Контрольная работа Механическое рыхление
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
МЕХАНИЧЕСКОЕ РЫХЛЕНИЕ
Механическое рыхление - послойное отделение породы от массива и разделение ее на куски при помощи механических рыхлителей. Размеры кусков породы, отделенных от массива, должны обеспечивать высокую производительность выемочно-погрузочного и транспортного оборудования при разработке пластов различной мощности.
Применяемые рыхлители по способу крепления рабочего органа разделяются на навесные и прицепные. Основным преимуществом навесных рыхлителей по сравнению с прицепными является возможность использования массы тягача для заглубления рабочего органа рыхлителя. Прицепные рыхлители осуществляют рыхление на глубину не более 0,5 м, а навесные - на глубину до 2 м.
Техническая характеристика рыхлителей приведена в табл. 1, а бульдозерно-рыхлительных агрегатов (тракторы, комплектно поставляемые с навесным оборудованием бульдозеров и рыхлителей) - в табл. 2.
Техническая характеристика отечественных рыхлителей.
Таблица 1
| Показатели | ДП- | ДП- | ДП- | ДП- | ДП- | ДП- | ДП- |
| | 26С | 22С | 9ВХЛ | 10С | 29АХ | 141ХЛ | 35УХ |
| | | | | | Л | | Л |
| Базовый трактор | Т-130 | Т- 180КС | ДЭТ- 250М | ТТ-330 | ТТ-330 | Т-500 | Т-50.01 |
| Мощность | 118 | 133 | 243 | 250 | 250 | 353 | 523 |
| двигателя, кВт | |||||||
| Тяговый | 100 | 150 | 250 | 250 | 250 | 350 | 750 |
| класс, кН | |||||||
| Число зубьев | 1 | 1;3 | 1 | 1;3 | 1 | 1 | 1 |
| Расстояние между осями зубьев, мм | - | 795 | - | 700 | - | - | - |
| Ширина наконечника зуба, мм | 66 | 86 | 105 | 114 | 114 | 120-125 | 125-130 |
| Глубина рыхления, мм | 450 | 500 | 1200 | 700 | 700 | 1300 | 1780 |
| Угол рыхления, градус | 45 | 48 | 45 | 45 | 45-50 | 25-50 | 30-83 |
| Масса рыхлительного оборудования, т | 1,4 | 3,1 | 3,9 | 5,4 | 6,6 | 7 | 12,7 |
Конструктивная схема навесного рыхлителя показана на рис. 1.
Основными параметрами, характеризующими рабочий угол рыхлителя, являются угол резания γ, угол заострения ω, задний угол φ, толщина и длина зуба и расстояние между зубьями (рис. 2).
Угол резания оказывает существенное влияние на силу резания. Увеличение угла резания (рыхления) с 40 до 60° повышает лобовое сопротивление режущему органу (зубу) в 2 раза. Чрезмерное уменьшение угла резания (до 30° и менее) может сопровождаться увеличением сопротивления породы рыхлению (особенно при резании вдоль напластования). Рациональные значения угла рыхления при разработке скальных, полускальных и мерзлых пород находятся в пределах 30 - 45°. При разработке глин с включением валунов угол рыхления несколько увеличивается.
Угол заострения наконечников находится в пределах 20 - 30°. Во всех случаях угол заострения должен быть таким, чтобы при любом заглублении зубьев задний угол Ф был не менее 5° при рыхлении полускальных и скальных пород. При меньшем значении заднего угла ф происходит смятие породы задней гранью наконечника, в результате чего возрастает сопротивление породы рыхлению и повышается износ наконечника.
Техническая характеристика бульдозерно-рыхлительных агрегатов отечественного производства.
Таблица 2
| Показатели | ДЗ-116А; ДЗ-116В | ДЗ-117; ДЗ-117А | ДЗ-35С; ДЗ-22С | ДЗ-126; ДЗ-126А | ДЗ-94С; ДЗ-95С | ДЗ- 129ХЛ | ДЗ- 141ХЛ | ДЗ- 159УХЛ; ДП-35УХЛ | |
| Базовый трактор Тяговый | Т-130.1 Г-1; Т-130.1 МГ-1; 100 | T-I80KC | ДЭТ- 250М | Т-ЗЗО | ТТ-ЗЗОР- 1-01 | Т-500Р-1 | Т-50.01 | ||
| 150 | 250 | 350 | 750 | ||||||
| класс, кН | |||||||||
| Бульдозер | ДЗ-110А ДЗ-110B | ДЗ-109; ДЗ-109Б | ДЗ-35С | ДЗ-118 | ДЗ-59С; ДЗ-59ХЛ | ДЗ- 124ХЛ | ДЗ- 141ХЛ | ДЗ- 159УХЛ | |
| Рыхлитель | ДП-26С | ДП-22С | ДП- 9ВХЛ | 59ХЛ ДП-10С | ДП- 29АХЛ | ДЗ- 141ХЛ | ДП- 35УХЛ | ||
| Габариты, мм: длина ширина высота | 6400 | 6570 | 8350 | 9215 | 8740 | 9290 | 10305 | 11200 | |
| 3220 | 4120 | 3640 | 4310 | 4730 | 4730 | 4800 | 6050 | ||
| 3087 | 3087 | 2825 | 3240 | 3450 | 4230 | 4295 | 4785 | ||
| Масса, т | 17,8 | 17,9 | 27 | 42 | 52,8 | 50,5 | 59,5 | 90,1 | |
Рис. 1 - Конструктивная схема навесного рыхлителя: 1 - наконечник зуба: 2 - стопорное устройство; 3 - стойка: 4 - поворотная скоба; 5 - тяга; 6 - рабочая рама: 7 - гидроцилиндр привода; -V - опорный кронштейн: 9 - болты крепления на базовом тракторе: 10 – тягач
Рис. 2 - Параметры рыхления при заглублении прямого наконечника
Толщина стоек рыхлителя должна быть минимальной при достаточной прочности. У рыхлителей она составляет 60-100 мм.
Длина стоек должна быть на 250 - 300 мм больше максимального заглубления зуба рыхлителя, что обеспечивает беспрепятственный проход рамы рыхлителя над разрыхленной породой.
Вынос стоек относительно гусениц тягача Lc = (1,5-2)
h
3, где h
з
- максимальное заглубление зуба рыхлителя.
Механическое рыхление пород осуществляется при движении тягача с заглубленным зубом. При создании значительных усилий на режущей кромке зуба происходит отрыв кусков породы от массива и разрушение породы в пределах трапециевидной прорези (рис. 3). Разрушение породы происходит в результате развития в ней сложного напряженного состояния. В разных частях прорези разрушение идет разными путями. Порода разрушается преимущественно путем сжатия и сдвига перед лобовой гранью зуба, отрыва и сдвига - в боковых расширениях прорези и среза - у боковых ребер зуба возле режущей кромки. Кроме того, затупленной режущей кромкой или изношенным наконечником осуществляется смятие породы.
Рис. 3 - Сечения одиночных борозд рыхления: а, б - соответственно фактическое и теоретическое для монолитного массива; в, г – соответственно фактическое и теоретическое для трещиноватого массива.
Удельное сопротивление породы разрушению при рыхлении K
' изменяется в зависимости от свойств породы и формы наконечника. Его значение близко к пределу сопротивления пород растяжению, т.е. К' = (1,3- 1,5)σр, что свидетельствует о том, что данный способ разрушения наименее энергоемкий.
При рыхлении монолитного массива в нижней его части образуется щель (рис. 4), ширина которой соответствует ширине применяемого наконечника, а глубина составляет 15-20 % от заглубления зуба. Угол наклона боковых стенок борозды α изменяется в зависимости от состояния рыхлимого массива в пределах 30 - 80°. При рыхлении сложнотрещиноватого массива (см. рис. 4) разрушение происходит по плоскостям ослабления его трещинами. Внедрение зуба в массив при этом сопровождается интенсивным разрушением стенок по всей глубине борозды.
Рыхление массива производится параллельными смежными проходами рыхлителя. Расстояние между двумя смежными проходами Сс.п выбирается из условия обеспечения требуемой кусковатости и глубины рыхления массива. При параллельных проходах рыхлителя между двумя смежными бороздами в нижней части последних образуются целики, которые затрудняют выемку породы на полную глубину внедрения (см. рис. 4). Поэтому глубина эффективного рыхления массива h
э
меньше заглубления зуба h
з. Разрушение целиков может производиться перекрестными проходами рыхлителя, перпендикулярными (диагональными) к первоначальным (параллельным смежным) проходам.
Рис. 4 - Сечения борозд рыхления при параллельных проходах рыхлителя: α – в монолитном массиве; б - в трещиноватом массиве; 1 - целики
Расчёт параметров механического рыхления
Эффективность рыхления горных пород зависит от тяговых характеристик трактора, параметров рыхлителя, физико-механических свойств пород и структуры массива. Существенное влияние на производительность рыхлителя оказывают глубина погружения зуба и скорость движения рыхлителя. Эти параметры не могут приниматься произвольно, а должны рассчитываться по тяговой характеристики тяговой машины с учётом свойств рыхлимых пород.
Область применения и эффективность механического рыхления определяются степенью рыхлимости массива. Быстрое и сравнительно недорогостоящее получение необходимой информации о свойствах разрабатываемого массива дают сейсмоакустические методы исследований, основанные на изучении характера распространения упругих колебаний в массиве. Установлено, что скорость распространения упругих волн достаточно полно коррелируется с прочностью и трещиноватостью массива и может служить в качестве обобщенного показателя, учитывающего изменение этих факторов. С увеличением прочности породы скорость распространения упругих волн увеличивается, а с увеличением трещиноватости - уменьшается. Скорость распространения упругих волн в массиве горных пород и в образцах существенно различается. Это различие обусловлено структурой массива, и, прежде всего, трещиноватостью. Учитывать структурную характеристику массива рекомендуется через параметр, называемый акустическим показателем:
где υс – скорость распространения продольных упругих волн в массиве, м/с;
υу – скорость распространения продольных упругих волн в монолитном образце рыхлимой породы, м/с.
По величине акустического показателя и тягового класса трактора оптимальное заглубление зуба можно определить по предлагаемой номограмме (рис. 5) [1].
Породы вскрыши Зашуланского каменноугольного месторождения представлены четвертичными отложениями, включающими в себя почвенно-растительный слой мощностью от 0,2 до 0,6 м, суглинками мощностью от 15 до 18 метров, песчано-галечниковыми образованиями мощностью от 0,5 до 15 метров и коренными породами, состоящих из аргиллитов и алевролитов. Удельный вес вскрышных пород составляет 2,2 т/м3. Согласно геологического отчёта породы вскрыши в талом состоянии хорошо поддаются прямой экскавации и не требуют предварительного рыхления. Породы вскрыши находящиеся в мёрзлом состоянии и уголь могут разрабатываться только после предварительного рыхления. Коэффициент крепости мёрзлых пород находится в пределах 3-5 и данные породы можно отнести к классу средне- и труднорыхлимых, характеризуемых скоростью распространения продольных упругих волн в массиве в среднем 3000 м/с при акустическом показателе 0,4.
С целью оптимизации параметров подготовки пород к выемке механическим рыхлением рассмотрим три типоразмера бульдозерно-рыхлительных агрегатов различного тягового класса, в том числе ДЗ-35С (150 кН), ДЗ-94С (250 кН), ДЗ-141ХЛ (350 кН). Характеристики базовых тракторов приведены в таблице 1.
По данным номограммы величина заглубления зуба рыхлителя соответственно будет составлять 0,35; 0,51; 0,69 м.
Рис. 5 - Номограмма для определения возможного заглубления h
з
зуба рыхлителя в зависимости от акустических характеристик массива υу и R, мощности тягача N и силы тяги F
рыхлителя: 1,2,3,4 - при значениях υу соответственно 1000, 2000, 3000 и 4000 м/с
Выполним расчёт основных параметров рыхления для бульдозера-рыхлителя ДЗ-35С.
Определим ширину прорези понизу
в = КзЧ вз, м;
где вз – ширина коронки, м;
Кз – (1 - 1,1) – коэффициент
в = 1,05Ч0,086 =0,09 м.
Определим ширину прорези поверху
В= в+2ЧКтЧ
h
з
Ч
ctg
α, м;
где Кт = 0,85 коэффициент трещиноватости;
α=500 – угол наклона стенок прорези;
h
з – возможное заглубление зуба рыхлителя, м.
В=0,09+2Ч0,85Ч0,35Ч
ctg
50=0,59 м.
Определим глубину эффективного рыхления
h
э
=0,6 Ч
h
з, м;
h
э
=0,6 Ч 0,35 = 0,21 м.
Определим расстояние между соседними проходами рыхлителя
С=в+[(
h
з
-
h
э
)Ч2
ctgα
]ЧКт, м;
С=0,09+[(0,35-0,21)Ч2
ctg
50]Ч0,85=0,29 м;
Для других бульдозеров-рыхлителей расчёт параметров механического рыхления выполнен аналогично, результаты расчётов приведены в таблице 3.
Расчёт параметров механического рыхления
Таблица 3
| Наименование показателя | ед. изм | Тип бульдозерно-рыхлительного агрегата | ||
| ДЗ-35С (150 кН) | ДЗ-94С (250 кН) | ДЗ-141ХЛ (350 кН) | ||
| Ширина прорези понизу, (в) | м | 0,09 | 0,12 | 0,13 |
| Ширина прорези поверху, (В) | м | 0,59 | 0,85 | 1,11 |
| Глубина эффективного рыхления, (h э) | м | 0,21 | 0,31 | 0,41 |
| Расстояние между проходами рыхлителя, (С) | м | 0,29 | 0,40 | 0,53 |
Технология отработки уступа
Необходимость разработки уступов слоями небольшой мощности и, как следствие этого, незначительная высота забоя погрузочного механизма несколько ограничивают область применения рыхлителей и оказывают существенное влияние на выбор рациональных средств комплексной механизации и технологии добычных работ. С одной стороны, незначительная высота забоя затрудняет непосредственную выемку разрыхленной горной массы механическими лопатами, так как для производительной их работы в данном случае требуется предварительное ее штабелирование. С другой стороны, механическое рыхление, обеспечивая высокое качество подготовки скальных и полускальных пород, позволяет повысить эффективность работы и расширить область применения таких выемочно-погрузочных механизмов, как скреперы, бульдозеры, одноковшовые погрузчики, многочерпаковые и роторные экскаваторы, погрузочные машины непрерывного действия и др.
Рыхление массива навесными рыхлителями можно вести горизонтальными или наклонными слоями. При работе горизонтальными слоями по мере рыхления и погрузки породы высота уступа в зоне погрузки постоянно уменьшается, что приводит к снижению производительности экскаватора и требует дополнительных объёмов бульдозерных работ. Поэтому наиболее рациональной при рыхлении горизонтальными слоями является подъуступная схема, при которой разрыхленная порода сталкивается бульдозером по выположенному откосу на подошву уступа, где и производится её погрузка в транспортные средства (рис 6).
При рыхлении наклонными слоями откос уступа выполаживается до 20-25о, что позволяет значительно увеличить производительность рыхлителей и бульдозеров.
Объём готовых к выемке запасов (V
з) в зимний период должен соответствовать 7-10 дневной производительности выемочно-погрузочной машины. Для условий Зашуланского разреза, при суточной производительности экскаватора 3900 м3/сут, этот объём будет составлять 39 тыс.м3. Параметры блока определяются исходя из высоты уступа, ширины заходки и нормативного объёма готовых к выемке запасов. В соответствие с этим, размеры блока принимаются равными: высота (H
у) – 10 м; ширина (B) – 27 м; длина (L) -
м.
Рис. 6 - Схема производства добычных работ с применением рыхлителей: а - разработка уступа наклонными слоями; б - разработка уступа горизонтальными слоями с нормальным откосом уступа; в - то же, с выположенным откосом; 1 - экскаватор; 2 – бульдозер; 3 - погрузчик
Для рыхления мёрзлых откосов уступов необходимо провести их выполаживание до угла 20о. Рыхление верхней площадки уступа производится поперечными ходами с предварительным созданием вдоль фронта работ зоны ослабления мёрзлого массива, которая выполняется заездами рыхлителя продольными параллельными полосами и служит для снижения усилия при заглублении зуба. Рыхление откосов осуществляется в направлении уклона по мере понижения уступа. Разрыхленная порода очередного слоя бульдозером транспортируется к забою экскаватора. На работах по рыхления и транспортированию пород применяем бульдозерно-рыхлительный агрегат. Схема ведения работ приведена на рисунке 7.
Расчёт производительности рыхлителя
Выполним расчёт производительности бульдозерно-рыхлительного агрегата ДЗ-35С.
Определим время на рыхление мёрзлых пород в пределах одного заезда
, мин;
где t
з
,
t
в – время заглубления и выглубления зуба рыхлителя, мин (принимается равным соответственно 0,15 и 0,1);
t
р
– время рыхления пород в пределах одного заезда, мин:
,мин;
где В – ширина верхней площадки уступа, м;
H
у – высота уступа, м;
α – угол откоса уступа, град;
υр – скорость движения рыхлителя, м/мин;
мин.
мин.
Рассчитаем время заезда рыхлителя на новую борозду
, мин;
где t
м
,
t
п
– время на маневры рыхлителя и переключение передач, мин, соответственно принимаются равными 0,3 и 0,15 мин;
t
д
– время движения холостым ходом, мин
, мин;
где υХХ – скорость движения рыхлителя на холостом ходу, м/мин;
мин.
мин.
Определим часовую производительность рыхлителя
, м3/час;
где k
и
– коэффициент использования рыхлителя в течение смены.
м3/час;
В пределах подготавливаемого блока объём рыхления мёрзлых пород равен
,м3;
где H
м – мощность слоя мёрзлых пород, м.
тыс.м3.
Определим время необходимое для рыхления мёрзлых пород в блоке
ч.
Расчёт производительности бульдозера
Определим время цикла бульдозера
где L
н – расстояние набора породы бульдозером, м;
L
г – расстояние на которое перемещается порода, м;
υн – скорость движения бульдозера при наборе породы, м/с;
υг и υп – установленная скорость хода соответственно гружёного и порожнего бульдозера, м/с;
t
п – время на переключение скорости, с.
с.
Определим объём призмы волочения перемещаемой бульдозером
где h
о и l – соответственно высота и длинна отвала бульдозера, м;
a – угол откоса развала, град.
м3.
Определим часовую производительность бульдозера по формуле
где Тц – время цикла бульдозера, с;
V – объём призмы волочения, м3;
k
в
– коэффициент использования машины во времени в смену;
k
р – коэффициент разрыхления породы.
м3/час.
Определим время необходимое для перемещения мёрзлых пород в блоке
ч.
Время необходимое для подготовки пород к выемке в границах рассматриваемого блока составит
ч.
Для других бульдозеров-рыхлителей расчёт производительности выполнен аналогично, результаты расчётов приведены в таблице 4.
Расчёт производительности бульдозеров-рыхлителей
Таблица 4
Расчёт затрат на механическое рыхление пород
Затраты на механическое рыхление мёрзлых пород выполним на основании расчёта стоимости одного машино-часа работы бульдозера. В общем случае в данном расчёте рассматриваются следующие статьи затрат:
- оплата труда (ЗОТ);
- амортизация (А);
- стоимость ГСМ (ЗГСМ);
- затраты на текущий ремонт (ЗТР);
- стоимость запасных частей (ЗЗЧ);
- стоимость малоценных предметов (ЗМЛ);
- прочие неучтённые затраты (ЗПР), т.е.
, руб/ч
Базовую часовую ставку (СБ) оплаты труда машиниста бульдозера назначаем в зависимости от мощности и производительности оборудования для принятых типоразмеров соответственно 68,2; 85,2; 102,3 руб. Определим часовую ставку оплаты труда машиниста бульдозера с учётом дополнительных выплат:
- районный коэффициент (кР = 1,2);
- надбавка за выслугу лет (кл = 1,3);
- дополнительные выплаты за работу в ночное время и праздничные дни (кД = 1,4);
- стимулирующая надбавка за выполнение плановых объёмов работ (кП = 1,4);
- единый социальный налог (кс = 1,268)
;
руб/ч.
Амортизационные отчисления рассчитаем исходя из нормативного срока окупаемости оборудования (T
ОК
= 7 лет) и годовой наработке бульдозерно-рыхлительного агрегата (ТН = 4320 ч), при балансовой стоимости машин (ЦБ) соответственно 4,2; 9,0; 11,9 млн.р.
руб/час.
Стоимость дизельного топлива (ЦДТ) при цене за 1 килограмм 29,4 руб определим из нормативного удельного расхода топлива (g
УД)отечественными бульдозерами 3,24 грамма на 1 кВт мощности двигателя (N) в минуту. Расходы на моторное, трансмиссионное и гидравлическое масла и густые смазочные материалы принимаем в размере 20% от затрат на дизельное топливо, что учтём через коэффициент дополнительных затрат (кДЗ = 1,2).
руб/ч.
Затраты на текущий ремонт для гусеничной техники в среднем составляют 20% от величины амортизационных отчислений, т.е
руб/ч.
Стоимость запасных частей в среднем составляет 30% от величины затрат на текущий ремонт оборудования, т.е
руб/ч.
Стоимость малоценных предметов принимается в размере 10% от величины затрат на текущий ремонт оборудования, т.е
руб/ч.
Величина неучтённых затрат принимается в размере 20% от суммы затрат на эксплуатацию оборудования
руб/ч.
Определим сумму затрат на рыхление мёрзлых пород бульдозером-рыхлителем ДЗ-35С
руб/ч
Необходимость разработки уступов слоями небольшой мощности и, как следствие этого, незначительная высота забоя погрузочного механизма несколько ограничивают область применения рыхлителей и оказывают существенное влияние на выбор рациональных средств комплексной механизации и технологии добычных работ. С одной стороны, незначительная высота забоя затрудняет непосредственную выемку разрыхленной горной массы механическими лопатами, так как для производительной их работы в данном случае требуется предварительное ее штабелирование. С другой стороны, механическое рыхление, обеспечивая высокое качество подготовки скальных и полускальных пород, позволяет повысить эффективность работы и расширить область применения таких выемочно-погрузочных механизмов, как скреперы, бульдозеры, одноковшовые погрузчики, многочерпаковые и роторные экскаваторы, погрузочные машины непрерывного действия и др.
Рыхление массива навесными рыхлителями можно вести горизонтальными или наклонными слоями. При работе горизонтальными слоями по мере рыхления и погрузки породы высота уступа в зоне погрузки постоянно уменьшается, что приводит к снижению производительности экскаватора и требует дополнительных объёмов бульдозерных работ. Поэтому наиболее рациональной при рыхлении горизонтальными слоями является подъуступная схема, при которой разрыхленная порода сталкивается бульдозером по выположенному откосу на подошву уступа, где и производится её погрузка в транспортные средства (рис 6).
При рыхлении наклонными слоями откос уступа выполаживается до 20-25о, что позволяет значительно увеличить производительность рыхлителей и бульдозеров.
Объём готовых к выемке запасов (V
з) в зимний период должен соответствовать 7-10 дневной производительности выемочно-погрузочной машины. Для условий Зашуланского разреза, при суточной производительности экскаватора 3900 м3/сут, этот объём будет составлять 39 тыс.м3. Параметры блока определяются исходя из высоты уступа, ширины заходки и нормативного объёма готовых к выемке запасов. В соответствие с этим, размеры блока принимаются равными: высота (H
у) – 10 м; ширина (B) – 27 м; длина (L) -
Рис. 6 - Схема производства добычных работ с применением рыхлителей: а - разработка уступа наклонными слоями; б - разработка уступа горизонтальными слоями с нормальным откосом уступа; в - то же, с выположенным откосом; 1 - экскаватор; 2 – бульдозер; 3 - погрузчик
Для рыхления мёрзлых откосов уступов необходимо провести их выполаживание до угла 20о. Рыхление верхней площадки уступа производится поперечными ходами с предварительным созданием вдоль фронта работ зоны ослабления мёрзлого массива, которая выполняется заездами рыхлителя продольными параллельными полосами и служит для снижения усилия при заглублении зуба. Рыхление откосов осуществляется в направлении уклона по мере понижения уступа. Разрыхленная порода очередного слоя бульдозером транспортируется к забою экскаватора. На работах по рыхления и транспортированию пород применяем бульдозерно-рыхлительный агрегат. Схема ведения работ приведена на рисунке 7.
Расчёт производительности рыхлителя
Выполним расчёт производительности бульдозерно-рыхлительного агрегата ДЗ-35С.
Определим время на рыхление мёрзлых пород в пределах одного заезда
где t
з
,
t
в – время заглубления и выглубления зуба рыхлителя, мин (принимается равным соответственно 0,15 и 0,1);
t
р
– время рыхления пород в пределах одного заезда, мин:
где В – ширина верхней площадки уступа, м;
H
у – высота уступа, м;
α – угол откоса уступа, град;
υр – скорость движения рыхлителя, м/мин;
Рассчитаем время заезда рыхлителя на новую борозду
где t
м
,
t
п
– время на маневры рыхлителя и переключение передач, мин, соответственно принимаются равными 0,3 и 0,15 мин;
t
д
– время движения холостым ходом, мин
где υХХ – скорость движения рыхлителя на холостом ходу, м/мин;
Определим часовую производительность рыхлителя
где k
и
– коэффициент использования рыхлителя в течение смены.
В пределах подготавливаемого блока объём рыхления мёрзлых пород равен
где H
м – мощность слоя мёрзлых пород, м.
Определим время необходимое для рыхления мёрзлых пород в блоке
Расчёт производительности бульдозера
Определим время цикла бульдозера
где L
н – расстояние набора породы бульдозером, м;
L
г – расстояние на которое перемещается порода, м;
υн – скорость движения бульдозера при наборе породы, м/с;
υг и υп – установленная скорость хода соответственно гружёного и порожнего бульдозера, м/с;
t
п – время на переключение скорости, с.
Определим объём призмы волочения перемещаемой бульдозером
где h
о и l – соответственно высота и длинна отвала бульдозера, м;
a – угол откоса развала, град.
Определим часовую производительность бульдозера по формуле
где Тц – время цикла бульдозера, с;
V – объём призмы волочения, м3;
k
в
– коэффициент использования машины во времени в смену;
k
р – коэффициент разрыхления породы.
Определим время необходимое для перемещения мёрзлых пород в блоке
Время необходимое для подготовки пород к выемке в границах рассматриваемого блока составит
Для других бульдозеров-рыхлителей расчёт производительности выполнен аналогично, результаты расчётов приведены в таблице 4.
Расчёт производительности бульдозеров-рыхлителей
Таблица 4
| Наименование показателя | ед. изм | Тип бульдозерно-рыхлительного агрегата | ||
| ДЗ-35С (150 кН) | ДЗ-94С (250 кН) | ДЗ-141ХЛ (350 кН) | ||
| Рыхление блока | ||||
| T рз | мин | 1,71 | 1,57 | 1,16 |
| t р | мин | 1,46 | 1,32 | 0,91 |
| T ХХ | мин | 1,62 | 1,51 | 1,18 |
| t д | мин | 1,17 | 1,05 | 0,73 |
| Q р | м3/ч | 59,8 | 131,6 | 303,5 |
| V р | м3 | 29 400 | ||
| T бр | ч | 492 | 223,4 | 96,7 |
| Сталкивание пород | ||||
| T ц | с | 449 | 336 | 285,6 |
| V | м3 | 6,9 | 12,5 | 16,7 |
| Q б | м3/ч | 31,9 | 77,2 | 121,4 |
| T бб | ч | 921,6 | 380,1 | 242,2 |
| | ||||
| ТП | ч | 1413,6 | 603,5 | 338,9 |
Расчёт затрат на механическое рыхление пород
Затраты на механическое рыхление мёрзлых пород выполним на основании расчёта стоимости одного машино-часа работы бульдозера. В общем случае в данном расчёте рассматриваются следующие статьи затрат:
- оплата труда (ЗОТ);
- амортизация (А);
- стоимость ГСМ (ЗГСМ);
- затраты на текущий ремонт (ЗТР);
- стоимость запасных частей (ЗЗЧ);
- стоимость малоценных предметов (ЗМЛ);
- прочие неучтённые затраты (ЗПР), т.е.
, руб/ч
Базовую часовую ставку (СБ) оплаты труда машиниста бульдозера назначаем в зависимости от мощности и производительности оборудования для принятых типоразмеров соответственно 68,2; 85,2; 102,3 руб. Определим часовую ставку оплаты труда машиниста бульдозера с учётом дополнительных выплат:
- районный коэффициент (кР = 1,2);
- надбавка за выслугу лет (кл = 1,3);
- дополнительные выплаты за работу в ночное время и праздничные дни (кД = 1,4);
- стимулирующая надбавка за выполнение плановых объёмов работ (кП = 1,4);
- единый социальный налог (кс = 1,268)
;
руб/ч.
Амортизационные отчисления рассчитаем исходя из нормативного срока окупаемости оборудования (T
ОК
= 7 лет) и годовой наработке бульдозерно-рыхлительного агрегата (ТН = 4320 ч), при балансовой стоимости машин (ЦБ) соответственно 4,2; 9,0; 11,9 млн.р.
руб/час.
Стоимость дизельного топлива (ЦДТ) при цене за 1 килограмм 29,4 руб определим из нормативного удельного расхода топлива (g
УД)отечественными бульдозерами 3,24 грамма на 1 кВт мощности двигателя (N) в минуту. Расходы на моторное, трансмиссионное и гидравлическое масла и густые смазочные материалы принимаем в размере 20% от затрат на дизельное топливо, что учтём через коэффициент дополнительных затрат (кДЗ = 1,2).
руб/ч.
Затраты на текущий ремонт для гусеничной техники в среднем составляют 20% от величины амортизационных отчислений, т.е
руб/ч.
Стоимость запасных частей в среднем составляет 30% от величины затрат на текущий ремонт оборудования, т.е
руб/ч.
Стоимость малоценных предметов принимается в размере 10% от величины затрат на текущий ремонт оборудования, т.е
руб/ч.
Величина неучтённых затрат принимается в размере 20% от суммы затрат на эксплуатацию оборудования
руб/ч.
Определим сумму затрат на рыхление мёрзлых пород бульдозером-рыхлителем ДЗ-35С
руб/ч
