Эффективное использование дорожно-строительной техники и материалов при строительстве и эксплуатации лесовозных автомобильных дорог

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Данная курсовая работа состоит из двух разделов: разработка гравийно-песчаных карьеров по материалам полевых изысканий, тяговый и эксплуатационный расчет дорожно-строительной машины. В работу включен инженерно-геологический разрез и схема бульдозера ДЗ-101.

Содержание

Введение

1. Разработка гравийно-песчаного карьера по материалам полевых изысканий

1.1 Основные положения

1.2 Изыскания дорожно-строительных материалов

1.2.1 Методы подсчета запаса месторождений

1.2.2 Метод среднего арифметического

1.2.3 Метод параллельных сечений

1.2.4 Метод треугольников

1.3 Проектирование притрассовых карьеров

1.3.1 Комплекс работ по рекультивации земель

1.3.2 Основные положения и технические показатели

1.3.3 Горно-подготовительные работы

1.3.4 Вскрытие и система разработки карьера

1.3.5 Добычные работы

1.4 Горные работы

1.4.1 Экскаваторные работы

1.4.2 Технологические параметры мехлопат и типовые схемы ведения работ

1.4.3 Типовые технологические схемы

1.4.4 Экскавация пород мехлопатами

1.5 Определение площади карьера методом площадей треугольников

1.5.1 Определение объемов карьеров

1.5.2 Определение подготовительных работ по карьеру

1.5.3 Определение интенсивности работ

1.5.4 Определение производительности и выбор техники

2. Тяговый и эксплуатационный расчет дорожно-строительной машины (тип машины бульдозер марки ДЗ-101)

2.1 Тягово-эксплуатационный расчет бульдозера

2.2 Расчет производительности бульдозера

Заключение

Список использованных источников



Введение

Строительство лесовозных автомобильных дорог с прочным дорожным покрытием, которое должно противостоять воздействию многочисленных природных факторов, воздействию большегрузных автопоездов и обеспечить многолетнюю круглогодовую работу, является одной из основных задач повышения эффективности производства, которая осуществляется с использованием комплекта дорожно-строительных машин при рациональном применении в дорожных конструкциях различных дорожно-строительных материалов.

Эффективное использование разнообразной дорожно-строительной техники и дорожно-строительных материалов при строительстве и эксплуатации лесовозных автомобильных дорог требует хорошо подготовленных и квалифицированных специалистов.

Лесоинженеры, должны знать современное рабочее оборудование и гидроприводы дорожно-строительных машин, область их применения с правильной эксплуатацией при региональных технологических режимах работы и владеть общими сведениями о традиционных и новых дорожно-строительных материалах, знать их классификацию, основные свойства и характеристики, технические требования к ним и методы испытаний, уметь улучшать качество применяемых дорожно-строительных материалов, заменять традиционные материалы на новые, осуществлять расчетным путем подбор составов смесей.

1. Разработка гравийно-песчаного карьера по материалам полевых изысканий

1.1 Основные положения

Притрассовые карьеры - это предприятия, формируемые на базе притрассовых месторождений, разрабатываемых экскаваторами и находящихся на балансе дорожно-строительных организаций.

Притрассовые карьеры подразделяются на собственно карьеры, где разрабатывается горная масса, и карьеры, в которых, кроме разработки горной массы, производится также ее переработка по технологическим схемам, предусматривающим дробление, грохочение и обогащение.

При создании притрассовых карьеров должны соблюдаться следующие условия:

- увязка производительности и длительности функционирования притрассовых карьеров с объемами, и сроками строительства дорожных объектов в целях своевременной поставки последним дорожно-строительных материалов;

- преимущественное применение передвижного горнодобывающего и дробильно-сортировочного оборудования при максимальном сокращении технологического транспорта;

- широкое применение способов, улучшающих качество дорожно-строительных материалов;

- полное использование продуктов, получаемых при вскрышных работах, добыче и переработке горной массы.

Притрассовые карьеры предназначены для разработки месторождений в целях получения дорожно-строительных материалов на период строительства или реконструкции определенного участка автомобильной дороги. Мощность карьера и номенклатура выпускаемой им продукции зависят от типа исходной горной породы, конструкции автомобильной дороги, вида дорожно-строительных работ и определяются на стадии проектирования карьера.

По окончании строительства или реконструкции автомобильной дороги крупные притрассовые карьеры при условии их дополнительной разведки заинтересованными организациями и утверждения запасов территориальной (ТКЗ) или государственной комиссией по запасам (ГКЗ) могут перейти в категорию базисных (для длительного использования).

1.2 Изыскания дорожно-строительных материалов

Цель поисково-разведочных работ - найти и разведать месторождения, содержащие дорожно-строительные материалы, которые удовлетворяют по запасам и качеству потребности строительства проектируемой дороги и разработка и транспортировка которых потребует наименьших затрат труда, средств и времени.

Для устройства карьеров следует выбирать участки, непригодные для сельскохозяйственного использования, либо сельскохозяйственные угодья низкого качества, а из лесного фонда - участки с малоценными насаждениями.

Инженерно-геологические изыскания должны производиться с целью изучить возможности получения дорожно-строительных материалов с учетом использования различных отвалов и отходов промышленности.

Дорожно-строительные материалы подразделяются на две группы: грунтовые строительные материалы и местные строительные материалы. Для сооружения земляного полотна следует использовать грунты скальные, крупнообломочные, песчаные и глинистые. При достаточном техническом и экономическом обосновании для сооружения земляного полотна и дорожной одежды следует максимально широко применять отходы промышленных и горнорудных предприятий. Изыскания отходов этих предприятий проводятся по методикам, разработанным с учетом особенностей их размещения.

В дорожном строительстве классификации грунтов (табл. 1.1, 1.2) принято производить по их крупности на четыре фракции: гравийная, песчаная, пылеватая и глинистая. Сочетание различных фракций определяет зерновой состав грунта.

Зерновым составом грунта называют относительное содержание по массе частиц грунта различной крупности выраженное в процентах к общей массе сухого грунта. Зерновой состав показывает какого размера и в каком количестве содержаться те или иные фракции в грунте.

Существует пять методов анализа зернового состава грунта:

просеивание на ситах (ситовый метод) просеивание грунта через набор сит с отверстиями разного диаметра 25, 20, 15, 10, 5, 2,5, 1,25, 0,63, 0,51, 0,14, 0,07, остатки взвешивают и выносят к общей навески грунта.

метод отмучивания основан на учете скорости падения частиц в спокойной воде или другой жидкости после ее взмучивания.

метод отбора пробной суспензии пипеткой (пипеточный метод)

ариометрический. Измерение плотности отстаиваемой суспензии ариометром через определенные промежутки времени.

Графические методы изображения зернового состав.

В результате выполнения всего комплекса поисково-разведочных работ должны быть решены следующие задачи:

- выявлены на всем протяжении трассы автомобильной дороги месторождения необходимых материалов;

- детально разведаны и определены запасы для удовлетворения потребностей строительства;

- проведено опробование месторождений и определены физико-механические характеристики материалов;

- установлены горнотехнические условия разработки месторождений и доставки материалов к месту назначения, а также схема рекультивации отработанных карьеров в соответствии с требованиями землепользователей.

Эти задачи решают на основе технических заданий и программ, составляемых главным геологом экспедиции для каждой стадии проектирования.

На отвод земель под разработку месторождений в начале полевых работ необходимо получить принципиальное письменное согласие землепользователей:

- на землях колхозов и совхозов - руководителей указанных хозяйств с последующим утверждением их решений районными исполкомами;

- на землях гослесфонда - руководителей лесничеств с последующим утверждением их решения республиканскими, краевыми (областными) управлениями лесного хозяйства;

- в руслах рек и акваториях других водоемов - начальников бассейновых инспекций рыбоохраны и водоохранных органов;

- на территории населенных пунктов - представителей дорожно-эксплуатационных управлений;

- на территории действующих карьеров предприятий - руководителей организации, которой этот карьер принадлежит.

Принципиальное согласие землепользователей на отвод земель оформляется на крупномасштабной схеме расположения месторождения (или месторождений), составленной на основе имеющихся карт масштаба 1:2000 - 1:10000. Для окончательного согласования отвода земель под карьеры представляют копии схем расположения или планов месторождений, входящих в состав их паспортов. По требованию согласовывающих организаций может быть представлен проект горных разработок или технико-экономическое обоснование принятых проектных решений. Отвод земель в натуре для организации карьерного хозяйства оформляет заказчик в установленном порядке.

На стадии проектирования следует выполнять:

- разведку месторождений, тяготеющих к выбранному варианту, с детальностью, необходимой для составления паспорта месторождений и обоснования решений, применяемых в проекте дороги;

- в исключительных случаях (при значительном изменении условий проложения трассы автомобильной дороги после разработки ТЭО) - поиски и разведку месторождений в полосе проложения дополнительных вариантов с детальностью, позволяющей выбрать наиболее оптимальный вариант для разработки проекта.

Цель поисково-разведочных работ:

- найти месторождения строительных материалов для каждого варианта трассы или для всех при их достаточно близком проложении по всей полосе варьирования;

- приближенно оценить условия распространения, залегания и транспортирования материалов к трассе, их запасы и качество;

- выделить наиболее перспективные участки по технико-экономическим показателям для последующей детальной разведки и опробования.

Топографическую инструментальную съемку месторождений в поисках грунтов для земляного полотна следует производить в масштабе 1:2000 - 1:5000, дренирующих грунтов и материалов для дорожной одежды - в масштабе от 1:1000 до 1:2000 (в зависимости от размеров контура месторождения и сложности рельефа местности). Месторождения привязывают к пикетажу трассы в точках примыкания к ней подъездных путей. В том же масштабе снимают прилегающие участки, намечаемые для размещения механизмов, отвалов вскрышных пород и складов готовой продукции, строительства временных сооружений, а также для выезда из карьера и въезда в него. Площади под вышеупомянутый объект вне контура разведанного месторождения следует предварительно согласовывать с землепользователями. В процессе полевых работ или при полевой приемке результатов автор ПОС совместно с геологом-производителем работ или главным геологом экспедиции обследуют условия разработки каждого месторождения и транспортировки материалов на трассу. При этом определяют:

- площади для разработки;

- способы разработки полезного ископаемого;

- местоположение площадок для установки оборудования, склада готовой продукции и мест размещения отвалов;

- источники электроэнергии, а также возможность снабжения карьера необходимыми материалами и водой;

- наличие или состояние подъездных путей, необходимость и объемы ремонтных работ;

- потребность в строительстве новых путей;

- условия связи месторождения с ближайшей железнодорожной станцией или пристанью.

Следует по возможности стремиться к тому, чтобы все эти вопросы были обсуждены и с представителем строительной организации.

В процессе полевых работ предварительно следует выполнять камеральные работы:

- оформление поисковых и разведочных журналов;

- составление необходимых выкопировок и схем, иллюстрирующих положение с местными строительными материалами по трассе выбранного варианта;

- предварительный подсчет запасов по каждому месторождению;

- составление ведомостей рекомендуемых месторождений грунта для земляного полотна и материалов для дорожной одежды;

В камеральный период следует обрабатывать и оформлять результаты всех полевых и лабораторных работ в следующем порядке:

- получение лабораторных данных;

- корректировка по лабораторным данным буровых журналов и другой полевой документации;

- получение от топогеодезической партии оформленных планов месторождений с нанесенными разведочными выработками;

- составление паспортов месторождений с окончательным подсчетом запасов, данными по качеству материалов и необходимыми пояснениями и рекомендациями;

- составление схематического плана расположения месторождений строительных материалов. В простейших случаях допускается составление внемасштабной схемы с привязкой к пикетажу трассы или выходам существующих автомобильных дорог;

- согласование с автором ПОС используемых месторождений и распределения объемов полезной толщи по участкам трассы основного варианта;

- составление ведомостей используемых месторождений грунтов для земляного полотна и строительных материалов для дорожной одежды (в случае составления инженерно-геологического отчета в него включают "Ведомости исследованных месторождений").

При разведке песчано-гравийных месторождений с содержанием в материале гравия до 10% для отбора проб из обнажений или шурфов, хорошо сохраняющих стенки, следует применять бороздовой метод, а из скважин - валовой.

Борозды шириной 15 см и глубиной до 10 см проходят на представительных участках обнажений и стенок шурфа или карьера. Сечение борозды должно оставаться постоянным по всей ее длине, равной интервалу опробования. Аналогичный метод применяется при опробовании глинистых грунтов с включением обломочного материала.

Полученный из скважин или борозд материал ссыпают на доску или брезент, просушивают до воздушно-сухого состояния, перемешивают и уменьшают его количество путем квартования до 20 - 30 кг. Пробу просеивают на ситах с размером отверстий 70 и 5 мм; при этом фиксируют остаток (в % массы) на сите с размером отверстий 70 мм и количество материала, прошедшего через сито 5 мм, а оставшуюся часть отправляют в лабораторию. При невозможности проведения этой операции в полевых условиях в лабораторию отправляют всю валовую пробу.

При разведке месторождения гравия (галечника) следует применять метод "кратной бадьи" или валовой. В первом случае материал извлекают из шурфа бадьями, причем каждую кратную бадью (например, четвертую или пятую) ссыпают на дощатый настил, а остальные - в отвал. Кратность бадьи устанавливают в зависимости от намеченного веса исходного материала. Этот метод используют для опробования сравнительно однородной гравийной толщи, не содержащей валунов.

Валовой метод применяют при неоднородном составе полезной толщи или содержании фракции крупнее 70 мм более 10%. При проходе весь материал ссыпают в отдельное место, просушивают до воздушного состояния, тщательно перемешивают и уменьшают его количество квартованием приблизительно до 200 кг. Затем просеивают на ситах-грохотах с отверстиями 70, 40, 20, 10 и 5 мм. Материал мельче 5 мм отправляют в лабораторию для анализа (карьерный мешочек массой около 4 кг). Из остатков на ситах с размером отверстий 40, 20, 10 и 5 мм отбирают пробы для определения качества песка. Всю массу валунов (фракции более 70 мм) разделяют по фракциям 10 - 100, 100 - 200, 200 - 300, 300 - 400 мм и визуально определяют их процентное содержание.

1.2.1 Методы подсчета запаса месторождений

Для подсчета запасов месторождений следует применять методы: среднего арифметического, параллельных сечений, треугольников (блоков). При определении запасов подсчитывают также объем вскрышных пород.

1.2.2 Метод среднего арифметического

Метод среднего арифметического применяют для определения средней мощности полезной толщи по выработкам и геофизическим точкам. Величину средней мощности умножают на площадь месторождения в пределах контура подсчета запасов. Этот метод дает точные результаты при залегании полезной толщи непрерывно по всей разведанной площади. Так же определяют и объем вскрышных пород.

Метод хорош для обширных по площади месторождений аллювиального, флюагляциального, делювиального генезиса и некоторых других. Разведочную сеть при этом располагают в виде сетки с постоянной плотностью по всему контуру. При резкой смене плотности разведочной сети или средней мощности полезной толщи или вскрышных пород внутри месторождения выделяют отдельные контуры, по которым запасы методом среднего арифметического подсчитывают раздельно.

1.2.3 Метод параллельных сечений

Метод параллельных сечений следует применять в тех случаях, когда месторождения в продольном направлении имеют однородный (по разрезу) характер, а в поперечном - резко изменчивый (например, мощность полезной толщи резко увеличивается с 0 до многих метров).

Такого рода залегания характерны для разного вида склоновых осадочных отложений (осыпи, делювий, конусы выноса и пр.). Разведочная сеть состоит из ряда разведочных профилей, примерно параллельных друг другу и расположенных на равном расстоянии.

Подсчет запасов производят следующим образом. По всем параллельным сечениям составляют геолого-литологические разрезы, по каждому из которых подсчитывают площадь вскрышных пород и площадь полезного ископаемого. Умножением полусуммы площадей на среднее расстояние между разрезами получают объемы вскрышных и полезных пород между двумя смежными сечениями. Общие объемы тех и других пород по всему месторождению равны сумме частных объемов между сечениями.

1.2.4 Метод треугольников

Метод треугольников следует применять при шахматном (или ином) распределении выработок на разведанной площади, что может быть связано, например, с условиями подъезда к точкам бурения.

На плане бурения вычерчивают сеть треугольников, вершинами которых являются устья скважин. Умножение площади треугольника на средние мощности слоя вскрышных пород и полезного слоя дает объемы материала, которые в конечном счете суммируются по всей площади месторождения. Подобный метод наиболее часто применяют для подсчета запасов каменных материалов в горной местности, где выработки могут быть самого разного вида (шурфы, обнажения, скважины, точки ВЭЗ) и иметь разведочную сеть очень неправильной формы. При использовании этого метода, кроме треугольников, могут суммироваться также четырехугольники, трапеции и т.п.

1.3 Проектирование притрассовых карьеров

Поисково-разведочные работы при проектировании притрассовых карьеров дорожно-строительных материалов должны выполняться на стадиях технико-экономического обоснования (ТЭО), технико-экономического расчета, рабочей документации или рабочего проекта.

Основной объем работ по составлению проектов горных разработок следует выполнять на стадии разработки проекта (рабочего проекта), так как в основном именно на этой стадии определяются сметная и договорная стоимости строительства автомобильной дороги.Допускается на стадии составления проекта (рабочего проекта) разрабатывать проекты горных разработок для части карьеров. Впоследствии они могут быть использованы как аналоги для определения затрат по разработке и рекультивации всех карьеров, которые предполагается использовать при строительстве автомобильной дороги.

Проекты горных разработок для оставшейся части карьеров выполняют на стадии составления рабочей документации. В рабочий проект в обязательном порядке должны быть включены проекты горных разработок карьеров, намеченных к использованию в первый год строительства.

1.3.1 Комплекс работ по рекультивации земель

Комплекс работ по рекультивации земель, нарушаемых во время строительства, должен состоять из двух этапов:

- первый - техническая (горнотехническая) рекультивация, включающая мероприятия по снятию и хранению плодородного слоя, вертикальной планировке земель, их осушению, строительству необходимых транспортных коммуникаций, предотвращению водной и ветровой эрозии, агрохимической мелиорации почвенного слоя, нанесению плодородного слоя и т.п. Эти мероприятия выполняются строительной организацией по окончании использования временно занимаемых земель;

- второй - биологическая рекультивация, включающая все агрохимические мероприятия по восстановлению плодородия нарушенных земель после окончания первого этапа рекультивации, их озеленение, возвращение в сельскохозяйственное и лесное использование, освоение вооемов. Эти мероприятия выполняются организациями, в чье ведение передаются рекультивируемые территории.

Растительный слой грунта на временно занимаемых землях до начала основных работ должен быть предварительно снят в размерах, установленных проектом, и уложен во временные отвалы для использования его в последующем для укрепления откосов и дна резерва, откосов земляного полотна автомобильной дороги или для повышения плодородия малопродуктивных сельскохозяйственных земель. Снятие растительного слоя должно быть выполнено до наступления морозов.

Отвалы, в которых растительный слой хранится более двух лет, должны засеваться травой для предотвращения потерь грунта и ухудшения его качества от водной и ветровой эрозии.

При нанесении растительного слоя на рекультивируемые площади предварительно в почву должны быть внесены органические и минеральные удобрения, а при необходимости и известь.

В последнюю очередь следует производить вспашку, боронование почвы и посев трав или посадку саженцев.

Поверхность, создаваемая в процессе рекультивации выработанного пространства карьеров, используемая в дальнейшем в сельскохозяйственном направлении, должна быть на 0,7 - 1,0 м выше уровня грунтовых вод. Откосы бортов карьеров уполаживаются в зависимости от грунта от 10 до 18°.

Земельные участки, подготовляемые для сельскохозяйственного использования, должны быть спланированы, иметь продольный уклон не более 10° и поперечный - не более 4°. При планировке отвалов вскрышных пород под лесопосадки земельная полоса должна иметь ширину не менее 4 м.

1.3.2 Основные положения и технические показатели

В этом разделе должны быть указаны:

- район расположения карьера, на чьих землях он располагается, привязка карьера к трассе проектируемой дороги;

- краткая характеристика полезного ископаемого, вид его залегания, качество и назначение, разведанные запасы;

- мощность растительного слоя и вскрышных пород, структура состояния пород и грунтов; сведения о грунтовых водах и организации водоотвода; места расположения отвалов растительного грунта и вскрышных пород; решения по строительству подъездов к карьеру или улучшению существующих дорог;

- объем добычных работ и участок, обслуживаемый карьером; намечаемый срок разработки и требуемая производительность карьера; необходимость производства обогатительных или дробильно-сортировочных работ (приготовление оптимальных смесей и щебня); объемы указанных работ;

- ссылка на нормативные документы, использованные при проектировании; обоснование допущенных отклонений от действующих нормативов (в случае наличия таковых) и согласование принятых решений.

Основные технические показатели:

1. Намечаемая продукция карьера (виды продукции).

2. Разведанные запасы, тыс.м3.

3. Разрабатываемые запасы, тыс.м3.

4. Объем продукции (для щебня по фракциям), тыс.м3

5. Средняя мощность:

а) вскрышных пород, м;

б) полезного ископаемого, м.

6. Группы пород по трудности разработки их механизмами:

а) вскрышных;

б) полезного ископаемого.

7. Насыпная плотность:

а) вскрышных пород, т/м3;

б) полезного ископаемого, т/м3.

8. Коэффициенты разрыхления пород:

а) вскрышных;

б) полезного ископаемого.

9. Объем подлежащего снятию и сохранению растительного грунта, тыс.м3.

10. Объем разрабатываемых вскрышных пород, тыс.м3.

11. Сроки разработки карьера, лет.

12. Режим работы:

а) на горно-подготовительных работах, раб.дн/раб.смен;

б) добычных работ, раб.дн/раб.смен;

в) на обогатительных и дробильно-сортировочных работах, раб.дн/раб.смен;

г) на рекультивацию земель, раб.дн/раб.смен.

13. Средняя дальность возки полезного ископаемого (вскрышных пород), км.

14. Принятое основное оборудование:

а) для снятия растительного грунта;

б) для вскрышных работ;

в) для добычных работ;

г) для обогатительных и дробильно-сортировочных работ;

д) для рекультивации земель.

15. Количество разрабатываемых уступов в карьере (вскрышных, добычных).

16. Принятая крутизна (заложение) откосов уступов;

а) на вскрышных работах, град;

б) на добычных работах, град;

в) после проведения рекультивации, град.

17. Разведанная площадь карьера, га.

18. Разрабатываемая площадь карьера, га.

19. Площадь горного отвода, га. В том числе под временные отвалы, га.

20. Площадь восстанавливаемых земель, га.

1.3.3 Горно-подготовительные работы

В этом разделе должны быть отражены:

- назначение горно-подготовительных работ;

- состав, объемы и намечаемые методы выполнения горно-подготовительных работ (валка леса и корчевка пней, снос строений и переустройство коммуникаций, снятие растительного грунта);

- разработка и последовательность выполнения вскрышных работ;

- транспортирование (перемещение) растительного и вскрышных грунтов во временные отвалы; проходка разрезной и въездной траншей;

- последовательность, технология, режим работ и средства механизации по видам горно-подготовительных работ; расчет потребности в машинах, оборудовании, транспортных средствах; необходимое количество машино-смен для выполнения указанных работ;

- данные об объемах горно-подготовительных работ, видах применяемого на них оборудования и потребности в машинах.

1.3.4 Вскрытие и система разработки карьера

В разделе приводятся:

- краткая и геоморфологическая характеристика участка и форма контура разработки;

- данные разведки полезного ископаемого;

- назначение работ по вскрытию месторождения;

- место расположения разрезной и въездной траншей, выбранное в зависимости от рельефа и условий залегания полезного ископаемого;

- параметры траншей (ширина по дну, длина, угол откоса, руководящий уклон);

- принятая система разработки полезного ископаемого, режим работы и способы разработки;

- количество разрабатываемых уступов (по глубине разработки);

- организация и направление движения фронта добычных работ, обеспечение водоотвода при их производстве.

На основе принятых решений по организации вскрытия карьера и добычных работ составляют один или несколько планов карьера и разрезы на различные моменты работ (с учетом вскрытия отдельных участков и разработки полезного слоя по уступам).

1.3.5 Добычные работы

Раздел должен включать:

- объем, режим и сроки выполнения, принятую производительность и средства механизации добычных работ;

- организацию разработки полезного ископаемого, обеспечение водоотвода в период разработки;

- количество уступов и забоев с их обоснованием; количество экскаваторных участков и их длину по фронту разработки;

- угол откоса уступов;

- ширину рабочих площадок по уступам (при одновременной разработке нескольких уступов);

- расстановку технологического оборудования и механизмов;

- расчет выпуска готовой продукции по срокам;

- для каменных карьеров - методы и способы производства буровзрывных работ по рыхлению грунтов и разделке негабаритных кусков;

- расчеты потребности в машинах и оборудовании для разработки полезного ископаемого и производства буровзрывных работ;

- расчеты потребности во взрывчатых материалах и средствах взрывания;

- данные по объемам и видам добычных работ, видам применяемого на них оборудования и потребность в машино-сменах, отраженные в форме таблиц. карьер рекультивация дорожный строительный

1.4 Горные работы

Каждый притрассовый карьер должен иметь:

- утвержденный проект разработки, включающий раздел рекультивации нарушенных земель;

- установленную маркшейдерскую и геологическую документацию;

- план развития горных работ, утвержденный вышестоящей организацией.

Карьер по добыче горных пород в объеме менее 50 тыс.м3 в год без применения взрывчатых работ может вместо проекта иметь утвержденный вышестоящей хозяйственной организацией план горных работ, предусматривающий порядок и способ разработки полезного ископаемого.

Разработку породных отвалов шахт, карьеров, гидроотвалов, золоотвалов ТЭЦ и обогатительных фабрик, а также шлаков металлургических предприятий следует производить по специальному проекту.

Основные параметры вскрытия и разработки месторождений дорожно-строительных материалов, высоту рабочих уступов, ширину рабочих площадок, транспортных и предохранительных берм, параметры буровзрывных работ, расход взрывчатых материалов (ВМ) и вместимость складов для них следует принимать в соответствии с "Едиными правилами безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом", "Нормами технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов" (ОНТП 18-85) (М., 1985), "Элементами горных работ на карьерах промышленности нерудных строительных материалов (типовой проект 409-023-43), "Едиными правилами безопасности при взрывных работах".

Разработка грунта в боковых резервах и разработка выемок с целью возведения насыпей автомобильных дорог может производиться прицепными грейдерами, автогрейдерами, грейдер-элеваторами, бульдозерами, скреперами, одноковшовыми погрузчиками или экскаваторами. Типы землеройного оборудования выбираются на основании технико-экономического расчета с учетом имеющегося в наличии оборудования, объемов работ, свойств разрабатываемого грунта, высоты насыпей, дальности транспортирования грунта, категории автомобильной дороги и т.д.

Работы по сооружению земляного полотна, как правило, должны выполнять специализированные механизированные колонны, а также специализированные подразделения дорожно-строительных организаций (прорабские участки, отряды, бригады). При скоростном строительстве автомобильных дорог земляные работы следует выполнять механизированными колоннами. Уровень механизации работ должен быть не менее 85%. Разработку карьеров с целью добычи материалов для земляного полотна автомобильных дорог следует производить в соответствии с требованиями, изложенными в настоящем разделе, и с учетом требований "Руководства по сооружению земляного полотна автомобильных дорог" (М.: Транспорт, 1982).

В целях оптимизации разработки карьеров с целью добычи материалов для земляного полотна для каждого способа выполнения работ (экскаваторный, скреперный и т.д.) должны быть разработаны специальные технологические карты, включающие следующие разделы: область применения, указания по ведению технологического процесса, указания по организации труда, график выполнения производственного процесса, калькуляцию затрат труда на ведение производственного процесса, основные технико-экономические показатели, материально-технические ресурсы, карту операционного контроля качества работ.

1.4.1 Экскаваторные работы

Разработку притрассовых карьеров с применением экскаваторов следует, как правило, производить по циклической схеме.

Одноковшовые экскаваторы следует применять на вскрышных и добычных работах, проходке траншей, погрузке готовой продукции.

Максимальную ширину заходки экскаватора с механической лопатой следует принимать равной:

- для рыхлых и мягких пород - 1,5 радиуса черпания на уровне стояния экскаватора;

- для скальных пород, разрыхленных взрывом, при использовании автомобильного транспорта - 1,7 радиуса.

Высота уступа не должна превышать при разработке месторождений:

а) без применения буровзрывных работ - максимальную высоту черпания экскаватора;

б) с применением взрывных работ (для крепких пород): при одно-, двух- и многорядном взрываний - более чем в 1,5 раза высоту черпания экскаваторов (при этом высота развала не должна превышать высоту черпания экскаватора);

в) с применением драглайнов - максимальную глубину черпания экскаватора.

1.4.2 Технологические параметры мехлопат и типовые схемы ведения работ

Технологические параметры мехлопат в основном следующие: вместимость ковша Е, габариты, преодолеваемый уклон, масса, давление на грунт и усилие копания. К рабочим параметрам относят радиус и высоту черпания (капания) и разгрузки, которые зависят от длины рукояти и стрелы, угла наклона последней, а также положения пунктов черпания и разгрузки (рис 1.2)

Рисунок 1.2 - Схема работы в мягких породах и рабочие параметры карьерной мехлопаты: І, ІІ, ІІІ - зона черпания, разгрузки и опасения



Радиус черпания - горизонтальное положение от оси вращения экскаватора до режущего края зубьев ковша при черпании.

Высота черпания - вертикальное расстояние от горизонта установки экскаватора до режущей кромки ковша при черпании. Максимальная высота черпания соответствует максимально поднятой рукояти. Различают также высоту черпания при максимальном радиусе черпания.

Радиус разгрузки - измеряется от центра ковша при выгрузке из него горной массы, а высота разгрузки - от уровня установки экскаватора до нижней кромки открытого днища ковша.

Габариты экскаватора определяются радиусом вращения задней части кузова, высотой экскаватора - вертикальным расстоянием от горизонта установки экскаватора до верхнего края наиболее выступающих вверх несъемной его части, высотой кузова экскаватора.

Скорость движения мехлопат на гусеничном ходу составляет 0,42 - 0,9 км/ч.

Преодолеваемый уклон достигает 12? при массе экскаватора до 100 т и до 7? для более крупных машин.

Давление экскаватора на грунт в момента наполнения ковша, поворота и разгрузки изменяется в широком диапазоне и может превышать паспортную величину в 15 - 20 раз. Максимальное давление не должно превышать несущей способности основания, которая изменяется от 0,2 МПа для мягкого песка, до 0,5 - 0,6 МПа для плотной глины и 0,8 - 1,0 МПа для мергеля.

Усилие копания на зубьях ковши и, в особенности, удельное усилие копания позволяет судить о возможности разработки различных пород тем или иным экскаватором.

1.4.3 Типовые технологические схемы

Типовые технологические схемы на разрезах с железнодорожным (табл. 1.3) и автомобильным (табл. 1.4) транспортом составлен для наиболее распространенных экскаваторов ЭКГ-4У, ЭКГ-6,3У, ЭКГ-4,6, ЭКГ-8И, ЭКГ-12,5 и ЭКГ-20, а также для погрузчиков и обратных лопат.

Таблица 1.3 - Сочетание карьерных мехлопат и думпкаров

Экскаватор	Вместимость ковша, м3	Тип думпкара	Грузоподъ-емность,т	Геом. объем кузова, м3
ЭКГ-4,6;ЭКГ-4У ЭКГ-8И: ЭКГ-6,3У ЭКГ-12,5 ЭКГ-20	4,6; 4 8; 6,3 12,5 20	2ВС-105 2ВС-105 ВС-145 2ВС-180	105 105 145 170-180	48,5 48,5 72 95

Таблица 1.4 - Сочетание мехлопат и средств автотранспорта

Экскаватор	Автосамосвал (автопоезд) для перевозки угля	Грузо- подъем. т	Объем кузова, м3	Автосамосвал (автопоезд) Для вскры- шных пород	Грузо- подъем. т	Объем кузова, м3
ЭКГ-4,6 ЭКГ-8И ЭКГ-12,5 ЭКГ-20	БелАЗ-7510 БелАЗ-7525 БелАЗ-7525 БелАЗ-7425-9490 БелАЗ-7425-9490 БелАЗ-7420-9520 БелАЗ-7420-9520	27 40 40 65 65 120 120	19,2 27,3 27,3 58,2 58,2 95,5 95,5	БелАЗ-540 БелАЗ-548 БелАЗ-548 БелАЗ-549 БелАЗ-549 БелАЗ-7519 БелАЗ-7521	27 40 40 75 75 110 180	15,3 21,0 21,0 40,5 40,5 55,0 55,0

В качестве примера на рисунке 1.3 показана типовая схема разработки уступа без предварительного рыхления (без БВР) с погрузкой мехлопатой на один железнодорожный путь, а также график выполнения работ экскаватором ЭКГ-4,6Б.

Условия применения схемы: категория пород по трудности экскавации - I-II, вид транспорта - железнодорожный, схема путового развития - Т-1а (при отсутствии разминовки в пределах фронта работ экскаватора).



Рисунок 1.3 - Типовая схема разработки уступа без уступа (без БВР) экскаватором ЭКГ-4,6Б при одном железнодорожном пути (а) и график выполнения работ (б)

1.4.4 Экскавация пород мехлопатами

Выемка мягких пород. Наиболее целесообразна выемка в торцовом забое при нижнем черпании, когда средний угол поворота экскаватора часто не превышает 90?. При выемке продольным забоем средний угол поворота экскаватора увеличивается на 110 - 140?, при этом необходимы частые передвижки его из-за малой ширины забоя. Отличительные особенности выемки мягких однородных пород: относительное постоянство параметров стружки и высоты забоя, сравнительно легкие условия экскавации (по малой величине удельного сопротивления копанию, динамическим нагрузкам, ввиду отсутствия негабаритных кусков) и возможность применения ковшей увеличенной вместимости.

Экскавация трещиноватых пород. Процесс выемки трещиноватых полускальных вскрышных пород и крепких углей имеет следующие особенности: величина усилия копания и скорость движения ковша резко изменяются; наличие нескольких, довольно четко выраженных зон с различной степенью деформации и разрушения экскавируемого массива; значительное ослабление прочности разрабатываемой части массива; значительное ослабление прочности разрабатываемой част массива за счет предыдущих резов ковшом экскаватора; существенное влияние естественных ослаблений массива на усилия копания и удельное сопротивление копанию.

Увеличение глубины среза h на полускальных, трещиноватых породах приводит к уменьшению величины удельного сопротивления копанию KF (рис. 1.4)

Рисунок 1.4 - Изменение удельного сопротивления копанию в зависимости от глубины внедрения ковши шириной 200 см: 1, 2, 6 - в песчаник на кремнистом и глинистом цементе; 3 - в аргиллит; 4 - в алевролит; 5 - в крепкий уголь; 7 - в суглинок

1.5 Определение площади карьера методом площадей треугольников

1.5.1 Определение объемов карьеров

Заданный карьер разбиваем на четыре треугольника и высчитываем площадь по формуле 1.1:



(1.1)

,

,

,

,

,

,

где H - средняя глубина скважин.

Мощность и объем слоев и карьера сведены в таблицу 1.5

Таблица 1.5 - Таблица мощностей и объемов

№ пластов	Описание породы	Мощность пласта, м	Глубина подошвы пласта, м	Объем пласта, м3
1	Почвенно-растительный слой	0,65	0,65	1291680
2	Суглинок твердый, непросадочный	2,18	2,83	4338720
3	Супесь твердая, непросадочная	2,04	4,87	4053888
4	Песок	5,13	10	102000960
Общий объём	19885248

1.5.2 Определение подготовительных работ по карьеру

По определенным в п. 1.5.1. объемам карьеров, найдем объемы работ по снятию растительного слоя и вскрыши в карьерах.

Определим площади карьеров и приведем их в таблице 1.6.

Таблица 1.6 - Площади карьеров

Величина	Площадь
V, м3	19872000
H, м	10
S, м2	1987200

Определив площади, мы можем посчитать объемы подготовительных работ в карьере. Толщина растительного слоя в карьере h= 0,55 м, откуда объемы вскрыши:

V=1987200 0,65=1291680 м3

1.5.3 Определение интенсивности работ

Интенсивность определяется из условия разработки карьеров, укладки грунта в тело плотины и проведения планировочных работ. По известным объемам карьеров по статистическим данным определяем сроки возведения плотины. Исходя из этого:

I=V/T (1.2)

Таблица 1.7 - Интенсивность работ.

№	Вид работы	V	T	Интенсивность
		м3	мес.	Iср. мес	Iср. сут.	Iср. см.	Iср. час
				м3/мес	м3/сут	м3/см	м3/час
1	Вскрыша на карьере	1291680	23	56160	1872	624	78
2	Разработка карьера (ПГС)	18580320	90	206448	6881,6	2293,9	286,7

1.5.4 Определение производительности и выбор техники

Задаваясь различными видами техники, находим их почасовую производительность. Для срезки растительного слоя и вскрыши выбираем самоходные скреперы с различными объемами ковша. Для разработки карьеров принимаем экскаватор «Прямая лопата». Данные расчета по разработке карьеров и срезки растительного грунта сведены в таблицу 1.8.

Задавая время Т в различных видах (месяцы, недели, дни, часы) получаем соответственные производительности. Сведем расчеты в таблицу 1.7



Таблица 1.8- Данные для расчетов.

	Емкость	Пэч	Ттр	Тц, мин	Кр	Кн	Кв	Na
Скрепер с ковшом 6 м3	6	20	0,8	-	-	-	-	-
Скрепер с ковшом 9 м3	9	30	0,8	-	-	-	-	-
Экскаватор с ковшом 2,5 м3	2,5	281,41	-	0,3	1,2	1,2	0,597	3,8
Автосамосвал с грузоп. 27 т.	27	70,352	-	-	-	-	-	4

Уточняем количество техники по интенсивности. Расчеты сведены в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Итоговые расчеты.

	Объем	П,1 шт	Тн	Тмес	Nгр	Проверка
Скрепер с ковшом 9 м3	1170180	30	43056	107,64	29,9	1330430
Срезка грунта и вскрыши				Принимаем	30	Скрепер самоходный Д-357М
Экскаватор с ковшом 2,5 м3	20105820	281,4	66028	65	2,26	19137730
Разработка карьера				Принимаем	3	Экскаватор Э-2503
Автосамосвал с грузоп. 27 т.	20105820	70,35	264113	66	2,29	19137730
				Принимаем	3	БелАЗ - 540А



2. Тяговый и эксплуатационный расчет дорожно-строительной машины (тип машины бульдозер марки ДЗ-101)

Бульдозеры представляют собой колесные или гусеничные тракторы, оборудованные отвалом. Отвал относится к числу сменного навесного оборудования и при необходимости может быть заменен отвалом кустореза, корчевателя собирателя, снегоочистителем.

Бульдозер состоит из базовой машины, толкающей рамы, отвала и системы управления.

Назначение - для копания грунта и перемещения его на расстояние до 50-100 м.

Применяются для возведения невысоких насыпей, разработки выемок, выравнивания рельефа местности, разравнивание грунта и всевозможных сыпучих материалов, засыпки рвов и траншей, планировочных работ и т.д.

Рабочий процесс бульдозера состоит из операций копания, перемещения и разравнивания грунта.

При копании режущая часть отвала заглубляется в грунт, одновременно бульдозер продолжает двигаться вперед. Вырезаемый со дна забоя грунт накапливается перед отвалом, образуя призму волочения. При достижении призмой высоты отвала, последний выглубляется и бульдозер перемещает эту призму к месту разгрузки. Далее производится разравнивание этой призмы грунта, движением вперед и назад.

Классификация: гусеничные по номинальному тяговому усилию, колесные по мощности двигателя: малогабаритные, легкие, средние, тяжелые, сверхтяжелые.

Номинальное тяговое усилие - то, которое может быть реализовано на плотном грунте при коэффициенте буксования не выше 7% для гусеничных и 20% для колесных машин.

По месту расположения рабочего органа: с передним и задним расположением отвала, который устанавливается перпендикулярно к направлению движения. На некоторых машинах отвал может поворачиваться на некоторый угол в плане - называется с поворотным отвалом или универсальные.

2.1 Тягово-эксплуатационный расчет бульдозера

Определить сопротивление резанию грунта по формуле.

гдеК - удельное сопротивление резанию грунта, 55000 Н/м2;

b - ширина вырезаемой стружки, равная длине отвала, 2,6м;

h - толщина срезанной стружки, 0,35м;

- угол установки отвала в плане или угол захвата 90°.

,

2.Сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу определяется из выражения.

гдеmпр. - масса грунта в призме волочения, кг;

f1 - коэффициент трения грунта по металлу 0,750,85.

-угол резания, 55°.

Массу грунта в призме волочения перед отвалом определяют по формуле.



гдеL - длина призмы волочения, равная длине отвала, 2,6м;

H - высота отвала, 0,9м;

h - толщина срезаемой стружки, 0,35м;

- объемная масса грунта, 1700кг./м;

kр. - коэффициент разрыхления грунта 1,14;

kпр. - коэффициент призмы 1,3

,

,

3. Сопротивление от перемещения призмы волочения грунта перед отвалом определяется по формуле.

гдеf2 - коэффициент трения грунта по грунту 0,65-0,90;

i - уклон, 35‰.

,

4. Сопротивление от перемещения грунта вдоль по отвалу (для бульдозеров с поворотным отвалом) определяется из выражения.

,



5. Сопротивление от перемещения самой машины как тележки определяем по формуле.

,

где mб.о. - масса бульдозера с навесным оборудованием, 9460кг;

- коэффициент сопротивления перемещению бульдозера 0,12.

6. Суммированием отдельных сопротивлений определяем общее сопротивление.

,

7. Потребную мощность определяем из выражения.

где - рабочая скорость бульдозера, 2,64 м/с;

- коэффициент полезного действия силовой передачи бульдозера, равный 0,750,90.

Коэффициент использования мощности определяем из отношения



где Nб. - мощность двигателя базового трактора, 368кВт.

,

Таблица 2.1.-Варианты задания к тягово-эксплуатационным расчетам бульдозера.

Марка бульдозера.	Расстояние перемещения грунта, м.	Группа грунта.	Уклон участка,	Толщина срезаемой стружки, м.
ДЗ-101	40	II	35	0,35

Таблица 2.2.-Отношение высоты призмы к ее длине.

	Кпр. Для группы грунта.
	III, IV, V.	I, II.
0,15	1,3	0,9
0,30	1,3	0,8
0,45	1,2	0,7

Таблица 2.3 - Краткая техническая характеристика бульдозеров с неповоротным отвалом

Марка бульдозера.	Показатели.
	Базовая машина трактора.	Длина отвала.	Высота отвала. м.	Угол резания, град.	Угол установки отвала в плане, град.	Масса бульдозерного оборудования, кг.	Масса бульдозера (общая с трактором) кг.
ДЗ-101	Т4АП1	4,00	0,9	55	90	1440	9640



Таблица 2.4.-Коэфициенты трения грунтов и насыпных материалов.

Наименование грунтов и насыпных материалов	Коэффициент трения грунта о сталь.	Коэффициент трения грунта о грунт.
Песок.	0,73	0,58-0,75
Гравий.	0,75	0,62-078
Сухая глина.	0,75-1,00	0,70-1,00
Мелкая галька.	---	0,90-1,10
Мергель.	1,00	0,75-1,00
Глина, насыщ. водой.	---	0,18-0,42
Щебень.	0,84	0,90
суглинки.	0,50	1,19-0,58

Таблица 2.5.-Объемная масса грунтов.

Наименование грунтов.	Объемная масса грунта в плотном теле, кг/м3
Песок.	1500
Супесь.	1600
Растительный грунт.	1200
Суглинок легкий.	1600
Гравий мелкий и средний размером. до 15 мм.	1700
Плотный растительный грунт с корнями трав.	1400
Насыпной слежавшийся грунт с примесью щебня или гальки.	1750
Супесь с с примесью щебня, гальки и строительного мусора.	1900
Жирная мягкая глина.	1800
Тяжелый суглинок.	1750
Крупный гравий, галька, щебень размером 15-40 мм.	1750
Тяжелая ломовая глина.	1950
Сланцевая глина.	2000
Крупная галька размером до 90 мм.	1950

2.2 Расчет производительности бульдозера

Производительность бульдозера при копании и перемещении грунта зависит от группы грунта, расстояния перемещения, уклонов местности, характера и способа производства работ.

гдеТ-продолжительность смены, 28800 с;

V - объем грунта в призме волочения, м3 (4.11);

Кв - коэффициент использования бульдозера по времени, 0,80,9;

Тц - продолжительность цикла.

гдев - длина отвала бульдозера, м;

Н-высота отвала бульдозера, м;

Кв - коэффициент, учитывающий потери грунта в зависимости от длинны перемещения, (1-0,005 ?п);

-угол естественного откоса грунта, рад. (таблица 4.9);

Объем грунта в призме волочения можно рассчитать приближенно по формуле.

V0,6 Н2в.

Продолжительность циклов равна.

гдеер.- расстояние набора грунта, м 712;

еП - расстояние перемещения грунта, м;

ео - расстояние обратного хода, м. ео=ен+ер;

vр - скорость движения при наборе грунта, м/с;

vП - скорость движения при перемещении грунта, м/c;

vо - скорость движения при холостом ходе, м/с;

n - количество переключений передач, принимается, исходя из технологии работ;

tc - время, затрачиваемое на переключение передачи, 35 с;

to - время, на подъем или опускание отвала, 23 с;

nI- количество поворотов, приходящихся на один цикл принимается исходя из технологии работ;

tп - время одного поворота, 815 с.

Величин nI и tп может не быть в зависимости от технологии работ.

Расстояние набора грунта ориентировочно может быть определено по формуле.

гдеV-объем грунта в призме волочения, м;

h-толщина вырезаемой стружки грунта, м;

в - длина отвала бульдозера, м.

,

,

,



Заключение

В ходе выполнения курсовой работы был разработан гравийно-песчаный карьер по материалам полевых изысканий, и произведен тяговый и эксплуатационный расчеты дорожно-строительной машины бульдозера ДЗ-101.

В первой части работы были определены границы пригодного для эксплуатации месторождения гравия. Получены навыки по определению качества дорожно-строительных материалов по ведомости разведочных месторождений и карьеров. Так же был составлен паспорт карьера.

Во второй части определяли по стадиям рабочего цикла отдельные сопротивления машины, суммарные сопротивления по стадиям рабочего цикла машины, также определили потребную мощность двигателя для базового трактора при работе в расчетных условиях, и определили производительность бульдозера.

Список использованных источников

1. Проектирование автомобильных дорог. Ч. I [Текст] /Бабков В.Ф., Андреев О.В.// - М.: Транспорт, 1987. - 368с.

2. Дорожно-строительные машины. [Текст]: Справочник. /А.А. Васильев [и др.]. - 4-е изд., доп. и перераб. // - М.: Машиностроение, 1977. - 392с.

3. Дорожно-строительные машины и материалы. [Текст]: Учебное пособие для студентов специальности 260100, 656300 - всех форм обучения. /Лащинский В.П., Ерыгин Б.А.// - Красноярск: СибГТУ, 2001. - 80 с.

4. Дорожно-строительные машины. [Текст]: Учебное пособие для специальностей 260100, 6562300 - всех форм обучения. /Лащинский В.П., Козинов Г.Л., Давыдова А.Л.// - Красноярск: СибГТУ, 2007. - 60с.

Размещено на Allbest.ru