Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производственная база дорожного строительства. Учебное пособие.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический университет»
А. Ф. ЗУБКОВ, О. Н. КОЖУХИНА
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БАЗА
ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Утверждено Учёным советом университета
в качестве учебного пособия для студентов 3 – 5 курсов специальности
08.05.02 «Строительство, эксплуатация, восстановление
и техническое прикрытие автомобильных дорог, мостов и тоннелей»
Учебное электронное издание
Тамбов
♦ Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ» ♦
2019
1
УДК 625.7(076)
ББК О311-022я73-5
З-91
Рецензенты:
Доктор технических наук,
профессор кафедры «Конструкции зданий и сооружений»
ФГБОУ ВО «ТГТУ
В. П. Ярцев
»
Доктор технических наук, доцент,
декан Инженерно-строительного факультета
ФГБОУ ВО «Вологодский государственный университет»
А. А. Кочкин
З-91 Произв
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.
ISBN 978-5-8265-2079-6
2
Зубков, А. Ф.
одственная база дорожного строительства [Электронный
ресурс] : учебное пособие / А. Ф. Зубков, О. Н. Кожухина. – Тамбов :
Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2019. – 1 электрон. опт. диск
(CD-ROM). – Системные требования : ПК не ниже класса Pentium II ;
CD-ROM-дисковод ; 26,1 Mb ; RAM ; Windows 95/98/XP ; мышь. –
Загл. с экрана.
ISBN 978-5-8265-2079-6
Приведены расчёты по определению потребности в материалах, ресурсах, машинах и оборудовании для производства работ на предприятиях
дорожной отрасли. Включены исходные и справочные данные, определяющие назначение и условия проектирования производственных предприятий в дорожном строительстве. Рекомендуется для проведения практических занятий по дисциплине «Производственная база дорожного строительства».
Предназначено для студентов 3 – 5 курсов
«Строительство, эксплуатация, восстановление и техническое прикрытие
автомобильных дорог, мостов и тоннелей», а также для специалистов-инженеров, работающих в дорожной отрасли.
специальности 08.05.02
УДК 625.7(076)
ББК О311-022я73-5
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
© Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический
университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ»), 2019
.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................... 5
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ МАТЕРИАЛОВ
ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЁВ
АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ ............................................................
2. РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ В КАРЬЕРАХ
КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ ..............................................................
2.1. Определение объёмов добычи и вскрышных работ ..................... 7
2.2. Проектирование процессов производства вскрышных работ
и добычи полезных ископаемых .................................................... 8
2.3. Определение основных параметров карьера
и рабочей площадки ……………………………………………….
2.4. Производство буровзрывных работ ............................................... 14
2.4.1. Определение параметров скважины и необходимых
ресурсов ……………………………………………………... 14
Контрольные вопросы …………………………………………………….. 16
3. ПЕРЕРАБОТКА КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
НА ДР
ОБИЛЬНО-СОРТ
ИРОВОЧНЫХ ЗАВОДАХ ........................... 17
3.1. Основные процессы работы дробильно-сортировочного завода 17
3.2. Выбор типа щековой дробилки ...................................................... 23
3.2.1. Определение конструктивных и технологических
параметров дробилки .............................................................
3.2.2. Определение нагрузок в элементах дробилки ..................... 32
3.3. Проектирование конусной дробилки ............................................. 35
3.3.1. Расчёт технологических параметров конусных дробилок 38
3.3.2. Расчёт мощности электродвигателя ..................................... 41
3.4. Общие сведения о молотковых дробилках .................................... 42
3.4.1. Технологический расчёт молотковой дробилки .................. 44
3.4.2. Определение диаметра вала дробил
ки ................................. 45
3.5. Классификация грохотов (сортировочных машин) ...................... 46
3.5.1. Определение производительности грохотов товарного
и промежуточного грохочения ............................................ 50
3.6. Расчёт параметров ленточного конвейера ..................................... 54
Контрольные вопросы …………………………………………………….. 62
11
30
6
7
3
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ
АСФАЛЬТОБЕТОННОГО ЗАВОДА (АБЗ) ......................................... 63
4.1. Определение продолжительности работы АБЗ ............................. 63
4.2. Определение количества основных материалов
для производства асфальтобетонной смеси .................................. 64
4.3. Проектирование смесительного оборудования ............................. 66
4.4. Определение площади складов основных материалов ................ 68
Контрольные вопросы …………………………………………………….. 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………. 73
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................ 74
Приложение А ......................................................................................... 75
Приложение Б .......................................................................................... 76
Приложение В ......................................................................................... 78
Приложение Г .......................................................................................... 78
Приложение Д ......................................................................................... 79
4
ВВЕДЕНИЕ
Целью выполнения практических работ является углублённое изучение и расчёт основных производственных предприятий дорожной отрасли. Производственная база комплектуется из следующих предприятий:
заводы по приготовлению бетонных и асфальтобетонных смесей, смесей
для устройства оснований; карьеры каменных материалов и песка; дробильно-сортировочные заводы и установки для получения минеральных
материалов; базы для приёма и хранения каменных материалов, битума,
цемента, битумных эмульсий и других материалов; полигоны по изготовлению строительных конструкций; мастерские различного назначения,
предприятия по ремонту и техническому обслуживанию строительной,
дорожной техники, автомобильных транспортных средств и другие предприятия.
Строительство автомобильных дорог характеризуется линейным характером производства работ, применением разного по свойствам дорожно-строительного материала, неравномерным распределением объёмов и
видом работ на объекте, значительной зависимостью организации и технологии производства работ от климатических и погодных условий. Параметры автомобильной дороги зависят от интенсивности движения и
осевой нагрузки транспортных средс
тв. В зависимости от физи
механических характеристик, а также применяемого материала в дорожной конструкции, определяется потребность в объёмах и виде материала,
который должен быть приготовлен перед началом или в процессе строительства участка дорожного полотна на предприятиях производственной
базы дорожной отрасли. В значительной степени принятая технология
строительства автомобильной дороги зависит от свойств пр
именяемог
материала, которые влияют на технологические режимы выполняемых
работ и параметры механизированного звена машин.
Строительство автомобильной дороги характеризуется рядом технико-экономических показателей, в число которых входят сметная стоимость строительства, трудоёмкость, продолжительность строительства,
а также уровень механизации работ в целом по строительству (или уровень механизации строительства), определяемый в процентах, отношением стоимости механизированных работ к общей стоимости всех работ.
ко-
о
5
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБНОСТИ МАТЕРИАЛОВ
=
=
−
ρ
=
−
−
L
−
ρ
−
=
ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЁВ
АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГИ
Для определения объёмов материалов при возведении слоев дорожной одежды необходимо установить конструктивные размеры каждого
слоя основания и дорожной одежды в плане и рассчитать их среднюю
ширину в зависимости от категории дороги или по варианту задания.
Затем определяют объём работ путем умножения средней ширины
конструктивного слоя к длине дороги в м
дёнными в нормативных документах [9, 10], подсчитывают потребность в
щебне для строительства щебёночного слоя дорожной одежды.
Определение потребности в щебне необходимо выполнить с учётом неизбежных потерь при добыче и переработке щебня (для осадочных пород)
где 1,03 – коэффициент учёта неизбежных потерь камня при добычных
работах;
−пK коэффициент учёта потерь камня при транспортировке до
камнедробильного завода и его переработки: для осадочных пород
=пK 1,16; для изверженных пород
Потребность в материалах (
Q
конструктивных слоёв дорожной одежды автомобильной дороги и рассчитывается по формуле
где −bширина проезжей части, м;
стка дороги, м;
вающий потери,
плотность щебня, т/м3;
щ
K 1,02.
п
2
и, пользуясь данными, приве-
K 1,13.
п
3
,м,03,1П
K
(1.1)
побщ
(т) определяется в зависимости от
,
KLbtQ
(1.2)
пщсл
t
толщина слоя, м;
сл
K коэффициент, учиты-
п
длина уча-
Рис. 1.1. Поперечный профиль автомобильной дороги:
1 – проезжая часть; 2 – обочины; 3 – земляное полотно;
4 – кромка проезжей части; 5 – бровка земляного полотна;
6 – откос насыпи; 7 – дно кювета; 8 – внешний откос кювета
6
2. РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ
=
=
−
H
−
−
=
γ
В КАРЬЕРАХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ ДОБЫЧИ
Карьеры по добыче каменных материалов создаются для обеспечения дорожной отрасли ресурсами и подразделяются на скальные, гравийные, песчаные и гравийно-песчаные карьеры. Целесообразность разработки карьера определяется такими факторами, как мощность запасов, объём
вскрышных работ, качество добываемого материала, дальность транспортировки и себестоимость продукции [4].
Для выполнения расчётов необходимы исходные данные: вид мат
риала –
гранит; объём материала – 140 000 м
140; объёмная масса материала в плотном теле – 2,9 т/ м
дуктивного cлоя – 14 м; мощность прослойки – 2 м; толщина вскрытия –
2,2 м.
1.
Объём добычи полезного ископаемого за год (в плотном теле) с
учётом потерь при добыче (
где −
П потребность в щебне (по заданию в прил. А);
общ
циент выхода качественного камня из горной породы:
где −h мощность прослоек в толще полезного слоя; H – мощность про-
дуктивного слоя (по заданию в прил. А);
варного (делового щебня): для расчётов = 0,80…0,85;
учитывающий изменение объёма каменного материала при переработке
(при дроблении и сортировке):
где γ – плотность горной породы по (по заданию):
И ВСКРЫШНЫХ РАБОТ
3
; количество рабочих дней –
K 1,03) и переработке (
1п
V =
год
П
=
1
=KK
3
KK
п2п1общ
(2.1)
,
KKKK
4321
hHK−
(2.2)
,
K
коэффициент выхода то-
2
γ
(2.3)
,
δ
срр
2,20…3,10 т/м3;
3
; мощность про-
K 1,03):
2п
K
коэффи-
1
K
коэффициент,
3
е-
7
где
=
δ
=
δ
=
δ
−
H
=
для изверженных пород
По принятым исходным данным получены значения: K
средняя плотность щебня: для осадочных пород
−δ
ср
1,5 т/м3; для гранита
ср
коэффициент разрыхления пород после дробления и сортировки (пе-
−рK
ср
ср
= 0,85; K3 = 1,3;
1
1,4 т/м3;
1,7 т/м3;
реработки) пород = 1,35…1,50 [4];
K
коэффициент разрыхления после
4
взрывных работ для скальных пород = 1,50; при разработке грунтов
вскрышных пород = 1,10…1,35.
Объём добычи полезного ископаемого за год составит 160 000 м
2.
Объём вскрышных работ за год
V
год
V =
в
где −
h среднее значение мощности вскрыши (по заданию).
в
Для заданного примера
V 25 000 м
в
Среднесменный объём добычи
V
V
см
Среднечасовой объём добычи
V
Q =
8
где
– число рабочих дней, которое принимается при проектировании
n
др.
3
(2.4)
,м,
h
в
3
.
3
(2.5)
.
м,
2кп⋅=n
др.
3
см
(2.6)
,м,
3
.
карьеров в двухсменном режиме работы.
Среднесменный объём добычи и среднечасовой объём добычи соста-
вят соответственно 570 м
3
и 70 м3.
2.2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА
ВСКРЫШНЫХ РАБОТ И ДОБЫЧИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
При разработке полезных ископаемых необходимо выполнить следующие технологические процессы: вскрышные, буровзрывные, механическое рыхление горных пород, выемочно-транспортные с использованием экскаваторов, скреперов, бульдозеров [1]. Вскрышные породы и слой
полезного ископаемого разрабатываются, в основном, механизированным
звеном с применением экскаваторов и транспортных средств, погрузчиков
и бульдозеров, после разрушения структуры грунта буровзрывным способ
.
ом
8
Производительность экскаватора определяется по формуле
−
−
=
=
−
=
−
−
П
=
Эсм
где
табл. 2.1);
экскаватора во времени:
−kq
ёмкость ковша, м3;
K
коэффициент наполнения ковша:
н
−
Т
продолжительность смены, 8 ч;
см
K
n
0,85…0,90.
в
60
ТKKnq
k
K
р
3
м
смвн
(2.7)
,
,
см
число циклов экскаватора в минуту (см.
K
0,9…1,05;
н
−вK
коэффициент использования
Рассмотрим пример, в котором для разработки полезных ископаемых
принят экскаватор Э-753, технические характеристики которого приведены в табл. 2.1. Производительность данного экскаватора, рассчитанная
по формуле (2.7), составит 1100 м
3
/см.
Производительность автосамосвалов на вывозке взорванной породы
и щебня определяется по формуле
П
асм
где −Ггрузоподъёмность автосамосвала, т;
вания грузоподъёмности:
3
;
(щебня), т/м
продолжительность одного рейса, ч:
t
р
K
г
ТKK
Г
δ=t
срр
0,9…1,0;
смвг
,
м3/см, (2.8)
K
коэффициент использо-
г
средняя плотность камня
δ
ср
2.1. Технические характеристики экскаваторов
Марка машин
Показатели
ЭО-3532А Э-753 Э-1003 Э-1251
Ёмкость ковша, м3 0,63 0,75 1,0 1,25
Наибольший радиус
резания, м
8,4 8,8 9,8 9,9
Наибольший радиус
загрузки, м 4,8 7,6 8,0 8,9
Продолжительность
цикла при работе,
сек 15 15 17 17
Марка
автосамосвала
КамАЗ-
55102
КамАЗ-
45142
КамАЗ-
65111
КамАЗ-
55111
9
2
−
−
υ
=
=
l
tt ++
+=
1р
υ
1
где −lдальность транспортирования камня, км (по заданию);
погрузки (простоя при погрузке) автосамосвала, ч;
,
tt
ч, (2.9)
32
t
1
расчётная ско-
1
время
рость перемещения автосамосвалов в грузовом и порожнем состоянии,
км/ч;
−2t
время на манёвры автосамосвала:
t
(2…3)/60, ч;
2
t
3
1 мин =
= 0,0166 ч – время простоя автосамосвала при разгрузке.
Для расчётов значения можно принять по табл. 2.2.
В качестве примера выбираем автосамосвал КамАЗ-55102, его про-
изводительность составит 195 м
3
/см.
Устанавливается требуемое количество машино-смен работы экска-
ваторов при разработке полезного ископаемого:
Требуемое количество экскаваторов при разработке полезного слоя:
М
тр
N =
тр
V
год
=
.
(2.10)
П
Эсм
М
тр
.
Д
(2.11)
K
смр
Полученное значение округляется до ближайшего целого числа.
При
< 1 фактическое количество экскаваторов принимается равным 1;
N
тр
при значении дробной части более 0,25, округление проводится в бóльшую сторону.
Для расчётов принять данные из табл. 2.1, 2.2 для соответствующих
марок машин.
автомобиля
2.2. Технические характеристики автосамосвалов
Модель
Вместимость
кузова, м
3
/т
Габариты,
м
Скорость движения, км/ч
в гружёном
состоянии
в порожнем
состоянии
КамАЗ-55102
КамАЗ-45142
КамАЗ-65111
КамАЗ-55111
10
4/7 6×4 15 20
11/13,5
8/14
7/13
6×4
6×6
6×4
15 20
25 30
25 30