Проектирование экскаваторных забоев

Расчетно-пояснительная записка на курсовой проект

По дисциплине «Строительные и дорожные машины»

На тему «Расчет комплекта машин, для производства земляных работ экскаватор драглайн»

Вариант - 2

Проверил: ст. преподаватель

Захарченко Л.Е.

Выполнил: студент гр. МХПТ-09

Анисимов М.Ю.

Новокузнецк

Содержание

стр.

Задание КП……………………………………………………………………………………..…4

Введение…………………………………………………………………………………….……5

Часть 1.Расчет экскаватора для производства земляных работ…………………..……6

- п. 1 Определение размеров котлована

- п.2 Определение объема котлована

- п.3 Определение объема котлована с учетом свойств грунта

- п.4 Определение радиуса копания

- п.5 Определение числа ярусов забоя

- п.6 Определение числа отсыпок

- п.7 Определение числа проходок

- п.8 Определение высоты отсыпки кавальера

- п.9 Определение площади отсыпки

- п.10 Определение размеров отсыпки

- п.11 Определение продолжительности цикла

- п.12 Определение производительности

- п.13 Определение расчетной продолжительности работы

- п.14 Определение нормативной продолжительности работы

- п.15 Определение количества экскаваторов

- п.16 Расчет размеров забоя экскаваторов прямой лопаты

- п.17 Расчет размеров забоя экскаваторов драглайн

- п.18 Расчет размеров забоя экскаваторов обратной лопаты

Часть 2. Выбор и расчет автотранспорта…………………………………………………..18

- п.1 Выбор автосамосвалов для транспортировки грунта за пределы строительной площадки с выписыванием технических характеристик

- п.2 Определение продолжительности цикла

- п.3 Определение производительности

- п.4 Определение количества рейсов за смену одной машиной

- п.5 Определение общего количества рейсов

- п.6 Определение количества автосамосвалов, обслуживающих экскаваторы

- п.7 Продолжительность работы автосамосвалов

Часть 3. Выбор и расчет бульдозера……………………………………………………...…21

- п.1 Выбор бульдозера по видам работ ( по зачистке дна котлована, по устройству кавальера, обратной засыпке котлована)

- п.2 Определение объемов работ по всем видам работ

- п.3 Определение толщины стружки при зачистке дна котлована

- п.4 Определение продолжительности цикла по видам работ

- п.5 Определение производительности бульдозера по видам работ

- п.6 Определение продолжительности работ

- п.7 Определение нормативной продолжительности

- п.8 Определение числа бульдозеров

Часть 4.Разработка схем производства работ

Часть 5. Указания к производству работ

Часть6. Содержание графической части проекта

Заключение……………………………………………………………………………..…..……30

Список литературы……………………………………………………………………..………31

Задание КП

Общие сведения

Целью курсового проектирования является освоение методики расчета экскаваторного забоя при устройстве котлованов. На основании исходных данных, приведенных в таблице 1 необходимо выбрать оптимальную схему проходок экскаватора при разработке котлована, запроектировать экскаваторный забой и рассчитать его параметры. Наибольшая крутизна откосов котлованов и траншей и значения углов естественного откоса приведены в в таблицах 2 и 4. Крутизна откосов – в таблице 3, Наибольшая возможная ширина экскаваторных забоев для прямой лопаты в таблице 5. Технические характеристики одноковшовых экскаваторов с различным видом оборудования представлены в таблицах 6, 7, 8, 9, 10.. Затем выполнить расчет объемов производства работ и запроектировать сами процессы работ для машин, обслуживающих экскаваторы.

В пояснительной записке КП

Выполнить расчет забоя экскаватора драглайн, прямая и обратная лопата и подобрать и рассчитать машины для его обслуживания

В таблице вариантных заданий дана марка экскаватора, даны размеры котлована по низу, высота котлована, вид грунта, дальность транспортировки, вид дороги, начало работы, угол наклона стрелы при работе, местоположение строительной площадки.. Технические характеристики машин даны в приложении методических указаний

В графической части КП

В графической части проекта чертят экскаваторный забой с проходками по котловану. Строятся схемы движения машин при выполнении земляных работ. Выполняются разрезы и узлы по схемам и фрагментам производства работ. Составляются технические характеристики машин. Даются общие указания к производству работ, контролю качества, технике безопасности и охране окружающей среды при производстве земляных работ на данном объекте для конкретно заданных условий.

Введение

В введении студент указывает входные данные согласно задание. Дает описание фронта работ. Указывает какие расчеты им будут выполнены. Конкретизирует важность и назначение данных расчетов. Поясняет цели и задачи своего расчета.

ЧАСТЬ1. Расчет экскаватора для производства земляных работ

Проектирование экскаваторных забоев.

На эффективность работы экскаватора оказывают влияние геометрические параметры забоев. Под забоем понимают рабочую зону экскаватора, включающая часть грунтового массива, разрабатываемого с данной стоянки, а также площадку для установки экскаватора и транспортных средств. При работе по бестранспортной схеме к забою относятся также площадка с отвалом грунта, укладываемого с данной стоянки экскаватора.

При проектировании экскаваторных забоев необходимо решить следующие задачи:

Определить рациональные формы и размеры всех элементов экскаваторного забоя при этом

1. Разбить поперечное сечение разрабатываемого котлована на экскаваторные проходки, определить их количество и размеры;

2. Установить пути движения автотранспорта и места его установки для погрузки;

3. Определить расположения отвалов и их размеры.

Запроектированный забой должен удовлетворять требованиям

1. Количество проходок должно быть минимальным;

2. Угол поворота стрелы экскаватора должен быть минимальным;

3. Высота забоя должна быть достаточной для наполнения ковша за одно черпание и не больше высоты резания для данного экскаватора.

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант	Размеры котлована по дну	Вид грунта; плотность, ρ, т/м³	Марка одноковшового экскаватора, рабочее оборудование
Длина, L, м	Ширина, В, м	Высота, Н, м
			4,7	супесь (1,65)	ЭО – 5111Б драглайн

Таблица 2 – Наибольшая крутизна откосов котлованов и в непереувлажненных грунтах

Вид грунта	Глубина выемки, м
1,5 м	от 1,5 до 3 м	от 3 до 5 м
Угол между направлением откосов и горизонталью в град.	Отношение высоты к заложению	Угол между направлением откосов и горизонталью в град.	Отношение высоты к заложению	Угол между направлением откосов и горизонталью в град.	Отношение высоты к заложению
Супесь		1:0,25		1:0,67		1:0,85

Таблица 3 – Крутизна откосов отвалов

Наименование грунтов	Состояние грунта
сухой	влажный	мокрый
градусы	отношение высоты к заложению	градусы	отношение высоты к заложению	градусы	отношение высоты к заложению
Песок мелкозернистый		1:2,25		1:1,75		1:2,75
Песок среднезернистый		1;2		1:1,5		1:2,25
Песок крупный		1:1,75		1:1,6		1:2

Таблица 4 – Значения углов естественного откоса грунтов

Вид грунта	Среднее значение для насыпных грунтов
Угол естественного откоса, град.	Крутизна откоса 1 :m0
Супесь	35-40	1: 1,3

Таблица 8 – Технические характеристики одноковшовых экскаваторов с оборудованием драглайна

Показатели	ЭО – 5111Б
Р, кВт
Vmax, км/ч
G, т	33,5
q, м³	1,0
Lстр,м
α, град	30;
Rp, м	16;
Rв, м	14,4;
Нк, м бок.п   тор. п	7,8; 5,7   10; 9,2
Нв, м	5,3; 8,4
Примечание: Р – мощность двигателя, Vmax – наибольшая рабочая скорость передвижения, G – эксплуатационная масса оборудования; q – емкость ковша, Lстр –длина стрелы; α – угол наклона стрелы; Rp – наибольший радиус копания, Rв – радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки, Нв – наибольшая высота выгрузки ; Нк – наибольшая высота копания, бок. п. – при боковом проходе; тор. п. – при торцевом проходе

Таблица 11 – Характеристики разрабатываемых грунтов

Вид грунта	Плотность, т/м³	Коэффициент остаточного разрыхления, kор	Коэффициент первоначального разрыхления, kпр
Супесок: тяжелый среднетяжелый легкий	1,6 – 1,95 1,5 – 1,8 1,3 – 1,6	1,02 – 1,04 1,03 – 1,05 1,02 – 1,06	1,10 – 1,16 1,12 – 1,17 1,10 – 1,20

- п.1.Определение размеров котлована

Ширина котлована по верху, м:

В_в = В + 2·Н · ctg α = 26 + 2·4.7·0.839 = 33.89 м;

где, В и Н – ширина и высота котлована по заданию, м; α = 50º – угол откоса, принимается по Таблице 2, в зависимости от глубины котлована и вида грунта.

Длина котлована по верху, м:

L_в = L + 2·Н · ctg α = 150 + 2·4.7·0.839 = 157.89 м.

Площадь котлована по дну, м²:

F = B · L = 150 · 26 = 3900 м².

Площадь котлована по верху, м²:

F_в = В_в · L_в = 33.89 · 157.89 = 5350.78 м²_.

- п.2.Определение объема котлована

Объем котлована или траншеи, м³:

V_к = 0.5·(F + F_в) · Н = 0.5·(3900 + 5351) · 4.7 = 21739.85 м³.

- п.3.Определение объема котлована с учетом свойств грунта

Объем грунта в разрыхленном состоянии, м³:

V_р = V_к · k_п.р = 21739.85 · 1.15 = 25000.82 м³;

Объем грунта в плотном теле (разрыхленный грунт после усадки), м³:

V_{пл. т.} = V_р/k_о.р = 25000.82 /1.05 = 23810.31 м³;

где, k_о.р и k_п.р – коэффициенты остаточного и первоначального разрыхления, Таблица 11.

Грунт при разработке разрыхляется и увеличивается в объеме. Именно это количество грунта и перевозится с объекта к месту складирования либо утилизации самосвалами. Это явление, называемое первоначальным разрыхлением грунта, характеризуется коэффициентом первоначального рыхления Кпp, который представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии.

Уложенный в насыпь разрыхленный грунт уплотняется под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т.д.Однако грунт длительное время не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта Кop.

- п.4.Определение радиуса копания

Радиус копания определяется, м:

R_коп = 0.9·R_Р = 0.9·16 = 14.4 м;

где, R_р = 16 м – наибольший радиус копания, при угле наклона стрелы 30º, Таблица 8.

- п.5.Определение числа ярусов забоя

Число ярусов разработки котлована или траншеи:

п_я = Н/Н_к = 4.7/7.8 = 0.6 ≈ 1;

где, Н – высота котлована по заданию, м; Н_к - наибольшая высота или глубина копания, Таблица 8.

Принимаем одну ярусную проходку. При проверке используем наименьшее значение, наибольшей высоты копания при боковой и лобовой проходке.

- п.6.Определение числа отсыпок

Отсыпки предназначены для образования резервов грунта для обратной засыпки пазух котлована. Эта отсыпка будет устроена с двух длинных сторон котлована. поэтому число отсыпок: п_отс = 2. Для проверки данного параметра, выполним вычисление:

п_отс = В_в/(2 R_коп) = 33.89/(2 · 14.4) = 1.16 ≈ 2;

если п_отс ≤ 1, то принимается односторонняя отсыпка;

если п_отс > 1, то принимается двухсторонняя отсыпка.

- п.7.Определение числа проходок

При двухсторонней отсыпке число проходок для экскаваторов драглайн и обратной лопаты определяется:

п_прох = (В_в + 2с +2Н_в – 2R_в) / ( 2 R_коп) + 1 = (33.89 + 2·4 + 2·5.3 - 2·14.4) / ( 2·14.4) + 1 = 1.11 ≈ 2;

где, с - ширина бермы принимается от 2,5 до 4,5 м, большая величина для малосвязных грунтов (песок, супесок, чернозем, лесс); В_в – ширина котлована или траншеи по верху, м; Н_в, R_в – наибольшая высота выгрузки и наибольший радиус выгрузки, принимаем по Таблице 8, (R_в = 14.4 м; Н_в = 5.3 м, при угле наклона стрелы 30º); R_коп - радиус копания, м;

Число проходок округляется до натуральной величины в большую сторону.

- п. 8.Определение высоты отсыпки кавальера

При двухсторонней отсыпке высота отсыпки для экскаваторов драглайн и обратной лопаты определяется:

Н_о = R_коп·· (п_прох – 1) + R_в – 0,5В_в – с = 14.4 · ( 2 – 1) + 14.4 – 0.5·33.89 – 4 = 7.86 м;

где, с - ширина бермы принимается от 2,5 до 4,5 м, большая величина для малосвязных грунтов (песок, супесок, чернозем, лесс); В_в – ширина котлована или траншеи по верху, м; R_в – наибольший радиус выгрузки, принимаемый по Таблице 8; R_коп - радиус копания, м;

Высота отсыпки должна удовлетворять условию: Н_о ≤ Н_в. Если условие не выполняется , то принимаем Н_о = Н_в = 5.3 м.

- п.9.Определение объема и площади отсыпки

Объем отсыпки с учетом свойств грунта, м³:

V_отс = (V_к - В·L·H)·k_пр/k_ор = (21739.85 - 26·150·4.7) · 1.15/1.05 = 3734.6 м³;

где, V_к – объем котлована, м³; В, L, Н – размеры котлована, м; k_о.р , k_п.р – коэффициенты остаточного и первоначального разрыхления, определяются по Таблице 11 (равные 1.05 и 1.15 соответственно).

Площадь одной отсыпки с учетом свойств грунта, м²:

F_отс = V_отс/(п_отс·(0,5L + Н·ctg а)) = 3734.6/(2·(0.5·150 + 4.7·ctg 30)) = 22.46 м²;

F_отс = V_отс/(п_отс · L) = 3734.6/(2·150)) = 12.5 м²;

где, а – угол откоса, принимается по Таблице 3, в зависимости от глубины котлована и вида грунта; V_отс - объем отсыпки разрыхленного грунта, м³.

- п.10.Определение размеров отсыпки

Ширина отсыпки по верху, м:

в_о = F_отс/Н_о - Н_о· ctg a = 0;

Высота отсыпки, H_o:

F_отс = 0.5·В_о · Н_о;

представим, B_о = 2Н_о ctg a;

(H_o)² = F_отс/ctg a = 12.5/1.73 = 7.22;

H_o = 2.69 м;

Ширина отсыпки по низу, м:

B_о = в_о + 2Н_о ctg a = 2·2.69·ctg 30º = 9.3;

При этом должно выполняться условие: В_о ≤ В_в/( п_прох· п_отс);

Где, В_в – ширина котлована по верху, м; Н_о – высота отсыпки, м; п_прох – число проходок; п_отс – число отсыпок.

- п.11.Определение продолжительности цикла

Продолжительность цикла работы одноковшовых экскаваторов, с:

t_ц = к·(t – α´/3n) + α/3n +t_р = 0.9(34 - 135/3·13) + 135/3·13 + 4 = 34.9 с;

где, к – коэффициент изменения времени копания грунта в зависимости от категории грунта, принимается по Таблице 12.

Таблица 12 – Значения коэффициента копания грунта в зависимости

от категории грунта

Категория грунта	I	II	III	IV
Коэффициент копания грунта, к	0,75	0,9	1,0	1,2

t - продолжительность цикла одноковшового экскаватора в зависимости от угла поворота и емкости ковша, принимается по Таблице 13, с.

Таблица 13 – Продолжительность рабочего цикла одноковшовых экскаваторов, с

Ёмкость ковша q, м3	Угол поворота в градусах, α´
Группа грунта
I	II	III	I	II	III	I	II	III
0,25
0,50
1,0
2,0
Примечание: В числителе время цикла указано для экскаватора прямой лопаты, а в знаменателе – для экскаваторов обратной лопаты и драглайн

α´ - типовой угол поворота экскаватора при его работе, в градусах;

n – частота поворота экскаваторов, указана в таблице 14, об/мин.

Таблица 14 – Частота поворота одноковшовых экскаваторов, об/мин

Ёмкость ковша q, м3	Вид экскаватора
Прямая лопата	Драглайн	Обратная лопата
Гидравлическая	канатная	Гидравлическая	канатная
0,25 – 0,4
0,50 – 0,80
1,00 – 1.30
1,60 – 2,50

α – рабочий угол поворота одноковшового экскаватора, в градусах;

t_р – время разгрузки ковша, определяется по таблице 15, с

Таблица 15 – Время разгрузки ковша в автотранспортные средства, с

Ёмкость ковша q, м3	0,25 – 0,4	0,50 – 0,80	1,00 – 1.30	1,60 – 2,50
Время разгрузки ковша tр, с	2 –2,5	3 – 3,5	4 –4,5	5 – 6

- п.12.Определение производительности

Эксплуатационная часовая производительность одноковшового экскаватора, при работе в автотранспортные средства, м³/ч:

П_эч = 3600·q·k_н·k_п·k_и/(k_пр· t_ц) = 3600·1·0.95·0.97·0.92/1.15·34.9 = 76;

Эксплуатационная часовая производительность одноковшового экскаватора, при работе в отвал, м³/ч:

П_эч = 3600·q·k_н·k_п·k_и/(k_пр· t_ц) = 3600·1·0.95·0.97·0.78/1.15·34.9 = 64.5;

где q – емкость ковша, м³; k_н – коэффициент наполнения ковша, принимается по Таблице 16;

Таблица 16 – Коэффициенты наполнения ковша, k_н

Вид грунта	Прямая лопата	Обратная лопата, драглайн
Песок	1,05	0,95
Гравий	1,10	1,05
Глина, суглинок	1,20	1,15
Мелкодробные породы	1,05	0,9
Влажные грунты		0,8

k_п - коэффициент потерь на передвижку экскаватора, определяется по Таблице 17;

Таблица 17 – Коэффициенты потерь времени на передвижку экскаватора по забою

Ёмкость ковша q, м3	Прямая и обратная лопаты	Драглайны
Группы грунтов
I	II	III	I	II	III
0,15-0,30	0,92	0,94	0,96	0,94	0,94	0,95
0,65 – 1	0,94	0,95	0,96	0,97	0,97	0,98
1,5 - 2	0,94	0,95	0,97	0,97	0,97	0,98

k_и – коэффициент использования машины по времени, определяется по Таблице 18

Таблица 18 – Коэффициенты, учитывающие потери времени по организационным причинам

Условия работы	Емкость ковша q, м3
0,25-0,5	1-1,5	2 -4
Работа в отвал	0,77	0,78	0,87
Работа в автотранспортные средства	0,87	0,92	0,94

k_пр – коэффициент первоначального разрыхления, определяются по Таблице 11

t_ц – продолжительность цикла определялась в предыдущем пункте расчета

- п.13.Определение расчетной продолжительности работы

Расчетная продолжительность работы экскаватора, ч:

Т^р = V_р/ П_эч = 25000.82/76 = 329 ч;

где, V_р - объем вынутого разрыхленного грунта из котлована, м³ (см. п. 3.); П_эч – эксплуатационная часовая производительность экскаватора м³/ч (см. п.12.).

- п.14.Определение нормативной продолжительности работы

Нормативная продолжительность работы, ч:

Т^н = (Н_вр1 · V_р1 + Н_вр2 · V_р2)/N = (2.2·3734.6 + 2.8·21266.22)/2 = 33880.8;

где, Н_вр1 – норма времени в чел –ч при работе экскаватора в отвал, определяется по Таблице 19;

V_р1 – объем грунта при работе экскаватора в отвал, м³:

V_р1 = V_отс = 3734.6;

V_отс – объем отсыпки, м³, определен в п. 9; Н_вр2 – норма времени в чел –ч при работе экскаватора в автотранспорт, определяется по Таблице 19;

V_р2 – объем грунта для погрузки в автотранспорт, м³:

V_р2 = V_р - V_отс = 25000.82 - 3734.6 = 21266.22;

V_р – объм вынутого грунта из котлована с учетом свойств грунта, определен в п.3; N число машинистов крана, для емкости ковша до 0,65м³ N = 1, а свыше 0,65 м³ N = 2;

Таблица19 – Норма времени при работе экскаваторов, чел –ч на 100 м³

Ёмкость ковша q, м3	Вид лопаты
прямая	драглайн	обратная
в отвал	в автотранспорт	в отвал	в автотранспорт	в отвал	в автотранспорт
Категория грунта
I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III	I	II	III
0,4	2.2	2,8	3,9	2,9	3,5	4,9	2,4	3,1	4,3	3,1	3,9	5,5		3,8	5,4	3,8	4,8	6,7
0,65	1,5	1,8	2,3	1,8	2,3	2,9	1,7	2,1	2,6		2,5	3,1	2,1	2,5	3,2	2,6	3,2	4,1
0,8		2,6		2,4		3,8	2,4		3,6		3,6	4,6		3,6	4,4	3,6	4,4	5,6
1,1	2,2	2,6	3,4	2,6	3,2	4,2	1,76	2,2	2,8	2,2	2,8	3,4	2,4	3,2		3,0	4,0	4,8
1,5		2,6		1,52	1,94	2,4	1,52	2,2	2,6	1,82	2,2	2,6	1,98	2,2	3,2	2,6
	1,36	1,74	2.2	1,62		2,6	1,4	1,76	2,4	1,64		2,8	1,46	1,74	2,2	1,9	2,2	2,8

- п. 15 Определение количества экскаваторов

Число экскаваторов для разработки котлована:

N_э = Т^р/ Т^н = 33880.8/329 = 103;

где, Т^н - нормативная продолжительность работы экскаватора, ч, определяемая в п. 13; Т^р – расчетная продолжительность работы, ч , определяемая в п. 14.

Число экскаваторов округляем до натуральной величины.

-п.17 Расчет размеров забоя экскаваторов драглайн

Драглайном осуществляют разработку грунта ниже уровня стоянки экскаватора торцевыми или боковыми проходками, с отгрузкой грунта в отвал или в транспортные средства. Транспорт может перемещаться в зависимости от условий работы по верху разработки или по дну забоя. При погрузке грунта в автотранспорт, угол поворота стрелы крана принимается 70-180 градусов. Технические параметры крана приведены в таблице 8. для расчета забоев необходимо определить дополнительные характеристики, зависящие от вида грунта и глубины разрабатываемой выемки:

Наименьший радиус резания на уровне стоянки R_ст (см. Рисунок 5) - это расстояние от оси поворота экскаватора до бровки откоса и принимается по таблице 20.

R_коп = 16

L_п = 7.8 R_cт

φ_от

R_з = 8.2 L_п = 7.8

Рисунок 5 – Определение величины передвижки драглайна

Таблица 20 – Наименьший радиус резания на уровне стоянки при угле торцевого откоса 45º

Ёмкость ковша q, м3	0,25	0,5	1,0	2,0
Наименьший радиус резания на уровне стоянки Rст, м	2,5	3,0	3,5	4,0

Наименьший радиус резания на уровне дна забоя R_з, м:

R_з = R_ст + Н·ctgφ = 3.5 + 4.7·сtg45 = 8.2 м;

где, φ – угол торцевого откоса забоя φ = 45º; Н – глубина котлована, м;

L_п – длина рабочей передвижки экскаватора, м:

L_п = R_р – R_ст – Н·ctgφ = 16 – 3.5 – 4.7·сtg45 = 7.8 м;

Средняя высота отсыпки, м:

Н_о = Н_в – 0,25·L_п·tgφ_от = 5.3 – 0.25·7.8·tg30 = 4.17 м;

где, Н_в – наибольшая высота выгрузки, по таблице 8; φ_от - угол откоса отвала, принимаемый равный углу естественного откоса (Таблица 3).

При разработке выемок траншей и котлованов применяются виды проходок: торцевая проходка с односторонним или двухсторонним отвалом (рисунок 8), боковая проходка с выгрузкой грунта в отвал (Рисунок 7), торцевая и боковая проходки с погрузкой грунта в автотранспорт.

При проектировании забоя для разработки в отвал необходимо выполнить следующие условия:

1. объем разрабатываемого грунта на 1 п.м. проходки, умноженный на коэффициент первоначального разрыхления должен быть не больше объема грунта, размещаемого в 1 п. м. отвалов:

V_з·k_пр≤V_от

или F_з·k_пр≤F_от (для площади поперечного сечения забоя)

1. Все размеры проходок и отвалов должны быть заданы в соответствии с техническими параметрами экскаватора;
2. Ось рабочего хода экскаватора должна находиться в пределах разрабатываемой проходки

Торцевая проходка(Рисунок 6)

R_p R_в

в_о

1 2 Н_о

Н_з с В_о

В_з φ_ест φ_от

В_ст

1 – ось проходки, 2 – ось рабочего хода экскаватора

Рисунок 6 – Схема первичной (торцевой) проходки драглайна с односторонним отвалом

Наибольшая ширина проходки на уровне стоянки для торцевого забоя

(см. рисунок 6, м):

В_ст = 2· √ R_р² - L_п² = 2· √(16² – 7.8²) = 28 м;

Наибольшая ширина проходки на уровне торцевого забоя, м:

В_з = В_ст – 2Н· ctg φ₁ = 28 - 2·4.7·ctg50 = 22.58 м;

где, φ₁ – угол бокового откоса забоя, град., принимается от 40º до 65º;

Ширина бермы безопасности, м; определяется из условия недопущения обрушения грунта:

с = Н·(ctg φ_ест – сtg φ₁) + 0,5 = 4.7(ctg32 – ctg50) + 0.5 = 5.3 м;

где, φ_ест – угол естественного откоса принимается равным углу внутреннего трения грунта по таблице 21:

Ширина отсыпки (отвала, кавальера, временной насыпи),м:

в_о = В_ст·H´k_пр/H_o - H_o· сtg φ_от = 9.3 м;

Таблица 21 – Угол естественного откоса для грунтов, φ_ест

Вид грунта	Чернозем	Песок сухой	Песок влажный	Супесок	Суглинок	Глина сухая	Глина влажная	Гравийно галечниковый
Угол внутреннего трения, φ1	40º	30º	31º	32º	47º	47º	50º	46º

При разработке боковой проходки(см. рисунок 7)

Наибольшая ширина проходки на уровне стоянки для бокового забоя

(см рисунок 7), м:

В_ст = (√ R_р² - L_п² - Н· ctg φ₁ + R_в +0,25· L_п - с)·H_о/( H_о +Н·k_п.р.) = (√(16² – 7.8² – 4.7ctg50 + 14.4 + 0.25·7.8 – 5.3))/(2.69 + 4.7·1.15) = 18.5/8,095 = 2.28;

Наибольшая ширина проходки на уровне бокового забоя дна котлована (рисунок 7), м:

В_з = В_ст – 2Н· ctg φ₁ = 2.28 – 5.42 = 0;

Ширина бермы безопасности:

с = Н·(ctg φ_ест – сtg φ₁) + 0,5 = 5.3 м;

Ширина отсыпки (отвала, кавальера, временной насыпи),м:

в_о = В_ст·H´k_пр/H_o - H_o· сtg φ_от = 2.28·4.7·1.15/4.17 – 4.17ctg32 = 12.3/4.17 – 4.17ctg32 = 0 м;

R_p R_в

В_л в_о

1 2 Н_о

Н_з с В_о

В_з φ_ест φ_от

В_ст

1 – ось предыдущей торцевой проходки, 2 – ось рабочего хода экскаватора

Рисунок 7 – Схема боковой проходки драглайна с односторонним отвалом

При разработке котлована в двухсторонний отвал:

В_ст = 2·(√ R_р² - L_п² - Н· ctg φ₁ + R_в +0,25· L_п - с)·H_о/( H_о +Н·k_п.р.) = 2(√(16² – 7.8² – 4.7ctg50 + 14.4 + 0.25·7.8 – 5.3))/(2.69 + 4.7·1.15) = 4.5;

В_з = В_ст – 2Н· ctg φ₁ = 4.5 – 5.42 = 0;

с = Н·(ctg φ_ест – сtg φ₁) + 0,5 = 5.3 м;

в_о = (В_ст - Н· ctg φ₁)·H´k_пр/(2·H_o) - H_o· сtg φ_от = (4.5 – 4.7ctg50)4.7·1.15/(2·2.69) – 2.69·ctg32 = 0;

При разработке котлована по уширенной проходке зигзаг(Рисунок 8)при двухстороннем резерве:

В_ст = 2·(√ R_р² - L_п² - Н· ctg φ₁ + R_в +0,25· L_п - с)·H_о/( H_о +Н·k_п.р.) + ΔВ = 2(√(16² – 7.8²) – 4.7ctg50 + 14.4 + 0.25·7.8 – 5.3)/(2.69 + 4.7·1.15) + = 4.5 + 2.5 = 8 м;