Правила разработки грунта в котловане или траншее при помощи экскаватора

Правила разработки грунта в котловане или траншее при помощи экскаватора

Рытье котлована под основание дома или траншей под фундамент – это первоначальный этап при любом строительстве, жилым или промышленном. От того, насколько качественно он выполнен, зависит прочность и долговечность всей будущей конструкции.

Процесс рытья котлована экскаватором

Происходит разработка котлована в несколько стадий и не ограничивается непосредственно выкапыванием ямы, как думают многие далекие от строительства люди. Это актуально для фундаментов любого типа — плитных, ленточных, блочных. Для столбчатых и винтовых — земляные работы с применением техники не проводятся.

Этапы подготовки перед разработкой котлована

Первоначально разрабатывается схема и план. Для составления проекта котлована проводят несколько исследований и экспертиз, в частности, изучают состав и плотность грунта, рассчитывают статическую нагрузку на фундамент, определяют наличие и глубину подпочвенных вод.

Последний показатель особо важен, поскольку подпочвенные воды часто могут стать непреодолимым препятствием для строительства на том или ином участке. Если здание все же должно быть построено именно здесь, то прибегают к дорогостоящей и технологически сложной операции по осушению грунта, а также при строительстве обустраивают системы отвода воды от фундамента.

Также состав грунта и глубина пролегания подпочвенных потоков влияют на угол наклона боковых стен котлована или траншей.

После того, как схема и план составлены, их переносят непосредственно на местность. Это значит, что необходимо сделать геодезическую съемку и в зависимости от ее результатов определяют размеры будущего котлована или траншеи и делают разметку участка под него.

Разметка участка перед рытьем котлована

Этот же этап подразумевает выполнение ландшафтной корректировки грунта: засыпают существующие ямы, ровняют холмы выступы, сносят неиспользуемые сооружения, выкорчёвывают растительность.

Перед тем, как начать рытье котлована под фундамент экскаватором или траншеи под водопровод, необходимо убедиться в том, не проходят ли на его месте какие-либо подземные коммуникативные сети.

Если они есть, то их схема должна быть изменена, коммуникации перепроложены по другому маршруту, вне зоны разработки. Только после выполнения всех предварительных стадий можно приступать к самим земляным работам – копать котлован.

Как осуществляется разработка котлована?

Наиболее эффективный способ разработки грунта под фундамент – использовать мощный экскаватор. Единственный вариант, когда эта операция невозможна – ограничен проезд техники к строительному объекту. В этом случае придется копать траншеи вручную, что гораздо более затратно и по времени, и по средствам. Опытные специалисты строительных компаний заранее просчитывают возможность подъезда к строительному участку и в случае его отсутствия, прокладывается временная схема дорог для доставки техники и материалов на объект.

Рытье котлована экскаватором

Перед тем, как начать рытьё котлована экскаватором, следует знать, что от качества выполненных работ будет зависеть безопасность будущей постройки. Поэтому такой важный этап, как копка, следует доверить исключительно профессионалам, поскольку любительский подход с целью удешевить общую смету строительства в данном случае совершенно не оправдан.

Для рытья котлованов и траншей используется специальная техника. Вид землеройной машины определяется в зависимости от условий местности и от предполагаемого объема работ.

Так, к примеру, для того, чтобы копать небольшой мелкозаглубленный фундамент или траншеи под трубопровод, применяют мини-экскаватор. А вот для значительных углублений большой площади целесообразно использовать более мощными машинами – экскаваторами на колесах или гусеницах, оснащенными одним и более ковшей.

Одноковшовые машины считаются наиболее универсальными, поскольку их можно использовать практически в любых условиях. Многоковшовая техника применяется реже, только для разработки объектов высокой сложности. Выбор экскаватора, с помощью которого будет выполнена работа по обустройству котлована или траншеи, осуществляется индивидуально, с учетом всех условий и особенностей объекта.

Виды экскаваторов

Наиболее часто работа по разработке грунта под фундамент, водопровод или канализацию осуществляется с помощью экскаватора, оснащенного прямой или обратной лопатой. Прямая лопата грунт вынимает «от себя», а обратная – «на себя». Прямая лопата работает с породами, которые находятся выше уровня стоянки, обратная, соответственно, с теми, которые расположены ниже.

У машин, у которых есть прямая лопата, эффективность более высокая, и достигается она благодаря прочности ковшей и наличию мощной гидросистемы. Прямая лопата применяется достаточно широко: копка котлованов и траншей, дорожно-строительные работы, вскрышные работы.

Прямая лопата и обратная имеют свои особенности, а также достоинства и недостатки.

Так, техника с прямой лопатой может выполнять достаточно объемную работу. Без такого механизма не будет существовать эффективно ни одно строительное предприятие.

Одно из преимуществ этой техники – высота уступа может быть от 10 до 15 метров. Также, в отличие от экскаваторов с обратной лопатой, он имеет на одну группу гидроцилиндров больше и более сложное техническое содержание.

Экскаватор с прямой лопатой

Обратная лопата имеет объем ковша не более 8 м 3 , что не очень удобно для выполнения больших объемов работ. Обратная лопата и ее схема действия подразумевают выемку грунта только с площадки, которая находится ниже уровня стояния экскаватора. Обратная лопата имеет неоспоримое преимущество: легкость управления и простота конструкции.

Роторный экскаватор

Для проведения работ, связанных с глубоким черпанием, для вскрышных работ, очень часто используют роторный экскаватор. Подобная техника движется на своем ходу, работа выполняется непрерывно.

Схема работы роторного экскаватора: ковшами, закрепленными на роторном колесе, извлекается грунт или порода. Поскольку ковши могут вращаться вокруг своей оси, они имеет свойство наполняться полностью.

Роторный экскаватор отлично работает при любых температурах, его работоспособность нисколько не падает, как при низких, так и при высоких температурах. Они могут выдерживать самые высокие нагрузки, и их работа осуществляется в беспрерывном режиме.

Помимо того, что они могут копать котлованы, роторный экскаватор способен транспортировать и загружать вынутый грунт в транспортные средства.

Разгружается роторный экскаватор двумя способами: гравитационным и инерционным. В первом случае операция осуществляется за счет действующих сил породы, когда она находится в зоне разгрузки, в верхней части ротора.

Во втором – за счет влияния центробежных сил, воздействующих на породу. Выгрузка вынутого грунта или породы осуществляется на конвейер, расположенный сбоку на экскаваторе. После этого отработанная порода поступает в транспортное средство.

Как правильно вырыть котлован под дом? (видео)

Процесс копания котлованов экскаватором

Копать котлованы под строительство или траншеи под водопровод не представляется чем-то достаточно сложным – схема процесса проста, но соблюдать все этапы необходимо обязательно. Эффективность работы зависит не только от одного экскаватора, в процессе участвует много сопутствующей техники. При необходимости нужно организовать отвоз грунта со строительной площадки, а также укрепить стены котлована.

Если соединить все этапы, то получится следующая схема:

1. Геологическая экспертиза почвы, грунтовых вод, подбор соответствующей техники.
2. Анализ участка на предмет наличия инженерных сетей: подземный водопровод, газопровод, канализационная система. Если таковые имеются, то организовывают их обвод вокруг строительного участка.
3. Начало разработки грунта с одной из сторон.
4. Последовательное снятие слоев.
5. Завершение земляных работ.
6. Укрепление или доработка стенок котлована.

Схема работ достаточно проста, тем более, что всю последовательность выполнения этапов контролируют геодезисты.

Процесс рытья котлована экскаватором

С помощью измерительной техники (нивелиры и теодолиты) они определяют уровень безопасной разработки, а также корректируют и планируют работу экскаваторщика.

Во всем процессе разработки грунта важна также схема действий самой машины. Ее работа должна быть постоянной, с максимальной эффективностью.

Для этого грунт должен отвозиться со строительного участка достаточно оперативно. Обеспечить это могут несколько грузовиков с отвалами: как только одна грузовая машина заполнилась, на ее место сразу же должна подъезжать следующая.

По окончании разработки мелкие недочеты исправляют посредством миниатюрной техники или рабочих. После укрепления стенок котлована можно делать подушку из гравия на дне и приступать к строительству непосредственно фундамента.

Виды рабочего оборудование одноковшовых экскаваторов. Выбор основных параметров экскаваторов (прямая лопата, обратная лопата, драглайн) при производстве земляных работ

Одноковшовые строительные экскаваторы (ЭО) относятся к маши­нам циклического действия. Главный параметр ЭО — вместимость ков­ша, м 3 . Основные технологические параметры: глубина (высота) копа­ния, максимальный радиус копания, высота погрузки. В различных от­раслях промышленности (угольная, горнодобывающая) применяют од­ноковшовые экскаваторы с вместимостью ковша до 100 м 3 . В строи­тельстве работают экскаваторы восьми размерных групп, имеющие вместимость ковша 0,15. 4,0 м 3 . Наибольшее распространение нахо­дят экскаваторы 4-й и 5-й групп (вместимость ковша 0,65 и 1 м 3 ). При помощи традиционного оборудования (прямая лопата, обратная лопата, драг­лайн, грейфер) одноковшовый экскаватор может быть использован на механизации следующих процессов переработки грунта, входящих в состав комплексного технологического процесса: разработка и укладка грунта в земляных сооружениях различных типов; погрузка грунта; перемещение грунта в пределах земляного сооружения.

Большинство одноковшовых строительных экскаваторов — это уни­версальные машины, которые могут быть оснащены различными вида­ми сменного рабочего оборудования. Современный гидравлический экс­каватор может быть оснащен более чем десятью видами рабочего обо­рудования, которые значительно расширяют его технологические воз­можности. Использование сменного рабочего оборудования дает возможность механизировать такие процессы, как: зачистка дна выемок; дробление и удаление негабаритов и валунов; отделка поверхности откосов зем­ляного сооружения, дна выемок; послойное уплотнение грунта в стес­ненных условиях, при устройстве обратных засыпок; рыхление мерз­лого и трудноразрабатываемого грунта.

Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Наиболее распространенными видами рабочего оборудо­вания являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер. а-прямая лопата, б – обратная, в — с грейферным оборудованием, г – драглайн.

Повышению качества, сокращению ручного труда при выполнении зачистных и планировочных работ способствует использование плани­ровочного оборудования, в том числе в сочетании с телескопической стрелой.

Для разработок выемок различных очертаний и габаритов могут применяться профильные ковши. Для реализации технологии произ­водства земляных работ методом «стена в грунте» служит специальное штанговое оборудование. Расширению области применения экс­каваторов, в том числе при разработке трудноразрабатываемых и мерзлых грунтов, способствует установка рыхлительного оборудо­вания: зуба-рыхлителя и гидромолота. Этим же целям служит и захватно-клещевое оборудование, устанавливаемое на гидравлическом экскаваторе. При помощи захватно-клещевого устройства можно так­же захватывать, грузить в транспорт или удалять в сторону крупные камни, негабариты, встречающиеся на площадке, где ведутся земля­ные работы.

Применению экскаваторов в условиях реконструкции объектов, ра­боте в цехах, вблизи стен и фундаментов служит оборудование для ра­боты в стесненных условиях. Шарнирное сочленение основных эле­ментов рабочего оборудования как в вертикальной, так и горизонталь­ной плоскости позволяет приспосабливаться к конкретным условиям производства работ.

Одноковшовый экскаватор — машина цикличного действия, процесс разработки грунта при любом виде рабочего оборудования складыва­ется из чередующихся в определенной последовательности операций отдельного цикла:

· резание грунта и заполнение ковша;

· подъем ковша с грунтом;

· поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки;

· выгрузка грунта из ковша;

· обратный поворот экскаватора;

· опускание ковша на грунт и подача его для резания грунта.

Основное назначение экскаваторов — разработка выемок, резервов, карьеров, траншей, котлованов с разгрузкой грунта в отвал или по­грузкой в транспортные средства. Предельные размеры выемок, кото­рые могут быть разработаны одноковшовым экскаватором с одной стоянки, зависят от его рабочих параметров.

Рабочими параметрами одноковшовых экскаваторов при разработке выемок являются: максимально возможная высота копания + Н (для экскаватора пря­мая лопата) — знак + показывает, что экскаватор копает выше своей стоянки;

глубина копания (резания) — Н (обратная лопата);

наибольший и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора R_max и R_mn;

радиус выгрузки R_h,

высота выгрузки H_b.

Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами ведут позиционно. Рабочая площадка экскаватора называется забоем. Забой — рабочая зона экскаватора, включающая площадку, где рас­положен экскаватор; часть разрабатываемого массива грунта; места ус­тановки транспортных средств; площадку для укладки разрабатывае­мого грунта (при работе в отвал).

Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены в забое таким образом, чтобы среднее значение угла поворота экска­ватора от места заполнения ковша до места его выгрузки было мини­мальным, так как поворот стрелы осуществляется дважды — с грузом до транспортного средства и после выгрузки, то время поворота в среднем составляет до 70% рабочего времени одного цикла экска­ватора.

В зависимости от условий строительной площадки выбор экскава­тора начинают с определения наиболее целесообразных вместимости ковша и типа экскаватора, а также требуемых параметров — длины стрелы, радиуса резания,выгрузки и др. Выбор сменного оборудова­ния экскаватора зависит от уровня грунтовых вод и характера разраба­тываемой выемки (траншея, узкий или широкий котлован).

Экскаватор «прямая лопата» используют для разработки грун­тов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора, преимущест­венно с погрузкой на транспорт. Его широко применяютв карьерах, в строительстве используют для погрузки в транспортные средства ра­нее собранного в кучи грунта или для отрывки котло­ванов, при этом устраивается самим экскаватором пандус.

Прямая лопата представляет собой открытый свер­ху ковш с режущим передним краем. Конст­рукция экскаватора позволяет ему копать ниже уровня своей стоянки не более чем на 10. 20 см, нормативная производительность может быть достигнута при высоте забоя не менее 1,5 м. Опорожняется ковш путем открытия его днища. Такая конструкция прямой лопаты обеспе­чивает ей наибольшую производительность за счет наполнения ковша «с шапкой».

При узких забоях самосвалы подают под загрузку с одной стороны сзади экскаватора, а при нормальных — с обеих сторон от экскаватора попеременно, что исключает простои экскаватора при смене под за­грузкой транспортных средств. При данных забоях экскаватор перемещается в котловане прямолинейно по оси забоя.

В некоторых случаях разработку грунта предпочтительнее вести уширенным забоем с перемещением экскаватора по зигзагу. В таких забоях сокращаются холостые проходки экскаватора и облегчаются ус­ловия для маневрирования и установки под погрузку самосвалов.

Экскаватор «драглайн» используют для разра­ботки грунтов, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора: для отрывки глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей, разработки грунта из-под воды и т. п. Драглайн применяют также при планировке площадей и зачистке откосов. Достоинство экскаватора — радиус действия до 10 м и глубина копания до 12 м. Глубина копания у экскаватора практически неограниченна, конструкция машины позво­ляет располагать транспортные средства на поверхности и на дне котлована, т е. уровень грунтовых вод не оказывает влияния на работу экскаватора. Эффективно разрабатывать экскаватором мягкие и плотные грунты, в том числе обводненные.

Ковш экскаватора навешивается на канатах на удлиненную стре­лу кранового типа. Забрасывая ковш в выемку на расстояние, не­сколько превышающее длину стрелы, ковш заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности земли к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение и поворотом машины перемещают к месту разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении натяжения тягового каната.

Поперечно-челночная схема дает возможность набирать грунт по­очередно с каждой боковой стороны самосвала, подаваемого под по­грузку по дну выемки, не прекращая поворота стрелы в момент вы­грузки грунта. При продольно-челночной схеме грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. В цикле работы экскаватора повороты занимают основное время, в этом плане челночные схемы с минимальным углом поворота для погрузки и выгрузки являются оптимальными. Строительные экскаваторы «драглайн» применяют с ковшом вмести­мостью 0,25. 2,5 м 3 . 116

Грейфер используют в сугубо специфических случаях для отрывки узких глубоких котлованов, траншей, колодцев, при раз­работке грунта ниже уровня грунтовых вод. Он представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным или стоечным приводом, принудительно смыкающим лопасти. Грейфер на­вешивается на стрелу и разрабатывает выемки с вертикальными стен­ками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Погружение в грунт осуществляется только за счет собственной массы и принуди­тельного опускания стойки, поэтому можно разрабатывать грунты ма­лой и высокой плотности, в том числе и находящиеся под водой. Строительные экскаваторы «грейфер» применяют с ковшом вместимо­стью 0,35. 2,5 м 3 .

Экскаватор «обратная лопата» применяют при разработке грунтов ниже уровня стоянки экскаватора, в основном при отрывке котлованов глубиной до 6 м и траншей при глубинедо 7,6 м. Затраты времени на один цикл экскаватора с обратной лопатой на 10. 15% больше, чем у прямой лопаты. Поярусная разработка выемок при этом виде оборудования не практикуется.

Обратная лопата — это открытый снизу ковш с режущим передним краем, шарнирно соединенный с рукоятью, которая, в свою очередь, шарнирно соединена со стрелой. По мере протягивания назад ковш за­полняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводят к месту выгрузки и разгружают путем подъема с одновре­менным опрокидыванием.

В соответствии с действующим ГОСТ «Экскаваторы универсаль­ные полноповоротные» основным рабочим оборудованием для экска­ваторов в настоящее время является обратная лопата. Экскаватор мо­жет комплектоваться оборудованием прямая лопата, жесткий грейфер, гидромолот, зуб-рыхлитель, а также сменными ковшами различной вместимости и назначения.

Гидравлические экскаваторы имеют следующие основные преиму­щества:

· существенное увеличение производительности новых машин по сравнению с машинами, имеющими механический (канатный) привод;

· снижение удельной материалоемкости и удельной энергоемкости машин;

· расширение универсальности гидравлических экскаваторов за счет сменного оборудования и рабочих органов до 40 наимено­ваний;

· автоматизация рабочего процесса;

· коренное усовершенствование систем управления и создание комфортных условий для работы машиниста;

· улучшение эстетического вида машин;

· кардинальное повышение ходовых качеств гусеничных машин.

Среди всех типов универсальных экскаваторов гусеничные маши­ны занимают ведущее место, так как не имеют ограничения по массе по сравнению с колесными экскаваторами. Наибольшее распростране­ние в большинстве стран получили гусеничные гидравлические экска­ваторы массой 10. 50 т, которые выполняют основной объем земля­ных работ в гражданском и промышленном строительстве.

Специфика одноковшовых экскаваторов. При планировании эксплуатационной производительности экскаваторов необходимо учи­тывать следующие факторы:

· коэффициент наполнения ковша изменяется в пределах 0,75. 1,1;

· использование экскаватора с учетом потерь времени на пере­движки по забою, К = 0,92. 0,98;

· использование экскаватора с учетом потерь по времени при на­хождении без груза К = 0,74. 0,94;

· коэффициент разрыхления грунта изменяется в широких преде­лах: для легких грунтов — 0,88; для средних грунтов — 0,8; для тяжелых грунтов — 0,75 и для скальных пород — 0,67.

В отдельных случаях одноковшовыми экскаваторами (особенно экскаваторами старых марок, в том числе с канатным управлением) отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую про­ектной, оставляя так называемый недобор слоем 5. 10 см для того, чтобы избежать повреждение основания и не допустить переборов грунта. Для повышения эффективности работы экскаваторов в таких случаях можно применять скребковый нож, насаживаемый на ковш экскаватора. Это приспособление позволяет механизировать операцию по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с точностью ±2 см, что исключает необходимость ручных доработок.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.003 с) .

Помогите пожалуйста разобраться с технико-экономическим сравнением двух экскаваторов

В курсовике нужно сравнить 2 экскаватора для производства земляных работ. Я взял на сравнение ЭО с прямой и обратной лопатой.
Подошел к пункту "Технико-экономическое сравнение вариантов производства работ".
Там нужно посчитать несколько формул. На скрине видно. И мне нужно для начала определить Тн (на скрине Тн со штришком).
Он складывается из Т1 и Т2. Т2-нормативное вр.работы экскаватора в год. А Т1 не пойму как считать и что это такое

Видел некую формулу для Т1 (Нвр*V)/(У*100) (1)
Здесь V — я так понимаю объем котлована — объем недобора грунта.
Делим на 100 — т.к. норма времени дается на 100 кубометров. А вот что такое "У"?
И если после всех предыдущих расчетов (время цикла работы экскаватора, объем грунта в ковше, к-во самосвалов и тд) по формуле (1) можно сразу посчитать продолжительность работы ЭО, то зачем нам тогда предыдущие расчеты?
Где поподробнее посмотреть можно?

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

И вообще нет Т1 и Т2.
А по листочку очевидно, что Тн — количество часов работы на объекте по нормам. Т. е. берёте смету.

Если сложить по смете получите нормативную машиноёмкость, машиночасы.

Ещё можно найти одну из многочисленных формул расчёта производительности экскаватора. И по ней посчитать м3/час и получить часы для Х м3. При желании перебрав много формул, можно найти ту, которой пользовались авторы ГЭСН, т. е. нормативную машиноемкость.

В интернете море формул. Загугли.

Честно говоря не понял как вы там считаете.
Себестоимость — вещь не исследованная до конца. И не регламентируемая большей частью вроде бы как.
Поэтому во всех книжках и методиках — творчество авторов. Гибрид копипаста и их выдумки.
Не думаю чтобы даже в СССР считали фактическую себестоимость.
Если только разово, для науки, для пары тракторов.
Но могу ошибаться.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Да я сам не до конца разобрался.
Себестоимость — это уже экономика.
Себестоимость отдельной единицы техники вообще вроде бы и незачем считать.
Ведь надо то себестоимость здания, чтобы потом на него уже прибыль прибавлять.

Не знаю зачем это надо.
Тут куча формул, а что на выходе ?
В любом случае стоимость уже заложена в смете.
По смете получается себестоимость здания.
Любая другая себестоимость в РФ незаконна.

Хотя нет. По себестоимости можно сравнивать себестоимость разных марок техники.
Но тогда нормативные данные по всему классу такой техники использовать нельзя, нужны фактические или хотя бы по каждой марке.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

eugenmax я тут ещё подумал. Скорее всего себестоимость ещё может учитываться бухгалтерами при списании средств.
То есть должны быть специальные методики расчёта и всё такое.

Я знаю такое например про расход ГСМ. Он жёстко нормируется и чего куда писать тоже жестко нормируется.
Ремонты и осмотры, думаю, тоже. Но как их посчитать, не знаю. Насколько я знаю технологи ремонтного хозяйства пользуются производственными нормами, если они есть.
Труд рабочих также равен договору по ТК или подряду. В принципе есть тарифные ставки зарплат. В ЕНиРах 100% есть, но там старые. Новые не знаю есть ли сейчас. По идее должны быть, иначе как ФЕР посчитали. В Общей части ФЕР надо смотреть, может там есть.
А кроме этого какие там ещё расходы могут быть ?

В любом случае ваша методичка скорее всего ничего общего с реальностью уже не имеет.
Бухгалтерские нормы меняют каждый месяц.
Это, наверное, самая изменяющаяся часть норм РФ.

Вложения

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

будет у обоих экскаваторов одинаково.

Сложно как-то слишком. Ничего не понял.
В формуле Э — самое важное, не указано, как считали.

Результат вроде бы такой же должен быть. Обратная лопата выгоднее прямой.

Там таблица есть (хамзин, карасев ) и в ней для каждого экскаватора есть Тг, у всех разное. Я так понял, что "чем круче ЭО — тем больше у него Тг"

Вы по поводу какого Э? Там их несколько

И про прямую лопату, она получилась дороже, но я из этого расчета заметил, что чисто как экскаватор (конкретно мой пример) прямая лопата дешевле. Обратная лопата выигрывает за счет сокращения транспортных расходов самосвалов, что видно по расчету, и в этом ей помогает меньшее время цикла и меньшая общая продолжительность.

Вот в том то и фишка, я взял дальность транспортирования 5 км, и понимаю теперь, что надо было брать другую, чтоб не "катать" песок в карьер. И если брать например 100 м, то прямая лопата получится выгоднее.
Вот теперь думаю, как оправдаться с этими пятью километрами. Ибо все дальнейшие действия в курсовике нам объясняли на обратной лопате и тд.
И самому мне не нравится прямая, да и на стройке я ее вживую не видел.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Ну в принципе может быть и разное наверное.
Я так подозреваю, что:
нормативное количество часов работы экскаватора в год = год — ремонты — осмотры — (транспортировка, не уверен, что она учитывается) — (простои, которых не должно быть)
Логично предположить, что чем больше экскаватор, тем серьёзней и дольше осмотр и ремонт. Т. е. и "нормативное количество часов работы экскаватора в год" должно быть меньше.
Но это интуиция, так не знаю.

Э — уже не помню что это, было в формуле расчёта себестоимости часа. В ней у вас заложена стоимость чисто работы экскаватора.

Про обратную лопату в СПбГАСУ слухи ходят, что она дешевле. Но по факту не знаю. И могу наврать, конечно.

Прямая лопата распространена на крупных экскаваторах на карьерах и разрезах. Иначе там используется драглайн.

5 км правильно взяли. Экскаватор же не в вакууме работает. По факту у меня всегда 3-20 км транспорт грунта.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Эр.ч – Эксплуатационные расходы за 1 час работы экскаватора (зарплата машинистов, стоимость топлива и смазочных материалов) (руб.)

Я смотрю она у вас разная. С чего бы ?
Машинисты такие же.
Топливо такое же. Расход разный, но для разных экскаваторов он и будет разным. Чем больше мощность, тем больше расход, но и тем быстрее копает.
Смазочные материалы вы как считали ? Я так и не нашёл методики их расчёта. Там же группа материалов, а не одно только масло. Я беру % от расхода топлива. Для экскаваторов я беру 0,5-0,6%. Такой большой расход связан с тем, что по нормам для строительных машин в ходе очередного ТО смазочные материалы подлежат замене. Можно неофициально прикинуть расход как объём смазочных материалов/периодичность ТО.

Получается всё зависит от расхода топлива. А оно зависит не от типа лопаты, а от мощности. В итоге производительность экскаватора тоже изменяется. И надо прямо учитывать в себестоимости что и то и то изменяется.
Вы же это учли, да ?

Применение одноковшовых экскаваторов на карьерах строительных горных пород

В практике открытых горных работ используются самые различные виды выемочно-погрузочного оборудования с широким диапазоном технологических и эксплуатационных качеств (рис. 3.17).

Основной объем выемочно-погрузочных работ на карьерах строительных горных пород выполняется одноковшовыми экскаваторами цикличного действия.

Отечественная промышленность выпускает шесть типов одноковшовых экскаваторов: строительные, карьерно-строительные, карьерные, гидравлические, вскрышные, шагающие.

Наибольшим разнообразием отличаются строительные экскаваторы с вместимостью ковша от 0,15 до 4 м. Их оснащают дизельным, дизель-электрическим, электрическим приводом, сменным рабочим оборудованием прямой и обратной мехлопат, драглайна, крана, грейфера. Ходовое устройство гусеничное или пневмоколесное. Они предназначены в основном для производства земляных работ при сооружении различных объектов и вспомогательных работ в карьерах. В качестве основного выемочно-погрузочного оборудования их применяют на карьерах по добыче строительных горных пород с производственной мощностью 0,5—2 млн м3/год. Строительные экскаваторы имеют индекс ЭО (экскаватор строительный одноковшовый).

Карьерно-строительные гусеничные экскаваторы (ЭКСГ) выпускаются с вместимостью ковша 1,25—8 м3. Карьерные экскаваторы (ЭКГ) выпускают только с электрическим многодвигательным приводом на гусеничном ходу и оснащают рабочим оборудованием прямой мехлопаты. Их типоразмерный ряд представлен базовыми моделями с вместимостью ковшей от 2 до 20 м3. Их индекс, например, ЭКГ-8И, означает: экскаватор карьерный на гусеничном ходу с вместимостью ковша 8 м3. Ижорского завода. Ряд моделей имеет удлиненное оборудование для верхней погрузки (ЭКГ-4у, ЭКГ-6,3у).

У гидравлических экскаваторов (ЭГ) все виды рабочих органов шарнирно связаны с полноповоротной или частично поворотной платформой и перемещаются с помощью гидроцилиндров. Отечественный параметрический ряд карьерных гидравлических экскаваторов включает базовые модели с вместимостью ковшей от 8 до 50 м3. Их ходовое устройство — гусеничное, основное рабочее оборудование — прямая мехлопата, привод — электрический многодвигательный. Группа цифр, расположенная за буквенным индексом, указывает на вместимость ковша в кубометрах (индекс ЭГ-12 означает: экскаватор гидравлический с вместимостью ковша 12 м3). Наряду с карьерными выпускается несколько моделей универсальных строительных гидравлических экскаваторов с вместимостью ковша до 4 м3 и сменным рабочим оборудованием: обратная мехлопата (реже прямая), грейфер, кран, гидромолот, зуб-рыхлитель и др. Ковш гидравлического экскаватора имеет три степени свободы, поэтому обладает разнообразной траекторией движения, обеспечивающей более эффективное использование мощности для внедрения и наполнения ковша, а также извлечения из забоев негабаритов. Большой интерес к гидравлическим экскаваторам обусловлен их главным технологическим преимуществом перед канатными — значительным увеличением усилий на рабочем органе без нарастания массы машины (экскаватор ЭГ-12 имеет массу 260—280 т при напорном усилии 1100 кН, а ЭКГ-12,5 — соответственно 684,5 т и 588 кН).

Вскрышные гусеничные экскаваторы (ЭВГ) оснащены прямой мехлопатой и многодвигательным электроприводом. Они снабжены удлиненными стрелой и рукоятью и предназначены в основном для перемещения породы в отвал. Ввиду большой массы экскаваторов их ходовое устройство многогусеничное с четырьмя спаренными гусеничными тележками. Вскрышные экскаваторы с вместимостью ковша до 15 м3 маркируют подобно карьерным (ЭВГ-6, ЭВГ -15), а в индексе более мощных машин присутствуют две группы цифр — ЭВГ-35/65 (числитель означает вместимость ковша в м3, знаменатель — длину стрелы в м).

Шагающие экскаваторы (ЭШ) имеют рабочее оборудование драглайна. Ряд отечественных машин включает модели с ковшами вместимостью от 5 до 100 м3. Драглайны оснащены удлиненными стрелами и предназначены главным образом для непосредственной перевалки вскрышных пород в выработанное пространство карьера. Их маркировка схожа с маркировкой вскрышных экскаваторов — ЭШ-10/70 (числитель — вместимость ковша в м3, знаменатель — длина стрелы в м).

Основные технологические параметры механических лопат: вместимость ковша, рабочие параметры (радиус и высота черпания и разгрузки, которые зависят от длины рукояти и стрелы, угла наклона последней, а также от положения мест черпания и разгрузки), габариты, преодолеваемый уклон, масса, удельное давление на фунт.

Карьерные механические лопаты с электрическим многодвигательным приводом, на гусеничном ходу применяются для выемки мягких и разрушенных пород любой кусковатости. Они используются (вместимость ковша 2—25 м3, высота уступов 6—20 м) на карьерах любой производственной мощности с применением наиболее распространенной нижней погрузки.

Выемка пород мехлопатами ведется торцевым (боковым), продольным (фронтальным) или тупиковым забоями (рис. 3.18).

Для верхней погрузки предпочтительны экскаваторы с удлиненным рабочим оборудованием. При равном объеме ковша техническая производительность экскаватора с удлиненным оборудованием на 20 — 40 % ниже, чем обычных лопат. Верхняя погрузка эффективна в тех случаях, когда в результате улучшения транспортного обслуживания повышается эксплуатационная производительность экскаваторов, сокращаются затраты на фанспортирование пород, улучшаются показатели горных работ карьера.

Ширина заходки экскаватора определяется (в м) по выражению:

где Rч.у. — радиус черпания на уровне стояния, м.

При автомобильном транспорте часто применяют узкие заходки шириной (0,7-1) Rч.у. и двухстороннюю погрузку автосамосвалов. Число заходок по развалу взорванной горной породы зависит от его ширины, которая в зависимости от физико-механических свойств пород и методов взрывания изменяется от 1,3 до 5 высоты уступа.

Высота разрабатываемого уступа в мягких породах по условию обеспечения безопасности не должна превышать максимальной высоты Hчmax черпания экскаватора, т.е. hy < Hч max. Высота разрабатываемого уступа в скальных и полускальных породах не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора Hч max более чем в 1,5 раза.

При разработке неоднородных по прочности пород, представленных пластами различной мощности, прямые мехлопаты используются для раздельной выемки и забойной сортировки различных пород. В случае горизонтального напластования пород может быть использована раздельная выемка несколькими заходками по высоте развала (см. рис. 3.19, а). Ввиду малой мощности пластов уступ взрывается на полную высоту, и экскаватор последовательно слоями сверху вниз отрабатывает заходку с верхней погрузкой. При разработке залежей, представленных крутыми и наклонными пластами, возможна раздельная выемка заходками переменной ширины (см. рис. 3.19, б). Для забойной экскаваторной сортировки пород характерна выборочная выемка в плане (см. рис. 3.19, в). Техническая характеристика прямых и обратных механических лопат приведена в табл. 3.16 и табл. 3.17.

Структура индексов одноковшовых универсальных экскаваторов приведена на рис. 3.20.

Теоретическая (паспортная) производительность экскаваторов зависит только от конструктивных факторов: линейных размеров рабочего оборудования, кинематической схемы и расчетно-конструктивных скоростей движения ковша, вместимости ковша, мощности двигателей и др. Она определяется (в м3/ч) согласно выражению:

где n — конструктивно-расчетное число циклов в минуту (или число ковшей, разгружающихся в минуту); E — вместимость ковша, м3; tц — теоретическая продолжительность рабочего цикла, с.

Теоретическая продолжительность цикла определяется, исходя из конструктивных данных мехлопаты, при высоте забоя, равной высоте напорного вала, угле поворота 90° и разгрузке породы в отвал. Ее величина указывается в паспорте экскаватора.

Техническая производительность экскаваторов относится к часу непрерывной работы и устанавливается по теоретической производительности (в м3/ч) с учетом коэффициентов, характеризующих конкретные условия работ:

где tцд — расчетная (действительная) продолжительность цикла в конкретных данных условиях, с, Кн — коэффициент наполнения ковша; Kp — коэффициент разрыхления породы в ковше; Кэ = Кн/Кр — коэффициент экскавации, характеризующий совокупное влияние физико-механических свойств пород на производительность экскаватора.

Значения коэффициентов Кн и Kр приведены в табл. 3.18.

где Тсм — продолжительность смены, ч; n — коэффициент использования экскаватора во времени в течение смены.

Для конкретных практических расчетов производительность экскаваторов необходимо брать из «Единых норм выработки на открытые горные работы для предприятий горнодобывающей промышленности. Экскавация и транспорт».

У драглайнов так же, как и у механических лопат, различают следующие рабочие параметры и габаритные размеры; радиусы черпания и разгрузки, которые определяются длиной стрелы, углом ее наклона и величиной заброса ковша; отклонение подъемного троса от вертикали при забросе ковша составляет 15—20°; глубина черпания, которая зависит от длины стрелы, угла ее наклона, расположения драглайна в забое, физико-механических свойств породы, длины тросов и квалификации машиниста, высота разгрузки, определяемая длиной стрелы и углом ее наклона, радиус вращения задней части кузова; высотный размер кузова.

Техническая характеристика драглайнов приведена в табл 3.19.

Обычный наклон стрелы драглайна составляет 25—45°. Угол наклона стрелы уменьшают для увеличения глубины и радиуса черпания драглайна. При нижнем черпании высота отрабатываемого уступа определяется возможной (паспортной) глубиной черпания, углом откоса забоя и условиями разгрузки ковша.

Положение промежуточного горизонта и высота верхнего подуступа для драглайна определяется конструктивными особенностями экскаватора. Исходя из высоты разгрузки ковша, максимальная высота верхнего подуступа должна быть не более Hв<0,8Hpmax, где Нрmax — максимальная высота разгрузки драглайна, м.

Максимальная ширина заходки драглайна Amax определяется способом его работы и радиусом черпания (в м). Ее принимают с таким расчетом, чтобы углы разворота экскаватора в каждую сторону от его оси w1 и w2 не превышали 45° с целью сокращения продолжительности цикла, т.е.

Производительность драглайнов рассчитывается по тем же формулам, что и для мехлопат (формулы 3.72—3.74). Однако ввиду различного принципа выполнения отдельных операций (черпание, разгрузка) составляющие в указанных формулах будут иметь другое значение.

Средняя величина коэффициента наполнения ковша драглайна для различных пород составляет:

• влажные пески, суглинки — 1,05—0,9;

• песчано-глинистый грунт с галькой — 0,9—0,7;

• глинистые и суглинистые породы средней плотности — 0,9—0,6;

• плотные глинистые породы — 0,7—0,4;

• песчано-глинистые породы с галькой и валунами — 0,7—0,4.

Длительность цикла драглайна на 20—50 % больше, чем у механической лопаты с ковшом той же вместимости. Это обстоятельство влечет за собой меньшее число циклов в единицу времени и меньшую производительность драглайна, которая в практических условиях на 20—25 % ниже производительности механической лопаты.

Драглайны составляют около 20 % парка одноковшовых экскаваторов, и с их применением выполняется около 20 % объемов горных и земляных работ.