При работе на толстых слоях

В зависимости от характеристик грунта процесс забора черпаками на толстых слоях имеет свои особенности, поэтому рассмотрим работу земснаряда отдельно на связных и несвязных грунтах.

При разработке несвязных грунтов папильонажным способом грунт осыпается и вдоль папильонажной ленты образуется откос с заложением т. На рис. 7.6 показан боковой вид нижней части черпакового устройства, подача вперед может ограничиваться двумя обстоятельствами.

Рис.7.6. Схема забора черпаками толстых слоев несвязного грунта

при длинном шлейфе

Во-первых, упором спинки черпака, вошедшего на нижний барабан в откос осыпи. Если такого ограничения не сделать, то при папильонировании звенья черпаковой цепи и реборда нижнего барабана будут мять грунт.

Во-вторых, длиной шлейфа, которая зависит от угла наклона черпаковой рамы. В практике дноуглубления чаще встречается первое ограничение. В этом случае, грунт находящийся левее точки 1 (см. рис. 7.6)попадает в черпак, когда он находится в шлейфе. Грунт между точками 1 и 3 забирает черпак при вращении вместе с нижним барабаном. А грунт, лежащий выше точки 3, непосредственно в черпак не попадает и осыпается уже после выхода черпака из откоса. Положение точки 3 зависит от размеров черпака, барабана и от заложения откоса. Толщину снимаемого слоя грунта в точке 3 принято называть критической толщиной h_к. Пользуясь этим определением, при разработке несвязных грунтов толстыми слоями будем считать слои при h_c>h_к. Слои толщиной, меньшей критической (h_c<h_к), но большей вылета черпака (т.е. при h_c>а), будем считать промежуточными. Численное значение критической глубины при разработке несвязного грунта, осыпающегося с заложением откоса т можно определить графически или рассчитать по формуле (7.5)

, (7.5)

где: r_с – радиус, описываемый спинкой черпака (см. рис. 7.1).

При заложениях откоса т=2÷3 для стандартных черпаков вместимостью w_ч=100-830 л это значение находится в пределах 0.6-1.5 м.

Рассмотрим теперь определение подачи вперед на толстых слоях несвязного грунта при h_c>h_к (см. рис. 7.6). После выхода черпака из откоса в точке 3, на неразработанной части грунта остается круговая поверхность, которая имеет в верхней части откос более крутой, чем естественный откос грунта. Это приводит к осыпанию грунта и к моменту разработки следующей папильонажной ленты откос снова становится естественным. Площади осыпи и завала будут одинаковыми. Из рис. 7.6 видно, что при увеличении слоя грунта подача вперед будет уменьшаться, и при h_c>1.5h_к она становится меньше 0.75 м. Например, для черпаков емкостью 830 л подача будет равна 0.68 м при заложении откоса m=2. Поэтому при h_c>1.5h_к рекомендуется производить разработку грунта в несколько слоев.

Площадь стружки папильонажной ленты грунта и ее объем рассчитываются по формулам:

, (7.6)

. (7.7)

Для лучшего наполнения черпака на толстых слоях несвязного грунта при подаче l_c≤0,5s ширину стружки b_с можно не ограничивать неровностями выработки, а, увеличивая скорость папильонирования, назначать ее больше 0.6b_c. Остающиеся косые гребни срезаются при следующих папильонажных ходах черпаками шлейфа.

Связный грунт, в отличие от несвязного, не осыпается и при разработке толстых слоев (рис. 7.7) подачу вперед ограничивают величиной радиального вылета черпака а_р=r_к–r_с и назначают равной

. (7.8)

Рис. 7.7. Схема забора черпаками толстых слоев связного грунта

Это необходимо для того, чтобы нижний барабан не вминался в грунт и не мешал перемещению земснаряда поперек прорези.

Величина подачи вперед l_с при работе на толстых слоях связного грунта обычно равна 0.25-0.7 м. При таких малых подачах основное срезывание грунта и наполнение черпаков происходят при их вращении на нижнем барабане.

Для лучшего наполнения черпаков ширину стружки назначают только из условия предупреждения смятия грунта примерно равной b_с=0.6b_г, не учитывая чистоту выработки. При таких маленьких подачах вперед черпаки шлейфа несколько раз пересекают одну и ту же папильонажную ленту, срезают оставшиеся неровности дна и одновременно подбирают просоры. Это позволяет работать без запаса на неровность выработки или при его сниженном значении.

При толщине слоя h_c>l.5r_к у поверхности грунта остаются нависающие козырьки значительных размеров, при обвале которых может повредиться черпаковая цепь. Поэтому разработку грунта ведут послойно так, чтобы каждый слой имел толщину не более 1.5r_к.