автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Технология строительства закрытого дренажа мобильными узкотраншейными дреноукладчиками на мелкоконтурных участках

На правах рукописи УДК 626.822:631.311.5

МАРТЫНОВА Наталья Борисовна

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАКРЫТОГО ДРЕНАЖА МОБИЛЬНЫМИ УЗКОТРАНШЕЙНЫМИ ДРЕНОУКЛАДЧИКАМИ НА МЕЛКОКОНТУРНЫХ УЧАСТКАХ

Специальность: 05.23.07-Гилротехническое и мелиоративное строительство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1996

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А. Н. Костикова

Научный руководитель: кандидат технических

наук, старший научный сотрудник Струков Е. В.

Официальный оппоненты: доктор технических наук.профессор Недорезов И. А.

кандидат технических наук Ефремов А. Н.,

Ведущая организация ИЦ Союзводпроект

Защита состоится Ь 30 яиваря 1997 г< на заседании диссертационного совета К 020.35.02 при Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им.А. Н. Костикова (127550,Москва. Б.Академическая. 44 ВНИИГиМ )

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГиМ.

Автореферат разослан 1995р.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, просьба направлять в адрес специализированного совета.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук

С.Ш.Зюбенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы,. Нечерноземная зона Российской Федерации, где земли нуждаются з проведении осушительных мелиорации, занимает около половины всей территории страны.

Структура переувлажненных сельскохозяйственных земель такова: пашня и залежи 1355, сенокосы и пастбища 2055. болота и заболоченные земли 655í.

В настоящее время произошло снинение объемов строительства дренажа, однако, доля его в общем объеме мелиоративных работ значительна. особенно при реконструкции осушительных систем.

■ Для предотвращения выхода из строя мелиорированных земель объемы строительства дренажа долшы возрасти с 40 тыс. га в 1992 году до 120 тыс. га в 2000 году.

Основным дреноукладчиком в зоне осушения является экскава-тор-дреноукладчик ЭТЦ-2011 и его модификации, ранее выпускаемые Таллинским экскаваторным заводом, который прекратил их выпуск.

Парк экскаваторов-дреноукладчиков. достигавший в восьмидесятых годах около 5 тыс.птук. сократился более чем в 5 раз и составляет менее 1000 штук. В течение 2-х лет произойдет дальнейшее сокращение парка машин из-за списания устаревшей техники до 200-250 штук, а в течение 4-х лет в рабочем состоянии останутся отдельные машины. Ухе в настоящее время встает вопрос об организации выпуска дреноукладчиков на одном из заводов Российской Федерации.

Поэтому встает неотложная задача по разработке тиг isa экскаваторов-дреноукладчиков и траншеекопателей для прокладки дренажной. оросительной, водопроводной и газовой сетей с учетом общей потребности в этой технике, разнообразия природных условий и форм ведения хозяйства.

До сих пор ориентировались, в основном, на освоении крупных объектов и не учитывали необходимость проведения работ на удаленных друг от друга участках площадью до 5 гектар, доля которых значительна: переувлажненные участки на объектах орошения, часть осушительной сети, вышедией из строя, вымочки и блюдца на полях, находящихся в сельскохозяйственном обороте, замкнутые понижения, образовавшиеся в результате хозяйственной деятельности.

Осушение ыелкоконтурных участков дреноукладчиками на гусеничном ходу из-за частых перебазировок, связанных с использованием

транспортного оборудования и незначительными объемами приводит к удороаанию работы и конечной продукции.

Поэтому результаты исследования по разработке технологии строительства закрытого дреназа на мелкоконтурных участках и создание мобильных средств механизации является актуальными, так как позволяют решить проблему строительства закрытого дренажа эффективными комплексами машин.

Цель и задачи исследований. Целыз исследований является разработка технологии строительства закрытого дренажа на мелкоконтурных участках с применением эффективных комплексов машин.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- проанализировать особенности строительства дренажа на мелкоконтурных участках;

- исследовать операции технологического процесса, определить режимы их выполнения и параметры технологического оборудования;

- разработать технологию и эффективный комплекс машин для строительства дренажа на мелкоконтурных участках.

Научная новизна.. Сделан вклад в решение проблемы строительства закрытого дренажа на мелкоконтурных участках эффективными комплексами машин на базе мобильных дреноукладчиков.

Выявлены закономерности и предлохены способы интенсификации процесса строительства дренажа узкотраншейными скребковыми рабочими органами, обеспечивающие минимальные энергозатраты.

Определены зависимости производительности узкотраншейного экскаватора-дреноукладчкка, потребной мощности и энергоемкости процесса от грунтовых условий, параметров траншеи и типа скребкового рабочего органа.

Разработана технология строительства дренажа на мелкоконтурных участках и предлокены комплексы мадон на базе мобильных экска-ваторов-дреноукладчиков, обеспечивающих высокую эффективность процесса производства работ.

На защиту выносятся:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований, позволяющих разработать научно-обоснованный технологический процесс строительства закрытого дренааа на мелкоконтурных участках мобильными экскаваторами-дреноукладчиками навесного и прицепного типа:

- расчетные зависимости производительности, потребляемой мощ-

ности и энергоемкости процесса строительства дрены узкотраншейным дре но укладчиком от грунтовых условий, параметров траншеи и типа скребкового оборудования:

- технология строительства дреназа на уелкоконтурных участках и схемы рабочих органов мобильных дреноукладчиков. обеспечивающие минимальные энергозатрата и эффективность строительства.

Практическая ценность. Рекомендована технология и организация строительства дреназа на мелкоконтурных участках с использованием мобильных комплексов машин методом линейного потока, которая позволяет повысить производительность труда, снизить стоимость работ и сроки строительства.

Предложенные технологические процессы на базе мобильных экскаваторов-дрен оукладчиков обеспечивают высокую производительность и эффективность строительства с учетом перебазировок техники. Рекомендованные схемы рабочих органов навесного и прицепного экска-ваторов-дреноукладчиков скребкового типа позволяют строить дрены узкотраншейным способом и обеспечивают высокое качество строительства и надежность сети.

Технологические комплексы машин вютчены в "Систему технологий и машин для производства сельскохозяйственной продукции и ее малотоннажной переработки", шифр 4.3.1.

Разработаны и утверждены агротехнические требования на мобильные экскаваторы-дреноукладчики для строительства дренажа на глубину до 1.6м на базе колесного траншейного экскаватора типа ЭТЦ-1607 и прицепного к тракторам класса 2...3 тонны.

Апробация работы. Результаты исследования доложены на секции гидротехники и мелиоративного строительства ВНИИГиМ „ (1994... 1996г. г.), секции механизации мелиоративных работ отделения гидротехники и мелиорации РАСХН (1995г.).

Внедрение. Технология строительства дренажа на мелкоконтурных участках с применением мобильного экскаватора-дреноукладчика на базе ЭТЦ-165А внедрена на объектах "Гагат" и "Спиридово" Дмитровского района и ПМК-8 Клинского района Московской области на площади 152 га с экономическим эффектом 2.84 тыс. руб. (в ценах 1990г).

Рекомендации по конструкции экскаватора-дреноукладчика и типу скребкового оборудования использованы фирмой АО"Мьйзакла"(Таллэкс) в экскаваторе-траншеекопателе типа ЭТЦ-1607.

структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованой литературы и прило-

жений. Работа в целом состоит из 174 стр. в том числе текстовая часть, изложена на 118 стр. машинописного текста , содержит 26 рисунков. 30 таблиц и приложения на 10 стр.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы.

Содержание работы Глава 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ СТРОИТЕЛЬСТВА

ЗАКРЫТОГО ДРЕНАЖА Сельское хозяйство Российской Федерации становится все более многоукладным и доля арендных, кооперативных и фермерских хозяйств неуклонно возрастает. Такие хозяйства представляют собой, как правило, небольшие (до 10 га) участки или несколько участков зачастую неблагоприятные для сельскохозяйственного освоения.

Организация строительства к реконструкции дренажной сети на таких участках будет значительно отличаться от общепринятой и потребует разработки новых средств механизации и технологии производства работ.

Существующие способы строительства дренажа: траншейный, узкотраншейный и бестраншейный обладают целым рядом преимуществ и недостатков. и принятие какого-либо из них как основного нецелесообразно. Сочетание различных способов позволит повысить эффективность строительства и свести до минимума недостатки.

Траншейный способ наиболее распространенный и универсальный, но менее производительный, отрывка широких траншей повышает стоимость работ и снижает плодородие полей. Применение пластмассовых труб позволяет заменить широкие траншеи Солее узкими, тем самым повысить производительность и снизить себестоимость работ.

роторные экскаваторы обладают меньшей энергоемкостью по сравнению с цепными за счет большего коэффициента полезного действия ротора. Но с увеличением глубины разработки значительно возрастают габариты и масса машины. Рационально проектировать эти . машины для рытья широких и неглубоких ( до 1,1 и ) траншей.

Машины циклического действия при строительстве дренажа имеют ограниченное применение из-за невысокой производительности и низких удельных показателей, поэтому они нашли применение только в тяжелых грунтовых условиях.

Бестраншейный способ более эффективен. Машины с пассивным рабочим органом более производительны, просты по конструкции и в эксплуатации, но обладают большой массой и требуют значительных

тяговых усилий, что резко снижает проходимость, особенно на переувлажненных и заболоченных грунтах.

Узкотракшейный способ ст?г::т£,^стг2 сокращает объем земляных работ, более экономичен, является перспективным к обладает большими резервами улучшения технико-экономических показателей. Применение такого способа строительства дренаяа перспективно при строительстве мелкоконтурных участков.

Совершенствование процессов автоматизации регулирования уклонов дна траншеи, укладки труб и применение новых материалов создает предпосылки для значительного увеличения производительности экскаваторов-дреноукладчиков. Однако беспредельное увеличение производительности. энергонасыщенности, размеров, массы и. следовательно. цены дреноукладчиков не всегда экономически оправдано.

Применение мобильного узкотраншейного дреноукладчика на базе колесного трактора для осушения небольщх рассредоточенных участков позволит исключить необходимость использования для этих целей специального дорогостоящего оборудования-трейлера, что повысит эффективность машин данного типа.

Для прогнозирования использования различного технологического оборудования необходимо иметь зависимость мевду производительностью. себестоимость» работ, приведенными затратами, годовым экономическим эффектом, параметрами дренажной сети и техники.

С целью разработки технологии и организации строительства дренааа узкотраншейным способом на мелкоконтурных участках необходимо:

- проанализировать особенности строительства дренаяа на мелкоконтурных участках;

- исследовать операции технологического процесса, определить реяимы их выполнения и параметры технологического оборудования;

- исследовать процесс отрывки узкой траншеи.

На основании проведенных исследований разработать комплекс машин и рекомендации по технологии строительства дренаяа на мелкоконтурных участках.

- в -

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СТРОИТЕЛЬСТВА ДРЕН АЛА НА НШОКОНТУРНЫХ УЧАСТКАХ

Современный уровень строигелоства дренажа характеризуется высокой степенью автоматизации процесса выдерживания заданного уклона дрены и применением пластмассовых труб, что создает предпосылки для значительного повышения производительности дреноукладчиков. однако беспрерывное увеличение производительности за счет энергонасыщенности ведет к увеличению кассы, а следовательно, и цены машины, что не всегда экономически оправдано.

Ухе на начальной стадии разработки технологического процесса и создания средств для его выполнения, задача доляна решаться с целью получения средств механизации с заданными параметрами, определяющими их эффективное использование.

Чтобы прогнозировать использование различного технологического оборудования, необходимо знать зависимость между факторами, влияющими на производительность дреноукладчика: рабочей скоростью, коэффициентом технологических потерь времени ( продолжительностью технологических остановок ). организационных потерь времени, параметров дренажной сети.

В диссертации рассмотрены зависимости годового экономического эффекта, приведенных затрат и годовой производительности при изменении рабочей скорости дреноукладчика и суммарных потерь времени на укладке дренаяа для траншейных и бестраншейных дреноукладчиков. При этом выявлено, что размеры строительного участка существенно влияют на годовую производительность и эффективность использования дреноукладчиков.

Экономическая эффективность использования дреноукладчика от площади осушаемого участка с учетом перебазировок может быть определена по формуле:

г тгед \

3- А-|ТГ0Д -Твер--и, -

( ТГ.А *

" I3„ep + 3пох--I' Р** " * T«P '

где А - разница приведенных затрат, руб; Тгвд - годовая загрузка дрекоукпадчика. ч; Т - время одной перебазировки, ч: Г - плотность дреназа, м/га: ? - плошадь осушаемого участка, га: 3 затраты на одну перебазировку, руб: 3 - затраты от простоя дре-ноукладчика. связанные с перебазировкой, руб.

Анализ исследований показывает, что затраты на перебазировку техники выразавтся параболической зависимости) (рис. 1) и сильно возрастает с уменьшением площади строительного участка: для бестраншейного дреноукладчика МД-12 - менее 25га. для экскаватора-дре-ноукладчика ЭТЦ-2011 - менее Юга. При плое&яи осушаемого участка в Юга затраты на перебазировку эксхаваторов-дреноукладчихов ЭТЦ-2011 и НД-12 выше затрат на перебазировку мобильного экскава-тора-дреяоукладчика на Сазе ЭТЦ-165А соответственно в 9 и 42.5 раза.

Экономический эффект с учетом перебазировок техники также существенно зависит от площади строительного участка. Так. если экономический эффект использования колесного эксхаватора-дреяоуклад-чнка на Сазе ЭТЦ-165А становится пологительным при площади участка 0.5га. то для экскаватора-дреноукладчика Щ-20И - при шгощади 4.4га. а для бестраншейного дреноукладчика ХД-12 - при площади 8.8га или больше соответственно в 8.8 и 17.6 раза.

Исследования Горячкина В.П.. Далина А.Д.. Зеленина А.Н.. Ветрова 13.А.. Полтавцева И.С.. Домбровского Н.Г.. и др. по резании и экскавации грунта и Фабрикова А.И.. Сурикова В.В.. Гумбурга Г.В.. Мурадагаеза К. С. и др. по разработке грунта многоковаевымц и скребковыми рабочими органами и опыт эксдлуатащш многоковшевых и скребковых траншеекопателей показызаат. что возникают ряд вопросов, связанных с процессом разработки и транспортирования грунта узкой траншей, производительностью и энергоемкостью применения скребковых рабочих органов в особенности в переувлазненных и налипающих грунтах.

Теоретические исследования процесса отрытия траншеи позволили выявить особенности разработки грунта скребковым рабочим органом совкового типа, заключающиеся в заполнении скребка за счет силы давления струнки грунта и подпора призмы волочения.

Установлено, что усилия резания. заполнения и копания грунта зависят от глубины траншей, угла наклона цепи, грунтовых условия, типа и параметров скребкового рабочего органа.

Сопротивление грунта копания скребком в этом случае запишется

в следующем виде: ^

к Ут ь эта* а 1Соз(180-а^ * БШЦвО-аИКДуЛ (2) Рк - КЬ--ьсйши«Р

" 3600Vtt

и упельное сопротивление грунта резанию. Н; Ь - ширина где Кр- уд * ® ро^гь рабочей цепи, м/с; V,- скорость перемеще-скребка. и: \ шаг скребков. м: а-угол наклона

ния дреноукладчика^м/с. с _ ^ ^ скребка и призмы воло-скребковой цепи, грунта: Кф - коэ^ициент формы

чения м ] нт транспортирующей способности скребка.

^бковог°расочего ор-

гана^определяотся по предложенным формулам: Г ! производительность техническая

Р Пт» ЗбООЫ^ДЛ,. м/ч3.

«ж с учетом площади .сечения траншеи

или с уче! пт«360011 V к /НК . м/ч: (4)

I,»« мощность потребная на разработку грунта в тран-

,ее ^»Г•*•»« "пере'-

вижение .реноуклаи» ^ ^ [ , Сом)1)„

„. . , _!_1 «-- НН'Н >— ---—*

в ' 367200 367200 Ч» *0"0

1 V Ь„ЬНУт й Ш(1+к ----—И.--(81па - созатс

(Ч + 4.1*»» —оер'^ 367200 ■ 3600 7в

(5)

х (Г * 1)

кВт.

V коэффициент заполнения скребка: у коэффициент разрых-Грния" гоунта V* объемный вес грунта. кН/м3! п- частота вращения мГЛ: Н- глубина траншеи. «: Н,- внсота выгрузки грунта: : ;асса грунта транспортируемая шеком. кг: С.- масса дреноук-гСкГ кг V - шаг шнека, м: б,- диаметр шнека, м: Г- коэ№ши-ладчика кг ^ -Лоэффищент режима копания и из-

носаТРревдщей^ромки: 1^коэ№циент сопротквлеш* перемер:

- 111- уклон: Т1тр.п1.т11- КПД трансмиссии рабочего органа, шнека, трактора. к - коэффициент перемешивания и перемалывания грунта.

Разделив полученное выражение мощности двигателя на производительность дреноухладчика, получим энергоемкость процесса разработки дренажной траншеи.

'5

115

10

<г,?ыс.рУБ.

\ \ \ ' V У

1 \ 1 \ -V-V— V ><

у /

у . ;

У 10 24 5

-5

Рис.1 Зависимость затрат на перебазировку 3. экономического эффекта с учетом перебазировск 31 от плоши осушаемого участка: I - затраты на перебазировку дрвноукладчика МД-12: 2 - дреноухладчика ЭТЦ-20И: э - Дрвноукладчика иа вазе ЭТЦ-165А: I1- экономический эффект с учетом перебазировки дреноукладчика .ИД-12: 21- дреноукладчика ЭТЦ-2011: 3'-дреноукладчика ка базе ЭТЦ-165А. (в ценах 1990г.)

Г рЯ 3 ЭКСПЕРИНЕНТАЛЬШЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ . глава. 3 ЗАктоГо ДРЕНАЖА НА

МЕЛКОКОНТУРНЫХ УЧАСТКАХ пмткнутых в работе теоретических положена

ПР0В6 п^™ даовСолнения технологического процесса и папе определению ря^ов т затрат на разработку узкой

раметров ^^^"'унта различными типами режущих параметров траншеи и уда» ^ ях проводились в лаборатор-

скребков и в условиях ка экспериментальных уста-

ко-полевых и ^оизводственк^^^^ эксмватороа_Дреноу—в

новках и опытных сюр ц минералышх грунтах 1...И ка-

опыты г^ 7з43-71 с влажностью минеральных грун-

Т6Г0Г 2^7 оГтор^^УНТов 72,2-93,656 на объектах №трса-тов 1 ; «кого районов Московской области.

ского и Клинского Р исследованиях использовались методы

т обеспечешя объектив~

ТеН30М2к контР1РУекых параметров технологического процесса ного выбора контр н экспериментов.

применен показали возможность и перс-

Лабораторно полевые мс ^ дреноукладчиков при

П6КТительстве^ренда на мелкоконтурных участках и подтвердили

технологических параметров рабочих органов, на основе аналитических исследований.

полученных н^ основ ^ с узк0Траншейн0й скребковой

Производительш и траншеи, формы скребка,

Ц6ПЬЮ 'Та" измеГялаГу^Гребков прямоугольной формы от 390м/ч -ЗГ, скоков серп— формы соответственно от 403м/ч до

194М/упельные2затраты энергии при разработке транши скребками

ФОРМЫ ( стандартная цепь траншеекопателя, ) выявили прямоугольной формы I стан у серповидные скребки снижают

ИХ НИ3^неоГое"косГщшеГа разработки траншеи в зависимости

от

^тботки грунта в зависимости от глубины траншеи изменяет-

цесса разработки грунт.«____________, в иаиявй ^енкиается до глубины

ся пс

1,4м на

а по параболической зависимости в начале уменьшается до глубины С 28 3-зП^.а затем возрастает при глубине 1.6м на 11.«

(РИС' от'тапа грунта удельная энергоемкость изменяется более интен-.

Г.'З II,м

I

со

1,6 Н.м

Рис.2 Зависимость производительности (П) и энергоемкости (Е) процесса разработки траншеи экскаватором-дреноукладчиком на Сазе ЭТЦ-165А от глубины траншеи для различных типов грунтов и формы скребков: 1,2,3 - скребки серповидной формы; 1\ 21 з'- скребки прямоугольной формы; 1.11 - торф; 2.21 - суглинок; З.З1 - тяжелая глина.

ивко. Так. при глубине траншеи 1,2м- для серповидных скребков она вменялась от 0.139кВтч/м в торфяном грунте до 0.295кВтч/м в гли-шстом или на 86.335, для прямоугольных скребков - от 0,193кВтч/м в торфяном грунте до 0,495кВтч/м в глинистом или на 156,555.

Результатами производственных испытаний технологии строительства дренажа подтверждена эффективность строительства дренажа с применением зкскаватора-дреноукладчика ЗТЦ-185А.

Производительность дреяоукладчика на торфяных грунтах достигала 360-392М/Ч, а в суглинистых грунтах составляла 136-195м/ч, при этом энергоемкость процесса составляла в торфяных грунтах о, 15-0,18квтч/м, а в суглинистых- >0,3-0,43кВтч/м или было выше в 2-2,7 раза. Наличие - больших неровностей на трассе дрены до 0,3-0,35м снижают производительность дреноукладчика в 2,3 раза.

Точность укладки дренажной линии при применении автоматической системы выдерживания уклона соответствовала допустимым отклонениям по СНИП и отклонения не превышали »2см.

Испытания прицепного дреноукладчика показали его надежную работоспособность, Максимальная техническая производительность соо-тавила ЗООм/ч или 97.2м'/ч. производительность за час основного времени -252м/ч, эксплуатационная производительность за период испытаний -129м/ч и 41,8м*/ч,при этом энергоемкость процесса составляла -0,18кВтч/м и 0,57кВтч/м*, коэффициент готовности - 0,93, коэффициент надежности технологического процесса - 0,69.

Глава 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ И ОРГАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАКРЫТОГО ДРЕНАЖА НА МЕЛКОКОНТУРНЫХ УЧАСТКАХ

Разработаны и рекомендованы для практического применения технологии строительства закрытого дренажа глубиной до 1,6м на мелкоконтурных участ и изложены рекомендации по применению технологически х комплексов . с ведущими машинами:

- мобильным экскаватором-дреноукладчиком на базе траншейного экскаватора ЭТЦ-1607 <табл.1) о трудозатратами комплекса на строительство 1000м дренажа -21.36 маш-ч и эксплуатационными издержками 142,7 руб.;

- прицепным экскаватором-дреноукладчиком к тракторам класса 2...Зт {табл.2) о трудозатратами комплекса на строительство 1000м дренажа 22,1 маш-ч и эксплуатационными издержками 138,05 руб.{в ценах 1990г.)

Производство работ при строительстве дренажа рекомендуется вести поточным метолом, который предопределяет равномерную загруз-

ку всех механизмов в течении рабочей смены. Основными признаками поточного строительства является равномерное и непрерывное производство. основанное на расчленении общего производственного процесса. разделении труда, совмещения и ритмичности выполнения процессов работ. Для увязки строительных процессов, весь обьект делится на участки и захватки. В процессе строительства конкретной дренажной сети необходимо по этой методике определить количество захваток, увязав их длину с длинами соответствующих дрен, входящих в эту сеть, определить организационную структуру, т.е. состав комплекса машин, и для увязки по времени построить циклограмму по захваткам, с учетом времени переезда машин комплекса внутри мелиоративной системы.

Для количественной оценки эффективности технологии строительства закрытого дренажа на мелкоконтурных, участках с применением мобильных дреноукладчиков проведем сравнительный анализ рекомендуемых технологических комплексов с комплексами существующих машин, основными показателями экономической эффективности рекомендуемых технологий является повышение производительности комплекса машин и снижение эксплуатационных издержек, в первую очередь, из-за перебазировок техники экономии материальных, топливных и трудовых ресурсов.

Годовой экономический эффект от внедрения технологии строительства закрытого дренажа на мелкоконтурных участках комплексами машин с ведущими мобильными дреноукладчиками приведеь в табл.3

Технология строительства дренажа на мелкоконтуриьг: участках с применением мобильных экскаваторов-дреноукладчикоз на базе ЭТЦ-165А. ЭТЦ-1607 и прицепного дреноукладчика ПД-1,6 внедрена на площади 152 га. построено 76 км дрен и получен экономический эффект 2.84 тыс. руб. (в ценах 1990г.)

Мобильные экскаваторы-дреноукладчики на пневмс'солесном ходу включены в "Систему технологий и машин для производства сельскохозяйственной продукции и ее малотонажной переработки".■ шифр 4.3.1.

Разработаны и утверждены агротехнические требования на мобильные экскаваторы-дреноукладчики для строительства дренажа на глубину до 1.6м на базе колесного траншейного экскаватора типа ЭТЦ-1607 и прицепного к тракторам кл. 2...3т.

технология производства работ ш> строительству закрытого шГ^ ^ОикоЯ 1.44 комплексом «гшин с ведущим экскавато-

Гм^чоХ-^исом ЭШ-1607 в грунтах И категории ром-^еао**-*«*-" Таблица 1

Н/п Наименование

операций

удельный Марка Часовая Зат Стой Зксп-

объем малины эксплуа раты мость дуата-

ташюн труда, маш-ч. цион-

ная про чел-ч, ные

изводи издер

те ль жки-

ность маш-ч руб

работ на

1000м

юоом вручную ЮОм/Ч ЮЧ-Ч 0.43 4.3 ^Гая планировка 3000м* ЭТЦ-1607 3225*« 0.93 6.8 6.3

1. разбивка трассы дрены

2.

дрстазка пластмас ЮООм ГАЗ-52- 575м/ч 1.74

04

совых дреназных труб

1.4 2.44

3.13 3.4 0,43 0.46

4 Отрытие приямков 2СМ* 30-2621 18 5^4 108

5. Установка азтома ЮООм вручит* 9о£*/ч 1 07 тической системы

6. Ша^а дренанной ЮООм ЗГН«Л 85м/ч П.76 7.31 86

линии

7. Засыпка приямков _ _

21.36маш-ч 142,7

траншеи и 300м3 ЭГЩ-ШГ? 51.3^/4 5.85 6.8 39.8

Итого:

Технология производства работ по строительству закрытого дренажа глубиной 1.1ч комплексом машн с ведущим прицепным дреноукладчиком ПД-1.6 к тракт:;у дт-75 в гратах II категории

Таблица 2

И/п Наименование

Уделъ- Марка Часовая Зат- Стой- Эксп-

операадй ный машины эксплу- раты мость луата-

объем атацио- труда, маш-ч, цион-

работ иная чел-ч. ные

на произ- издер-

ЮООм водите- жки.

льность маш-ч руб. руб.

1. Разбивка трассы 1000м вручную Ю0к/ч Юч-ч 0 43 4 3 дрены

2. Грубая планировка 3000м2 30-2621 3225м*/ч 0,93 3.13 2 91 трассы

3. Доставка пласт- 1000м ГАЗ-52- 575к/ч 1.74 1.40 2 91 массовых дрена- 04

жных труб

4. отрытие приямков 20К3 30-2621 18.5м3/ч 1.08 3.13 3.38

5. Установка авто- Ю00м вручную 935н/ч 1.07 0^43 0.46 матической ч_ч

системы УКЛ-1

6. Укладка дреная- Ю00м ПД-1,6 80м/ч 12.5 8.5 106 25 ной линии

7. засыпка траншеи ЗООм3 30-2621 51.3м3/ч 5.85 3.13 39 8 и приямков

Итого:

22.1маш-ч 138.05

Показатели технико-экономической эффективности внедрения ~ строительства закрытого дренажа на мелкоконтурных участий глубиной 1.4м в грунтах II категории ком-

турных у ведущими экскаваторами-дреноукладчиками

ЭТЦ-1607 И ПД-1.6

Таблица 3

плексом машин с

Наименование показателей

Единицы из—--—

мере- базовая кия технология ЭТЦ-2011

Величины

Годооая выработка комплекса Эксплуатационные затраты

на ЮООм дрены Капитальные затраты

на ЮООм дрены удельные приведенные затраты на ЮООм дрены удельные затраты на перебазировку комплекса машин Годовой экономический эффект:

- от внедрения технологии

- от перебазировок техники Экономия металла Экономия топлива Экономия трудозатрат

руб руб кг кг

чел-ч

новая новая техно- технология логия ЭТЦ-1607 ПД-1.6

км руб 84.1 162.69 127.5 137.84 120 133.31

руб 319.16 295.14 275,38

руб 210.56 182.11 174.62

руб 5.44 2.35 2,58

3627.37 1124.76 2208 5775 2470

4313.64

1041

2274

4756

2034

ОСНОВНЫЕ выволы

1. Собранные к обобщенные материалы существующих способов строительства закрытого дреназа показывает, что для строительства дренажа на мелкоконтурных участках превалирующее значение преобре-тает мобильность технологического комплекса из-за частых перебазировок техники с объекта на объект.

Исследованиями выявлена зависимость эффективности строительства дренажа от размеров строительного участка и затрат на перебазировку техники. Установлены минимальные эффективные размеры строительных объектов дренажа для различных типов экскаваторов-дрено-укладчиков.

2. Теоретическими исследованиями установлены зависимости для определения:

- сопротивления грунта копанию при изменении угла наклона забоя. Формы скребка и грунтовых условий:

- производительности узкотраншейного рабочего органа:

- потребляемой мощности и энергоемкости процесса разработки и транспортирования грунта скребковым рабочим органом от формы скребка, грунтовых условий и глубины траншеи.

3. Исследования, проведенные в лабораторно-полевых условиях, показали возможность и перспективность применения мобильных колесных дреноукладчиков при строительстве дренажа на мелкоконтурных участках и подтвердили закономерности изменения технологических, параметров рабочих органов, полученных на основе аналитических исследований. При этом, производительность дреноукладчика с уэкот-раншейноЯ скребковой цепью рабочего органа зависила от глубины траншеи, формы скребка, типа грунта и изменялась у скребков прямоугольной формы от 390 м/ч до 87 м/ч. у скребков серповидной формы соответственно от 403 м/ч до 194 м/ч.

Удельные затраты энергии при разработке траншеи скребками прямоугольной формы ( стандартная цепь траншеекопателя ) выявили их низкую эффективность, т.к. серповидные скребки снижают удельную энергоемкость процесса разработки траншеи в зависимости от грунтовых условий в 1.7...2.5 раза.

4. Результатами производственных испытаний технологии строительства дренажа подтверждена эффективность строительства дренажа с применением экскаватора-дреноукладчика на базе ЭТЦ-165А. Производительность дреноукладчика на торфяных грунтах достигала

360...392 м/ч, а в суглинистых грунтах составляла 136. ..195 м/ч, при этом энергоемкость процесса составляла в торфяных грунтах 0,15... 0,16 кВт.ч/м. а в сугликистыхО,3...0.43 кВт.ч/м или была выше в 2. ..2.1 раза. Наличие болыглх неровностей на трассе дрены до 0..3-•■ 0.35 м снижают производительность дреноукладчика в 2.3 раза.

Точность укладки дренажной линии при применении автоматической системы выдерживания уклона соответствовала допустимым отклонениям по СЮШ и отклонения не превышали г 1...2 см.

5. Испытания прицепного дреноукладчика показали его надежную работоспособность. Максимальная техническая производительность составила 300 м/ч или 97.2 м3/ч. производительность за час основного времени - 252 м/ч. эксплуатационная производительность за период испытаний - 108,4 м/ч или 35,12 и3/ч. при этом энергоемкость процесса составляла 0.18 кВт.ч/м и 0.57 кВт.ч/м3. Коэффициент готовности - 0,93: коэффициент надежности технологического процесса - 0.69.

6. Разработаны технологические процессы строительства закрытого дренажа глубиной до 1.6 н на мелкоконтурных участках и рекомендованы комплексы машин с ведущими машинами:

- мобильным экскаватором-дреноукладчиком на базе колесного траншейного экскаватора ЭТЦ-1607 с трудозатратами комплекса на строительство 1000 м дренажа - 21.36 и-ч и эксплуатационными издержками 142.7 руб;

- - прицепного экскаватора-дреноукладчика к тракторам класса 2... 3 т с трудозатратами комплекса на строительство 1000 м дренажа 22.1 м-ч и эксплуатационными издержками в 138.05 руб. ( в ценах 1990 г.).

7. Годовой экономический эффект от внедрения технологии строительства закрытого дренажа на мелкоконтурных участках комплексами машин с ведущими мобильными дреноукладчиками составил: для экскаватора-дреноукладчика типа ЭТЦ-1607- 4752.13 руб.. в т. ч. от перебазировки-1124.76 руб.. для прицепного дреноукладчика ПД-1.6-5354.64 руб., в т.ч. от перебазировки - 1041 руб. (в ценах 1990г.) При этом, экономия топлива составила соответственно 5775.. .4756 кг. металла 2208...2274 кг. трудозатрат 2470...2034 чел-час.

Технология строительства дренажа на мелкоконтурных участках с применением иобильного экскаватора-дреноукладчика на базе ЭТЦ-165А и ЭТЦ-1607 внедрена на объектах "Гагат" и "Спирмдово" Дмитровского

района и ГШК-8 Клинского района Московской области на площади 152 га с экономическим эффектом 2.84 тыс. рублей (в ценах 1990 г.).

8. Дальнейшие исследования в первую очередь должны быть направлены: на создание и внедрение комплекса машин в составе прицепного экскаватора-дреноукладчика и перегружателя фильтрующих материалов для фильтрующей засыпки дрен к тракторам класса 2... Зт: на выбор оптимальных скоростей разработки грунта скребковой цепью для различных грунтовых условий.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах автора:

1. Эффективность применения колесных экскаваторов-дреноуклад-чиков при строительстве и реконструкции осушительной сети. - Вопросы мелиорации. N3-4, 1996.- М.: ВДТИ Мелиоинформ. - с. 87-89.

2. Мобильные экскаваторы-трубоукладчики,-Вопросы мелиорации. N3-4. 1996.- М.: ЩГГИ Мелиоинформ.- с.85-87 (в соавторстве)

3. Рекомендации по технологии строительства закрытого дренажа с применением мобильных экскаваторов-дреноукладчиков. - Вопросы мелиорации. N1-2. 1997г.- Н.: цнта Нелиоинформ. N780.(в соавторстве).