تويت
جرافه ماييه
Dredger - Drague
الجرَّافة المائية
الجرافة المائية dredges جهاز كبير، مجهز لحفر الطين والرمل والصخور والرسوبيات الأخرى من قاع المجاري المائية. الهدف الرئيس من عملية الجرف هذه هو المحافظة على قنوات صالحة للملاحة المائية، الأمر الذي يعد أساسياً لحركة نقل الحمولات الضخمة. يعد التجريف ضرورياً لأن الأنهار ترسب الطمي، ولأن التيارات البحرية تنقل الرمال وترسبها مما يسد القنوات ويجعلها لا تسمح بالملاحة.
يستخدم التجريف أيضاً لتعريض القنوات الملاحية وتعميقها، ولحفر القنوات، وللتعدين في أعماق البحار بغية استخراج الرمال والحصى والذهب والقصدير ومعادن أخرى.
لمحة تاريخية
كان أول جهاز جرف بدائي كيساً جلدياً واسعاً ملحقاً بملعقة قوية تقع في نهاية سارية طويلة. اعتمد الصينيون والآشوريون منذ القدم الجرف باستخدام الملعقة والحقيبة لتنظيف قنواتهم، كذلك اعتمدت هذه الطريقة لقرون عدة في البلدان الأوربية.
وهناك طريقة جرف أخرى ترجع إلى عام 1400 اعتمدت استخدام محراث مدلى من قاع قارب. يقوم المحراث بتفكيك مواد القاع لمداخل الموانئ كي ينقلها المد بعيداً.
طور الهولنديون عام 1600 «طاحونة طين أمستردام» Amsterdam mudmill المصنوعة كلياً من الخشب. تتكون الطاحونة من قارب لنقل الرمال ذي مزراب مائل أو قناة تعبره في وسطه. يُنقل الطمي إلى أعلى القناة بوساطة ألواح مركبة عبر القناة على سلسلة طويلة تقاد بوساطة طاحونة دوس treadmill. استطاعت طاحونة أمستردام التي يمكن استخدامها فقط في المياه الهادئة، الحفر إلى أعماق تراوحت بين 3 و5 أمتار. وتستطيع إزالة 400 طن من الطين في اليوم الواحد، وقد عدَّ هذا الرقم قياسياً في الإنتاج لجرافة استطاعتها حصانان بخاريان في ذاك التاريخ.
إن أول استخدام معروف لجرافة دلوية bucket dredge لها سلسلة طويلة مجهزة بدلاء عوضاً عن الألواح (عوارض) كان من أجل تعميق نهر الماس Maas في هولندة عام 1623. في هذا النوع من طواحين الطين، تحرك الدلاء النحاسية المركبة على السلسة باستخدام الطاقة البشرية. استخدمت طواحين الطين في أوربة عامة حتى منتصف القرن التاسع عشر على الرغم من اختراع المحرك البخاري. وبنيت أول جرافة بخارية في عام 1796 واستخدمت في ميناء سندرلاند في إنكلترة.
استخدمت بعد ذلك المحركات البخارية ومحركات الاحتراق الداخلي لتوفير القوة الميكانيكية لمعدات التجريف. وهناك طريقة أخرى، استخدمت لأول مرة في القرن التاسع عشر، تقوم على استخدام المضخات لامتصاص الرمل أو الطين. فعلى سبيل المثال، تبقى مداخل نهري الميسيسبي وأورينوكو مفتوحة بوساطة جرافات بحرية تمتص خليطاً من مواد القاع والماء وتطرحه في تيارات النهر أو المحيط.
آلية عمل الجرافة
الجرافة سفينة لها مغرفة من نوع ما لالتقاط المواد، وآلية تشبه الرافعة لرفع المغرفة بحمولتها وتفريغها. تتكون وحدة التجريف الكاملة عادة من الجرافة نفسها، ومن قوارب النفايات، وزورق سريع، وقوارب الإمداد بالمياه والوقود، ورافعة لإرساء المراسي.
تثبت الجرافة بعد تعويمها فوق موقع العمل، بوساطة أعمدة ثقيلة تهبط من خلال فتحات في الجرافة وترتكز على قاع المجرى المائي. وهناك عادة ثلاثة أعمدة، عمودان عند طرف المغرفة، وآخر في مؤخرة الجرافة. تصنع هذه الأعمدة التي قد يبلغ طولها 21 متراً من العوارض الخشبية التي يبلغ مساحة مقطعها نحو 100سم2، أو من الأنابيب الثقيلة جداً. تكون الأعمدة ذات رأس مستدق كي تخترق القيعان الصلبة، ويمكن تزويدها بنعال ذات مساحات مختلفة من أجل القيعان اللينة. تثبت الجرافة في موقعها في حال القيعان اللينة جداً، بوساطة المراسي فقط.
بعد أن تزيل الجرافة جميع المواد التي يمكن أن تصل إليها، ترفع الأعمدة، وتحرك الجرافة قدماً مسافة 1.5 إلى 3 أمتار إلى الموقع التالي عن طريق السحب أو القطر.
أنواع الجرافات
تصنف الجرافات في صنفين عامين: جرافات متقطعة وجرافات مستمرة. الجرافات المتقطعة تتضمن الجرافات المغرفية والجرافات الخُطّافية وتشمل دلواً واحداً أو مغرفة واحدة، وتقوم بحفر الأحمال ورفعها بالتناوب. أما الجرافات المستمرة فتتضمن الجرافات السُلَّمية والجرافات الهدروليكية وجرافات الحت، وفيها تحفر الجرافات باستمرار وترفع المواد في آن واحد.
الجرافة المغرفية
تشمل الجرافة المغرفية dipper dredge دلواً واحداً يدعى مغرفة مربوط بمقبض طويل. يكون الدلو المجهز بأسنان على أكثر درجة من الفعالية في المواد الثابتة كالرمل المرصوص أو الغضار أو طبقات الصخور اللينة. تستطيع الجرافات المغرفية أن تزيل 2820 إلى 7650م3 من الرمل في 24 ساعة باستخدام دلو سعته 6.9م3. وتستطيع الجرافات الكبيرة من هذا الصنف أن تجرف إلى عمق 15 متراً.
الجرافة ذات الخطاف
يكون للجرافة ذات الخطاف (الكباشية) grab dredge دلو واحد يتدلى من نهاية عارضة صاري متأرجحة بوساطة سلسلة أو كبل. ويكون للدلو فكان أو أكثر تغلق وتنفتح من أجل التحميل والتفريغ.
ينزل الدلو إلى القاع مفتوحاً ويجعله وزنه يقتطع من مواد القاع ويمتلئ بينما يرفع ويغلق. يستخدم هذا النوع من الجرافات بوجه رئيسي من أجل المواد اللينة (الرخوة) التي يستطيع الدلو أن يغرق فيها بسهولة. ويمكن أن تستخدم للحفر في أعماق كبيرة عن طريق زيادة طول السلسلة أو الكبل.
الجرافة المتعددة المغارف
تتكون الجرافة المتعددة المغارف (السُلَّمية) ladder dredge من سلسلة من الدلاء الصغيرة تشكل سلسلة طويلة تدور حول إطار مائل يسمى السُــلَّم. يرتبط أحد طرفي السلم مفصلياً بهيكل الجرافة الفوقي، وينزل الطرف الآخر إلى القاع. تتلقى الدلاء حمولتها حين تمر من الطرف السفلي للسلم وتجرف القاع. تطرح الدلاء حمولتها في أنابيب أو أحزمة ناقلة حين تمر فوق آلية التقليب عند النهاية العليا للسلم.
الجرافة الهدروليكية
تمتص الجرافة الهدروليكية hydraulic dredge المواد من القاع بوساطة أنبوب امتصاص مركب على سلم وموصول بمضخة قوية. تضخ المواد المحفورة عبر خط ضخ طاف حتى الشاطئ ومن هناك عبر أنبوب ضخ أرضي حتى المنطقة التي يتم ملؤها. تعد الجرافات الهدروليكية التي تستطيع ضخ المواد إلى مواقع تبعد 3كم عن الجرافة من دون الحاجة لمضخات تعزيز الوسيلة الاقتصادية الأمثل للجرف.
الجرافة ذات المحراث
للجرافة ذات المحراث (الحت) scouring dredge مشط غاطس أو محراث يحرك قيعان الأنهار التي تتكون من طمي خفيف ويثيرها فينقل تيار النهر المواد إلى موقع مناسب.
وائل معلا
Dredger - Drague
الجرَّافة المائية
الجرافة المائية dredges جهاز كبير، مجهز لحفر الطين والرمل والصخور والرسوبيات الأخرى من قاع المجاري المائية. الهدف الرئيس من عملية الجرف هذه هو المحافظة على قنوات صالحة للملاحة المائية، الأمر الذي يعد أساسياً لحركة نقل الحمولات الضخمة. يعد التجريف ضرورياً لأن الأنهار ترسب الطمي، ولأن التيارات البحرية تنقل الرمال وترسبها مما يسد القنوات ويجعلها لا تسمح بالملاحة.
يستخدم التجريف أيضاً لتعريض القنوات الملاحية وتعميقها، ولحفر القنوات، وللتعدين في أعماق البحار بغية استخراج الرمال والحصى والذهب والقصدير ومعادن أخرى.
لمحة تاريخية
كان أول جهاز جرف بدائي كيساً جلدياً واسعاً ملحقاً بملعقة قوية تقع في نهاية سارية طويلة. اعتمد الصينيون والآشوريون منذ القدم الجرف باستخدام الملعقة والحقيبة لتنظيف قنواتهم، كذلك اعتمدت هذه الطريقة لقرون عدة في البلدان الأوربية.
وهناك طريقة جرف أخرى ترجع إلى عام 1400 اعتمدت استخدام محراث مدلى من قاع قارب. يقوم المحراث بتفكيك مواد القاع لمداخل الموانئ كي ينقلها المد بعيداً.
طور الهولنديون عام 1600 «طاحونة طين أمستردام» Amsterdam mudmill المصنوعة كلياً من الخشب. تتكون الطاحونة من قارب لنقل الرمال ذي مزراب مائل أو قناة تعبره في وسطه. يُنقل الطمي إلى أعلى القناة بوساطة ألواح مركبة عبر القناة على سلسلة طويلة تقاد بوساطة طاحونة دوس treadmill. استطاعت طاحونة أمستردام التي يمكن استخدامها فقط في المياه الهادئة، الحفر إلى أعماق تراوحت بين 3 و5 أمتار. وتستطيع إزالة 400 طن من الطين في اليوم الواحد، وقد عدَّ هذا الرقم قياسياً في الإنتاج لجرافة استطاعتها حصانان بخاريان في ذاك التاريخ.
إن أول استخدام معروف لجرافة دلوية bucket dredge لها سلسلة طويلة مجهزة بدلاء عوضاً عن الألواح (عوارض) كان من أجل تعميق نهر الماس Maas في هولندة عام 1623. في هذا النوع من طواحين الطين، تحرك الدلاء النحاسية المركبة على السلسة باستخدام الطاقة البشرية. استخدمت طواحين الطين في أوربة عامة حتى منتصف القرن التاسع عشر على الرغم من اختراع المحرك البخاري. وبنيت أول جرافة بخارية في عام 1796 واستخدمت في ميناء سندرلاند في إنكلترة.
استخدمت بعد ذلك المحركات البخارية ومحركات الاحتراق الداخلي لتوفير القوة الميكانيكية لمعدات التجريف. وهناك طريقة أخرى، استخدمت لأول مرة في القرن التاسع عشر، تقوم على استخدام المضخات لامتصاص الرمل أو الطين. فعلى سبيل المثال، تبقى مداخل نهري الميسيسبي وأورينوكو مفتوحة بوساطة جرافات بحرية تمتص خليطاً من مواد القاع والماء وتطرحه في تيارات النهر أو المحيط.
آلية عمل الجرافة
الجرافة سفينة لها مغرفة من نوع ما لالتقاط المواد، وآلية تشبه الرافعة لرفع المغرفة بحمولتها وتفريغها. تتكون وحدة التجريف الكاملة عادة من الجرافة نفسها، ومن قوارب النفايات، وزورق سريع، وقوارب الإمداد بالمياه والوقود، ورافعة لإرساء المراسي.
تثبت الجرافة بعد تعويمها فوق موقع العمل، بوساطة أعمدة ثقيلة تهبط من خلال فتحات في الجرافة وترتكز على قاع المجرى المائي. وهناك عادة ثلاثة أعمدة، عمودان عند طرف المغرفة، وآخر في مؤخرة الجرافة. تصنع هذه الأعمدة التي قد يبلغ طولها 21 متراً من العوارض الخشبية التي يبلغ مساحة مقطعها نحو 100سم2، أو من الأنابيب الثقيلة جداً. تكون الأعمدة ذات رأس مستدق كي تخترق القيعان الصلبة، ويمكن تزويدها بنعال ذات مساحات مختلفة من أجل القيعان اللينة. تثبت الجرافة في موقعها في حال القيعان اللينة جداً، بوساطة المراسي فقط.
بعد أن تزيل الجرافة جميع المواد التي يمكن أن تصل إليها، ترفع الأعمدة، وتحرك الجرافة قدماً مسافة 1.5 إلى 3 أمتار إلى الموقع التالي عن طريق السحب أو القطر.
أنواع الجرافات
تصنف الجرافات في صنفين عامين: جرافات متقطعة وجرافات مستمرة. الجرافات المتقطعة تتضمن الجرافات المغرفية والجرافات الخُطّافية وتشمل دلواً واحداً أو مغرفة واحدة، وتقوم بحفر الأحمال ورفعها بالتناوب. أما الجرافات المستمرة فتتضمن الجرافات السُلَّمية والجرافات الهدروليكية وجرافات الحت، وفيها تحفر الجرافات باستمرار وترفع المواد في آن واحد.
الجرافة المغرفية
 |
الجرافة ذات الخطاف
يكون للجرافة ذات الخطاف (الكباشية) grab dredge دلو واحد يتدلى من نهاية عارضة صاري متأرجحة بوساطة سلسلة أو كبل. ويكون للدلو فكان أو أكثر تغلق وتنفتح من أجل التحميل والتفريغ.
ينزل الدلو إلى القاع مفتوحاً ويجعله وزنه يقتطع من مواد القاع ويمتلئ بينما يرفع ويغلق. يستخدم هذا النوع من الجرافات بوجه رئيسي من أجل المواد اللينة (الرخوة) التي يستطيع الدلو أن يغرق فيها بسهولة. ويمكن أن تستخدم للحفر في أعماق كبيرة عن طريق زيادة طول السلسلة أو الكبل.
الجرافة المتعددة المغارف
تتكون الجرافة المتعددة المغارف (السُلَّمية) ladder dredge من سلسلة من الدلاء الصغيرة تشكل سلسلة طويلة تدور حول إطار مائل يسمى السُــلَّم. يرتبط أحد طرفي السلم مفصلياً بهيكل الجرافة الفوقي، وينزل الطرف الآخر إلى القاع. تتلقى الدلاء حمولتها حين تمر من الطرف السفلي للسلم وتجرف القاع. تطرح الدلاء حمولتها في أنابيب أو أحزمة ناقلة حين تمر فوق آلية التقليب عند النهاية العليا للسلم.
الجرافة الهدروليكية
تمتص الجرافة الهدروليكية hydraulic dredge المواد من القاع بوساطة أنبوب امتصاص مركب على سلم وموصول بمضخة قوية. تضخ المواد المحفورة عبر خط ضخ طاف حتى الشاطئ ومن هناك عبر أنبوب ضخ أرضي حتى المنطقة التي يتم ملؤها. تعد الجرافات الهدروليكية التي تستطيع ضخ المواد إلى مواقع تبعد 3كم عن الجرافة من دون الحاجة لمضخات تعزيز الوسيلة الاقتصادية الأمثل للجرف.
الجرافة ذات المحراث
للجرافة ذات المحراث (الحت) scouring dredge مشط غاطس أو محراث يحرك قيعان الأنهار التي تتكون من طمي خفيف ويثيرها فينقل تيار النهر المواد إلى موقع مناسب.
وائل معلا