5. Выбор экскаватора прямая лопата для разработки открытого котлована, расчет забоев, определение его производительности

Разработка открытого котлована ведется с помощью экскаватора прямая лопата.

Котлован разрабатывается в следующей последовательности:

а) устройство наклонного входа в котлован;

б) разработка пионерной траншеи;

в) разработка боковых забоев

Устройство наклонного входа в котлован:

Определяем длину наклонного входа в котлован:

L=Н_Р/i (5.1)

Где i – уклон входа в котлован, i=10%

L=4.8/0.1=48 м

Ширину наклонного въезда в котлован принимаем равной ширине пионерной траншеи, определяемой далее, которая является продолжением входа в котлован. Объем разработки входа в котлован учитываем при составлении графика производства работ экскаватора.

Разработка пионерной траншеи:

Ширина котлована поверху:

а₁=а+2mН_Р (5.2)

где m – коэффициент заложения откоса котлована, принимаем по [1], m=0,7

а₁=60+20,74,8=66,7 м

Наибольшая высота копания определяется по формуле:

Н_{КОП.МАХ}=Н_Р/ (5.3)

Где:  - коэффициент высоты забоев экскаватора, принимаем по [1] =0,9;

Н_{КОП.МАХ}=4,8/0,9=5,3м

По требуемой величине Н_КОП.MAX выбираем экскаватор марки ЭО-4121 с объемом ковша q=1,0 м³

Таблица 3. Технические характеристики экскаватора марки ЭО-4121

Объем ковша, м3	1,0
Наибольший радиус копания, RКОП.МАХ, м	7,5
Радиус копания на уровне стоянки, RСТ, м	4,0
Наибольшая высота копания, НКОП.МАХ, м	8,0
Радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки, RВЫГ, м	4,6
Продолжительность цикла, с	17,0
Масса, т	23,0

Определяем размеры пионерной траншеи:

b_ПТ=2R_СТ (5.4)

В_ПТ=2R_{КОП.МАХ} (5.5)

где: b_ПТ – ширина пионерной траншеи понизу, м.;

В_ПТ - ширина пионерной траншеи поверху, м.;

R_СТ – радиус копания экскаватора на уровне стоянки, R _СТ=4,0 м.;

R_{КОП.МАХ} – наибольший радиус копания экскаватора , R_{КОП.МАХ} =7,5 м.

b_ПТ=24,0=8,0 м

В_ПТ=27,5=15,0 м

По полученным данным строим схему пионерной траншеи и наклонного входа в котлован и схему разработки боковых забоев см. Приложение 5.

Разработка боковых забоев:

Определяем расстояние от оси движения экскаватора до бровки откоса забоя:

В₁=0,8 R_{КОП.МАХ} (5.6)

В₁=0,8 7,5=6,0 м.

Определяем расстояние от оси движения экскаватора до подошвы откоса забоя:

В₂=0,7 R_{КОП.МАХ} (5.7)

В₂=0,7 7,5=5,3 м.

Ширина бокового забоя понизу определяется:

В₁+В₂=6,0+5,3= 11,3м

Ширина ленты (ширина забоя поверху) определяется по формуле:

В^В_Л = В₁+В₂- m’Н_Р (5.8)

где m’ - коэффициент заложения откоса котлована, принимаем по [1], m’=0,7

В^В_Л = 11,3 – 0,74,8= 8,4 м.

Определяем количество боковых забоев по формуле

(5.9)

Принимаем количество боковых забоев n_БЗ=6 при В^В_Л=8,4

. Ширина забоя понизу определяется по формуле:

(5.10)

Окончательно принимаем b_ПТ=8,0 м, В_ПТ=15,0 м, В^В_Л=8,4 м, В^Н_Л=8,7 м.

. Эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле:

(5.11)

где: q_Ц – объем ковша экскаватора, q_Ц =1,0 м³.;

t_Ц - длительность рабочего цикла экскаватора, t_Ц =17 с.;

К_Н – коэффициент наполнения ковша экскаватора; К_Н=1,0 из [2] табл.6

К_Р – коэффициент разрыхления грунта, принимаем из [2] табл.7, К_Р=1,2;

К_В - коэффициент использования рабочего времени, К_В=0,85;

Подставляя в формулу (5.11) все известные значения, получим эксплуатационную производительность экскаватора:

м³/ч

На основании полученных выше данных схему разработки боковых забоев и поперечный разрез котлована. Построение см. приложение 6.