Расчет комплексного показателя для оценки уровня технологической схемы

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 _т^м – теоретическое, определяемое по циклограмме время работы механизмов (см. рис. 6.6, а);

Т _ср ^р – среднее время работ, выполняемых вручную;

n ^р 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 _п^м ее надежность.

Для определения коэффициента простоя механизмов K _п^м 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 _п^м 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 _т^м 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;

П_б – 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 П_т^м = 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	м^3/м	45/5	48/8	56,7	52,8
Теоретическая производительность системы ведущих операционных машин Пт^м	м^3/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 т^м	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 п^т		0,1	0,15 (0,1)	0,05	0,05
уборка К п^2		0,2	0,25 (0,15)	0,15	0,05
крепление К п^3		0,1	0,1 (0,05)	0,1	0,05
вспомогательные работы К п^4		0,1	0,1 (0,05)	0,05	0,05
То же комплекса в целом К п^м	-	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, П^м	-	7	9	4	3
Коэффициент приведения a (при S ¢ = 35 м^2)	-	0,7	0,62	0,62	0,66
Окончание таблицы 6.3
Производительность труда	м^3/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 .