Разработка технологических решений по устройству котлована (стр. 2 из 3)
а1=а+ 2тНр (м) (4.2)
а1=60+2*0,9*4,8=68,64≈69 м.
Разработка котлована начинается с проходки пионерной (разрезной) траншеи.
Ширину пионерной траншей понизу принимаем равной 2 м. Ширина пионерной траншеи поверху была посчитана в формуле 2.7, и она равна 11м.
bПТ=2 м;
ВПТ≈10,6 м.
Ширина бокового забоя:
ВБЗ=1,3* Rкоп.max(м) (4.3)
Где ВБЗ – ширина бокового забоя, м;
Rкоп.max- наибольший радиус копания (по табл.2), м.
ВБЗ= 1,3*10,7=14 м.
Определим количество боковых забоев:
пБЗ=(а1- ВПТ)/ ВБЗ (4.4)
пБЗ = (69-10,6)/14 =4 забоя+2 м
остаток в 2 м распределим на четыре боковых забоя:
ВБЗ= 14+2/4=14,5 м
Т. о., разработка котлована будет осуществляться пионерной траншеей с размерами поверху ВПТ=11 м понизу bПТ=2 м, и тремя боковыми забоями с размерами поверху и понизу ВБЗ= 14,5 м.
Эксплуатационную производительность экскаватора определяем по формуле:
(м3/ч) (4.5)Где q=2 м3– объём ковша (принимаем по табл.2);
tц=22 с – длительность рабочего цикла(принимаем по табл.2);
КН =1,1– коэффициент наполнения ковша, для супеси;
КР =1,15– коэффициент разрыхления грунта , для супеси;
КВ =0,9 – коэффициент использования рабочего времени смены (0,80…0,90).
(м3/ч)Выбор экскаватора прямая лопата для разработки котлована
При использовании экскаватора прямая лопата, разрабатываются открытые котлованы, которые удобны, т.к. обеспечивают въезд в котлован.
Выбор экскаватора прямая лопата осуществляется так же, как и для обратной лопаты:
Нр= Нкоп.max*β (м) (5.1)
Где Нкоп.max – паспортная характеристика высоты разрабатываемого уступа, м;
β=1,0 – коэффициент высоты забоя экскаваторов, с прямой лопатой для супеси.
Нкоп.max=4,8/1,0=4,8 м.
Принимаем экскаватор прямая лопата ЭО-5122.
Таблица 3. Технические характеристики экскаватора прямая лопата ЭО-5122.
| Показатели | ЭО-5122 |
| Объём ковша, м3 | 1,6 | 2,0 |
| Наибольший радиус копания Rкоп.max, м | 8,9 |
| Радиус копания на уровне стоянки Rст, м | 4,7 |
| Наибольшая глубина копанияНкоп.max, м | 9,6 |
| Наибольшая высота выгрузки Нвыг.max, м | 5,1 |
| Радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки, Rвыг, м | 4,6 |
| Продолжительность цикла, с | 20 |
| Масса, т | 36,0 |
Для прямой лопаты устройство наклонного входа с уклоном i=10% в котлован является первой стадией его разработки: экскаватор начинает разрабатывать грунт ниже отметки стояния, постепенно заглубляясь до отметки Нр в конце наклонного входа – на границе подошвы котлована. Разработка грунта должна быть начата от будущей подошвы котлована на расстоянииLp, которое посчитано в формуле 2.9:
Lp= 48 (м).
Пионерную траншею, являющуюся продолжением наклонного входа в котлован, разрабатываем нормальным лобовым забоем, при котором облегчается маневрирование и установка под погрузку автосамосвалов. Ширину пионерной траншеи понизу принимают равной двум радиусам копания на уровне стояния:
bnm=2*Rcm(м) (5.2)
где bnm – ширина пионерной траншеи, м;
Rcm - радиус копания на уровне стоянки (по табл.3), м.
bnm=2*4,7=9,4 м.
Разрабатываем максимально широкую траншею поверху, допуская возможность оползания верхней части откоса в процессе разработки грунта:
Bnm=2*Rкоп.max(м) (5.3)
Где Bnm – ширина пионерной траншеи поверху, м;
Rкоп.max - наибольший радиус копания (по табл.3), м.
Bnm=2*8,9=17,8 м.
Определим размеры бокового забоя:
В1= Rкоп.max(м) (5.4)
Где В1 – расстояние от оси движения экскаватора до бровки откоса забоя, м.
В1=8,9 м.
В2= 0,7*Rкоп.max(м) (5.5)
Где В2 – расстояние от оси движения экскаватора до подошвы забоя, м.
В2= 0,7*8,9=6,2 м.
Полная ширина бокового забоя:
В1+ В2 (м) (5.6)
8,9+6,2=15,1 м.
Влв= В1+ В2 –т’*Нр (м) (5.7)
Где Влв - ширина ленты, ширина забоя поверху, м;
т’ =0,7 – коэффициент заложения откоса котлована, для забоев прямой лопаты (супесь).
Влв=15,1-0,7*4,8=11,7м.
Определим количество боковых забоев:
пбз=(а1- Bnm)/ Влв (5.8)
пбз=(69-17,8)/11,7≈4 забоя +4,4 м.
Остаток 4,4 м можно считать недобором по 2.2 м с каждой стороны котлована. При необходимости недобор можно устранить экскаватором – планировщиком (обратная лопата с широким ковшом) или драглайном.
Влн=(а1- Bnm)/ пбз (м) (5.9)
Где Влн – ширина ленты, ширина бокового забоя понизу, м.
Влн=(69- 17,8)/ 4=12,8 м.
Эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле:
(м3/ч) (5.10)Где q=2 м3– объём ковша (принимаем по табл.3);
tц=20 с – длительность рабочего цикла(принимаем по табл.3);
КН =1,1– коэффициент наполнения ковша, для супеси;
КР =1,15– коэффициент разрыхления грунта , для супеси;
КВ =0,9 – коэффициент использования рабочего времени смены (0,80…0,90).
(м3/ч)Определение количества автосамосвалов для обеспечения работы экскаваторов обратная и прямая лопата
Для перевозки грунта в отвал на расстояние 1,8 км разрабатываемого экскаваторами грунта используются автосамосвалы.
Для экскаватора обратная лопата.
При подборе автосамосвала учтем, что наилучшим является отношение вместимости ковша экскаватора (2 м3) к вместимости кузова автосамосвала 1:4…1:6.
Т. о. выбираем автосамосвал Татра-148, технические характеристики представим в таблице 4.
Таблица 4. Технические характеристики автосамосвала Татра148.
| Показатели | Татра148. |
| Объём грунта в кузове, м3 | 11,1 |
| Грузоподъёмность, т | 15,0 |
| Погрузочная высота, м | 2,7 |
| Габариты, м-длина-ширина-высота | 7,22,52,7 |
| Полная масса, т | 26,0 |
Производительность автосамосвала определяется по формуле:
Пэч=q*Кв*60/tц (м3/ч) (6.1.1)
Где q – объем грунта в кузове автосамосвала (по табл.4), м3;
tц – длительность цикла (рейса), мин.;
Кв – коэффициент использования рабочего времени смены(примем равным 0,90).
tц=tм+tп+tр+tгх+tпх (6.1.2)
где tм=2мин – время маневрирования при погрузке и разгрузке, мин;
tп – время погрузки, мин;
tр=1 мин – время разгрузки, мин ;
tгх – время груженого хода, мин;
tпх – время порожнего хода, мин.
tп= tцэкс*пк (мин) (6.1.3)
где tцэкс=22 с=0,4 мин. – продолжительность цикла экскаватора, мин;
пк – количество ковшей, необходимое для полной загрузки автосамосвала;
пк=qсам/qковша (6.1.4)
где qсам =11,1 м3 - объем грунта в кузове автосамосвала (по табл.4), м3;
qковша=2 м3 – объём ковша экскаватора (по табл.2), м3.
пк=11,1/2=5,5 м3.
tп=0,4*5,5=2,2 мин.
При движении автосамосвалов туда и обратно по одной трассе принимаем:
tгх+ tпх=60*2L/Vср (мин) (6.1.5)
где L – расстояние между пунктами (1.8), км;
Vср – средняя скорость самосвала по трассе (примем равной 20 км/ч), км/ч.
tгх+ tпх=60*2*1,8/20=10,8 мин.
tц=2+2,2+1+10,8=16 мин.
Пэч=11.1*0,9*60/16=37,5 м3/ч.
Определим необходимое количество автосамосвалов NAC для непрерывной работы по формуле:
NAC=Пээкс/ПэАС (6.1.6)
Где Пээкс – эксплуатационная часовая производительность экскаватора, м3/ч;
ПэАС - эксплуатационная часовая производительность автосамосвала, м3/ч.
NAC=282/37,5=8 автосамосвалов необходимо для непрерывной работы.
Для экскаватора прямая лопата.
Выбираем тот же автосамосвал, что и для экскаватора обратная лопата.
Посчитаем по формулам 6.1.2 – 6.1.5 длительность загрузки:
пк=11,1/2=5,5 м3.
tп=0,3*5,5=1,8 мин.
tц=2+1,8+1+10,8=15,6 мин.
Эксплуатационная часовая производительность автосамосвала по формуле 6.1.1 будет:
Пэч=11.1*0,9*60/15,6=38,4 м3/ч.
Необходимое количество автосамосвалов определим по формуле 6.1.6:
NAC=310/38,4=9 автосамосвалов необходимо для непрерывной работы.
Выбор машины для планирования дна котлована, и её производительность
Планировка дна котлована необходима для устранения недобора грунта после экскавации и выравнивания слоя грунта перед уплотнением. После планировки бульдозер должен оставить такой слой грунта, который после уплотнения обеспечил бы получение проектной отметки дна котлована.
Для планировки используем тот же бульдозер ДЗ-18 с универсальным отвалом, который устанавливается с небольшим перекосом.
Определим производительность по формуле:
Пчэ=(60/tц)*F*Kв (м2/ч) (7.1)
Где F – площадь, планируемая за один проход бульдозера, м2;
tц – длительность цикла, мин. Можно принять
tц=2L/V(мин) (7.2)