2014-02-17
2172
Бульдозеры применяют для строительства полотна автомобильных дорог, сооружения плотин, дамб, рытья котлованов, канав, траншей, валки деревьев, корчевки пней, срезки и уборки кустарников, мелколесья, уборки валунов и др.
Бульдозеры-рыхлители могут использоваться как на указанных выше работах, так и при рыхлении смерзшихся и прочных грунтов.
Существенное влияние на результаты работы бульдозеров оказывает схема их движения в рабочем цикле. Наиболее распространенной является челночная схема, при которой перемещение грунта производится при движении бульдозера передним ходом, при заднем ходе бульдозер совершает холостой ход.
Технические характеристики некоторых типов бульдозеров приведены в табл. 36.
Каждая модель бульдозера имеет индекс, к примеру ДЗ-54С. Первые буквы обозначают группу машин, цифры – порядковые номера регистрации модели, буквенные обозначения А, Б, В, Г и т.д. после цифр – модернизацию машин, а буквы С или ХЛ – северное исполнение, цифра 1 в конце (например, ДЗ-130А-1) – наличие автоматического управления.
Бульдозеры классифицируются:
– по назначению – общие и специальные (подводные, подземные, толкачи и пр.);
– по тяговому усилию – малогабаритные (класс до 0,9, мощность 18,5 – 37 кВт); легкие (класс 1,4 – 4, мощность 37 – 96 кВт); средние (класс 6 – 15, мощность 103 – 154 кВт); тяжелые (класс 25 – 35, мощность 220 – 405 кВт); сверхтяжелые (класс свыше 35, мощность 150 кВт и более);
– по типу ходовой части – гусеничные и пневмоколесные;
– по конструкции рабочего органа – с неповоротным и поворотным отвалами;
– по форме рабочего органа − прямой, полусферический и сферический;
– по назначению рабочего органа – землеройный, скальный, снежный;
– по типу управления рабочим органом – с механическим (канатно-блочным) и гидравлическим управлением.
Без предварительного рыхления бульдозер особенно эффективен при разработке сухих пород до IV категории крепости по буримости. Рельеф местности существенно ограничивает область применения бульдозеров. При углах наклона выше значений, указанных в их инструкциях, бульдозеры применять запрещается.
Технологическая схема сооружения разведочных канав и траншей бульдозерами выбирается в зависимости от рельефа местности, длины, глубины и взаимного расположения выработок. Обычно выработки длиной до 50 м и глубиной до 3 м сооружают с выдачей породы в отвал, расположенный в противоположном торце выработки. Вариантом этой технологии является сооружение отвалов не только в торце выработки, но и на ее бортах. Боковые въезды устраиваются примерно через 20 м с одной стороны (рис. 50, а) или с двух сторон (рис. 50, б).
Среднее расстояние транспортировки породы в отвал рекомендуется определять по формуле
L ср = 0,6 L к + L т + 0,8 L 0,
где L k – длина канавы по низу между выездами, м; L т − расстояние транспортировки породы от начала выезда до начала отвала, м; L 0 – длина отвала, м.
Сооружение канав длиной более 50 м, расположенных под углом к направлению склона местности, осуществляется по схеме с расположением породных отвалов в направлении понижения склона. При сооружении длинных канав и траншей вдоль склона или на горизонтальной местности породные отвалы располагают, как правило, с обеих сторон выработки (рис. 50, б).
При глубине канав свыше 3 м и значительной их длине бульдозерные работы целесообразно выполнять в следующем порядке. Вначале сооружают секцию выработки определенной длины, расположенную в конце канавы. Порода из этой секции транспортируется бульдозером в торцевой отвал. Затем производятся углубка в коренные породы и опробование пройденной секции. После этого начинают сооружение следующей секции. Причем породная масса транспортируется в ранее пройденную секцию и т.д.
Рис. 50. Устройство боковых выездов:
а – с одной стороны; б – с двух сторон. 1–26 – последовательность проведения траншей
Таблица 37
| Дальность транспортировки породы, м | Горизонтальный участок от общего расстояния | Работа под уклон в 10% | Работа под уклон в 20% | Работа на подъем в 10% |
| 1,0 | 1,80 | 2,50 | 0,60 | |
| 0,6 | 1,10 | 1,60 | 0,37 | |
| 0,3 | 0,60 | 0,90 | 0,18 | |
| 0,2 | 0,36 | 0,55 | 0,12 |
Сменная эксплуатационная производительность бульдозера определяется по формуле
При расчете производительности в плотном теле (Оэпт) полученная эксплуатационная производительность делится на коэффициент разрыхления
Q эпт =Q э / К р,
где Т см – продолжительность смены, ч; К и – коэффициент использования бульдозера вo времени; V – объем породы в рыхлом состоянии, перемещаемой отвалом бульдозера за один проход (объем призмы волочения), м; К п – коэффициент, учитывающий потери породы в процессе ее перемещения (К п = 1 – β L, β = 0,008 – 0,84 – большие значения для рыхлых сыпучих пород); К укл – коэффициент, учитывающий уклон на участке работы (см. табл. 37); t ц – продолжительность рабочего цикла, с; L – расстояние транспортировки, м.
Продолжительность рабочего цикла:
t ц =t о+ t в,
где t o – время выполнения основных операций (перемещение грунта), с; t в – время вспомогательных работ, с. В свою очередь
t o = t з+ t px + t xx,
где t з – время наполнения призмы, с; t px – время передвижения бульдозера с породой до отвала, с; t xx – время обратного (холостого) хода, с. Подставив значение t о, получим
t ц = t з+ t px+ t xx = (l з/ v з+ l рх/ v px+ B xx/ v xx)+ t в,
где l з – длина отрезков пути, на которых происходит соответственно заполнение отвала, перемещение породы и движение без груза, м; v з, v px, v xx – скорость
Таблица 38
| Показатель | Расстояние транспортировки, м | ||||||||
| Скорость движения бульдозера, (v xx), м/мин |
движения бульдозера соответственно при заполнении отвала, перемещении породы и движении без груза, м/с; t в – время вспомогательных операций (разворот бульдозера, подъем и опускание отвала и др.), с.
Скорость движения бульдозера в рабочем направлении с грузом (v px)при расстоянии транспортировки до 50 м по породам I, II категории по буримости равна 37 м/мин, III – 36,5; IV – 33,5. При транспортировке свыше 50 м − соответственно 38,5; 37,5 и 35 м/мин. Скорость в обратном направлении (при холостом ходе) приведена в табл. 38.
Время вспомогательных работ определяется по формуле
t в = t п1/ V,
где t п – время простоя при переключении скорости перед загрузкой и разгрузкой бульдозера, примерно равно 10 – 15 с.
Объем грунта, перемещенного за один проход (призма волочения)
V = B·H·a /(2 K пр),
где В – ширина отвала, м; Н – высота отвала, м; К пр – коэффициент, зависящий от характера разрабатываемых пород (для связных пород K пр = 0,8–0,9, для несвязных K пp = 1,2−1,3).
a = H ctgφ,
тогда
V = B Н 2ctgφ(2 K пp);
φ – угол естественного откоса грунта при движении (табл. 39).
Сооружение канав с использованием бульдозеров широко используется в геологоразведочных экспедициях ПГО ''Севвостокгеология", "Иркутскгеология", "Якутскгеология" и др.
В экспедициях объединения ПГО "Севвостокгеология" много канав сооружается поперек склонов. Канавы однобортные. Порода предварительно разрыхляется взрывом ВВ, а затем бульдозером удаляется за пределы канавы.
Таблица 39
| Порода | Угол естественного откоса, град. | Порода | Угол естественного откоса, град. |
| Глина мокрая | 15–20 | Гравий сухой | |
| Песок сухой | Змеевик (асбестовая руда) | ||
| Глина сухая | Известняк мягкий | 60–70 | |
| Земля сухая | Известняк средней плотности | 75–80 | |
| Песок мокрый | Известняк плотный | 80–85 | |
| Суглинок | Песчаник | ||
| Землистая порода (влажная) | Гипсовый камень | − | |
| Глина влажная | Гранит | 80–90 |
В Карамкенской экспедиции ПГО "Севвостокгеология" проходку канав осуществляли бульдозерами Д-271 и Д-494. Ширина канав по низу составляла 3,5–4 м, по верху – до 8 м. Технологическая схема проходки канав выбиралась в зависимости от рельефа местности, протяженности, глубины и взаимного расположения канав. Короткие и неглубокие канавы проходили с выдачей породы в отвал, расположенный в торце выработки. Канавы длиной более 50 м, расположенные поперек склона, проходились по схеме размещения отвала в направлении понижения склона. При проходке канав вдоль склонов отвалы располагались "елочкой" с двух сторон от канавы с расстоянием между ними 25–30 м.
Технологический процесс состоял из подготовки трассы канавы, непосредственно сооружения канавы, зачистки (вручную) дна канавы с углубкой в коренные (иногда с использованием ВВ). При подготовке трассы канавы с нее убирались валуны, пни, деревья. Путь набора призмы волочения объемом 1,5–2 м3 составлял 6–10 м. Производительность бульдозерной проходки канав (средняя по экспедиции) составила: в 1971 г. – 135 м3/смену, в 1972 г. – 158 м3/смену, в 1974 г. – 157,7 м3/смену.
Основной недостаток сооружения канав бульдозером заключается в том, что фактические размеры их превышают проектные в 2 раза и более.
