BR112013006841B1

BR112013006841B1 - Sistema e método de escavação

Info

Publication number: BR112013006841B1
Application number: BR112013006841-8A
Authority: BR
Inventors: Gye-Chun Cho; Tae-Min Oh
Original assignee: Korea Advanced Institute Of Science And Technology
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2020-09-24
Also published as: KR101780800B1; EP2623706B1; KR20120034583A; US20130200680A1; KR101401652B1; WO2012044138A3; BR112013006841A2; CN103221627A; EP2623706A4; US9140122B2; KR20140017469A; KR20140021495A; CN103221627B; JP5721842B2; EP2623706A2; KR20120034545A; KR101816078B1; SG189172A1; JP2014505183A; WO2012044138A2

Abstract

sistema e método de escavação. técnica de escavação de túnel utilizando um jato de água. um sistema de jato de água inclui uma unidade movente móvel para trás e para frente com relação a uma área a ser detonada para escavação de túnel, um braço de robô articulado montado sobre a unidade movente, um bocal de jato de água que ejeta água de alta pressão e um abrasivo em direção a uma área a ser escavada, e uma unidade de controle que controla a unidade movente, o braço robô articulado e o bocal de jato de água. a face livre tendo uma profundidade predeterminada é formada da área a ser escavada na direção em que o túnel é para ser escavado utilizando o sistema de jato de água. desde que a detonação seja realizada após a face livre ser formada, vibração de detonação pode ser restringida efetivamente.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE ESCAVAÇÃO

Campo técnico

A presente invenção refere-se, em geral, a uma tecnologia de escavação de túnel com base na detonação de explosão, e mais particularmente, a uma tecnologia para reduzir a propagação do impacto ou vibração provocada pela detonação que ocorre durante o processo de escavação de túnel. Ainda mais particularmente, a presente invenção refere-se a um sistema de escavação que forma uma superfície livre, ou uma série de espaços, ao redor de um túnel utilizando um jato de água, de modo que a vibração de detonação não seja propagada à superfície terrestre, e um método de escavação utilizando o mesmo.

Fundamentos da Técnica

Um processo de detonação utilizando explosivos é frequentemente executado para operações de construção e engenharia, em particular, escavação de túnel subterrâneo. Embora o processo de detonação tenha o mérito de ser capaz de remover eficazmente uma base de rocha ou outros obstáculos utilizando a energia de explosivo dos explosivos, vibração e ruído que são produzidos inevitavelmente mediante detonação são propagados para a superfície terrestre, tendo um efeito adverso nas construções e uma variedade de outras estruturas. Além disso, embora as ondas de impacto propagadas da fonte de explosão durante o processo de detonação são significativamente reduzidas dependendo da distância, parte da energia gerada ao mesmo tempo provoca vibração (vibração de detonação) do chão enquanto sendo propagada na forma de ondas elásticas. Quando instalações de construção ou metrô estão presentes em uma distância relativamente próxima da fonte de explosão, há uma possibilidade que um problema grave possa ser causado.

Tecnologias da técnica relacionada para redução da vibração de detonação descrita acima são como a seguir. Primeiro, uma estrutura de escavação e método para bloquear vibração de detonação utilizando orifícios de perfuração de linha descritos na Patente Coreana No. 0531985 propôs uma tecnologia de formação de pelo menos duas filas de orifícios de perfuração de linha ao redor de uma área a ser detonada em uma base de rocha a ser escavada de modo que os orifícios de perfuração de linha de uma fila alternada com os orifícios de perfuração de linha da outra fila. Além disso, um método de detonação de túnel descrito na patente Coreana No. 0599982 propôs uma tecnologia que utiliza orifícios não carregados grandes que são formados em uma distância do contorno de um túnel, orifícios de orientação de craqueamento que estão dispostos entre os orifícios não carregados e uma pluralidade de orifícios de expansão que são formados para dentro dos orifícios não carregados.

Essas tecnologias anteriores compartilham uma comunalidade pelo fato de que uma pluralidade de orifícios que são formados na direção em que o túnel se estende é utilizada como um meio redutor de vibração. No entanto, quando uma pluralidade de orifícios é formada, conectando áreas são presentes entre os orifícios. Vibração de detonação que é propagada através das áreas de conexão não é bloqueada. Portanto, os orifícios utilizados nas tecnologias anteriores são meios de redução de vibração imperfeitos.

Além disso, métodos de escavação de túnel da técnica relacionada deixa uma zona de dano em uma porção de base de rocha adjacente devido à detonação, provocando assim um perigo do túnel entrar em colapso (ver Fig. 21). Em particular, quando a força de detonação é excessiva, um espaço excedendo um espaço de túnel designado é cavado, provocando assim sobre-escavação (overbreak). Neste caso, uma grande quantidade de concreto projetado deve ser derramada dentro do espaço vazio, o que é problemático. Ao contrário, quando força de detonação é insuficiente, ocorre subescavação, e uma operação adicional utilizando um escavador ou uma perfuradora de rocha.

O processo de escavação de túnel da técnica relacionada envolve formar uma pluralidade de orifícios de carga utilizando perfuradora jumbo (jumbo drill) carregando os orifícios com explosivos, e explodindo os explosivos carregados. Cerca de cem orifícios de carga são exigidos para uma operação de detonação, e a operação de formação dos orifícios de carga é manualmente executada pelos trabalhadores de perfuradora jumbo. Portanto, uma melhoria na eficiência da operação é exigida.

Em geral, na escavação do túnel, uma variedade dos métodos de previsão a frente de inspeção do status de um leito de rocha na área frontal que é para ser escavada para evitar o túnel de entrar em colapso ou outros estão sendo introduzidos.

No entanto, inspeção indireta, tal como a medição de uma resistência dependendo das propriedades da base de rocha, é executada ao invés de inspeção substancial. Portanto, esses métodos possuem baixa confiabilidade de inspeção e ainda tem um perigo pelo fato de que o túnel pode entrar em colapso durante a escavação.

Descrição Problema Técnico

Consequentemente, a presente invenção foi feita mantendo em mente os problemas acima que ocorrem na técnica relacionada, e é destinada a prover um dispositivo de jato de água e um método de escavação que reduz efetivamente a propagação do impacto, vibração ou ruído provocado por detonação que ocorre durante um processo de escavação de túnel.

A invenção é destinada também para evitar subescavação ou sobre-escavação que poderiam de outro modo ser produzidas pela detonação do túnel.

A invenção também é destinada à minimizar uma zona de dano que é formada pela detonação, melhorando assim a estabilidade do túnel.

A invenção é destinada, também, para maximizar a eficiência de uma operação, de modo que a operação possa ser executada de modo eficiente.

A invenção também é destinada a permitir um ponto de escavação na face de túnel a ser substancialmente inspecionada.

Solução Técnica

Para conquistar os objetivos técnicos mencionados anteriormente, a presente invenção provê um sistema de escavação utilizando um jato de água e um método de escavação utilizando o mesmo.

Os inventores da invenção consideraram as áreas de conexão entre os orifícios, que são conhecidos como um problema com a técnica relacionada, como uma facção adversa que deve ser removida, e definida a formação de uma superfície livre, ou um espaço contínuo, ao longo da circunferência externa de um túnel como um modo melhor. Uma solução técnica principal para realização do modo melhor é introduzir uma tecnologia de jato de água e um abrasivo.

Em um aspecto da invenção, é provido um sistema de jato de água que inclui uma unidade movente móvel sobre uma área que è para ser detonada; um braço de robô articulado disposto sobre a unidade movente; um bocal de jato de água montado em uma extremidade principal do braço de robô; uma unidade suprimento que supre água de alta pressão para o bocal de jato de água; e uma unidade de controle que controla a unidade movente, o braço de robô e o bocal de jato de água. É preferencial que a unidade de suprimento supra um abrasivo junto com água de alta pressão.

De acordo com uma modalidade da invenção, o bocal de jato de água pode incluir uma peça de sensor de profundidade que mede uma profundidade da superfície livre que é comprimida pela água de alta pressão, e a unidade de controle pode controlar o braço de robô e a unidade de suprimento com base da profundidade que é comprimida.

Além disso, o bocal de jato de água pode incluir uma peça de sensor de largura que mede uma largura da superfície livre que é comprimida pela água de alta pressão, e a unidade de controle pode controlar o braço de robô e a unidade de suprimento com base na largura que é comprimida.

O sistema de jato de água tendo as configuração descritas acima forma uma superfície livre tendo uma profundidade predeterminada ao redor de uma área a ser detonada na direção em que o túnel é para ser escavado. Após a superfície livre ser formada, a área a ser escavada é carregada com explosivos e detonada.

Efeitos Vantajosos

De acordo com a invenção, é possível reduzir eficazmente a propagação da vibração de detonação utilizando a superfície livre.

Além disso, desde que sobre-escavação por detonação seja reduzida, o custo de uma construção de reforço adicional pode ser reduzido.

Além disso, nenhuma subescavação é produzida, não exigindo assim nenhuma operação adicional, e a formação de uma zona de dano devido à detonação é minimizada, portanto, reforçando a estabilidade do túnel e melhorando a eficiência da operação.

Além disso, é possível analisar substancialmente as características geológicas da face de túnel a ser escavada, garantindo assim a segurança da construção do túnel.

Descrição das Figuras

Fig. 1 é uma vista da configuração de um sistema de jato de água de escavação de túnel de acordo com uma modalidade da invenção;
Fig. 2 é uma vista apresentando um dispositivo de jato de água de escavação de túnel de acordo com uma modalidade da invenção;
Fig. 3 é uma vista apresentando o movimento do jato de água de escavação de túnel de acordo com uma modalidade da invenção apresentada na fig. 2;
Fig. 4 é uma vista apresentando um bocal de jato de água de escavação de túnel de acordo com uma modalidade da invenção;
Fig. 5 é uma vista apresentando um exemplo do grau de liberdade de um braço de robô articulado de acordo com uma modalidade da invenção;
Fig. 6 é uma vista ilustrativa exibindo um superfície livre definida por um sistema de jato de água da invenção;
Fig. 7 é uma vista ilustrativa exibindo a linha de um padrão a ser comprimido definido pelo sistema de jato de água da invenção;
Fig. 8 é uma vista apresentando um dispositivo de jato de água de escavação de túnel de acordo com a outra modalidade da invenção;
Fig. 9 é uma vista exibindo um método de escavação de túnel utilizando um sistema de jato de água da invenção;
Fig. 10 é uma vista apresentando orifícios de carga em uma superfície a ser escavada em que a superfície livre é formada de acordo com a invenção;
Fig. 11 é uma vista apresentando um dispositivo de jato de água de escavação de túnel do tipo moldura de acordo com outra modalidade da invenção;
Fig. 12 e uma vista exemplar exibindo uma superfície livre que é formada pelo sistema de jato de água na fig. 1;
Fig. 13 é uma vista apresentando um modelo de análise de elemento finito tridimensional (3D);
Fig. 14 é uma vista de pressões de detonação simuladas dependendo do tempo;
Fig. 15 é uma vista de deslocamentos sintéticos simulados nas direções XYZ;
Fig. 16 é uma vista dos deslocamentos simulados na direção horizontal;
Fig. 17 é uma vista dos deslocamentos simulados na direção vertical;
Fig. 18 é uma vista apresentando variações nos deslocamentos verticais dependendo do tempo em uma posição 1 m acima de um orifício de contorno;
Fig. 19 e fig. 20 são vistas apresentando variações em deslocamentos verticais em uma posição acima de um ponto de detonação;
Fig. 21 é uma vista conceituai de escavação de túnel da técnica relacionada e de acordo com a invenção;
Fig. 22 é uma vista apresentando um modelo para análise numérica na direção vertical;
Fig. 23 é uma vista apresentando valores simulados com relação aos deslocamentos verticais; e
Fig. 24 é um gráfico apresentando medições de deslocamentos máximos com relação aos deslocamentos verticais.

Modo da Invenção

Para realizar o objetivo mencionado anteriormente, a presente invenção provê um sistema de escavação que inclui:
uma unidade movente movível sobre uma área que é para ser detonada;
um braço de robô articulado disposto sobre a unidade movente;
um bocal de jato de água montado sobre uma extremidade principal do braço do robô;
uma unidade suprimento que supre água de alta pressão ao bocal de jato de água; e
uma unidade de controle que controla a unidade movente, o braço de robô e o bocal de jato de água.
Doravante, modalidades exemplares da invenção serão descritas em detalhes com referência às figuras anexas.

Antes de mais nada, tecnologias ou palavras utilizadas na descrição e as reivindicações da presente invenção não devem ser interpretadas como sendo limitadas meramente aos significados comum e de dicionário. Ao contrário, eles devem ser interpretados com base nos significados e conceitos da invenção em observância ao escopo da invenção sobre a base do princípio que o(s) inventor(es) pode definir adequadamente os termos para descrever a invenção da melhor maneira.

Portanto, deve ser entendido que, considerando que as modalidades seguintes descritas na descrição e as construções ilustradas nas Figuras são providas à título de exemplo e não limitam o escopo da presente invenção, uma variedade de equivalentes e alterações que podem substituir as modalidades seguintes são possíveis em um momento quando a presente invenção foi aplicada.

Fig. 1 é uma vista de configuração do sistema de jato de água de escavação de túnel de acordo com uma modalidade da invenção. Como mostrado na figura, o sistema de escavação utilizando um dispositivo de jato de água 600 relaciona-se especifica mente a uma tecnologia para reduzir a propagação do impacto ou vibração criada por detonação que ocorre no processo de escavação de túnel. Mais especificamente, a invenção refere-se a um sistema de escavação utilizando o dispositivo de jato de água 600 que evita a vibração ser propagada para a superfície terrestre durante detonação pela formação de uma série de espaços, ou uma chamada superfície livre 20, ao longo de uma superfície externa (uma superfície planificada de um túnel: ver fig. 21) de uma superfície a ser escavada 10 utilizando o dispositivo de jato de água 600.

Referindo-se à fig. 1 a fig. 3, o dispositivo de jato de água 600 de acordo com uma modalidade da invenção geralmente incluí uma unidade movente 100, um braço de robô articulado 200, um bocal de jato de água 300, uma unidade de suprimento 400 e uma unidade de controle 500.

A unidade movente 100 é um meio movente que pode se mover para trás e para frente na direção de escavação sobre uma área a ser escavada. Especificamente, a unidade movente 100 é um componente que permite o dispositivo de jato de água 600 para se mover livremente para trás e para frente e para a esquerda e para a direita. A unidade movente 100 pode ser implementada como incluindo uma pluralidade de rodas ou um trator (caterpillar). A unidade movente 100 é disposta na frente da superfície a ser escavada 10, ou a área a ser detonada, e pode mover na direção da detonação de túnel. Um objeto a ser movido é o braço de robô articulado 200 que é provido com o bocal de jato de água 300.

O braço de robô articulado 200 possui uma estrutura multi-articulada montada sobre a unidade movente 100. O braço de robô articulado 200 é montado sobre a porção superior da unidade movente 100, e funciona como um suporte para movimento espacial do bocal de jato de água 300 o qual é montado sobre a sua extremidade distai.

As juntas do braço de robô articulado 200 são preferencialmente configuradas como um tipo hidráulico desde que elas sejam exigidas permanecer contra uma força repulsiva ou reação do bocal de jato de água 300. Para referência, embora o dispositivo de jato de água 600 apresentado na fig. 2 é ilustrado como executando ambos os processos de compressão de uma rocha de base e cortando a rocha de base na direção horizontal (doravante, referido como "processo horizontal"), não apenas os processos horizontais, mas também processos verticais estão incluídos também de acordo com as características do braço de robô articulado 200 empregado no dispositivo de jato de água 600 da invenção. Além disso, embora um braço de robô articulado 200 seja ilustrado na fig. 2 e fig. 3, uma pluralidade de braços de robô pode ser montada e operada se exigido.

Como descrito acima, o bocal de jato de água 300 é montado sobre a extremidade frontal do braço de robô articulado 200. Uma pluralidade de bocais de jato de água 300 pode ser empregada. O bocal de jato de água 300 pode ser configurado de modo que seja esticado para trás de para frente. Referindo-se à fig. 4, o bocal de jato de água 300 tendo o formato de uma vara e uma comprimento predeterminado é montado sobre uma moldura de suporte 220. O comprimento para o qual o bocal de jato de água 300 pode ser esticado pode ser controlado pela unidade de controle 500. Na escavação de túnel, a profundidade exigida para detonação única é geralmente 2 a 3 metros embora isso difira dependendo das características geológicas da base de rocha ou outras. O comprimento esticável do bocal 300 é projetado de modo que este possa cobrir esse intervalo.

Além disso, o bocal de jato de água 300 pode ter uma peça rotacional de modo que a peça rotacional do bocal de jato de água 300 rotacione para transferir suficíentemente a força explosiva da água ejetada do dispositivo de jato de água 600 até o chão.

O bocal de jato de água 300 inclui uma peça de sensor de profundidade 310 e uma peça de sensor de largura 320 em suas porções predeterminadas que podem medir a profundidade e largura do corte. Especificamente, a peça de sensor de profundidade 310 do bocal de jato de água 300 mede a profundidade de compressão a partir da superfície livre 20 que é comprimida por água de alta pressão. A unidade de controle 500 controla o braço de robô articulado 200 e a unidade de suprimento 400 com base na profundidade da compressão. Além disso, a peça de sensor de largura 320 do bocal de jato de água 300 mede a largura da compressão a partir da superfície livre 20 a qual é comprimida pela água de alta pressão. A unidade de controle 500 controla o braço de robô articulado 200 e a unidade de suprimento 400 com base na largura de compressão. A peça de sensor de profundidade 310 e a peça de sensor de largura 320 pode ser configurada com base em um laser.

O braço de robô 200 possui uma pluralidade de sensores de controle de postura para ajustar o ângulo de inclinação e o comprimento do bocal, e controla o bocal em tempo real dependendo dos valores sentidos. Além disso, o sensor é provido que sente quando a base de rocha entra em colapso no estado em que o bocal é introduzido para dentro da superfície livre durante a operação.

O bocal de jato de água 300 é exigido operar de modo a esticar para trás e para frente enquanto mantendo uma distância predeterminada a partir da base de i rocha. A distância ótima entre a base de rocha e o bocal 300 é mantida medindo a compressão da base de rocha utilizando um sensor de distância 310 e a peça de sensor de largura 320. Em geral, a distância entre a base de rocha e o bocal é medida para ser cerca de 10 cm de modo que desempenho ótimo seja obtido.

As tabelas representam abaixo tempo gasto para a formação da superfície livre dependendo do estado dos bocais, distâncias e outros, que foram medidos por testes. Os testes foram executados utilizando dois bocais como um par e ajustando ângulos de acoplamento (ângulos entre os bocais quando os bocais são acoplados nas laterais) para 7,1° e 3.8°, dependendo das distâncias da base de rocha e as velocidades moventes dos bocais (quando os bocais foram movidos linearmente para a esquerda e direita sem ser esticado para trás ou para frente).

Nas tabelas acima, os formatos de corte representam formatos de corte que foram produzidos dependendo das distâncias entre a base de rocha e os bocais quando os bocais foram um par de bocais nos testes.

Condições nos testes são apresentadas na tabela a seguir.

Bomba de Jato de Agua

Foi utilizando um dispositivo de jato de água tendo uma taxa de fluxo alta.

Orifício

No. 24 orifício foi utilizado (dia. 0.061cm, 8.8 litros/min@2500bar).

Bocal de Focalizacão

Diâmetro interno de uma ponta de bocal: 0,09polegadas = 2,29mm.

Pressão de Teste e Quantidade de Entrada de Abrasivo Pressão de teste: 2500bar

Quantidade de um abrasivo exigido: 57g/s (por cada)

Além disso, a unidade de suprimento 400 cria a água de alta pressão e supre-a para o bocal de jato de água 300. A unidade de suprimento 400 pode suprir um abrasivo junto com a água de alta pressão para o bocal de jato de água 300. O abrasivo pode ser interpretado como partículas de areia ou outros. O abrasivo suprido para o bocal de jato de água 300 é acelerado pela água de alta pressão, e serve para aumentar a eficiência da compressão e corte da superfície a ser escavada 10 junto com a água. Evidentemente, a unidade de controle 500 pode ajustar a pressão da água ejetada através do bocal de jato de água 300 e a quantidade de abrasivo exigida.

Como descrito acima, a unidade de controle 500 da invenção controla a unidade movente 100, o braço de robô articulado 200 e o bocal de jato de água 300. A unidade de controle 500 controla o movimento da unidade movente 100 sobre a qual o bocal de jato de água 300 e o braço de robô articulado 200 provido, e controla a velocidade de rotação da pela rotacional do bocal de jato de água 300 e a pressão e direção da água que é ejetada do bocal de jato de água 300.

Além disso, a invenção utilizando o dispositivo de jato de água 600 também inclui um meio de reconhecimento de linha 210 o qual reconhece uma linha de cor predeterminada L que é pintada sobre a superfície a ser escavada 10 para realizar compressão de modo que a superfície livre 20 seja formada sobre a superfície a ser escavada 10 Tal reconhecimento pode ser executado como a seguir: um funcionário pinta a linha antecipadamente de acordo com uma superfície almejada do túnel, e o dispositivo reconhece automaticamente a linha por meio de reconhecimento de imagem e controla a operação do dispositivo 60 de modo a formar a superfície livre.

Além disso para o método de reconhecimento de imagem descrito acima, o método de reconhecer automaticamente a posição em que a superfície livre é para ser formada pode ser executado como a seguir.

Uma pluralidade de (preferencialmente, pelo menos três) terminais de localização é disposta na lateral da entrada do túnel. Os terminais de localização adquirem suas posições pela detecção de sinais a partir dos satélites, e cada terminal envia informação de posição incluindo informação sobre sua posição para dentro do túnel. O dispositivo 600 adquire informação de distância pertencente aos terminais e a informação de posição dos terminais pela análise da informação de posição recebida dos terminais de localização, e reconhece sua posição tridimensional (#D) por operação. Depois, a superfície livre de acordo com a escavação de túnel é formada pela adaptação da posição 3D reconhecida com a informação de posição 3D de acordo com o plano de formação de túnel que foi dada entrada antecipadamente. Quando dispositivo não pode receber os sinais porque o túnel é comprido, um terminal repetidor é adicionado no meio do túnel de modo que o dispositivo possa reconhecer sua posição. Quando o terminal de repetidor reconhece sua posição, o terminal de repetidor armazena sua posição e envia informação de posição com base em sua posição, Neste caso, o terminal disposto na lateral da entrada do túnel pode ser removido. O terminal disposto na lateral da entrada de túnel também pode ser utilizado como um repetidor.

Como uma alternativa, um laser ou outro é utilizado para emitir informação pertinente à linha orientadora na direção da escavação a partir de um ponto traseiro específico, e o dispositivo 600 detecta a informação e reconhece a posição 3D do dispositivo 600. O feixe de laser emitido é linear no espaço 3D, e a posição 3D do dispositivo pode ser adquirida quando apenas a informação sobre a distância entre o terminal e o dispositivo é operada. Para isso, o dispositivo 600 também inclui uma peça de localização (não mostrada) e uma peça de detecção de postura (não mostrada), que reconhece a posição do bocal a partir da informação pertinente à sua inclinação e o esticamento do bocal). O dispositivo 600 pode formar automaticamente a superfície livre.

Referindo-se à fig. 5 e fig. 7, a linha L é um padrão a ser comprimido formado na superfície a ser escavada 10.

A linha Léo padrão a ser comprimido possuindo o formato de arco, e é uma linha de cor predeterminada L que é desenhada sobre a superfície a ser escavada 10.

Além disso, o padrão a ser comprimido é basicamente o padrão em formato de arco, mas pode ser um padrão para o qual um padrão em zigue-zague é combinado.

Aqui, o bocal de jato de água 300 comprime a base de rocha ao longo do padrão de zigue-zague, e a superfície livre 20 possui uma largura predeterminada na superfície a ser escavada 10.

Aqui, quando a linha L é formada como um padrão a ser comprimido, a unidade de controle 500 controla o braço de robô articulado 200 de modo que o bocal de jato de água 300 siga a linha L que é reconhecida pelo meio de reconhecimento de linha 210.

O meio de reconhecimento de linha 210 que reconhece a linha L pode ser implementado como um meio de fotografar.

Quando a localização do dispositivo é completada no modo descrito acima, de acordo com um dos métodos de localizar o dispositivo, o meio de reconhecimento de linha 210 determina o estado presente da superfície livre a ser escavada 10, por exemplo, se a superfície livre projeta em direção ao dispositivo 600 ou é cavada na direção da escavação.

Quando a determinação é completada, antes da operação principal, uma operação preliminar é executada movendo o bocal 300 para porções que se projetam que devem ser comprimidas primeiro. A operação preliminar é executada dividindo a área inteira em seções e operando o braço de robô.

Ou seja, a unidade de controle 500 controla o braço de robô articulado 200 para mover ao longo da linha L que é desenhada sobre a superfície a ser escavada 20, de modo que o bocal de jato de água 300 montado sobre o braço de robô articulado 200 comprima a superfície livre 20 no formato da linha L.

Neste modo, o braço de robô articulado 200 move ao longo da linha L, o bocal de jato de água 300 forma um traço em formato de arco ou de zigue-zague enquanto movendo junto com o braço de robô articulado 200.

Consequentemente, a superfície livre 20 a qual é escavada no formato de arco ou zigue-zague tendo uma profundidade predeterminada, é formada ao redor da superfície a ser escavada 10. Essa superfície livre 20 é configurada de modo que seja interposta entre a superfície a ser escavada 10 e a superfície da terra e cerque a superfície a ser escavada 10.

Além disso, o dispositivo de jato de água 600 também pode incluir o meio de reconhecimento de linha 210 que reconhece a linha de cor predeterminada L pintada sobre a superfície a ser escavada 10. Referindo-se à fig. 5 a fig. 7, alinha em formato de arco L é pintada sobre a superfície a ser escavada 10, A linha L pode ser entendida como o padrão substancial que é para ser comprimido utilizando o dispositivo de jato de água 600 da invenção. O padrão a ser comprimido é basicamente o padrão em formato de arco, mas pode ser um padrão para o qual um padrão de zigue-zague é combinado.

Especificamente, a unidade de controle 500 controla o braço de robô articulado 200 de modo que o bocal de jato de água 300 siga a linha L que é reconhecida utilizando o meio de reconhecimento de linha 210. O meio de reconhecimento de linha 210 pode ser implementado como um meio de fotografar. Consequentemente, a superfície livre 20 é formada ao longo da linha L. Para referência, como ilustrado na fig. 7, a unidade de controle 500 controla o braço de robô articulado 200 de modo que seja basicamente como a seguir a linha L em formato de arco, e também possa controlar o braço de robô articulado 200 de modo a desenhar o traço em zigue-zague considerando a largura da compressão. Consequentemente, a superfície livre 20, que é escavada no arco ou formato em zigue-zague tendo uma profundidade predeterminada, é formada ao redor da superfície a ser escavada 10.

Quando a superfície livre é formada, o espaço dentro da superfície livre é fotografado utilizando uma câmera montada sobre o bocal, e o status da base de rocha é inspecionado. Uma possibilidade de entrar em colapso durante o processo subsequente de detonação da carga ou construção do túnel é prevista para aumentar a segurança da construção subsequente.

Fig. 8 é uma vista apresentando outra modalidade da invenção. Referindo-se à fig. 8, de acordo com outra modalidade da invenção, um dispositivo de jato de água de escavação de túnel 600 tem dois braços de robô articulados 200 e bocais de jato de água 300. Cada um dos braços de robô articulado 200 suporta um bocal de jato de água correspondente 300. Como indicado com flechas na figura, tanto altura como comprimento do bocal de jato de água 300 podem ser ajustados.

O dispositivo de jato de água 600 será descrito como a seguir. Componentes do dispositivo de jato de água incluem o braço de robô articulado 200, um sensor de medição de distância, um sensor de monitoramento de temperatura, um sistema de sucção, um sistema de detecção de depressão.

Mais especificamente, o braço de robô articulado 200 é projetado de modo que a superfície livre 20 possa ser formada sem o problema do mal funcionamento de dispositivo provocado por erros na superfície livre 20 e a velocidade do movimento do braço de robô articulado 200 pode ser controlada.

O sensor de medição de distância é anexado ao bocal de jato de água 300, e é configurado de modo a interromper o funcionamento quando nenhum dos alvos estão presentes dentro de uma distância predeterminada.

Além disso, o sensor de monitoramento de temperatura é configurada de modo que este possa medir um intervalo de temperatura reconhecível como um humano em um ponto de escavação para evitar um acidente.

O sistema de sucção é configurado de modo que o sistema de sucção admita água e a descarregue para outra área quando a água flui quando a base de rocha é comprimida. Isso pode evitar consequentemente deposição e assim aumentar a velocidade em que a superfície livre 20 é formada. O sistema de detecção de depressão é configurado de modo que este possa detectar a posição ou porção da superfície livre 20 que é deprimida e se o bocal de jato de água 300 é ou não danificado pelo chão deprimido. Se o bocal de jato de água 300 é danificado, um projeto ou configuração que facilita substituição e remontagem é provido.

Além disso, é configurado de modo que, quando o bocal de jato de água 300 não se move adequadamente quando formando a superfície livre 20, as razões possam ser identificadas.

Doravante, com referência à fig. 9 e fig. 10, um descrição será dada abaixo de um método de escavação utilizando o jato de água de acordo com uma modalidade da invenção.

Primeiro, o dispositivo de jato de água 600 é movido para uma posição de escavação utilizando a unidade movente 100.

Quando o dispositivo 600 é assentado na posição, o dispositivo determina o status presente por varredura de sua posição e a porção que é para formar a superfície livre, e começa a operação preliminar utilizando o bocal 300. É preferencial que o bocal mova ao longo da linha L enquanto sendo reciprocada e rotacionada, portanto, formando de modo eficiente a superfície livre. É preferencial que a superfície livre seja formada pela operação do braço de robô após a profundidade da superfície livre ser formada uniforme tratando primeiro as porções covexas determinadas por varredura.

Depois, o padrão a ser comprimido que é definido pela linha L é formado na superfície a ser escavada 10.

O padrão a ser comprimido é formado selecionando o padrão em formato de arco ou zigue-zague e pintando a linha L tendo uma cor predeterminada sobre a superfície a ser escavada 10.

A unidade de controle 500 reconhece a linha L formada sobre a superfície a ser escavada 10 por meio do meio de reconhecimento de linha 210, e controla o bocal de jato de água 300 de modo a seguir a linha L.

Quando uma pluralidade dos braços de robô 200 é provida, a operação pode ser executada dividindo a área em duas seções, e a sequência e tempo de operação é respectivamente controlada de acordo com os braços de robô de modo que os braços de robô 200 não interfiram entre si.

A unidade de controle 500 controla o braço de robô articulado 200 de modo a mover ao longo da linha L, de modo que a superfície livre 20 seja formada no formato planejado da linha L,

A superfície livre 20 é formada para uma profundidade predeterminada na superfície a ser escavada 10 utilizando o bocal de jato de água 300.

A etapa de medir a superfície livre 20 mede a profundidade comprimida e largura da superfície livre 20, a qual é comprimida pelo bocal de jato de água 300, em tempo real utilizando os sensores. Quando a largura medida ou profundidade não excede um valor de referência, o bocal 300 é operado novamente na porção correspondente para atingir a largura e profundidade pretendidas.

Quando a profundidade e espaço da superfície livre 20 não é atingida, um comando de execução inicial é cumprido, e quando a profundidade e espaço da superfície livre 20 é atingida, uma etapa de preparação de detonação é executada.

Quando o processo de formação da superfície livre 20 é completado desse modo, uma pluralidade de orifícios de carga 30 é formada subsequentemente na área interna da superfície livre 20 utilizando o bocal de jato de água 300. Depois disso, os orifícios de carga 30 são carregados com explosivos, que por sua vez, provocam detonação.

Além disso, o padrão a ser comprimido de acordo com a invenção pode formar a superfície livre 20 de modo a ser contínuo ao longo da linha L, ou a linha de escavação desenhada da porção a ser escavada. A superfície livre contínua 20 pode reduzir a transferência de vibração e ruído, reduzindo assim vibração de detonação. Diferente da técnica relacionada em que detonação é executada no estado em que apenas a lateral frontal com relação à direção em que o túnel é escavado é aberto e a lateral superior, lateral inferior, lateral esquerda, lateral direita e a lateral traseira são fechadas pela base de rocha adjacente, a invenção executa detonação no estado em que apenas a lateral Inferior e lateral traseira são fechadas pela base de rocha adjacente, mas a lateral frontal, a lateral superior, a lateral esquerda e a lateral direita são abertas. Consequentemente, desde que a superfície livre 20 seja aumentada, a quantidade de uma carga que é exigida é minimizada. Isso, consequentemente, reduz impacto, vibração e ruído, que são transferidos, permitindo, assim, um processo de detonação mais seguro e ambientalmente amigável.

Além disso, quando os explosivos carregados no orifício de carga 30 são detonados, vibração, ruído e força destrutiva que ocorre espalham em todas as direções através da base de rocha 10 para ser escavada, que age como um meio. No entanto, o ruído de vibração e força destrutiva são defletidos ou refletidos em direção à base de rocha 10 a partir dos arredores a superfície livre 20 por causa da diferença entre meio (ou seja, a base de rocha e ar). Isso é o mesmo princípio em que som gerado dentro da água é transferido de modo eficaz dentro da água, mas não audível no ar fora da água.

Consequentemente, a superfície livre 20 bloqueia de modo eficaz e reduz a vibração e ruído que são gerados pela explosão.

Na técnica relacionada, a força destrutiva gerada pela explosão é propagada em todas as direções ao longo da base de rocha, provocando assim uma grande quantidade de perda. Ao contrário, de acordo com a invenção, a força destrutiva é defletida pela superfície livre 20 e é direcionada novamente para dentro (ver fig. 9). Consequentemente, isso pode destruir a base de rocha para ser escavada utilizando uma pequena quantidade de força destrutiva, reduzindo assim a quantidade de explosivos exigida.

Como mostrado na fig. 10, uma pluralidade de orifícios de carga 30 tendo uma profundidade predeterminada são formadas em distância igual na superfície (a superfície a ser escavada 10) dentro da superfície livre 20, e explosivos são carregados nos orifícios de carga 30.

Os orifícios de carga 30 podem ser formados utilizando jato de água de acordo com a invenção, ou ser formados utilizando uma perfuradora jumbo existente. Além disso, quando uma pluralidade de braços de robô 600 é montada, os braços de robô 600 podem ser operados de modo que alguns dos braços de robô 600 formem a superfície livre e os outros braços de robô 600 formem os orifícios de carga.

Depois, a escavação de túnel é executada detonando a superfície a ser escavada 10.

A sequência da detonação é como a seguir: alguns dos explosivos que estão adjacentes â superfície livre 20 são primeiro detonados, e a detonação é sequencialmente direcionada em direção ao centro e ao fundo do túnel. Especificamente, a detonação é iniciada nas porções que estão adjacentes à lateral frontal, as superfícies livres esquerda e direita e a superfície livre superior, e então as cargas na base de rocha que estão dentro e no fundo do túnel explodem sequencialmente. Além disso, desde que os orifícios de carga sejam formados geralmente para uma profundidade variando de 2 m a 3m, é possível executar detonação sequencial ao invés de explodir simultaneamente todas das cargas em um orifício de carga correspondente. Por exemplo, parte dos explosivos que são posicionados mais externamente (adjacente às porções de superfície livre frontal, da esquerda, direita e superior) são explodidos primeiro, e explosão é sequencialmente executada na direção para dentro. Quando a detonação é executada nesse modo, a parte da base de rocha que possui mais áreas correspondentes à superfície livre é explodida primeiro, reduzindo assim a quantidade de cargas.

Doravante, uma descrição detalhada será dada abaixo de um sistema de escavação utilizando um jato de água de acordo com outra modalidade da invenção.

Referindo-se à fig. 11 e fig. 12, um sistema de jato de água inclui uma moldura 710, um meio movente 720, um bocal de jato de água 730 e um dispositivo de controle 740.

Mais especificamente, a moldura 710 é disposta na frente da superfície a ser escavada 10. Como mostrado na figura, a moldura 710 tem o formato de um arco similar ao formato transversal do túnel, e pode mover na direção em que o túnel é escavado. Um trilho 750 é provido na moldura 710. O meio movente 720 é engrenado movivelmente ao trilho 750. O meio movente 720 age de meio recíproco ao longo do trilho 750 sob o controle do dispositivo de controle 740. O meio movente 720 pode mover a moldura 710 utilizando rodas ou um trator (caterpillar) sem utilizar o trilho.

O objeto que o meio movente 720 é destinado a mover é o bocal de jato de água 730. O bocal de jato de água 730 ejeta água de alta pressão para a lateral frontal da superfície a ser escavada 10. A água de alta pressão é suprida por uma unidade de suprimento de água (não mostrado). De acordo com a invenção, superfície a ser escavada 10 é quebrada (ou comprimida) pela água ejetada do bocal de jato de água 730. Um abrasivo pode ser utilizando junto para aumentar o desempenho. O abrasivo é partículas de areia ou outro, e é suprido para o bocal de jato de água 730 por uma unidade de suprimento de abrasivo (não mostrada). Consequentemente, o bocal de jato de água 730 ejeta a água e o abrasivo, que é acelerado pela água, na direção em direção à superfície a ser escavada 10. O dispositivo de controle 740 pode ajustar a pressão da água ejetada através do bocal de jato de água 730 e a quantidade do abrasivo exigida. Desde que o bocal de jato de água 730 seja fixado a e suportado sobre o meio movente 720, ele age de modo reciproco ao longo do trilho 750.

Aqui, o meio movente 720 inclui o trilho 750, que inclui um primeiro trilho 752 que permite a moldura 710 mover para trás e para frente e um segundo trilho 754 que permite o bocal de jato de água 730 mover.

O primeiro trilho 752 é provido para permitir movimento para frente e para trás da moldura 710, e o segundo trilho é posicionado sobre a moldura 710 de modo que o bocal de jato de água 730 possa se mover ao longo do segundo trilho. O bocal de jato de água 730 é montado sobre o meio movente 720 de modo que este possa reciprocar sobre o segundo bocal 754. Além disso, também pode ser configurado de modo que o bocal de jato de água 730 seja montado sobre o braço de robô, que foi descrito acima, e o braço de robô é montado sobre a moldura 710, de modo que o braço de robô possa mover ao longo da moldura.

Desde que o bocal de jato de água 730 possa se mover ao longo da moldura 710, seu movimento desenha um traço em formato de arco que remonta o formato da moldura. Consequentemente, uma superfície livre em formato de arco 20 tendo uma profundidade predeterminada é formada ao redor da superfície a ser escavada 10. A superfície livre 20 é interposta entre a superfície a ser escavada 10 e a superfície terrestre, e possui o formato de cerca a superfície a ser escavada 10.

Aqui, o bocal de jato de água 730 pode mover utilizando o meio movente 720, e uma pluralidade do bocal de jato de água podem ser empregada. O bocal de jato de água 730 pode incluir um sensor de medição 732 em uma de suas laterais, que mede a profundidade do corte.

Além disso, o dispositivo de controle 740 controla a velocidade de movimento do meio movente 720 e a pressão e direção da água ejetada do bocal de jato de água 730. Aqui, um material auxiliar, tal como o abrasivo, pode ser misturado com a água ejetada do bocal de jato de água 730 para aumentar a eficiência de escavação.

A descrição será dada agora do processo de formação da superfície livre 20 utilizando o sistema de jato de água. Primeiro, a moldura 710 é movida para uma posição de escavação ao longo do primeiro trilho 752. Depois o dispositivo de controle 740 determina a pressão do bocal de jato de água 730, a velocidade de movimento do meio movente 720 e a quantidade de abrasivo exigida.

Desde que o bocal de jato de água 730 mova ao longo da moldura 710, seu movimento desenha um traço em formato de arco que remonta o formato da moldura. Consequentemente, a superfície livre em formato de arco 20 tendo uma profundidade predeterminada é formada ao redor da superfície a ser escavada 10. A superfície livre 20 é interposta entre a superfície a ser escavada 10 e a superfície terrestre, e tem o formato que cerca a superfície a ser escavada 10.

Quando o processo de formação da superfície livre 20 é completado, o meio movente é movido para trás ao longo do primeiro trilho 752 a partir da superfície a ser escavada 10. Depois, uma pluralidade de orifícios de carga é formada na superfície a ser escavada 10, seguida por carregamento e detonação. Durante a detonação, vibração de detonação (energia de vibração) é gerada da fonte de explosão, A superfície livre 20 deflete a vibração de detonação, evitando assim de modo eficaz ou reduzindo a propagação da vibração de detonação para as cercanias incluindo a superfície terrestre.

Além disso, a maioria da vibração de detonação defletida a partir da superfície livre 20 age novamente como energia exigida para a detonação. Portanto, a quantidade de explosivos exigida para a detonação pode ser reduzida do que o caso sem a superfície livre 20. Além disso, a possibilidade de sobre-escavação após a detonação pode ser significativamente reduzida. Isso significa que o processamento subsequente após a detonação é desnecessário, levando ao custo de construção reduzido e período de construção diminuído.

Exemplos

Fig, 13 à fig. 20 são os resultados da simulação para reduzir vibração de detonação pela formação de uma superfície livre. Fig. 13 é uma vista apresentando modelo de análise de elemento finito 3D, e representa as posições dos orifícios de contorno 40 e orifícios de paragem 30.

Fig. 14 é uma vista das pressões de detonação simulada dependendo do tempo, em que (a) representa a pressão de detonação no orifício de paragem, e (b) representa a pressão de detonação no orifício de contorno 40. Aqui, as condições de carregamento dos orifícios de contorno (40, observar a fig. 13) incluem Gurit de desacoplamento tendo um diâmetro de 17 mm, um explosivo fino, e as condições de carregamento dos orifícios de paragem (30, ver Fig. 13) incluindo carregamento de explosivos de emulsão tendo um diâmetro de 32 mm. A diferença na pressão de detonação entre os orifícios de paragem 30 e os orifícios de contorno 40 não é significante. Vibração de detonação não é muito Influenciada por se os orifícios de contorno 40 são ou não detonados.

Fig. 15 é uma vista de deslocamentos sintéticos simulados do orifício de contorno 40 e o orifício de paragem 30 nas direções XYZ, fig. 16 é uma vista apresentando deslocamentos horizontais do orifício de contorno 40 e o orifício de paragem 30, e fig. 17 é uma vista de deslocamentos simulados na direção vertical. Nessas figuras, (a) representa o caso onde os orifícios de contorno 40 e os orifícios de paragem 30 são explodidos sem formar a superfície livre 20, (b) representa o caso onde os orifícios de contorno 40 e os orifícios de paragem 30 são explodidos após formar a superfície livre 20, e (c) representa o caso onde apenas os orifícios de paragem 30 são explodidos após formar a superfície livre 20. Como mostrado na fig. 15 a fig. 17, a pressão de detonação não é propagada à superfície terrestre ao redor, desde que a superfície livre 20 seja formada. Além disso, a diferença na pressão de detonação entre (b) e (c) não é significante.

Fig. 18 é uma vista apresentando variações nos deslocamentos verticais dependendo do tempo em uma posição 1 m acima do orifício de contorno 40. Aqui, caso A indica valores numéricos que representam a variação no deslocamento vertical de uma seção transversal de detonação tipica, Caso B indica valores numéricos que representam a variação no deslocamento vertical de uma seção transversal de detonação quando a superfície livre 20 foi formada, e Caso C indica valores numéricos que representam a variação no deslocamento vertical de uma seção transversal de detonação quando a detonação foi executada utilizando apenas os orifícios de paragem 30 sem considerar os orifícios de contorno 40. Vibração de detonação não é muito influenciada pelos orifícios de contorno 40 estejam eles presentes ou não. Isso leva consequentemente ao número reduzido dos orifícios e a quantidade reduzida de cargas, atingindo assim o efeito do curso de construção reduzido.

Fig. 19 e fig. 20 são vistas apresentando variações nos deslocamentos verticais em uma posição acima de um ponto de detonação. Aqui, o tamanho da vibração de detonação diminui quanto mais o ponto de detonação é distanciado do topo do túnel (ver fig. 19). Pode ser apreciado que a amplitude de vibração é diminuída quanto mais esta é distanciada do ponto de detonação. Além disso, o tempo de chegada das ondas de vibração também aumenta quanto mais o ponto de detonação é distanciado do topo do túnel (ver fig. 19).

Fig. 20 é um gráfico das variações verticais simuladas em uma superfície terrestre acima do ponto de detonação do túnel (uma posição distanciada 20 m do ponto de detonação), dependendo se a superfície livre está presente e sobre a profundidade da superfície livre. Referindo-se à fig. 20, pode ser apreciado que a vibração de detonação é diminuída a medida que a profundidade da superfície livre 20 aumenta.

No caso onde a superfície livre 20 é ausente, o deslocamento vertical máximo da superfície terrestre (a superfície terrestre distanciada 20 m do ponto de detonação) é cerca de 0,07 (ver fig. 20). No entanto, quando a superfície livre 20 é formada, o deslocamento vertical máximo é diminuído mais do que o caso onde a superfície livre 20 não é formada. Além disso, à medida que a profundidade da superfície livre 20 é aumentada, o tamanho do deslocamento vertical máximo que ocorre sobre a superfície terrestre acima do túnel é gradualmente diminuída. Quando a superfície livre 20 tendo uma profundidade de 4m é aplicada, o efeito da redução de vibração de 90% ou mais comparado ao caso onde a superfície livre 20 não é aplicada.

Fig. 22 é modelagem de simulação para deslocamentos verticais, em que testes foram executados carregando "orifícios de contorno" e "orifícios de paragem" como na tabela a seguir e explodindo os orifícios.

"a" é o caso onde os orifícios são formados na superfície livre, em uma largura de 10 cm e uma profundidade de 1m, "b" é o caso onde detonação foi executada formando 1 fila de orifícios de perfuração de linha sem a superfície livre, e "c" é o caso onde detonação foi executada formando duas filas de orifícios de perfuração de linha sem a superfície livre.

Fig. 23 apresenta medições de deslocamentos verticais que são causados por detonação. Embora nenhuma diferença significativa ocorreu entre o caso onde os orifícios de perfuração de linha foram formados e o caso da detonação de túnel típica, é apreciado que praticamente nenhum deslocamento vertical ocorreu no topo quando a superfície livre foi formada.

Fig. 24 apresenta medições de deslocamentos verticais máximos. Quando a superfície livre foi formada, o deslocamento máximo foi medido para ser cerca de 0,6. É geralmente conhecido que a zona de dano é formada quando um deslocamento máximo de 0,7 ou mais ocorre.

Portanto, pode ser apreciado que vibração de detonação pode ser reduzida efícazmente quando a superfície livre é formada de acordo com a invenção.

Embora algumas modalidades exemplares da presente invenção tenham sido descritas com referência às figuras para fins ilustrativos, aqueles versados na técnica a qual a presente invenção se relaciona apreciarão que várias modificações e variações são possíveis, sem se afastar do escopo e espírito da invenção como descrito nas reivindicações de acompanhamento.

Aplicabilidade Industrial

A presente invenção é aplicável à escavação de túnel com base em detonação de explosivo. Em particular, é esperado que a invenção seja altamente aplicável à construção de metrôs urbanos e instalações subterrâneas para as quais é exigida redução de alto nível na vibração de detonação.
Numerais de Referência Principais das Figuras
100: unidade movente
200: braço de robô articulado
300: bocal de jato de água
310: peça de sensor de profundidade
320: peça de sensor de largura
400: unidade de suprimento
500: unidade de controle
600: dispositivo de jato de água
L: linha
710: moldura
720: meio movente
730: bocal de jato de água
732: sensor de medição
740: dispositivo de controle
750: trilho
752: primeiro trilho
754: segundo trilho

Claims

Sistema de escavação compreendendo:
uma unidade movente (100) móvel sobre uma área que é para ser detonada;
um braço de robô articulado (200) disposto sobre a unidade movente (100);
um bocal de jato de água (300) montado sobre uma extremidade principal do braço de robô (200);
uma unidade de suprimento (400) que supre água de alta pressão para o bocal de jato de água (300); e
uma unidade de controle (500) que controla a unidade movente (100), o braço de robô (200), o bocal de jato de água (300) e a unidade de suprimento (400),
caracterizado pelo fato de que o bocal de jato de água (300) inclui um sensor (310, 320) configurado para medir uma profundidade e uma largura de uma superfície livre que é comprimida pela água de alta pressão do bocal de jato de água (300), e de que a unidade de controle (500) controla o braço de robô (200) e a unidade de suprimento (400) com base na profundidade e na largura medidas pelo sensor (310, 320).
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de suprimento (400) supre um abrasivo junto com água de alta pressão.
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um meio reconhecedor de linha para reconhecer uma linha de cor predeterminada (L) que é pintada sobre uma superfície a ser escavada, em que a unidade de controle (500) controla o braço de robô (200) de modo a seguir a linha (L) que é reconhecida pelo meio reconhecedor de linha.
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a linha (L) compreende um padrão a ser comprimido.
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o padrão a ser comprimido da superfície a ser escavada que é formado pelo bocal de jato de água (300) compreende um padrão em formato de arco.
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que padrão a ser comprimido compreende o padrão em formato de arco ao qual um padrão em zigue-zague é combinado.
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor compreende uma peça de sensor profunda (310) que mede a profundidade da superfície livre que é comprimida pela água de alta pressão, e o sensor compreende uma peça de sensor de largura (320) que mede a largura da superfície livre que é comprimida pela água de alta pressão.
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a peça de sensor de profundidade (310) é baseada em um laser.
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a peça de sensor de largura é baseada em um laser.
Sistema de escavação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade dos braços de robô (200) e uma pluralidade dos bocais de jato de água (300), cada bocal de jato de água (300) sendo montado elasticamente sobre uma das pluralidades dos braços de robô (200) de modo que o bocal de jato de água (300) comprime uma superfície a ser escavada.
Método de escavação, caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro processo de formação de uma superfície livre tendo uma profundidade predeterminada em uma superfície a ser escavada utilizando um jato de água,
em que o método de escavação é realizado por meio de um sistema de escavação;
o sistema de escavação compreendendo: uma unidade movente (100) móvel sobre uma área que é para ser detonada; um braço de robô articulado (200) disposto sobre a unidade movente (100); um bocal de jato de água (300) montado sobre uma extremidade principal do braço de robô (200); uma unidade de suprimento (400) que supre água de alta pressão para o bocal de jato de água (300); e uma unidade de controle (500) que controla a unidade movente (100), o braço de robô (200), o bocal de jato de água (300) e a unidade de suprimento (400); em que um sensor (310, 320) incluído no bocal de jato de água (300) do sistema de escavação mede uma profundidade e uma largura da superfície livre que é comprimida pela água de alta pressão; e
em que o braço de robô (200) e a unidade de suprimento (400) são controlados com base na profundidade e na largura medidas pelo sensor (310, 320).
Método de escavação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um segundo processo de formação de orifícios de carga em uma área dentro da superfície livre utilizando um jato de água.
Método de escavação, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um terceiro processo de carregar os orifícios de carga com explosivos e detonar os explosivos.