3.8 Объем комплексно- механизированного способов процесса земляных работ.

Подбор экскаватора.

В качестве ведущей машины, для разработки траншеи объемом Vобщ = 3828 м3 и глубиной Н=2м, выбираем экскаватор с обратной лопатой. Тип ковша – со сплошной режущей кромкой, выбираем в зависимости от группы (I) и вида (песок) грунта. Объем ковша экскаватора выбираем в зависимости от объема котлована: 0,65 и 0,8 м³ . В зависимости от объема ковша по Е2-1-7 выберем тип экскаватора:

для Vков=0,65 м³ экскаваторы Э - 651 и для Vков=0,65 м³ Э - 801. Произведем технико-экономическое сравнение экскаваторов. Одним из методов сравнения экономической эффективности подбора машин используем по удельным приведенным затратам.

Для этого определяем стоимость разработки 1 м³ грунта в котловане для каждого типа экскаваторов:

C = (1.08*Cмаш.-смен) /Псм.выр.

Где 1,08 - коэффициент, учитывающий накладные расходы,

Cмаш.-смен - стоимость одной машино-смены экскаватора

Псм.выр. - сменная выработка экскаватора, учитывающая разработку грунта в отвал и транспортные средства.

Псм.выр = Vгк /∑Nмаш.смен.;

где Vгк - объем котлована,

∑Nмаш.смен - суммарное число Машино-смен экскаватора

∑ Nмаш.смен. = [ (Vнав./100)*N1+ (Vтр.ср. /100)*N2 ] /8,2

где N1 - норма времени работы экскаватора навымет;

N2 - норма времени работы экскаватора при разгрузке грунта в транспортные средства.

Удельные капитальные вложения на разработку 1 м³ грунта для каждого типа экскаваторов определяют:

К уд = (1,07* Со.п.)/( Псм.выр*t_год )

где Со.п –инвентарно-расчетная стоимость экскаватора;

t_год – нормативное число смен экскаватора в году. Ориентировочно - 350 смен для машин с объемом ковша до 0,65 м ³ включительно и 300 – для ковшей

более 0,65 м ³

Окончательный вариант подбора экскаватора производят на основе сопоставления удельных приведенных затрат на разработку 1 м³ грунта:

Пуд = С + Ен*Куд ;

где Ен – коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0,15.

для Э - 651:

Смаш.смен. = 28,78 тенге

∑ Nмаш.смен. = [ (2220,4)/100*0,65*8,2= 4,61 смен;

Псм.выр= 2220,4/5 = 444,08 м³/см;

С = (1,08*28,78) / 444,08 = 0,069

Куд= (1,07*18,15*1000)/(444,08*350) = 0,125

Пуд = 0,069+0,15*0,125 = 0,047;

для Э – 801

Смаш.смен = 30,18тенге

∑ Nмаш.смен. = [ (2220,4)/100*0,8*8,2= 3,38 смены;

Псм.выр= 2220,4/4 = 555,1 м³/см;

С = (1,08*30,18) / 555,1 = 0,059

Куд= (1,07*19,32*1000)/(555,1*300) = 0,124

Пуд = 0,059+0,15*0,124 = 0,056;

Эксплуатационную производительность экскаватора просчитываем по формуле:

Пэ = Т*60* ε * n* Ке*Кв;

Где Т – продолжительность смены, ч;

ε – геометрический объем ковша, м³;

n – количество циклов в минуту 60/ t_ц;

t_ц - время одного цикла;

Ке – коэффициент использования объема ковша;

Кв – коэффициент использования сменного времени (ЕНиР, сб.2, прил.3).

Для Э – 651 : Пэ = 8*60*0,65*(60/34,5)*0,60*0,65 = 229,2 ;

Для Э – 801 :Пэ = 8*60*0,8*(60/27,1)*0,7*0,75 = 446,34.

Несмотря на то, что производительность экскаватора Э – 801 выше, мы выбираем по наименьшим удельным приведенным затратам (0,047<0,056) экскаватор для отрывки котлована Э – 651 т.к он экономически выгоднее.

Выбор машины для механического уплотнения грунта.

Гравийно-галечные грунты относятся к сыпучим грунтам, поэтому выбира­ем способ уплотнения укаткой и для длины полосы уплотнения более 50 метров выбираем каток на пневмошинах статического действия ДУ-29 - самоходный, с шириной уплотняемой полосы – 2,2 м.

Сменная эксплуатационная производительность катка:

П_э=(В-в)*V*1000*h*Т*К_в/m=(2,2-0,15)*5*1000*0,45*8*0,8/6=4920м³/см.

в - ширина перекрытия смежных полос (0.1-0,2м);

V - средняя рабочая скорость движения, км/час;

h - толщина слоя эффективного уплотнения, м;

Т - продолжительность смены в часах;

К_в - коэффициент использования времени смены (0,8-0,85);

m - необходимое число проходов по одному месту

Выбор бульдозера.

В соответствии с расстоянием перемещения грунта, выби­раем бульдозер ДЗ-19 А на базе трактора Т-180.

Сменная эксплуатационная производительность бульдозера.

П(ДЗ24А)_э=(60*T*q*α*K_в)/(Т_п+Tн+lг/V_г+lп/V_н)=60*8*4,5*0,967*0,8)/0,1+0,7+(5,3/2,4)+(6,4/2,4)=298,38 м³/см;

Где Т - продолжительность работы бульдозера в смену (8 ч.)

q - объем грунта в плотном состоянии, перемещаемый бульдозером за 1 рейс, м ;

α - коэффициент, учитывающий потери грунта в процессе перемещения (α=1-0,005l_Г=0,82);

К_в - коэффициент использования машины во времени;

Т_н - продолжительность набора грунта, минуты;

Т_п - время, затрачиваемое на переключение скоростей, минуты;

l_Г,l_П - расчетные расстояния перемещения с грузом и порожняком, метры;

V_г,V_н- скорости бульдозера в груженном и порожнем состоянии, м/мин.

Подбор транспортных средств для разработки котлована.

Вывоз и транспортировку фунта, разрабатываемого, экскаваторами будем осуществлять автосамосвалами. В зависимости от расстояния транспортировки (4,0 км) выбираем грузоподъемность автосамосвала =10тонн, при V_к=0,65 м. По грузоподъемности автосамосвала =10 тонн выбираем автосамосвал КрАЗ-256. Найдем требуемое количество автосамосвалов КрАЗ-256:

Определим объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора:

V_гр=V_ков*К_нап/1+К_пр=0,65*0,8/1+1,26=0,230 м³.

Где К_нап - коэффициент наполнения ковша (для экскаватора с обратной лопатой рав­ный 0,8)

К_пр - коэффициент первоначального разрыхления грунта.

Найдем массу грунта в ковше экскаватора.

Q=V_ГР*p=0,230* 1,75=0,4 т/м³.

Где p - средняя плотность грунта, т/м³.

Определим количество ковшей грунта, загружаемых в кузов автосамосвала:

n=П/Q=10/0,4=25;

где П - грузоподъемность автосамосвала, т.

Найдем объем грунта в плотном теле, загружаемого в кузов автосамосвала:

V=V_гр*n=0.23*25=5,75м³

Найдем продолжительность одного цикла работы автосамосвала:

T_ц=tn +60L/V_г+tp +tm+60L/Vп = 13,8+60*2/25+2+1+60*2/35=23,83 мин.

Где t_п - время погрузки грунта, минуты;

t_п =V*Н_вр*60/100=5,62*4,6*60/100=15,51мин.

Где Н_вр - норма машинного времени по ЕниР-2-1-8 для погрузки экскаватором100 м. куб. грунта в транспортные средства;

L - расстояние транспортировки грунта, км;

V_п - средняя скорость автосамосвала (16 км/ч)

V_п - средняя скорость автосамосвала в порожнем состоянии (25-30 км/ч)

t_Р - время разгрузки, минуты=2 мин;

t_м - время вспомогательных операций, 1 минуты.