Для количественной оценки уровня технологической схемы и выбора лучшей из ряда возможных для данных горно-геологических условий вводится комплексный показатель – величина полезной производительности труда за цикл
(6.5)
где V – заданный объем работ на одном цикле, в единицах работы ведущего механизма: объем грунта, метры проходки и т.д.;
a - коэффициент приближения сечения выработки S к площади S′, необходимой для пропуска транспорта ;
n – численность рабочего персонала;
Т ср – средняя длительность цикла с учетом простоев и технологических перерывов (рис. 6.1, б).
Для учета степени механизации технологического процесса вводится коэффициент, характеризующий долю ручного труда p относительно механизированного M:
, (6.6)
где Т тм – теоретическое, определяемое по циклограмме время работы механизмов (см. рис. 6.6, а);
Т ср р – среднее время работ, выполняемых вручную;
|
|
nр и n м – число рабочих и машин.
Тогда формула (6.3) примет вид
(6.7)
где - коэффициент механизации технологической схемы, учитывающий также через коэффициент простоя механизмов K пм ее надежность.
Для определения коэффициента простоя механизмов K пм необходимо вычислить значения Т т в соответствии с циклограммой работ, а также время и коэффициент простоя каждого механизма на цикле Т п i
. (6.8)
Для вычисления К пм надо разбить цикл на промежутки {D S } S = 1, 2,… N, на каждом из которых работает постоянное число m одних и тех же механизмов (рис. 6.7).
Тогда
, (6.9)
где , а каждый K D s вычисляется по формуле
(6.10)
Рис. 6.6. Схемы расчета Т тм и Т ср для системы механизмов:
время работы механизма; технологический перерыв; простой механизма
Уровень технологической схемы рекомендуется оценивать отношением
, (6.11)
где у т – комплексный показатель для оценки уровня технологической схемы;
П – производительность труда по исследуемой технологической схеме;
Пб – производительность труда по базовой технологии.
В качестве базовой может быть принята, например, как эталон поточная технология для механизированного сооружения тоннелей машинами роторного типа с непрерывным креплением выработки и уборкой грунта в процессе его разработки.
Рис. 6.7. Схема разбиения цикла на интервалы для расчета коэффициента простоя горно-проходческого оборудования. Обозначения см. на рис. 6.6
|
|
Пример расчета комплексного показателя для оценки уровня технологической схемы
В данном примере рассматриваются четыре технологические схемы для проходки однопутного железнодорожного тоннеля в устойчивых грунтах средней крепости:
- схема 1 – буровзрывным методом на полный профиль (l зах = 3 м, S = 50 м2) с применением бурового агрегата для комплексного машинного обуривания забоя и механизацией операций заряжания шпуров и возведения анкерной крепи, причем крепление совмещается с обуриванием забоя; уборка грунта производится машиной ПНБ-3Д в вагоны ВПК-10;
- схема 2 – буровзрывным методом способом опертого свода с применением самоходных кареток для бурения шпуров в забое калотты и скважин на уступе (каждая производительностью по Птм = 7 м/ч); крепление выработки осуществляется арками с затяжкой стен и последующим бетонированием, уборка грунта – с помощью машины ПНБ-3Д и вагонов ВПК-10 на нижнем горизонте и машины ПНБ-3Д и самоходного вагона на верхнем горизонте;
- схема 3 – механизированным щитом диаметром 8,5 м с железобетонной сборной обделкой толщиной 30 см;
- схема 4 (эталонная) – тоннелепроходческой машиной диаметром 8,2 м с креплением выработки набрызг-бетоном толщиной 15 см робот-методом одновременно с разработкой грунта. Требуется определить основные параметры технологических схем и оценить их уровень относительно эталонной технологии. Представим результаты расчета в табл.6.3.
Таблица 6.3
Результаты расчета
Показатель | Единица измерения | Схема | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Объем разработки V м/ V р | м3/м | 45/5 | 48/8 | 56,7 | 52,8 |
Теоретическая производительность системы ведущих операционных машин Птм | м3/ч (м/ч) | 10 | 2×7 | 20 | 20 |
Продолжительность цикла Т т/ Т ср | ч | 9/10 | 10/12 | 4,5/6 | 3/3,5 |
То же технологического перерыва | ч | 4,5 | 5,2 | 1,5 | 0,3 |
То же разработки Т тм | ч | 4,5 | 4,8 | 3,0 | 2,7 |
Доля ручного труда Z | - | 0,1 | 0,1 | 0,02 | - |
Коэффициент простоя по операции: | |||||
разработка К пт | 0,1 | 0,15 (0,1) | 0,05 | 0,05 | |
уборка К п2 | 0,2 | 0,25 (0,15) | 0,15 | 0,05 | |
крепление К п3 | 0,1 | 0,1 (0,05) | 0,1 | 0,05 | |
вспомогательные работы К п4 | 0,1 | 0,1 (0,05) | 0,05 | 0,05 | |
То же комплекса в целом К пм | - | 0,65 | 1,03 (0,687) | 0,387 | 0,142 |
Коэффициент готовности технологической схемы К г | - | 0,606 | 0,493 (0,593) | 0,721 | 0,876 |
Коэффициент механизации К мех | - | 0,571 | 0,469 (0,56) | 0,711 | 0,876 |
Количество рабочих, занятых механизированным трудом, Пм | - | 7 | 9 | 4 | 3 |
Коэффициент приведения a (при S¢ = 35 м2) | - | 0,7 | 0,62 | 0,62 | 0,66 |
Окончание таблицы 6.3 | |||||
Производительность труда | м3/чел.-ч | 0,376 | 0,223 (0,392) | 1,59 | 3,376 |
Уровень технологии П i /П4 | - | 0,11 | 0,077 (0,12) | 0,471 | 1 |
Средняя скорость проходки ucp | м/мес | 45 | 34,7 (61) | 108,5 | 174,4 |
Примечание. Цифры в скобках характеризуют показатели схемы при повышенной надежности механизмов (примерно в 2 раза). |
Уменьшая простои комплексов от приведенных в примере значений до нуля, можно существенно повысить производительность технологической схемы, а значит, и ее уровень. При этом возможна ситуация, когда буровзрывной способ способен конкурировать по эффективности с механизированным, даже при меньших скоростях проходки.
Использование комплексного показателя не только позволяет обоснованно выбирать или проектировать лучшую из возможных технологическую схему и поддерживать на высоком уровне показатели, но также анализировать и оценивать эффективность расчетных и фактических значений производительности , коэффициентов простоя и механизации .