лицу фастболом.

Столб сказал, что с ним «все будет в порядке», и знает, что Уэбб не пытался его ударить намеренно.

«Я знаю, что он плохо себя чувствует, я знаю, что мы с ним разговаривали вчера вечером, сегодня», — сказал Пиллар. «Я беспокоюсь о нем чуть ли не больше, чем о себе».

«Я знаю, насколько жестким может быть тот, кто чувствует ответственность за кого-то, получившего травму … Ему нужно и дальше быть уверенным и верить в себя.- Кевин Пиллар о Джейкобе Уэббе, бьющем его по лицу pic.twitter.com/SgS2fGDdaN

— Jomboy Media (@JomboyMedia) 18 мая 2021 г. @JomboyMedia

«Я знаю, что видел его реакцию, и я знаю, насколько жестким может быть тот, кто чувствует ответственность за кого-то, получившего травму».

Серьезно так круто. Выздоравливай скорее, Столп.

6:57 утра PT — Метс заявил в заявлении во вторник утром, что у Пиллара были «множественные переломы носа», и ему потребуются дальнейшие обследования и встречи с врачами, чтобы определить его следующие шаги в выздоровлении.

Ужасающий момент в игре Mets vs. Braves в понедельник вечером … Нью-йоркский аутфилдер Кевин Пиллар получил удар в забой на скорости 94 мили в час, и его немедленно доставили в больницу.

Звезда «Мец» был на тарелке для ат-летучей мыши в 7-м иннинге … когда питчер из Атланты Джейкоб Уэбб выпустил фастбол, который прямиком попал прямо в его глазницу.

Кевин, 32-летний парень, известный как один из самых крутых парней в MLB, не смог уклониться от игры… и получил удар прямо в середину лица.

Молитвы Кевину Пиллару. Надеюсь, с ним все в порядке 🙏🏼 pic.twitter.com/ClNayXVDyQ

— Pitcherclips (@pitcherclips) 18 мая 2021 г. @pitcherclips

Столб рухнул на землю … и вы можете видеть на видео и фотографиях, кровь лилась из нескольких частей его лица.

Но, проведя несколько мгновений на земле, Столб смог встать и уйти с поля своим ходом… хотя менеджер Mets Луис Рохас сказал, что его игроку потребовалась немедленная поездка в больницу для тестирования.

Луис Рохас с последними новостями о Кевине Пилларе:

«Прямо сейчас он в больнице. Они делают компьютерную томографию. Мы узнаем больше, вероятно, сегодня вечером». pic.twitter.com/ddy26gdHyW

— SNY (@SNYtv) 18 мая 2021 г. @SNYtv

К счастью, хотя конкретный ущерб, нанесенный лицу Столпа, в настоящее время неизвестен, похоже, что Столб полагает, что со временем с ним все будет в порядке.

После игры парень написал в Твиттере: «Спасибо всем, кто обратился! Страшно, но у меня все хорошо! #RBI #gamewinner».

Спасибо всем, кто обратился! Момент страшный, но у меня все хорошо! #RBI #gamewinner 👍🏽👍🏽

— Кевин Пиллар (@ KPILLAR4) 18 мая 2021 г. @ KPILLAR4

Все на поле — от Уэбба до товарищей по команде Пиллара — были потрясены из-за поля … и хотя Метс продолжала выигрывать со счетом 3: 1, ребята были явно расстроены после этого.

«Он попадает на поле, и последнее, о чем я думаю, это касание пластины дома», — сказал игрок «Мец» Джеймс МакКанн , который забил в результате удара Пиллара с поля.

«Наши мысли и молитвы определенно с ним».

Выздоравливай скорее, Кевин.

Первоначально опубликовано — 5:59 PT

Поиски Мохо — Океанографическое учреждение Вудс-Хоул

Пролог: Доблестный квест

На протяжении большей части своей полувековой карьеры Генри Дж.Б. Дик был на пути к загадочной линии в нескольких милях под морским дном с любопытным названием: Мохо.

Широко распространено мнение, что Мохо является границей между земной корой и нижележащим слоем более плотных горных пород в недрах Земли, называемым мантией. Он назван в честь хорватского сейсмолога Андрия Мохоровича, который впервые обнаружил его в 1909 году, исследуя сейсмические волны, проходящие через Землю.

С тех пор ученые Земли стремились выяснить, что же на самом деле происходит на Мохо.Амбициозная попытка пробурить Мохо под названием Project Mohole была начата в начале 1960-х годов — в ту же обнадеживающую эпоху, когда Соединенные Штаты начали свою космическую программу. Ученые использовали баржу с буровой вышкой, чтобы пробурить неглубокую пробную скважину в океанской коре, но инженерная задача оказалась намного дороже, чем предполагалось, и проект внезапно завершился, когда Конгресс прекратил финансирование.

Мы отправили астронавтов на Луну, но нам еще предстоит достичь Мохо. Итак, по сей день мы до сих пор не до конца понимаем фундаментальные процессы, которые происходят на нашей планете для создания земной коры.

«Мы проделали огромную работу по исследованию планет на Луне и Марсе, но мы не так хорошо финансируем исследования планет на Земле», — сказал Дик, геолог из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI). «Я подозреваю, что мы тратим на годовой бюджет НАСА больше, чем на полное исследование трех пятых нашей планеты под океанами. Это действительно сногсшибательно «.

В 1976 году научное сообщество попыталось использовать буровое судно, чтобы пробурить земную кору, но им не удалось продвинуться дальше 1600 футов, прежде чем отверстия рухнули.Бурение хрупких лавовых пород верхней коры оказалось слишком сложным, и от этой идеи отказались.

Но Дик, молодой аспирант, предпринявший первую попытку, отказался сдаваться. Он разработал новую стратегию бурения на банке Атлантис, любопытном затонувшем острове в подводных горах в Индийском океане. Он полагал, что там нижняя кора и мантийные породы лежат ближе к поверхности, оставляя меньше породы, чтобы пробурить ее, чтобы достичь Мохо.

Он руководил буровыми работами в банке Атлантис в 1987, 1997 и 2016 годах, и когда-нибудь в ближайшие три года или около того, он надеется, что буровое судно вернется, чтобы завершить работу, и что он будет на борту, когда человечество впервые достигнет Мохо. .

Один: Споры о границах

История Мохо на самом деле начинается в 1909 году, когда Мохоровичич обнаружил различия в звуковых волнах, отражающихся от горизонтальной линии на Земле — «точно так же, как эхо отражается от стены каньона», — сказал Дик. Линия стала известна как разрыв Мохоровича или Мохо, и она очерчивала разницу в физических свойствах внутри Земли. Волны ускорялись через скалы ниже неоднородности, указывая на то, что материал там был сделан из более плотных минералов.Ученые считали разрыв границей между земной корой и мантией. Он лежал на глубине от 20 до 35 миль под континентами, но всего на 2,5-6 миль ниже поверхности океана.

Более чем три десятилетия спустя Гарри Хесс, геолог из Принстона, поступивший на военно-морскую службу во время Второй мировой войны, вошел в историю. Когда его корабль пересек Тихий океан с войсками, он включил эхолот, который постоянно отображал морское дно. Он выявил подводные горы, срединно-океанические хребты и глубокие желоба.

Это были одни из первых ключей, которые привели в 1962 году к спекулятивной теории Гесса, согласно которой материал из мантии течет вверх, чтобы заполнить пустоту, где большие тектонические плиты Земли раздвигаются и затвердевают, образуя срединно-океанические хребты на морском дне. Теория объясняла, как морское дно расширяется, расширяя океаны и перемещая континенты, пока снова не погружается в океанические желоба.

Но что именно происходит в Мохо? На протяжении многих лет ученые анализировали сейсмические волны, используемые для зондирования морского дна, или исследовали участки морского дна, называемые офиолитами, которые были выброшены на сушу тектоническими силами.Они увидели доказательства того, что кора океана имеет структуру, напоминающую трехслойный пирог. Прямо над Мохо магма охлаждается и кристаллизуется в слой горных пород, называемый габбро. Выше находится слой затвердевших вертикальных пластов вздымающихся расплавленных горных пород, называемых дайками. Обледенение наверху состоит из быстро остывающей лавы, которая извергается на морское дно в виде подушечных базальтов.

«Общая основа, — сказал Дик, — состоит в том, что над мантией есть магматический очаг, в котором кристаллизуются крупные породы, называемые габбро, из которых состоит нижняя кора.Выше этого кровля камеры раскрывается, и листы магмы вырываются из магматического очага. Они прорываются сквозь поверхность, лава выливается на морское дно, остывает и затвердевает в базальт ».

У Гесса, однако, была другая возможная теория: Мохо, по его словам, мог быть результатом воды, высвобожденной из поднимающейся горячей мантии, когда она остывала у поверхности. Согласно теории, вода вступает в реакцию с породами мантии, известными как перидотит, химически изменяя их, образуя толстый слой менее плотного минерала, называемого серпентином.Гесс назвал Мохо «фронтом изменения» — границей, на которой мантийная порода превратилась в серпантины. Сначала эту теорию отвергли, но новые данные свидетельствуют о том, что Гесс, возможно, был прав — по крайней мере, под некоторыми типами срединно-океанических хребтов. Однако теперь ученые считают, что вода не выходит из мантии; вместо этого морская вода просачивается вниз через трещины в мантии и вступает в реакцию с перидотитом.

«Итак, есть много споров о том, что на самом деле представляет собой Мохо», — сказал Дик.

Два: Первый крестовый поход

Конечно, лучший способ узнать о фундаментальном процессе образования земной коры — это посмотреть непосредственно на Мохо. В 1957 году Гесс разговаривал с коллегой, Уолтером Мунком из Института океанографии Скриппса, который лениво предложил привлечь группу ученых, чтобы пробурить отверстие в Мохо через морское дно, поскольку земная кора под океанами намного тоньше, чем под ними. континенты. Эта пара предложила идею Американскому обществу разного рода исследований, группе ученых, которые, как следует из названия, выдвинули нестандартные идеи.

Идея получила поддержку в научном сообществе. Но что еще важнее, он получил политическую поддержку как способ внедрения новой технологии глубоководного бурения, которую, похоже, пытались разработать и Советы. Так был запущен проект «Мохол» — параллельно с одновременной гонкой на Луну.

В 1961 году недалеко от острова Гуадалупе у западного побережья Мексики буровая установка на барже пробурена на глубине 11 673 футов океана, через 558 футов отложений, лежащих на морском дне, и в 43 фута базальтовой породы на вершине моря. кора океана.

Но за этой первой победой вскоре последовали разочаровывающие и дорогостоящие технологические проблемы. Удерживать корабль в океане в одном положении было сложно. Расколотые породы проваливались в ямы, часто запечатывая их и заставляя ученых начинать все сначала. Ломались буровые долота, погнулись трубы, а ценное оборудование потерялось в глубине. Поскольку смета расходов на продолжение проекта выросла до 64 миллионов долларов, а затем до 122 миллионов долларов, Конгресс внезапно прекратил финансирование проекта Мохол в 1966 году, и научный крестовый поход по достижению Мохо казался безвозвратно мертвым.

Три: Геологические рыцари

Генри Дик был студентом-геологом, когда проект «Мохол» закончился. В 1972 году, будучи аспирантом Йельского университета, он был приглашен на известную конференцию по офиолитам, тем участкам древней коры и мантии, которые были обнажены над уровнем моря. В то время, по словам Дика, офиолиты предлагали способ исследовать, как формируется океаническая кора, но они были окаменелыми и извлечены вне их первоначального контекста и, как таковые, имели ограниченную ценность для выявления любых динамических процессов, происходящих в Мохо.

На конференции известный геолог Роберт Коулман рассказал Дику и впечатлительной группе аспирантов о зарождающейся Программе морского бурения (ODP). Хотя он потерпел неудачу, проект «Мохол» превратил морское бурение в жизнеспособное и ценное научное занятие. В рамках проекта успешно разработано множество технологий, в том числе способ бурения в воде; система двигателей и акустических сигналов, которые могли удерживать корабль над ямой; и конусы повторного входа, которые позволили ученым продолжать заменять изношенные сверла и снова вставлять их в то же отверстие.

По словам Коулмана, компания

ODP использовала эти технологии в новом буровом судне для научного сообщества, которое могло бы оживить попытку бурения на Мохо. «Мы могли бы это сделать, но некоторым из вас в этом зале придется посвятить этому свою карьеру», — вспоминает слова Коулмана Дик. Дик поднял перчатку.

Миссия нового бурового корабля была сосредоточена на бурении и извлечении только отложений, лежащих на поверхности океанской коры, а не самой коры. Но в экспедиции 1976 года ученые тихо попытались использовать корабль, чтобы пробурить земную кору, но безуспешно.Они не продвинулись дальше 1600 футов, прежде чем ямы рухнули, и от этой идеи снова отказались. Но Дика, который был в той экспедиции в качестве молодого аспиранта, это не остановило.

Четверка: Осада морского дна

После офиолитовой конференции Дику потребовалось более десяти лет, чтобы разработать стратегию достижения Мохо. Он и Джим Натланд из Института океанографии Скриппса предложили воспользоваться преимуществами «тектонических окон» в океанской коре, чтобы быстрее добраться до Мохо — «просто отправляйтесь куда-нибудь, где Мать-Земля проделала для нас большую часть работы, тектонически удалив поверхность. неглубокие слои », — сказал он.

В 1986 году они исследовали потенциальную цель в Индийском океане: банку Атлантис, место, где огромный сегмент глубоководной океанской коры соскользнул вверх по наклонной плоскости тектонического разлома за лавы и дайки верхней коры. Фактически, он поднялся так высоко, что в какой-то момент геологического времени он прорвался над поверхностью моря и сформировал остров, прежде чем снова погрузиться под воду. На банке Атлантис трещиноватые обломки щебня, образовавшиеся в результате разломов, были размыты, обнажив поверхность грубого габбро с более низкой коркой, которое оказалось легко пробурить.

«Я получил разрешение на круиз — совсем чуть-чуть — в программе Ocean Drilling Program», — сказал Дик и в 1987 году вернулся на борт бурового корабля ODP JOIDES Resolution , чтобы сделать свой первый удар по проникновению через Мохо.

На борту 469-футовой модели Resolution вырисовывается буровая вышка на высоте почти 20 этажей над поверхностью моря. Он расположен над отверстием в центре корабля, которое называется «лунный бассейн», через которое соединенная между собой связка металлических труб длиной 30 футов, прикрепленных по одной, может быть протянута через почти четыре мили воды.

На конце колонны находятся четыре круглых булавовидных долота с круглым промежутком посередине. Насадки вращаются, чтобы разбить тонкий каменный цилиндр, образуя ядра горной породы длиной 10 футов и шириной нескольких дюймов. По мере того, как буровая установка опускается, образцы керна выталкиваются вверх в пространство между долотами. Устройство, называемое улавливателем керна, вытягивает образцы породы обратно по колонне труб на корабль, чтобы ученые могли их проанализировать.

«Породы могут быть трудными для бурения, потому что они часто мелкозернистые, твердые и заполнены трещинами, поэтому они легко разрушаются», — сказал Дик.«Кусочки отламываются и заклинивают биты. Обламываются сердечники. Сверло застревает в отверстии, потому что куски падают между стеной, отверстием и бурильной трубой, и вы внезапно фиксируете его на месте. Скорее всего, вы взорваете бурильную колонну динамитом, потому что вас пригвоздили к морскому дну.

«Бурение Земли — это поразительное сочетание чрезвычайно высоких технологий и чистой черной магии», — сказал он. «Тебе всегда интересно, что происходит на дне этой дыры, и ты не всегда можешь это понять.”

Five: Беспорядочный гобелен

Дик и компания с трудом разбирались во всем в своей экспедиции 1987 года. Они пробурили несколько неудачных скважин и получили жар от ученых на берегу, которые следили за происходящим. По мере того, как время экспедиции подходило к концу, Дик внимательно изучил гидролокаторные карты морского дна и обнаружил обнадеживающую цель.

«Мы опустили телекамеру, и все морское дно превратилось в голую скалу», — сказал Дик. «Мы спустили бурильную колонну, превратили ее в массивный габбро и за две недели пробурили 500 метров — это самая успешная скважина в твердых породах из когда-либо пробуренных.Поднятые нами породы были впечатляющими, потому что они полностью отличались от того, как люди думали, будет выглядеть нижняя кора, и сильно контрастировали с тем, что люди видели в Тихом океане ».

Океанская кора в Тихом океане, похоже, имеет аккуратную трехслойную структуру: габбро, дайки и базальт. Но корка Индийского океана выглядит как торт, который толпа посетителей схватила и измельчила в мешанину.

«Это радикально изменило наше представление о том, как формируется нижняя кора в срединно-океанических хребтах», — сказал Дик, имея в виду подводные горы на краях тектонических плит Земли, где магма поднимается из мантии, создавая новое морское дно.

В Тихом океане, объяснил Дик, непрерывный поток всплывающей горячей магмы постоянно поднимается, переходя через ряд химических и физических изменений, чтобы сделать корку похожей на слоистый пирог. Затем новообразованная океаническая кора распространяется по бокам по обе стороны от срединно-океанических хребтов.

Однако в Индийском океане магма поднимается и образуется кора в гораздо более динамичной среде. Когда плиты раздвигаются, большие блоки коры скользят вверх, вниз и друг против друга по массивным разломам, разбиваясь, рассекая и вторгаясь друг в друга, создавая еще больше трещин.Магма выдавливается через эти трещины, заполняя пустоты, зигзагообразно закристаллизовываясь и добавляя беспорядка в беспорядочный гобелен земной коры.

Шесть: Святой Грааль науки

Результаты также предоставили первые ключи к еще одному фундаментальному открытию, которое преследовали Дик и его коллеги: причина, по которой кора океана была различной на разных срединно-океанических хребтах, заключается в том, что хребты расходятся с разной скоростью. Горные хребты в Тихом океане быстро распространяются; Хребты Индийского океана распространяются очень медленно.

Дик и его коллеги обнаружили еще один тип: хребты со сверхмедленным спредингом, где большие участки морского дна вообще не имеют корки. «Это один из величайших сюрпризов последних десяти лет научных исследований Мирового океана», — сказал он. «Кора всегда считалась сплошным покровом мантии. Это действительно огромное изменение в том, как мы думаем об эволюции нашей планеты — кора не полностью покрывает Землю ».

Но эти участки без корки редки.«Мы все еще хотим понять, как образуется кора в 90 процентах океана, которые есть у и », — сказал Дик. «Мы знаем, каков состав верхней части коры, но мы не знаем, что находится прямо над, на и под Мохо. Мы хотим понять, что происходит с магмой по мере ее прохождения через границу раздела между вышележащей земной корой и подстилающей мантией ».

Порода мантии, которая была поднята и подверглась воздействию морской воды и пониженного давления, подверглась химическим изменениям.Святой Грааль для ученых — получить образец чистой мантийной породы прямо из источника.

Семь: Проигранные битвы

Пройдет десятилетие, прежде чем Дик сможет возобновить поиски Мохола с экспедицией в 1997 году на Атлантис Банк на борту JOIDES Resolution . Круиз начался удачно. Бурение продолжалось почти на милю от морского дна. Затем случилась катастрофа.

«Мы были на глубине 1508 метров», — сказал он. «Мы были на пути к границе кора-мантия, до экспедиции оставалось две недели.Мы бы спустились примерно до двух километров »- примерно три четверти пути до Мохо.

«У нас шторм, и мы работаем, корабль поднялся, и труба ударилась о выступ», — вспоминал Дик. «Он отломился в слабом месте рядом с вершиной дыры. Двести тысяч фунтов металла вонзились на пятьсот метров и врезались в дно ямы, закрутив яму штопором, навсегда заклинив ее. И это был конец этой дыры.

«Я просыпался среди ночи неоднократно под грохот корабля, когда вся эта труба падала.”

У него не будет другого шанса вернуться в течение 19 лет.

Восемь: Следующий крестовый поход

«Я писал предложение за предложением, аргументируя это возвращением для еще одной попытки», — сказал Дик. Но существует только одна резолюция JOIDES Resolution и множество ученых по всему миру, которые просят ее использовать.

Наконец, он получил одобрение на проект SloMo по бурению до Мохо на медленно расширяющемся Юго-Западном Индийском хребте в два этапа. В декабре 2015 года Дик в возрасте 69 лет вернулся в Atlantis Bank на борту судна Resolution, вместе с Крисом МакЛаудом из Кардиффского университета в качестве со-главного научного сотрудника на первом этапе новой попытки пробурить отверстие в Мохо.В очередной раз возникли трудности. Три из четырех головок бурового долота отломились сразу же. Затем кораблю пришлось на несколько дней прекратить работу и направиться к берегу, чтобы эвакуировать техника, которому требовалась медицинская помощь.

Экспедиция пробурила воду на глубину 809,4 метра, примерно на 2665 футов или полмили, под морским дном. Это было примерно вдвое меньше, чем они надеялись, но они ушли с обнадеживающими признаками. Они извлекли твердый 10-футовый кусок габбро из-под дна океана.

«Это самый длинный кусок породы без трещин, когда-либо пробуренный в коре океана», — сказал Дик. Это сигнализирует о том, что они прошли точку, где морская вода просачивается вниз, химически изменяя породу, делая ее более нетронутой. Он также менее трещиноват, что должно облегчить бурение, когда они вернутся на второй этап программы бурения, которая была одобрена Группой научной оценки Международной программы морского бурения и находится на ранних этапах планирования.

«Комитет по планированию этой операции серьезно настроен вернуться в ближайшее время», — сказал Дик.«Мы просто надеемся, что они понимают, что« скоро »- это пятилетний, а не двадцатилетний период времени».

Девять: Теории соревнований

«Существует целый список причин, по которым геологов очаровывает Мохо и то, как формируется кора океана», — сказал Дик. «Мохо не может быть границей кора-мантия — или, по крайней мере, не на медленно расширяющихся хребтах. Это может быть фронт изменений, как сказал Гесс »- предел того, где морская вода просачивается вниз, вступает в реакцию с перидотитом в мантии и превращает ее в менее плотную породу, называемую гидратированным серпентинитом.

Эти химические реакции имеют множество последствий. Во-первых, они вызывают осаждение углерода, растворенного в морской воде, в виде карбоната кальция или известняка.

«Все здания на Уолл-стрит, покрытые зеленым мрамором с белыми прожилками, сделаны из гидратированных серпентинитов», — сказал Дик. «Белый цвет — это карбонатные прожилки».

Этот процесс позволяет извлекать из океана огромное количество углерода и связывать его с горными породами. Это позволяет океану поглощать из атмосферы больше углекислого газа, парникового газа — планетарный процесс, регулирующий глобальное потепление.

Эти реакции также вызывают выщелачивание из горных пород ценных минералов, таких как медь, серебро, золото и цинк. Они концентрируют минералы в горячие плавучие гидротермальные жидкости, которые поднимаются в горячих источниках на дне моря, где они охлаждаются, затвердевают и откладываются в массивных насыпях сульфидных минералов металлов. Участки такой богатой минералами коры морского дна были подняты на сушу тектоническими силами и разрабатывались в течение тысяч лет; теперь промышленность начинает изучать их добычу на морском дне.

В ходе реакций также образуется газообразный водород, который соединяется с карбонатами морской воды с образованием метана — пищи для многих микробов. «Так что под земной корой может находиться совершенно новая планетная биосфера», — сказал Дик.

Последняя причина для анализа могущества мантийных пород состоит в том, что они могут содержать ключи к разгадке сырых материалов, из которых произошла наша планета и жизнь на ней.

Эпилог

«Мой научный руководитель в Пенсильванском университете, Рег Шагам, был учеником Гарри Гесса», — сказал Дик.«Энтузиазм и азарт Гесса уникальным образом передавались каждому его ученику, которого я когда-либо встречал. Он проник в них замечательной страстью к Земле, и они, в свою очередь, передали это своим ученикам, и я один из них ».

Дик, научный внук Гесса, сделал эти замечания в 2011 году, когда он был награжден медалью Гарри Х. Гесса Американским геофизическим союзом за «выдающиеся достижения в исследованиях строения и эволюции Земли и других планет».

«Ученые — исследователи.Это то, что ими движет, — сказал Дик. «Кто-то коллекционирует доколумбийское искусство, кто-то — пробки от бутылок. Ученые собирают знания.

«Вы можете наблюдать за научным персоналом WHOI, и им становится 65, а определенный контингент просто исчезает», — сказал Дик. «Тогда есть несколько, которых вы заметите, которых нужно сначала ногами выносить из офиса.

Добавить комментарий