Обеспечение безопасности прогнозирование и разработка мероприятий по предупреждению и ликвидации (стр. 20 из 28)

Опыт производства работ по прокладыванию проездов с помощью бульдозеров показывает, что минимальное заглубление отвала при этом должно быть примерно 0,2 м [25].

Рассчитаем силу тяжести базового тягача для создания номинального тягового усилия по сцеплению по формуле:

G_T=P_ном/φ_сц, (3.26)

где φ_сц — коэффициент использования сцепного веса базовой машины;

Р_ном — номинальное тяговое усилие, кгс.

G_T = 760∙10³/0,9 = 844444 кгс;

; (3.27)

Общая сила тяжести конструкции бульдозеров рассчитаем по формуле:

G_б = 1,2∙G_T, (3.28)

где G_б — сила тяжести базовой машины

G_б = 1,2∙844444 = 1013332 кгс.

Мощность двигателя базовой машины выбирается такой, чтобы обеспечить заданные транспортные скорости бульдозеров и необходимое для работы тяговое усилие по двигателю. Для последнего случая эффективная мощность двигателя определим по формуле:

, кВт. (3.29)

где v_p — расчетная рабочая скорость бульдозера, м/с;

Обычно бульдозеры производят сдвигание обломков на I или II передаче, или (0,9…1,0) м/с. возвращение его к месту набора обломков для нового цикла осуществляется, как правило, задним ходом со скоростью (1,1…2,2) м/с. В данном случае используется средняя скорость движения бульдозера v_p = 1,5 м/с.

η — коэффициент полезного действия силовой передачи и ходовой части.

Тогда,

N_д =

= 1545, кВт.

В противном случае, возможно, что заглохнет двигатель или забуксует движитель.

При выполнении тягового расчета машины, прежде всего, следует определить, какую силу тяги может развивать машина по двигателю. Определим ее по формуле:

Р_д1=367,2∙N_д/v₁; (3.30)

Р_д1 = 367,2∙760/6,9 = 40445,2 кгс;

Рд_з.ход = 367,2∙N_д/v_з.ход; (3.31)

Рд_з.ход = 367,2∙760/4,8 = 58140 кгс;

Р_д = (Р_д1+ Рд_з.ход)/2; (3.32)

Р_д = (40445,2 + 58140)/2 = 49292,6 кгс.

Далее следует определить, какую силу тяги может развивать машина по сцеплению. Рассчитаем ее по формуле:

Р_сц = φR_гр = φ(G_б∙cosα ± Wy); (3.33)

где φ — коэффициент использования сцепного веса машины;

R_гр— нормальная реакция грунта на машину;

α — угол уклона местности;

W_y — вертикальная составляющая рабочих сопротивлений.

Заметим, что при α ≤ 6° влияние угла местности α и Wy на силу Р_сц незначительное. Поэтому в данных расчетах при α < 6° можно принимать α = 0 и W_y = 0 [25].

Р_сц = 0,9∙(760∙10³∙1 ± 0) = 684000 кгс.

После определения Р_д и Р_сц произведем их сравнение с той целью, чтобы определить, какая сила тяги будет ограничивать возможности рабочего процесса машины.

Максимальная сила тяги по двигателю Р_д будет меньше при минимальной скорости движения машины, т.е. ограничиваться силой тяги по двигателю. Результаты расчета показывают, что максимальное тяговое усилие бульдозера Т-25.01БР-1 превышает его сопротивление движению и, следовательно, применение этого бульдозера при прокладывании проездов рационально.

3.17.2 Производство погрузочных работ элементов завала для вывоза их из зоны ЧС

Для погрузки обломков и элементов завала в самосвалы требуются экскаваторы. С учетом представленных мероприятий были выбран экскаватор Хитачи ЕХ-400. Он является наиболее приемлемым и доступным для выполнения погрузочных работ обломков завалов. Расстановка сил и средств представлена в приложении А4.

Теоретическая производительность экскаватора определяется как произведение геометрической емкости ковша q на конструктивно возможное (расчетное) число рабочих циклов n в час:

П_о = q ∙n. (3.34)

Техническая производительность – это наибольшая возможная производительность экскаватора при непрерывной работе в данных конкретных условиях

, (3.35)

где n _Т – наибольшее возможное число циклов в минуту при данных условиях грунта и забоя;

К_Н – коэффициент наполнения ковша;

К_р – коэффициент рыхлости обломков завала.

Наибольшее возможное число циклов в минуту

n_Т = 60/t_ц, (3.36)

где t_ц – продолжительность цикла зависит от множества факторов, в том числе от емкости ковша q, и составляет:

t_w = t_r+ t_g+ t_d+ t_gp, (3.37)

где t_к – продолжительность копания, равная 6…10 с;

t_п – продолжительность поворота на выгрузку, равная 7…11с;

t_в – продолжительность выгрузки, равная 1…3 с;

t_пз – продолжительность поворота в забой, равная 7…10 с.

t_ц = t_к+ t_п+ t_в+ t_пз =6+7+3+7 =23 (с).

n_Т = 60/t_ц= 60/ 23 = 3(цикл.).

Таким образом,

П_Т=

(м³/ч).

Эксплуатационная производительность, в отличие от технической, учитывает использование экскаватора по времени и квалификацию машиниста, т.е. степень организации экскаваторных работ и умение машиниста владеть машиной.

Эксплуатационная производительность – фактическая производительность экскаватора с учетом запланированных перерывов в работе может быть часовой, сменной, месячной, годовой (м³/смен, м³/месяц, м³/год):

П_Э=П_Т ∙К_В ∙К_м, (3.38)

где К_В – коэффициент, учитывающий использование экскаватора по времени;

К_м – коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста.

При определении коэффициента К_В учитывают только те задержки, которые, неизбежны при работе экскаватора: передвижки в забое, время на техническое обслуживание и т. п. При работе в транспорт К_В = 0,7¸0,75; при работе в отвал К_В = 0,8 ¸ 0,93.

Коэффициент К_м, учитывающий квалификацию машиниста для строительных универсальных экскаваторов, принимают равным 0,86.

П_Э= 168∙0,75∙0,92 = 116 (м³/ч).

Таким образом, рассмотренные экскаваторы являются оптимальной техникой для выполнения погрузочных работ на месте ЧС.

Необходимое количество смен:

N_экс = V_гр/П_экс1, (3.39)

где V_гр – объем грунта, м³,

П_экс1 – производительность одного экскаватора, м³/смен.

П_экс1 = 8∙П_э,

где 8 – восьмичасовая смена.

Так как экскаваторы должны работать так, чтобы обеспечить погрузку грунта, собранного бульдозерами, значит время работы экскаваторов равно времени работы бульдозеров.

П_э – эксплуатационная производительность экскаватора, м³/ч,

П_экс1= 8∙116 = 928 м³/смен;

N_экс = 11700 / 928= 13 смен.

Таким образом для работы одним экскаватором нужно 13 смен по 8 часов, то есть 104 часа. Но разборку завалов следует произвести за наименьшее число часов, поэтому целесообразно использовать 8 экскаваторов:

П_экс8 = 8∙П_э=8∙116∙8=12064.

П_экс8-производительность 8 экскаваторов., м³/смен.

N_экс = 11700 / 12064=0,93 смены.

Следовательно для работы потребуется 8 экскаваторов, свою работу они выполняют за 7 часов 44 минуты (8∙0,93=7часов 44мин).

3.17.3 Производство транспортных работ по вывозу элементов завала на полигон для утилизации твердых бытовых отходов

Обломки завалов необходимо транспортировать из зоны ЧС на полигон, расположенный в 1,5 км от компрессорной станции. Для этого целесообразно использовать автосамосвал КамАЗ 55111 с прицепом общей грузоподъемностью 20 т. Тактико-технические характеристики и внешний вид представленной техники приведены в приложении В (рисунок В.4).

Из представленных моделей целесообразно применение КамАЗ-55111 поскольку на нем представляется возможность установки надставных бортов для повышения одного из параметров производительности – коэффициента использования грузоподъёмности. Таким образом, исходный объём кузова, составляющий 7,9 м^3, увеличивается до 15,8 м³ при помощи металлических надставных бортов.

Кроме того, учитывая масштабы работ, использование прицепа СЗАП-8357 позволяет увеличить грузоподъемность машины почти в 1,5 раза.

Общее время подъёма загруженной платформы самосвала и прицепа составляет 20 сек. Скорость переезда с полной загрузкой составляет 80…90 км/ч. Грузоподъёмность самосвального автопоезда составляет 20000 кг.

Техническая производительность автосамосвала (м³/ч) определяется по формуле

П_а =

, (3.40)

где V — объем груза, перевозимого автомобилем, в м³;

t_погр, — продолжительность погрузки одного автомобиля с учетом простоев в связи с перерывами в работе погрузчика, равная 300с;

t_пер — продолжительность переездов автомобиля от места погрузки к месту разгрузки и обратно в с;

t_разгр — продолжительность разгрузки автомобиля, равная 20 с;

t’_ман, t_м—продолжительность маневрирования автомобиля при разгрузке, равная 60 с.

Объем грунта, перевозимого автомобилем:

V= 14,2 м³

Продолжительность переездов автомобиля от места погрузки к месту разгрузки

t_пер = 1,5/80 = 1,2 (мин) = 68 (с).

Рассчитаем производительность автомобиля на вывозе/ввозе обломков:

П_а =3600∙14,2/ (300+60+2∙68+60+20+60)= 90 м³/ч.

Таким образом, рассмотренный автосамосвал является оптимальной техникой для выполнения транспортных работ для непрерывной работы комплекта на месте ЧС.

Потребное количество автосамосвалов:

N = П_э / П_а = 116/ 90 = 1самосвал. (3.41)

где П_э, П_а – соответственно среднечасовая производительность экскаватора и автомобиля.