این مقاله در مورد بیل هیدرولیکی و مکانیکی است و به بررسی ساختار، عملکرد حفاری، عمق بهینه و کاربردهای بیل مکانیکی در زمین های مختلف می پردازد.
بیل هیدرولیکی بیل مکانیکی
بیل مکانیکی به سازه ای اطلاق می شود که شامل یک کابین گردان نصب شده روی شاسی چرخ دار است و در بخش جلویی آن، بیل نصب می شود. بخش انتهایی بیل شامل اجزایی مانند تیر اصلی، میله ی نگهدارنده ی جام، خود جام و کابل های فولادی است که عملکرد حرکتی دستگاه را امکان پذیر می کنند.
در تصویر نمونه ای از بیل های هیدرولیکی مشاهده می شود. عملیات حفاری با وارد کردن فشار از سوی بیل آغاز شده و پس از آن با بالا آوردن بیل مواد حفرشده جمع آوری می شوند. میله ی متصل به جام به وسیله ی سیستم کنترلی دستگاه جام را به سمت داخل زمین هدایت کرده یا از محل حفاری خارج می کند. پس از آن که خاک به طور کامل داخل جام قرار گرفت با کمک کابل های بالا برنده جام به سمت بالا کشیده شده و از طریق حرکت افقی تیر اصلی به محل تخلیه هدایت می شود. در مرحله آخر با باز شدن قفل جام محتوای آن در نقطه ی مشخصی تخلیه می گردد. به دلیل قابلیت فرو رفتن بیل در خاک تحت فشار این دستگاه توانایی حفاری در انواع زمین های سفت و نیمه سخت یا دارای ترک را دارد.
اگرچه بیل مکانیکی توانایی انجام عملیات در سطوحی پایین تر یا بالاتر از سطح استقرار خود را دارد اما بیشترین بهره وری معمولاً زمانی حاصل می شود که محل حفاری بین سطح زمین و نقطه ای تا زیر محل چرخش میله ی جام (shippershaft) قرار داشته باشد.
عمق بهینه ی حفاری به عمق عمودی ای گفته می شود که در آن جام می تواند بدون نیاز به فشار بیش از حد به طور کامل و مناسب از مواد پر شود. بیشترین کارایی عملیات حفاری در همین عمق بهینه حاصل می شود این عمق با توجه به نوع جنس زمین و مصالح حفاری شونده متفاوت خواهد بود. در بخش های بعدی اندازه های استاندارد مرتبط با این عمق بررسی می شود.
اگرچه بیل مکانیکی توانایی حفاری در عمقی پایین تر از سطح قرارگیری خود را دارد اما محدودیت این عملیات در طول میله جام نهفته است و عمق حفاری نمی تواند از آن بیشتر شود. در مواردی که نیاز به کار در سطوح بسیار پایین تر وجود دارد از تجهیزات جانبی خاصی مانند جام معکوس یا دراگلاین استفاده می شود که برای چنین شرایطی طراحی شده اند و عملکرد موثرتری دارند.
بیل مکانیکی این توانایی را دارد که ضمن عملیات حفاری دیواره های محل کار را شکل دهد و شیب ترانشه را به صورت دلخواه تنظیم کند. همچنین مصالح برداشت شده را می توان مستقیماً به داخل کامیون انتقال داد یا در نقطه ای مناسب برای خاکریزی تخلیه کرد.