683

Для расчета потребного количества машиночасов на темп работ (гр. 7) построчно перемножают данные гр. 6 на данные гр. 5 табл. 4.7.

Значения цены машиночаса эксплуатации машин при выполнении соответствующих технологических операций принимают по данным ФСЭМ-2001 [7].

Количество суммарных денежных затрат на выполнение каждой отдельно взятой технологической операции получают перемножениемзначений ценымашиночасаэксплуатациимашинына потребное количество часов работы машины.

Расчеттехнико-экономическихпоказателейкомплексногозвена выполняют на единицу измерения работ по каждой позиции.

Прямые затраты на 1 м3 земляных работ рассчитывают как частное от деления суммарных денежных затрат, приведенных в соответствующей графе табл. 4.7 на величину темпа работ.

Выработку на одного рабочего определяют как частное от деления темпа работ на общее число рабочих в отряде. Общее число рабочих в отряде получают суммированием данных по гр. 10.

Коэффициент внутрисменного использования машин при выполнении технологических операций вычисляют путем последовательного деления потребного количества машиночасов на продолжительность смены в часах и затем — на принятое количество машин в звене.

Все расчеты затрат сопровождают ссылкой на соответствующие нормы: расценку сборника ЕНиР,ФЭСМ-2001.

Звено с лучшими технико-экономическими показателями доукомплектовываютнедостающимивспомогательнымимашинами

ипринимают для производства работ.

4.4.Проектирование производства основных земляных работ

4.4.1. Производство работ экскаватором-драглайн

Экскаватор с оборудованием драглайна при сооружении железнодорожного земляного полотна является наиболее универсальной машиной, способной выполнять в обыкновенных грунтах все требуемые земляные работы: разработку выемок с переброской грунта в кавальеры и погрузкой в транспортные средства; погрузку грунта в карьерах; отсыпку насыпей из

31

резерва; устройство водоотводных канав; планировку откосов и ряд других работ.Наиболее эффективен драглайн при разработке выемок в кавальер с погрузкой в автосамосвалы, движущиеся по дну траншеи или сбоку за бровкой. При этом в отличие от экскаваторовпрямая илиобратнаялопатаразрабатываетвыемку на полный профиль с откосами требуемой крутизны.

В курсовом проекте требуется составить подробную технологию разработки выемки с максимальными рабочими отметками экскаватором-драглайн с погрузкой в автотранспорт.

Выбор экскаватора и определение его производительности

Тип экскаватора принимается в соответствии с намеченным при распределении земляных масс. Конструкция режущей части ковшапринимается взависимостиот прочностиразрабатываемого грунта. Обычно для грунтов I и II группы рекомендуется применять ковш со сплошной режущей кромкой, для более прочных грунтов — с зубьями. Для принятого экскаватора выписываются необходимые технико-эксплуатационные характеристики (прил. В).

Часовую производительность экскаватора, м3/ч, определяют по формуле

где q — емкость ковша, м3; tц — время цикла, с (см. прил. В); kн — коэффициент наполнения ковша (песок 0,5–0,7; суглинок легкий 0,65–0,95; суглинок тяжелый 0,65–0,8); kp — коэффициент разрыхления грунта, определяется по ЕНиР [4]; kв — коэффициент использования машины по времени [4]; kм — коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста(равен 1).

Выбор и определение количества автосамосвалов

Основнымусловиемкомплексноймеханизацииземляныхработ является обеспечение максимальной производительности ведущей машины. В сочетании экскаватор-автосамосвал эффективная их работа обеспечивается, когда количество целых ковшей, погружаемых в кузов, находится в пределах 6...10. Поэтому для экскаваторамаркуавтосамосвалаподбираютпоегогрузоподъемности. Для этого подсчитывают массу грунта Рк в ковше экскаватора по формуле

32

где Рк — масса грунта в ковше, т; — удельная масса грунта, т/м2 (для мелких и пылеватых песков 1,60...1,65; для супесей

1,64...1,68; для суглинков 1,67...1,70; для глин 1,69...1,72).

Выбирают автосамосвал по табл. В4, грузоподъемность которого составляет: 6Рк Гт 10Рк.

Затем уточняется количество ковшей для наполнения кузова

При этом превышение может быть не более чем на 10–20 %. Количество автосамосвалов определяется из условия обеспе-

чения непрерывной работы экскаватора

где tп — время погрузки одной машины, tп = tцm; tоб — время оборота автомобиля в технологическом цикле, мин. Время оборота складывается из времени погрузки tп, времени движения к месту выгрузки tгр и обратно tпор, маневров у экскаватора и на отвале tм и времени выгрузки tв:

tоб = tп + tгр + tпор + tм + tв. (4.20)

Расчетвремениведетсявминутах.Время движенияопределяется по дальности транспортировки и скорости движения автосамосвала. Для конкретных условий данного проекта (дальность транспортирования до 2 км, грунтовые дороги, значительное влияние замедления движения при въездах и выездах в забое и нанасыпи) скорость движения и груженого и порожнего автомобиля можно принимать 30 км/ч. Тогда время движения определится по формуле

где tдв — время движения, мин.; L — дальность транспортирования, км; vср — средняя скорость движения, км/ч.

Время маневров в среднем можно принимать 2 мин, время выгрузки — 1 мин.

Полученное количество автосамосвалов округляется в большую сторону. В этом случае к времени полного оборота автоса-

33

мосвала добавится время ожидания под погрузкой tо, продолжительность которого составит:

Параметры забоя разрабатываются на основании техникоэксплуатационных характеристик принятого экскаватора (см. прил. В). Драглайн может работать двумя видами проходок: боковой и торцевой. При боковой проходке экскаватор движется вдоль траншеи сбоку от нее. Такие проходки используются при разработкевыемокспереброскойгрунтавкавальер,приотсыпке насыпи из резерва.

На рис. 4.4 приведены форма и основные размеры забоя при боковой проходке. Максимальная ширина траншеи поверху Втв, м, получается

где Rкн — наибольший радиус копания, м; bхэ — ширина хода

34

экскаватора; 0,5 м — расстояние от края гусеницы до бровки откоса траншеи. Ширина траншеи понизу Втн будет зависеть от ее глубины hт и может быть подсчитана по формуле

Втн = Втв – (m1 + m2)hт, (4.24)

где m1 и m2 — заложение откосов траншеи.

При торцевой проходке экскаватор движется вдоль траншеи по ее оси. При этом он может разрабатывать траншею трапецеидального сечения на глубину, равную максимальной глубине копания Нкн, с боковыми откосами крутизной 1:1. Набольшая ширина проходки может быть определена по формуле (рис. 4.5)

где Ln — длина передвижки, которую принимают в зависимости от емкости ковша экскаватора

Втв

Рис. 4.5. Схема разработки выемки

35

Ширина траншеи понизу так же, как и при боковой проходке, может быть определена по формуле (4.24).

Проектирование схемы разработки выемки

На листе № 2в масштабе:1 : 100 или 1 : 200строится поперечный профиль выемки с максимальной рабочей отметкой Нmax. Затем подсчитывается и отмечается на поперечнике глубина разработки Нраз (рис. 4.6), которая с учетом сливной призмы

(0,15 м) и недобора (0,15...0,20 м) составит

Hраз = Hmax– (0,3…0,35). (4.27)

Если Hраз меньше или равнанаибольшей глубине копания Hкн, экскаватор может одним ярусом разработать выемку на полную глубину. В этом случае на поперечном сечении выемки нужно нанести схемы проходок экскаватора, необходимые для разработки выемкинаполныйпрофиль(см.рис.4.5).Приэтом нужно учитывать, что при разработке траншеи на полную глубину копания Нкн и движения экскаватора по оси траншеи ширина ее понизу может оказаться меньше проектной ширины выемки (см. формулу (4.25)). В таких случаях намечается две или более проходок экскаватора с меньшей шириной разработки. Снижение производительности из-за увеличения количества передвижек экскаватора при более узких проходках компенсируется повышением эффективности погрузки за счет уменьшения угла поворота.

Если Hраз больше Hкн, выемкуразрабатывают двумяили более ярусами по высоте. В этом случае необходимо подсчитать глубину верхнего яруса hя из условия, что при разработке следующего повысоте ярусапогрузкапроизводитсявавтосамосвалы,движущиеся сбоку за бровкой выемки. Движение их по дну траншеи недопустимо во избежание повреждений основной площадки выемки, которые могут привести в последующем к ее болезням. Высотаверхнего яруса,м,придвухъярусной разработкеподсчитывается по формуле

где Нрн — высота выгрузки из ковша экскаватора; hпа — погрузочная высотаавтосамосвала(см.табл.В4);0,5м—шапка грунта над бортами автосамосвала.

36

При разработке верхней проходки автосамосвалы могут двигаться по дну траншеи. В этом случае ширина проходки принимается оптимальной для погрузки челночным способом как наиболее производительным и составляет из условия размещения двух автосамосвалов и возможности свободной заброски ковша экскаватором при наборе, м,

Втн = 2bа + 2,5, (4.29)

где bа — ширина автосамосвала.

При такой схеме разработки ширина первой проходки понизу может оказаться недостаточной для разворота автомашин, особенно при разработке откосной части выемки, где ширина проходки понизу (см. рис. 4.5) Втн уменьшается на 0,5hт за счет уположения откоса до крутизны 1 : 1,5. В этом случае первую проходку можно разрабатывать в средней части выемки или устраивать погрузочный путь в одном уровне с экскаватором сбоку от бровки траншеи.

Если Нраз больше (hя + Нкн), выемку разрабатывают тремя или более ярусами. В этом случае разбивку на ярусы начинают с нижней части выемки. Вначале определяют минимальную высоту нижнего яруса, разработка которого будет осуществляться торцевым забоем с погрузкой в автосамосвалы, подходящие к экскаватору с противоположной стороны забоя. При этом ширина верха яруса определяется из условия возможности разворота автосамосвала и должна быть равна двум радиусам поворота. Тогда высота яруса при крутизне откосов выемки 1 : 1,5 определится по формуле

где Rпов — радиус поворота автосамосвала; Вв — ширина выемки по дну с учетом толщины недобора и сливной призмы.

Оставшуюся часть выемки разбивают по высоте на два или более ярусов в зависимости от наибольшей глубины копания экскаватора.

Драглайнтакжеможетиспользоватьсяпри отсыпкенасыпииз резерва (рис. 4.6).

37

38

Рис. 4.6. Схема отсыпки насыпи экскаватором-драглайном из резерва: 1, 2, 3 — последовательность уплотнения катком

4.4.2. Производство работ экскаватором прямая лопата

Экскаватор прямая лопата менее универсален по сравнению с драглайном. Его применяют в основном при разработке скальных или мерзлых грунтов, в которых драглайн не может работать.

Наиболее эффективна работа прямой лопаты при разработке выемок или карьеров с погрузкой в транспортные средства. Экскаватор прямаялопатаможет работатьлобовымилибоковым забоем с погрузкой в транспортные средства, находящиеся на уровне стоянки экскаватора (одноярусныйзабой) или наразных уровнях (двухъярусный забой).

В курсовом проекте требуется рассчитать параметры и вычертить на листе № 2 в масштабе 1 : 100 или 1 : 200 схему лобового одноярусного забояпри разработке грунтавкарьере спогрузкой в транспортные средства. Необходимые для этого техникоэксплуатационные показатели экскаватора (см. прил. В) должны быть приведены в пояснительной записке.

Максимальная ширина лобового забоя на уровне напорного вала. Высоту напорного вала можно принимать равной 0,8Rкн

(табл. В1).

Обычно работа экскаватора с наибольшим радиусом копания не практикуется, так как при этом снижается толщина стружки грунта при наборе и возникает невыгодный режим нагружения силовой установки. Поэтому наибольший радиус при работе Rкр составляет (0,8....0,85)Rкн, а расстояние передвижки Lпэ обычно составляет 2...2,5 размера ковша и может быть определено по

Таким образом, ширина траншеи поверху при лобовом забое

39

При разработке лобовойтраншеи автотранспортпод погрузку подается задним ходом.В случае, если ширинатраншеи недостаточна для разворота автосамосвала, в борту траншеи через 50 м устраивают тупиковые карманы.

Рис. 4.7. Забой экскаватора прямая лопата

Схемаотсыпкинасыпиавтосамосваламисразработкойгрунта в карьере экскаватором прямая лопата показана на рис. 4.8.

40