Басов, И. Г.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

Том 158 1968Л И З В Е С Т И ЯТОМСКОГО О РД ЕН А  ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМ ЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГОИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВАМЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА С ПРИМЕНЕНИЕМ БАРОВЫХ ЗЕМЛЕРЕЗНЫХ МАШИНИ. Г. БАСОВ(П редставлена каф едрой горных маш ин, рудничного транспорта и горной механики)Под технологией работ обычно понимаюд определенный объем н последовательность различного рода операций, выполняемых по за ­данному циклу и дающих в итоге готовую продукцию. Это понятие можно использовать и для характеристики технологии ведения земля­ных работ в зимнее время.Технология разработки мерзлого грунта включает в себя объем и последовательность операций по предварительному рыхлению мерз­лого слоя грунта, а также объем и последовательность операций по его выемке. Мерой готовой продукции в данном случае будет количество кубометров вынутого мерзлого грунта в единицу времени.Технология зимних Земляных работ обычно разрабатывается для известного комплекта машин, который используется при даннном виде работ. Если она будет обеспечивать максимально возможную произво­дительность комплекта землеройных машин, ее можно назвать рацио­нальной технологией разработки мерзлого грунта данного комплекта машин, занятого при выполнении определенного вида работ (проходка траншей, выемка котлованов и т. д.). Однако для выполнения одного и того же вида работ может быть использован ряд комплектов машин, для каждого из которых будет своя рациональная технологическая схема. Лучшую из этих схем можно назвать рациональной технологи­ческой схемой для данного вида зимних земляных работ, выполняемых в известных условиях.Таким образом, для выявления наиболее рациональной технологии отдельного вида работ (например, разработки котлована) необходимо прежде выявить рациональные технологические схемы разработки мерз­лого грунта для каждого комплекта машин, которые могут быть целе­сообразно применены в этом случае.Оценка рациональности технологических схем разработки грунта в зимнее время должна вестись из условия обеспечения:1) максимальной производительности машин, предназначенных для рыхления и выемки мерзлого грунта;2) минимально возможной энергоемкости рыхления и выемки мерз­лого грунта;3) минимально возможного расхода инструмента для рыхления мерзлого грунта;4) минимальной стоимости рыхления и выемки мерзлого грунта.Следует отметить, что выявление рациональной технологии опре­деленного вида работ необходимо осуществлять для случая эксплуата­ции различных комплектов машин в равных условиях при одинаковых категории, влажности и глубине прорезания грунта и т. д.Методы исследования рациональных технологических схем разра­ботки мерзлого грунта следует принять экспериментально-теоретиче­скими. Так, экспериментально необходимо выявить рациональные тех­нологические схемы для отдельных комплектов машин. В  частности, необходимо найти рациональные схемы нарезания щелей в мерзлом грунте при выполнении различных видов земляных работ (проходка траншей, выемка котлованов и т. п.) в различных условиях (категория, влажность и глубина промерзания грунта).Продолжительность подготовки определенного объема мерзлого грунта к выемке зависит как от технических параметров баровой зем­лерезной машины, так и от схемы нарезания щелей. Чем мельче будут приняты ячейки в сетке нарезаемых щелей, тем больше необходимо нарезать щелей для подготовки 1 м3 мерзлого грунта к выемке и тем больше будет непроизводительных затрат времени, связанных с манев­ровыми операциями баровой машины. Увеличивать размеры ячеек не­обходимо в разумных пределах и так, чтобы выемочная машина не испытывала значительных перегрузок. Отсюда следует, что выбор пара­метров технологической схемы должен вестись с учетом обеспечения наилучших показателей баровой машины и технических возможностей выемочной машины.Продолжительность нарезания щелей можно разбить на две частиT  =  T 1 +  T 2, Z(I)T A e T t — продолжительность нарезания продольных и поперечных щелей, включающая и время на техническое обслуживание машины (замена режущего инструмента, подтягивание цепи и т. п.);T2 -  время, расходуемое на маневровые операции.Последняя величина, как уже было отмечено выше, зависит от принятой схемы нарезания щелей и ее влияние на производи­тельность землерезной машины можно учесть коэффициентомк *  =  I -  Y • " ^Таким образом,, производительность баровой землерезной ма­шины по подготовке мерзлого грунта к выемке зависит от принятой схемы нарезания щелей и может быть найдена по формулеQ =  _Ѵ"Т Н тКк, ' /3)Sгде ѵа — скорость прорезания щели, мічас;H m -  глубина щели, м\s — площадь щели, которую необходимо прорезать для под­готовки 1 ж3 мерзлого грунта к выемке, M1I jvT.Величину s можно найти из выражения£  ___ (- [ 'П р о д * ^ !  +  ПОП ' ( I 2 ) H m~ ѵ  ’где Іпрод, Lnon — длины щелей соответственно продольной и попе­речной;45W1, я2 — число параллельно нарезаемых на площади щ е л е й  соответственно продольных и поперечных; \/=ІпродІПопЯш -  объем подготавливаемого к выемке мерзлого грун­та, м3.Заменим в выражении (4) «, и W2 через L14wi и Lnon и расстояния между продольными /, и поперечными — L2 щелями. Тогдаs =L n p o . ^ +  l )  + L non + 1LnpOÄ LnonПосле соответствующих преобразований последнее выражение при­мет вща,1 , 1 , 1 , 1 / г чS = --------------- --------------- --------- . ( 5 )I I I f*1 2^ п^род п^опПроизводительность выемочной машины (экскаватора, бульдозера) также зависит от величины 5, поскольку последняя определяет кускова- тость подготовленного к выемке мерзлого грунта, а следовательно, на­грузку узлов выемочной машины и коэффициент заполнения ковша экскаватора или отвала бульдозера. В связи с этим для наиболее рас­пространенных выемочных машин при разработке грунтов различной категории и глубины промерзания необходимо выявить оптимальные значения величины 5 путем экспериментального определения усилий, возникающих в рабочих узлах выемочной машины, а также непроизво­дительных затрат времени на выемку мерзлого грунта.Энергоемкость рыхления мерзлого грунта баровой машиной за ­висит как от ее технических показателей, так и параметров сетки нарезаемых щелей0,736-N jib-s . g чqр =» — 5----- , кет . ч/м3 (6)ѵпЭнергоемкость разработки мерзлого грунта выемочной машиной0,736-№дв. Tcm , зЯъ = -------------------- —  » к в т - 4Im ' (7)где /Ѵдв — мощность двигателя, л .  с.\ТСм ~  продолжительность работы машины в течение смены, час ;V  — объем грунта, вынутый машиной за смену.Оценку технологических схем подготовки мерзлого грунта с п о ­мощью баровых машин необходимо вести также по удельномурасходу режущего инструмента (Зубков, цепей, направляющих рам баров), т. е. расходу инструмента, приходящемуся на 1 лі3 под­готовленного к выемке мерзлого грунта(D =  COr -S, 1/ лі3, ( 8 )где о)' — количество зубков (или цепей, или направляющих рам баров), расходуемое на прорезание 1 м2 щели в мерзлом грунте.Таким образом, величина s является общим показателем, характе­ризующим параметры принятой схемы нарезания щелей, от которого зависят производительности землерезной и выемочной машин, энерго­емкости рыхления и выемки мерзлого грунта, расход режущего инструмента.46 /Кроме того, от параметров принятой схемы нарезания щелей в мер­злом грунте будет зависеть и экономическая эффективность применения землерезной машины, при определении которой учитываются эксплуата­ционные расходы (себестоимости работ, накладные расходы, завися­щие от величины затрат на основную заработную плату рабочих, и на­кладные расходы, величина которых определяется трудоемкостью работ) и капитальные затраты на строительные машины и механизмы, участвующие в производстве земляных работ в зимнее время.В связи с тем, что по каждой технологической схеме приходится сравнивать показатели нескольких машин, определение эффективности целесообразно осуществлять по приведенным затратам. Приведение капитальных затрат к уровню эксплуатационных расходов осуществ­ляется путем использования нормативного коэффициента эффективно­сти, величина которого для строительства установлена в размере 0,17.Сумма приведенных затрат по каждой технологической схеме, реа­лизуемой определенным комплектом машин, может быть найдена по формулеЗ п =  A  [ (C np -j- 0 ,1 5  3 0р +  0 ,4  T р -f- К у д р и н )  ++  (Спв +  0 , 1 5 Зов +  0 ,4  T b - +  К у л ъ Е н)]>где А — соизмеримый объем работ; *Cnp И CnB —  прямая себестоимость (с учетом косвенных расхо­дов, но без накладных расходов) единицы работы, р у б . ;3 0р и Зов — основная заработная плата рабочих, приходящаяся на единицу работ, соответственно по рыхлению и вы­емке грунта, руб.;Tp и Tb — трудоемкость единицы работ соответственно по рых­лению и выемке грунта, чел.-дней;/<уДр и Л’удв — удельные капитальные вложения на единицу работ соответственно по рыхлению и выемке грунта, руб;E u — нормативный коэффициент эффективности капиталь­ных вложений.Наиболее эффективные способы комплексно-механизированной раз­работки мерзлого грунта и комплект машин необходимо выбирать в зависимости от конкретных условий и видов работ, геологических данных-.Выбор комплекта машин производится в такой последовательности:а) отбираются возможные к применению ведущие (выемочные) машины;б) производится расчет их максимальной нагрузки, исходя из объ­емов работ, технических параметров возводимых зданий и сооружении, геологических условий строительной площадки,, выполнения работ в заданный срок при минимальной стоимости;в) устанавливается номенклатура и количество комплектуемых ма­шин, обеспечивающих максимальную производительность ведущей ма­шины, и комплексную механизацию всего цикла работ, предусмотренных технологической картой.Для достижения наибольшей производительности ведущей машины, производительность комплектующих машин должна быть на 5— 10% больше.В технологической карте должны быть даны наиболее рациональ­ная схема подготовки и выемки мерзлого грунта; календарные графики производства и совмещения технологических процессов, указания по производству работ и основные технико-экономические показатели при-47меняемых механизмов; трудозатраты на единицу объема и на весь объем работ.Выбор и применение технологических карт разработки грунта в зимних условиях для конкретно заданного объекта строительства должен осуществляться в два этапа:1. Из ряда имеющихся технологических карт на производство ана- логичных видов работ по наилучшим технико-экономическим показате- т лям выбираются наиболее эффективные.2. Производится окончательный выбор технологической карты из ряда ранее отобранных, причем предпочтение отдается той, которая наилучшим образом отвечает заданным срокам выполнения работ. Если несколько карт отвечает заданным срокам возможности производства работ, наличию механизмов, то критерием окончательного выбора тех­нологической карты являются наименьшие затраты на ее осуществление.После выбора осуществляется привязка карты к строительной площадке.I

Методика определения рациональных технологических схем разработки мерзлого грунта с применением баровых землерезных машин

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University