1.2.2. Вспомогательное технологическое оборудование и машины.

Вспомогательное технологическое оборудование выбирают, исходя из условий обеспечения погрузо-разгрузочных и транспортных операций, а также подготовки материалов к применению в объемах, необходимых для выпуска расчетного количества продукции в смену: разгрузки материалов из подвижного состава, складирования их, внутризаводского транспортирования, разогрева минеральных материалов при отрицательной температуре, обезвоживания битума и изготовления арматурных сеток.

Для нерудных предприятий, занимающихся добычей камня или гравия и их переработкой, выбирают машины и транспортные средства для выполнения работ по расчистке площади от леса и кустарника, срезке и удалению растительного слоя и вскрышных работ.

Расчет потребности в материалах выполняют для каждого вида выпускаемой предприятием продукции и сводят в таблицу (табл.1.2).

Таблица 1.2

Потребность в материальных ресурсах

Наименование материалов	Годовой объем производства продукции	Норма расхода материала на ед.продукции	Годовая потребность в материалах	Количество рабочих смен в году	Сменная потребность в материалах

Объем подготовительных работ по нерудным предприятиям зависит от особенностей месторождения добываемого материала: мощности полезного, вскрышного и растительного слоев, а также от характеристики растительности (лес, кустарник или выгон). Площадь расчистки от леса или кустарника:

, (1.12)

где Q_СМ - сменный объем добычи, м³;

Н_ПС - мощность полезного слоя, м.

Объем вскрышных работ определяют по формуле:

,

где Н_В - мощность вскрышного слоя, м.

Объем работ по срезке и удалению растительного слоя:

, (1.13)

где Н_Р - мощность растительного слоя, м.

Объем работ по валке леса:

, (1.14)

где V₁ - объем древесины на 1га, м³.

Принципиальная схема разгрузки сыпучих минеральных материалов зависит от вида подвижного состава (автомобильный, железнодорожный, суда речного и морского флота), доставляющего материалы на производственное предприятие.

Наименьший объем партии груза, поставляемого производственному предприятию, зависит от вида материала, типа транспортных средств и принимается согласно табл.1.3.

Таблица 1.3

Наименьшие объемы поставляемой партии материалов

Материал	Автомобильным транспортом	Железнодорожным транспортом	Речным флотом
Песок, гравий, щебень, т Цемент, т Битум, т Сталь арматурная, т Мазут, т Химические реагенты, добавки в бетон и асфольтобетон, т	5 1,4 7 4 7 7	1200 60 60 60 60 60	1000 1000 200 10 100 100

Требуемая производительность погрузо-разгрузочных средств рассчитывается по формуле:

, (1.15)

где П_Ч - часовая производительность погрузо-разгрузочных средств;

М - масса груза в партии, т;

Т_Н - норма продолжительности разгрузки подвижного состава, ч.

Фактическая производительность разгрузчиков на базе тракторов приведена в приложении (табл.3).

Для разгрузки больших масс груза из вагонов следует применять специализированные машины /4/.

При подаче вагонов на эстакаду разгрузка должна производиться через люки вагонов. При этом необходима ручная зачистка остатков груза. В данном случае продолжительность подачи выгруженного материала на склад не должна превышать двух суток.

Перемещение материала на расстояние до 20-30м производится фронтальными погрузчиками или бульдозером. Эксплуатационная производительность погрузчиков определяется по уравнению:

, (1.16)

где q - грузоподъемность погрузчика, т;

t_ц - продолжительность погрузки, ч; t_ц=0,012ч для пневмоколесных и t_ц=0,017ч для гусеничных машин при перемещении материала на расстояние ло 10м. На следующие 10м следует добавлять коэффициент 0,008 – для пневмо-колесных и 0,013 – для гусеничных погрузчиков;

К_Р - коэффициент рыхления материала, К_Р = 1,1;

К_В - коэффициент использования внутрисменного времени (К_В = 0,80 при работе в отвал);

К_Т - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуата-ционной (К_Т = 0,70).

Производительность котлов для обезвоживания битума и нагревания его до рабочей температуры:

, (1.17)

где К_В - коэффициент использования котла во времени (К_В = 0,9 – 0,95);

К_З - коэффициент неравномерности забора битума (К_З = 1,1 – 1,3);

К_Н - коэффициент использования емкости котла (К_Н = 0,8 – 0,9);

ρ_Б - плотность битума т/м³;

t_В - время использования котла,

,

где Б_Ч - часовой расход битума, т;

t_З - время забора битума,

,

где П_НБ - производительность битумного насоса, м³/ч;

T_Н - время наполнения котла,

,

где П_НБ - производительность насоса, наполняющего котел битумом, м³/ч.

Количество битумоплавильных котлов рассчитывают по формуле:

n_БК = + 1 , (1,18)

где n_БК - количество битумных котлов, шт.,

М_Б - суточный расход битума, т.

Потребность в машинах для выполнения работ по расчистке площади горного отвода от леса, кустарника определяется по нижеприведенным формулам.

Производительность кустореза рассчитывается по формуле:

, (1.19)

где Т - продолжительность смены, ч;

В - ширина захвата кустореза, м;

а - ширина перекрытия, м;

L - длина гона, м;

V - рабочая скорость, для кусторезов типоразмера ДП-4, КБ-4, МА-1 V=2,3 – 2,5 км/ч;

t_РАЗ - время разворота, t_РАЗ=0,005-0,007ч.;

t_ПЕР - время, затрачиваемое на управление машиной, рабочим органом,

t_ПЕР= 0,02-0,03ч.;

К_В - коэффициент использования внутрисменного времени, К_В = 0,85-0,9;

К_Т - коэффициент перехода от паспортной производительности к рабочей в конкретных условиях, К_Т = 0,7 – 0,75.

Производительность агрегатной машины для валки леса:

П_СМ = Т×П_П×К_В×К_Т , (1.20)

где П_П - паспортная скорость агрегата ЛП 19, при работе в спелом крупном лесу

П_П = 25м³/ч, среднем лесу П_П = 19-20 м³/ч, мелком лесу П_П = 12-13 м³/ч;

К_В - коэффициент использования машины во времени, К_В = 0,85=0,90;

К_Т - коэффициент перехода от паспортной производительности к фактической, К_Т = 0,75-0,80.

Производительность корчевателя-собирателя на очистке площади горного отвода от пней:

, (1.21)

где а - ширина перекрытия предыдущей полосы последующей, а = 0,2-0,3 м;

t_РАЗ - время разворота. t_РАЗ = 0,005-0,007 ч,

t_ПЕР - время переключения передач и управления рабочим органом. t_ПЕР = 0,02-0,03 ч;

К_В - коэффициент использования машины во времени. К_В = 0,85-0,90;

К_Т - коэффициент перехода от паспортной производительности к фактической. К_Т-= 0,7-0,75.

Срезать и удалять растительный слой грунта можно бульдозером или скрепером. Применение прицепных скреперов целесообразно в том случае, если расстояние перемещения грунта не превышает 300-350 м, при большей дальности транспортировки применяют самоходные скреперы.

Производительность бульдозеров при срезке и удалении растительного слоя грунта:

, (1.22)

где Н - высота отвала бульдозера, м;

В - длина отвала, м;

φ - угол естественного откоса грунта, град.;

К_Р - коэффициент разрыхления грунта, К_Р = 1,2-1,3;

К_П - коэффициент потери грунта при перемещении, К_П = 0,85;

t_Ц - время цикла, ч:

t = t_З + t_П + t_ХХ + t_ПЕР ,

здесь t_З - время набора грунта перед отвалом, ч:

, V_З = 2,5…4,5 км/ч;

t_П - время перемещения грунта, ч:

,

где L_П - расстояние перемещения, м;

V_П - скорость перемещения грунта. V_П = 4,5-16,5 км/ч;

t_ХХ - время холостого хода при возвращении бульдозера, ч:

, V_ХХ = 6,0-17,0 км/ч;

t_ПЕР - время, затрачиваемое на управление бульдозером:

t_ПЕР = 0,02-0,03 ч;

К_В = 0,85-0,95; К_Т = 0,70-0,75.

Производительность скреперов и бульдозеров можно определять, пользуясь нормами времени, приведенными в ЕНиР /4/:

, (1.23)

где Т - продолжительность смены, ч;

Н_ВР - нормы времени по ЕНиР, ч;

Н_ЕИ - единица измерения на норму времени по ЕНиР.

Выбор машин для производства взрывных выработок. В зависимости от инженерно-геологических условий добычи полезной породы могут назначаться взрывные выработки: шпуры, скважины и котловые шпуры и скважины. Взрывные выработки производятся бурением,. рекомендуемые машины и их сменная производительность приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Характеристики буровых станков

Типоразмер бурового станка	Способ бурения	Диаметр бурения, м	Производительность станков (м/см) при работе в грунтах
			нескальных	некрепких скальных пород	крепких скальных пород
БТС-150 БМК-4 СБР-160	Шарошечный Ударный Вращательный	140-150 45-105 105-300	120 - -	40-80 25-35	15-25 15

Диаметр скважин назначается исходя из характеристики горной породы и типоразмера экскаватора, используемого для погрузки взорванной массы в транспортные средства ( /3/ и табл. 1.5).

Таблица 1.5

Рекомендуемые диаметры скважин, мм

Характеристики пород по трудности дробления	Объем ковша экскаватора, м3
	1,0 – 1,25	1,6
Легкодробимые Среднедробимые Труднодробимые	150 110 110	200 150 110

Расчет потребности во взрывчатых веществах. Масса заряда для рыхления горных пород:

Q_BB = q_УД ×а×W_П×Н_У , (1.24)

Где q_УД - удельный расход ВВ, кг/м³;

а - расстояние между скважинами, м;

Н_У - высота уступа, м;

W_П - линия сопротивления по подошве уступа, м;

W_П = 24 × d_C × ( , (1.25)

здесь d_С - диаметр скважины, м;

- насыпная плотность взрывчатого вещества, кг/м³.

Удельный расход взрывчатых веществ для рыхления, обеспечивающий нормальное дробление, составляет для доломитов и известняков q_УД = 0,65-0,90, а для гранита q_УД = 0,75-1,1 кг/м³. Расстояние между скважинами а = (0,8-1,2) × W_П, а между рядами скважин в = 0,85 × W_П. Расстояние от верхней бровки уступа до центра скважины первого ряда:

, (1.26)

где - угол откоса уступа.

Для обеспечения безопасных условий производства работ необходимо соблюдение условия:

, (1.27)

Производительность экскаватора при разработке материала на уступе с погрузкой в транспортные средства определяют по формуле:

, (1.28)

где Т - продолжительность смены, ч;

К_В - коэффициент использования экскаватора во времени, К_В =0,85-0,95;

К_Н - коэффициент наполнения ковша, для взорванного камня К_Н = 0,65-0,75; для песка К_Н = 0,9-0,95; для гравия К_Н = 0,95-1,05;

q - емкость ковша, м³;

К_Р - коэффициент разрыхления материала, для песка К_Р = 1,05-1,1; для гравия К_Р = 1,2-1,25;

t_Ц - продолжительность одного цикла, при погрузке в транспортные средства; для экскаваторов с q = 1,0-1,25 м³ t_Ц = 0,006 ч; с q = 1,25-1,5 м³ t_Ц = 0,008 ч.

Производительность экскаватора можно определить, пользуясь нормами времени на единицу объема выполняемых работ по формуле (1,23).

Производительность автомобилей-самосвалов при откатке материала из забоя на дробильно-сортировочный завод (ДСЗ) определяют по формуле:

, (1.29)

где Т - продолжительность сены, ;

К_В - коэффициент использования автомобиля –самосвала во времени, К_В = 0,85-0,90;

К_Н - коэффициент использования грузоподъемности, К_Н = 1,0-1,05;

m - грузоподъемность автомобильного самосвала, т;

L - расстояние транспортировки, км;

V_Г, V_Х - скорость движения порожнего самосвала и с грузом, км/ч. По дорогам с усовершенствованным типом покрытия V_Г = 40-45 км/ч, V_Х = 45-50 км/ч, с переходным типом покрытия V_Г = 25-30 км/ч, для самосвалов типов МАЗ, КамАЗ, КрАЗ принимают V_Х = 30-35 км/ч;

t_Р - время разворота и подачи автомобиля-самосвала под разгрузку и погрузку, t₁ = 0,007 ч;

t_Н - время погрузки и разгрузки. Время погрузки определяется, исходя из нормы времени на выбранный типоразмер экскаватора. Для самосвалов время разгрузки не учитывается.

Скорости движения карьерных промышленных автомобилей-самосвалов типов МоАЗ, БелАЗ по дорогам с усовершенствованным типом покрытий рекомендуется принимать в следующих пределах: V_Г = 28-32 км/ч, V_Х = 35-40 км/ч.

Производительность промывочной машины корыточного типа рассчитывают по формуле:

, (1.30)

где Z - количество лопастных валов;

- коэффициент заполнения ванны, ≈ 0,1-0,18;

Д - диаметр окружности, описываемой лопастями, м;

S - шаг спирали, м;

n - частота вращения вала об./мин;

К_В - коэффициент возврата, К_В = 0,4-0,6;

- плотность материала, т/м³;

К_Э - коэффициент перехода к эксплуатационной производительности.

Производительность промывочной машины барабанного типа с гладкой внутренней поверхностью:

, (1.31)

где n - частота вращения барабана, об./мин;

-угол наклона барабана, грд.;

R - радиус барабана, м;

h - толщина слоя материала в барабане, м;

- плотность материала. г/см³;

К_Э - коэффициент перехода к эксплуатационной производительности.

Производительность тяжелых промывочных машин барабанного типа определяют расчетом по формуле:

, (1.32)

где Д₁ - внутренний диаметр барабана, м;

Д₂ - расстояние между диаметрально противоположными лопастями, м;

S - шаг спирали, м;

К_В - коэффициент возврата, К_В = 0,4-0,5;

- коэффициент заполнения барабана, = 0,25.

По результатам выполненных расчетов составляют ведомость комплектации строительства производственного предприятия машинами и технологическим оборудованием по форме твбл.1.6.

Таблица 1.6

Ведомость комплектации предприятия машинами

и технологическим оборудованием

Наименование машин и технологического оборудования	Типоразмер машин и технологического оборудования	Произво- дитель-ность	Мощ-ность, кВт	Масса, т	Потреб-ность, шт.	Завод изготови-тель

Принимаются к проектированию и включаются в ведомость комплектации строящегося производственного предприятия машины и все виды оборудования (технологическое, энергетическое, котельное), согласованные с заводами-изготовителями или органами машснабсбыта, гарантирующими поставку к началу монтажных работ.