1.4 Технология процессов земляных работ

1.4.1 Расчет нормативной производительность экскаватора

Обозначим индексом 1 – экскаватор с прямой лопатой, а индексом 2- экскаватор с обратной лопатой.

1) Определим нормативную производительность экскаваторов:

где (24)

ε =100 м³ – объём, на который дана норма времени;

Н_в =1,14, Н_вр2 =1,41– норма машинного времени, маш.-ч из Е2-1-8;

t_см =8 ч – продолжительность смены.

1.4.1.1 Расчет эксплуатационной производительность экскаватора

Определим сменную эксплуатационную производительность одноковшового экскаватора, работающего в цикличном режиме, с учетом забойных условий и технологических характеристик процесса выемки грунта устанавливают по формуле

П_э=60·t_см· n_э ·q_э· (К_н / К_р) · К_во ·К_т , (25)

где 60 t_см = 60·8 = 480 мин/смену – продолжительность смены в минутах;

n_э – количество циклов экскавации, цикл/мин;

По существу этот параметр нормативный и определяется по формуле

n_э =60 / t_цэ , (26)

где t_цэ1 =28,7 с , t_цэ2 = 28,0 с – длительность цикла экскавации (таб. 14, прил. А)

n_э1 =60 / 28,7=2,09 цикл/мин, n_э2 =60 / 28= 2,14 цикл/мин.

q_э =1,6 м³/цикл – вместимость ковша экскаватора;

К_н = 1 – коэффициент наполнения ковша грунтом;

К_р =1,1 – коэффициент разрыхления грунта;

К_во1 = 0,82 , К_во2 = 0,75 – коэффициент использования сменного времени при работе экскаватора навымет (в отвал) [2, прил.3];

К_вт1 =0,71, К_вт2 =0,63 – коэффициент использования сменного времени при погрузке грунта в транспорт [2, с.82].

К_т – коэффициент снижения рабочего времени за счет подачи транспорта.

К_т = К_вт / К_во (27)

К _т1=0,71/0,82=0,87

К _т2=0,63/0,75=0,84

П_э1=480· 2,09 · 1,6 · (1 / 1,1) · 0,82 ·0,87=1040,99 м³/смену,

П_э2=480· 2,14 · 1,6 · (1 / 1,1) · 0,75· 0,84 = 941,29 м³/смену.

Продолжительность экскаваторных работ Т_см, в сменах, при разработке грунта в котловане в заданном объеме выемки определяют по формуле

Т_см =V_э / (П_н Р N_э), (28)

Т_см =21812,787 /(1040,99 *1) = 20,95=21 маш.-смен

Т_см =21812,787 /(941,29 *1) = 23,17=23,5 маш.-смен

Машиноемкость работ в машино-сменах будет равна

Т_м-см =V_э Н_в / (t_см Р ε), (29)

Т_м-см = (21812,787*1,14)/(8*1,0*100) = 31,08 маш.-смен

Т_м-см = (21812,787*1,41)/(8*1,0*100) = 38,45 маш.-смен

где V_э – объем грунта в котловане, предназначенный к выемке экскаватором, м³; П_нР=П_э – сменная эксплуатационная производительность экскаватора (забоя), м³/смену; Т_м-см – машиноемкость работ, маш.-смен; N_э – количество одновременно работающих экскаваторов. При N_э =1, Т_см = Т_м-см .

1.4.1.2 Расчет производительности автосамосвалов

Для проектирования схемы разработки котлована необходимы:

R_а=7,2 м - радиус поворота автомобиля,

h=2180 мм - высота от уровня стоянки до кромки кузова,

В_г = 2500 мм ширину кузова.

Продолжительность цикла нагрузки автосамосвала грунтом t_н, минут:

t_н = Q t_цэ К_р / (γ q_э К_н 60К_т) , (30)

Q =27 т – грузоподъемность,

t_цэ1 =28,7 с , t_цэ2 = 28 с – длительность цикла экскавации (таблице 14 приложения А)

К_р =1,1 – коэффициент разрыхления грунта

для песка  = 1,67 т/м³- объемный вес грунта

q_Э =1,6 м³/цикл - вместимость ковша экскаватора

К_н = 1 – коэффициент наполнения ковша грунтом

К_т1 =0,87 , К_т2 =0,84 – коэффициент снижения рабочего времени за счет подачи транспорта.

t_н1 = (27*28,7*1,1)/(1,67*1,6*1*60*0,87)=6,11 мин

t_н2 = (27*28 *1,1)/(1,67*1,6*1*60*0,84)=6,18 мин

Теперь, зная цикл нагрузки, можно рассчитать длительность рейса t_ц , минут, или рабочего цикла автосамосвала, мин.

t_ц = t_н + + t_р , (31)

где L =20 км – расстояние перевозки грунта

V_ср1=16 км/ч – средняя скорость автосамосвала в загруженном состоянии

V_ср2 = 35км/ч - средняя скорость автосамосвала в порожнем состоянии (25…35 км/ч);

t_р =3,73 мин – ориентировочная продолжительность выполнения операции разгрузки автосамосвала [1,табл. 15 А]

- время движения в груженном состоянии (32)

- время движения без груза

t_ц1 = 6,11 +20*60 / 16+20*60/35 + 3,73=119,13 мин

t_ц2 = 7,4 +20*60 / 16+20*60/35 + 3,73=119,2 мин

Сменную эксплуатационную производительность автосамосвала П_а, т/смену, рассчитывают по формуле

П_а = (60 t_см / t_ц) Q К_п К_ва , (33) где К_ва = 0,8 – коэффициент использования сменного времени при погрузке грунта,

t_см =8 ч – продолжительность смены,

К_п =0,7 – коэффициент потерь грунта

П_а1 = (60 *8 / 119,13)*27* 0,7 * 0,8 =60,92 т/смену,

П_а1 = (60 *8 / 119,2)*27* 0,7 * 0,8=60,88 т/смену.