|
Стр. 8
п а h
сл
Оптимальная скорость папильонирования для земснарядов
контрактовой производительностью 400...750 куб. м/ч составляет
8...12 м/мин.
5.2.3. Перемещение земснаряда вперед рассчитывается по
зависимости:
n омега К
ч ч г
Р = ------------. (157)
а V h
п сл
При оптимальной скорости папильонирования (8...12 м/мин.)
перемещение земснаряда вперед определяется зависимостью:
n омега К
о ч ч г
Р = 0,11 ------------. (158)
а h
сл
5.2.3.1. Перемещение земснаряда вперед не должно быть менее
0,2 м и более величины, при которой происходит резание грунта
спинкой черпака.
Резание грунта спинкой черпака вызывает дополнительные затраты
мощности привода верхнего черпакового барабана (ВЧБ) и увеличивает
просор грунта, так как срезанный спинкой черпака грунт остается на
прорези.
Величины предельного перемещения земснаряда вперед приведены
на рис. 22 "а".
Примечание. Максимальная скорость выбирания папильонажных
тросов лебедками составляет 25 м/мин. Однако эта скорость
выбирания троса предназначена для выбора тросов после подъема
якоря, для экстренного ухода земснаряда с прорези для пропуска
судов.
Рабочий диапазон скорости выбирания троса находится в пределах
5...12,5 м/мин.
5.2.4. Коэффициент наполнения черпака грунтом определяется как
отношение объема грунта в черпаке, приведенного к состоянию
естественного залегания, к вместимости черпака:
ч
V
гр
К = ---------, (159)
г омега К
ч р
где:
ч
V - объем грунта в черпаке по замеру, куб. м;
гр
К - коэффициент разрыхления грунта в черпаке, средние
р
величины которого приведены в табл. 27;
омега - вместимость черпака, куб. м.
ч
Таблица 27
СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАЗРЫХЛЕНИЯ ГРУНТА
ПРИ РАЗРАБОТКЕ МНОГОЧЕРПАКОВЫМ ЗЕМСНАРЯДОМ
---------------------------------T-------------------T-----------¬
¦ Грунт ¦Группа по трудности¦Коэффициент¦
¦ ¦ разработки ¦разрыхления¦
+--------------------------------+-------------------+-----------+
¦Илы всех наименований, супеси ¦1, 2, 3, 4, 5 ¦1,00...0,90¦
¦текучие, суглинки и глины теку- ¦ ¦ ¦
¦чепластичные, скрытотекучие ¦ ¦ ¦
+--------------------------------+-------------------+-----------+
¦Суглинки и глины тугопластичные,¦3, 4 ¦1,10...1,20¦
¦супеси пластичные с гравием ¦ ¦ ¦
+--------------------------------+-------------------+-----------+
¦Пески всех наименований, раку- ¦2, 3, 4 ¦1,05...1,10¦
¦шечно-песчаные грунты ¦ ¦ ¦
+--------------------------------+-------------------+-----------+
¦Супеси полутвердые и твердые ¦4, 5 ¦1,10...1,20¦
+--------------------------------+-------------------+-----------+
¦Суглинки и глины полутвердые ¦6 ¦1,20...1,25¦
+--------------------------------+-------------------+-----------+
¦Гравий, галька, галечные грунты,¦4, 6 ¦1,10...1,20¦
¦грунты гравийно-глинистые, гра- ¦ ¦ ¦
¦вийно-супесчаные ¦ ¦ ¦
+--------------------------------+-------------------+-----------+
¦Сцементированные песчаники, ¦7 ¦1,30...1,45¦
¦взорванная скала ¦ ¦ ¦
L--------------------------------+-------------------+------------
На связных грунтах коэффициент наполнения черпака может
превышать единицу (наполнение черпака с шапкой).
На несвязных грунтах коэффициент наполнения черпака
рассчитывается по зависимости:
омега
в
К = ---------, (160)
г омега К
ч р
где омега - водовместимость черпака, куб. м, которая меняется
в
с углом наклона рамы (с глубиной разработки). Усредненное значение
коэффициента водовместимости приведено на рис. 22.
5.2.5. Скорость черпаковой цепи зависит от вида
разрабатываемого грунта и условий производства работ.
В процессе разработки грунта скорость черпаковой цепи должна
поддерживаться максимально возможной в данных условиях
производства работ.
В табл. 28 приведены относительные скорости черпаковой цепи,
полученные по результатам натурных наблюдений и расчетам на ЭВМ по
математической модели разработки грунта многочерпаковыми
земснарядами.
Таблица 28
ОТНОСИТЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ЧЕРПАКОВОЙ ЦЕПИ
-----------------------T-----------T-----------T-----------T-----------¬
¦ Группа по трудности ¦ 1...3 ¦ 4...5 ¦ 6 ¦ 7 ¦
¦ разработки ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------+-----------+-----------+-----------+-----------+
¦Относительная скорость¦0,95...0,85¦0,80...0,70¦0,65...0,60¦0,55...0,50¦
¦черпаковой цепи ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦П / П ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ф п ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L----------------------+-----------+-----------+-----------+------------
Примечание.
П - средняя скорость черпаковой цепи, черп./мин.;
ф
П - паспортная максимальная скорость черпаковой цепи,
п
черп./мин.
5.2.5.1. При разработке сильно прилипаемых грунтов скорость
черпаковой цепи необходимо поддерживать близкой к паспортной,
уменьшив перемещение земснаряда вперед на 20%.
5.2.5.2. При разработке грунтов с включениями в виде валунов
скорость черпаковой цепи необходимо снизить на 15...20%.
5.2.5.3. При разработке тонкого слоя (толщина срезаемого слоя
меньше или равна вылету черпака) на малых глубинах необходимо
учитывать, что резание грунта происходит на шлейфе и это создает
повышенную опасность сброса черпаковой цепи с нижнего черпакового
барабана (НЧБ).
5.2.5.4. При разработке тонкого слоя (h <= а , где а
сл ч ч
- вылет черпака) величина перемещения земснаряда вперед не должна
превышать половины длины шлейфа черпаковой цепи (рис. 23).
Скорость черпаковой цепи должна поддерживаться максимально
возможная, так как после выхода черпака из зацепления с грунтом
угол наклона плоскости зева черпака отрицателен (рис. 24).
5.2.5.5. Скорость папильонирования рассчитывается по
зависимости:
0,4n омега
ч ч
V = ------------, (161)
п Р h
а сл
где:
n - скорость черпаковой цепи, черп./мин.;
ч
омега - вместимость черпака, куб. м;
ч
Р - перемещение земснаряда вперед, м;
а
h - толщина разрабатываемого слоя, м.
сл
Если расчетная скорость папильонирования по формуле (161)
меньше V < 5,0 м/мин., необходимо уменьшить величину перемещения
п
земснаряда вперед.
5.2.5.6. Технологические параметры работы земснаряда
рассчитываются по нормативной производительности.
5.2.6. При толщине разрабатываемого слоя более 1,4 м угол
разворота земснаряда относительно оси прорези должен составлять не
менее 25...30 градусов для предотвращения упирания в грунт
подшипников НЧБ (рис. 25).
5.3. Расчет производственных показателей многочерпакового
земснаряда
5.3.1. Расчетная часовая производительность многочерпакового
земснаряда определяется по зависимости:
н
q = q К К ...К , (162)
р 1 2 n
где:
н
q - нормативная часовая производительность, выбирается из
таблиц Норм на морские дноуглубительные работы по условиям работы
согласно техническому заданию (глубина разработки, вид грунта,
средняя толщина срезаемого слоя), куб. м/ч;
К , К , ..., К - коэффициенты к производительности,
1 2 n
учитывающие особые условия производства работ:
узкая прорезь - ширина прорези менее 76 м;
наличие включений;
прорезь на мелководье (тупиковая прорезь);
разработка "сухого" берега;
неравномерность срезаемого слоя;
прилипаемость грунта.
5.3.2. Суточная выработка земснаряда рассчитывается по
зависимости:
Q = 24q К , (163)
с р вр
где:
q - расчетная производительность земснаряда, куб. м/ч;
р
К - коэффициент использования рабочего периода земснаряда,
вр
определяется как отношение чистого времени работы земснаряда к
продолжительности рабочего периода земснаряда на данном участке:
Т - t - t
р ост п
К = --------------, (164)
вр Т - t
р п
где:
Т - продолжительность рабочего периода земснаряда, ч;
р
t - продолжительность производственных остановок, ч;
ост
t - продолжительность простоев, ч.
п
5.3.3. В состав производственных остановок многочерпакового
земснаряда входят:
установка (съемка) на участок работ;
перекладка рабочих якорей;
осмотр, смазка механизмов и замена изношенных деталей;
пополнение запасов воды и топлива;
сдача мусора и льяльных вод;
ожидание подхода шаланд;
подход и швартовка шаланд;
пропуск судов;
очистка НЧБ и черпаковой рамы от предметов засоренности;
стоянка по гидрометеорологическим причинам.
5.3.4. В состав простоев многочерпакового земснаряда входят:
неподготовленность участка работ;
запреты на работу природоохранных органов;
отсутствие топлива;
неукомплектованность экипажа;
ликвидация последствий аварий и аварийных происшествий.
6. ОДНОЧЕРПАКОВЫЕ ШТАНГОВЫЕ ЗЕМСНАРЯДЫ
6.1. Технология работы
6.1.1. Одночерпаковые штанговые земснаряды, в основном,
применяются для создания траншей и узких прорезей. Разрабатывают
все виды грунтов. Разработанный грунт может грузиться в трюм
шаланд или на отвал.
6.1.2. Ширина разрабатываемой прорези штанговым земснарядом
определяется зависимостью:
В = R (sin альфа + sin альфа ), (165)
р к 1 2
где:
R - радиус копания, м;
к
альфа - угол поворота экскаваторного устройства в сторону
1
свободного борта, рад. (град.);
альфа - угол поворота экскаваторного устройства в сторону
2
борта, где пришвартована шаланда, рад.
6.1.2.1. В связи с тем, что корпус шаланды выступает за корпус
земснаряда, ширину разрабатываемой полосы с борта, где находится
шаланда, следует принимать равной половине ширины корпуса
земснаряда. Максимальный угол поворота экскаваторного устройства в
сторону свободного борта составляет не более 75 градусов (1,30
рад.).
6.1.2.2. Максимальная ширина прорези, разрабатываемая
земснарядом с одной стоянки, определяется по зависимости:
В = 0,96R + 0,5В , (166)
max к з
где В - ширина корпуса земснаряда, м.
з
6.1.3. Рабочая ширина прорези рассчитывается по зависимости:
В = В + h m, (167)
р о сл
где:
В - проектная ширина прорези, м;
о
h - средняя толщина разрабатываемого слоя, м;
сл
m - величина заложения откоса.
6.1.4. Радиус копания R у земснаряда "прямая лопата"
к
определяется по зависимости (рис. 26 "а"):
R = ДЕЛЬТА l + R sin альфа, (168)
к р
где:
ДЕЛЬТА l - вылет точки опоры рукояти от оси вращения
экскаваторного устройства, м;
R - рабочий вылет рукояти, м, определяемый по зависимости:
р
R = Н + ДЕЛЬТА R , (169)
р ч р
где:
Н - глубина разработки, м;
ч
ДЕЛЬТА R - высота точки опоры рукояти от поверхности воды, м;
р
альфа - угол поворота рукояти, при котором высота гребня
находится в пределах допустимого перебора, рад. (град.).
В табл. 29 приведены значения ДЕЛЬТА R = R sin альфа при
к р
величине допустимого перебора, равного h = 0,5 м.
q
Таблица 29
ПРИРАЩЕНИЕ РАДИУСА КОПАНИЯ
----------------------------T------------------------------------¬
¦Рабочий вылет рукояти R , м¦ Приращение радиуса копания ¦
¦ р ¦ ДЕЛЬТА R , м ¦
¦ ¦ к ¦
+---------------------------+------------------------------------+
¦3 ¦1,6 ¦
+---------------------------+------------------------------------+
¦4 ¦1,9 ¦
+---------------------------+------------------------------------+
¦5 ¦2,3 ¦
+---------------------------+------------------------------------+
¦10 ¦3,2 ¦
+---------------------------+------------------------------------+
¦15 ¦3,9 ¦
+---------------------------+------------------------------------+
¦20 ¦4,5 ¦
L---------------------------+-------------------------------------
6.1.4.1. Угол поворота рукояти при заданной высоте гребня
(величина перебора) определяется по зависимости:
h
q
альфа = arccos (1 - --), (170)
R
к
где h - допустимый перебор по глубине (высота гребня), м.
q
6.1.5. У земснарядов "обратная лопата" максимальный радиус
копания рассчитывается по зависимости:
R = l cos альфа + R sin бета, (171)
к ст р
где:
l - длина стрелы, м;
ст
альфа - угол наклона стрелы к горизонту, рад. (град.);
R - длина рукояти, м;
р
бета - угол поворота рукояти, рад. (град.), рассчитанный по
формуле (169) (рис. 26 "б").
Величина максимального радиуса копания для земснарядов
"обратная лопата" может быть выбрана по графику, приведенному на
рис. 27.
6.1.6. Максимальная ширина разрабатываемой прорези штанговым
земснарядом с одной стоянки рассчитывается по зависимости:
В = 0,95R + 0,5В , (172)
max к з
где:
R - радиус копания, м, рассчитанный по формуле (171);
к
В - ширина корпуса земснаряда, м.
з
6.1.6.1. Если рабочая ширина прорези больше максимальной
ширины разработки земснаряда В > В , определяется количество
р max
серий по зависимости:
В
р
n = --------. (173)
сер В - 5
max
6.1.6.2. Количество серий определяется до целой величины и
ширина серии рассчитывается по зависимости:
В
р
В = ---- + 5, (174)
сер n
сер
где 5 - ширина перекрытия по ширине между смежными сериями, м.
6.1.7. Угол разворота экскаваторного устройства при выходе на
бровку рассчитывается по зависимости:
В - 0,5В
р з
альфа = arcsin ----------, (175)
р R
к
где:
В - рабочая ширина прорези, м;
р
В - ширина земснаряда, м;
з
R - радиус копания, м.
к
6.1.8. Разработка котлованов с шириной больше ширины прорези,
разрабатываемой земснарядом с одной стоянки (рис. 28),
производится сериями с шириной, равной:
В = В - 5, (176)
сер max
где 5 - ширина полосы перекрытий между сериями, м.
6.1.9. Ширина траншеи на мелководье или в сухом береге при
погрузке разработанного грунта в шаланду определяется по
зависимости (рис. 29):
В = В + В + 10, (177)
тр з ш
где:
В - ширина корпуса земснаряда, м;
з
В - ширина корпуса шаланды, м;
ш
10 - запасы ширины между бровкой и корпусами судов.
6.1.10. Разработка траншеи с заданным уклоном выполняется
уступами, длина уступа рассчитывается по зависимости:
ДЕЛЬТА h
l = --------, (178)
уст i
где:
ДЕЛЬТА h - высота уступа, м;
i - заданный уклон.
Высоту уступа рекомендуется принимать в пределах 1,0 м, при
этом длина уступа не должна быть менее 3,0 м (рис. 30).
6.1.11. На прорези земснаряд устанавливается по оси на сваях и
якорях (рис. 31).
В процессе разработки грунта земснаряд удерживается на сваях,
в период передвижки по оси прорези - на якорях.
6.2. Расчет технологических параметров
6.2.1. Толщина разрабатываемого слоя на профиле определяется
по плану промера и рассчитывается по зависимости:
n
SUM (Н - Н )
1 о ф
h = ------------- + h , (179)
сл n g
где:
h - средняя толщина срезаемого слоя, м;
сл
Н - проектная глубина прорези, м;
о
Н - фактическая глубина на профиле, м;
ф
n - количество точек на профиле;
h - величина допустимого перебора, м.
g
6.2.2. Глубина разработки рассчитывается по зависимости:
Н = Н +/- ДЕЛЬТА Н + h , (180)
ч о g
где ДЕЛЬТА Н - поправка на колебание уровня воды, м.
6.2.3. Максимальная ширина разрабатываемой полосы с одной
стоянки земснаряда рассчитывается по зависимости:
____________
/ - h ¬2
/ ¦ g ¦
В = 1,1R \/1 - ¦1 - -- ¦, (181)
п р ¦ R ¦
L р -
где:
R - рабочий вылет рукояти, м;
р
h - величина допустимого перебора (высота гребня), м.
g
В табл. 30 приведены данные о ширине разрабатываемой полосы
при допустимом переборе, равном 0,5 м.
Таблица 30
МАКСИМАЛЬНАЯ ШИРИНА РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ ПОЛОСЫ ЗЕМСНАРЯДОМ
"ПРЯМАЯ ЛОПАТА"
-------------------------T---------------------------------------¬
¦Рабочий вылет рукояти, м¦ Максимальная ширина разрабатываемой ¦
¦ ¦ полосы, м ¦
+------------------------+---------------------------------------+
¦3 ¦1,7 ¦
+------------------------+---------------------------------------+
¦5 ¦2,2 ¦
+------------------------+---------------------------------------+
¦10 ¦3,2 ¦
+------------------------+---------------------------------------+
¦15 ¦3,6 ¦
+------------------------+---------------------------------------+
¦20 ¦4,0 ¦
+------------------------+---------------------------------------+
¦25 ¦5,0 ¦
L------------------------+----------------------------------------
Примечание. При других значениях рабочего вылета рукояти,
ширина разрабатываемой полосы определяется интерполяцией.
6.2.4. Ширина разрабатываемой полосы с одной стоянки
земснаряда "обратная лопата" рассчитывается по зависимости:
____________
/ - h ¬2
/ ¦ g ¦
В = 2R \/1 - ¦1 - -- ¦, (182)
п р ¦ R ¦
L р -
где:
R - длина рукояти, м;
р
h - величина допустимого перебора по глубине, м.
g
В табл. 31 приведены значения максимальной ширины
разрабатываемой полосы с одной стоянки земснарядом "обратная
лопата".
Таблица 31
-----------------T-----------------------------------------------¬
¦Длина рукояти, м¦ Максимальная ширина разрабатываемой полосы, м ¦
+----------------+-----------------------------------------------+
¦3 ¦3,4 ¦
+----------------+-----------------------------------------------+
¦5 ¦4,4 ¦
+----------------+-----------------------------------------------+
¦10 ¦6,4 ¦
+----------------+-----------------------------------------------+
¦15 ¦7,2 ¦
L----------------+------------------------------------------------
Примечание. При другой длине рукояти значения разрабатываемой
полосы определяются интерполяцией.
6.3. Производственные показатели одночерпаковых земснарядов
6.3.1. В состав производственных показателей одночерпаковых
земснарядов входят:
q - часовая производительность, куб. м/ч;
t - продолжительность цикла, ч;
ц
К - коэффициент использования рабочего периода;
вр
Q - суточная выработка, куб. м/сут.
с
6.3.2. Производительность одночерпаковых земснарядов за цикл
рассчитывается по зависимости:
омега К
к г
q = ---------, (183)
ц t
ц
где:
омега - вместимость ковша, куб. м;
к
К - коэффициент использования вместимости ковша, определяется
г
как отношение объема грунта в ковше, приведенного к состоянию
естественного залегания, к вместимости ковша:
V
гр
К = ----------, (184)
г омега К
к р
где:
V - объем грунта в ковше по замерам, куб. м;
гр
К - коэффициент, учитывающий разрыхление грунта;
р
омега - вместимость ковша, куб. м;
к
t - продолжительность цикла работы земснаряда, ч,
ц
рассчитываемая по зависимости:
t = t + t + t + 2t + t , (185)
ц о рез п разв выгр
где:
t - продолжительность опускания рукояти (стрелы), ч;
о
t - продолжительность резания грунта, ч;
рез
t - продолжительность подъема ковша до высоты разгрузки, ч;
п
t - продолжительность поворота экскаватора от места
разв
разработки к месту разгрузки, ч;
t - продолжительность выгрузки ковша, ч.
выгр
6.3.3. Часовая производительность одночерпакового земснаряда
рассчитывается по зависимости:
1
q = q -------------, (186)
ц q t
ц пер
1 + ---------
В h Р
р сл а
где:
q - производительность земснаряда за цикл, куб. м/ч;
ц
t - продолжительность передвижки земснаряда, ч;
пер
В - рабочая ширина прорези, м;
р
h - средняя толщина разрабатываемого слоя, м;
сл
Р - величина перемещения земснаряда вперед, м.
а
6.3.4. Коэффициент использования рабочего периода
одночерпакового земснаряда рассчитывается по зависимости:
Т - t - t
р ост п
К = --------------, (187)
вр Т - t
р п
где:
Т - продолжительность пребывания земснаряда на участке работ,
р
ч;
t - продолжительность производственных остановок, ч;
ост
t - продолжительность простоя, ч.
п
6.3.5. В состав производственных остановок одночерпаковых
земснарядов входят:
установка (съемка) на участок работ;
осмотр, смазка механизмов, замена изношенных деталей;
пополнение запасов воды и топлива;
ожидание подхода шаланд;
пропуск судов;
стоянки по гидрометеорологическим причинам.
6.3.6. К простою земснаряда относятся:
запрет производства работ природоохранными органами;
ликвидация последствий аварий и аварийных происшествий;
неукомплектованность экипажа земснаряда или шаланды;
отсутствие топлива.
Суточная выработка земснаряда рассчитывается по формуле:
Q = 24q К . (188)
с вр
7. ГРЕЙФЕРНЫЕ ЗЕМСНАРЯДЫ
7.1. Технология работы
7.1.1. Грейферные земснаряды используются для разработки
котлованов, траншей, подчистки прикордоновой полосы у причалов,
отсыпки подушки под гидротехнические сооружения.
7.1.2. Максимальная ширина прорези, разрабатываемой с одной
стоянки грейферным землесосом, определяется зависимостью:
В = 2R , (189)
max max
где R - максимальный вылет стрелы крана, м.
max
Если ширина котлована больше ширины прорези, которую может
разработать земснаряд с одной стоянки, котлован разбивается на
серии.
7.1.3. Земснаряд устанавливается на оси прорези на четырех или
трех якорях.
При работе у стенок гидротехнических сооружений земснаряд
пришвартовывается к стенке.
Положение бровок прорези определяется по углу поворота крана
относительно оси прорези и вылету стрелы.
Погрузка разработанного грунта производится в трюм шаланды, у
самоотвозных - в собственный трюм. Возможна работа на отвал.
7.1.4. Разработка слоя грунта ведется отдельными воронками.
Толщина срезаемого грейфером слоя грунта зависит от плотности
сложения грунта и массы грейфера.
Для грунтов средней плотности используются легкие грейферы с
большей вместимостью, для плотных грунтов - тяжелые грейферы с
зубьями с меньшей вместимостью грейфера.
Каменистый грунт разрабатывается многочелюстным грейфером.
Для обеспечения более ровной поверхности дна разработка
ведется с перекрытием следов (рис. 32).
7.1.5. Ширина разрабатываемой полосы с одной стоянки
земснаряда (рис. 33) определяется по зависимости:
В = R - 1,2R , (190)
п max min
где R - минимальный вылет стрелы, м.
min
При работе на постоянном вылете стрелы ширина разработанной
полосы составляет 0,8 ширины грейфера:
В = 0,8В , (191)
п гр
где В - ширина грейфера, м.
гр
7.1.6. Перемещение земснаряда вперед производится после
разработки полосы, оно не должно превышать ширины разработанной
полосы и рассчитывается по зависимости:
Р = R - 1,2R - 0,5. (192)
а max min
7.2. Расчет технологических параметров работы
грейферного земснаряда
7.2.1. Толщина разрабатываемого слоя на профиле определяется
по плану промера и рассчитывается по зависимости:
n
SUM Н - Н
1 о ф
h = ----------- + h , (193)
сл n g
где:
Н - проектная глубина прорези, м;
о
Н - фактическая глубина прорези, м;
ф
n - количество точек измерений глубин на профиле;
h - величина допустимого перебора по глубине, м.
g
7.2.2. Глубина разработки рассчитывается по зависимости:
Н = Н +/- ДЕЛЬТА Н + 0,5h , (194)
ч о g
где:
Н - проектная глубина котлована, м;
о
ДЕЛЬТА Н - поправка на колебание уровня моря, м;
h - величина допустимого перебора, м.
g
7.2.3. При толщине разрабатываемого слоя, не превышающей 1,5
|
