Как определить площадь по угол естественного откоса

Бестранспортная вскрыша с укладкой торфов в отвалы вскрышным экскаватором

Общие положения. Поверхность россыпи очищают от леса, кустарника и пней с опережением по отношению вскрышных работ на 3—10 месяцев.

Бестранспортная вскрыша торфов может быть произведена непосредственно вскрышным экскаватором или с применением еще дополнительного экскаватора. Поэтому необходимо различать два основных способа экскаваторной бестранспортной вскрыши: с укладкой торфов в отвалы вскрышным экскаватором и с дополнительным экскаватором на отвале. Кроме того, имеется особый экскаваторный способ вскрыши с отвалообразователем, который по технологии работ занимает промежуточное положение между экскаваторным бестранспортным и транспортным способом вскрыши, однако процесс образования отвалов более близок экскаваторной бестранспортной вскрыше.

Технология вскрышных работ определяется способами выемки торфов, отсыпки отвала и системой вскрышных работ.

Вскрышные выработки. Для бестранспортной вскрыши необходимы одноковшовые экскаваторы радиусом разгрузки, достаточным для отсыпки торфов в выработанное пространство, чтобы отвалы не засыпали пласт песков. Для этого при вскрыше торфов мощностью 12—20 м нужны экскаваторы-драглайны весом 200—540 т со стрелами 40—60 м.

Для наиболее полного использования радиуса разгрузки экскаватор выгодно располагать возможно ближе к бровке откоса, не допуская сползания его под откос. Между ближайшей к откосу гусеницей и границей неустойчивости части рабочей площадки должно выдерживаться безопасное пространство с (см. рис. 47). Ширина этого пространства зависит от высоты уступа, веса экскаватора и устойчивости пород — в среднем составляет 1—4 м. Отвалы, образуемые экскаватором, имеют гребни, расположенные один от другого на расстоянии ширины экскаваторной заходки, а угол их откоса близок углу естественного откоса торфов. При равномерном проведении вскрышных работ по всей длине заходки площадь поперечного сечения отвала равна площади забоя, умноженной на коэффициент разрыхления. Торфа в отвале занимают площадь 1; 2; 3; 4 = рbТ (рис. 47). Треугольники 1; 5; 6 и 4; 5; 7 равны. Поэтому отрезок 8, 9 является средней высотой отвала:

где р — коэффициент разрыхления торфов;

T — мощность торфов, м;

b — ширина заходки, м;

b1 — угол откоса отвалов, град.

Угол откоса отвала зависит от устойчивости пород и его высоты. При песчано-глинистых речниках и высоте 12—25 м он находится в пределах 28/40° в зависимости от влажности пород.

Для наиболее полной выемки песков и производительного использования экскаваторов необходимо, чтобы торфа, отсыпаемые в выработанное пространство, не засыпали водосточную канаву на дне разреза и откаточный путь, проложенный по плотику. Если откаточный путь проходит по кровле песков, и месторождение маловодно, основание отвала торфов располагают в непосредственной близости от основания откоса пласта песков. На сухих россыпях, если пески по внешним признакам резко отличаются от торфов и сложены из устойчивых пород, допускают засыпку откоса пласта песков торфами наполовину или даже на полную мощность пласта (рис. 48), но это связано с необходимостью производить перевалку торфов или приходится оставлять целик песков 1; 2; 3. Для выполнения всех перечисленных условий следует определять расстояние отсыпки торфов от места расположения экскаватора. Расстояние отсыпки торфов определяется радиусом и высотой разгрузки экскаватора.

В зависимости от типа вскрышного экскаватора его устанавливают на поверхности россыпи, на промежуточном горизонте торфов или же на кровле пласта.

При установке на промежуточном горизонте радиус разгрузки экскаватора R

где Ш — ширина гусеничного хода или опорной плиты экскаватора, м;

с — площадка безопасности, м;

в’, в» — соответственно углы естественного откоса торфов при продолжительном стоянии уступа и для откоса песков, град;

d1, d2 — соответственно ширина площадки на кровле пласта и на дне разреза, м;

Тэ — высота расположения рабочей площадки над кровлей пласта, м;

P — мощность пласта песков, м;

А = Тэ/Т — коэффициент расположения рабочей площадки экскаватора.

Ширина площадки на кровле пласта песков Ci1 изменяется в пределах 0,5—5 м, причем наибольшая ширина должна быть в том случае, когда по пласту проложены откаточные пути.

Ширина площадки на дне разреза d2 при прокладке откаточных путей достигает 5 м. В случаях, когда допускают засыпку пласта песков (рис. 48), ширина площадки в уравнении приобретает отрицательный знак, ее величина (для учета при расчете) зависит от степени засыпки пласта и определяется следующим упрощенным уравнением:

где Q = h’/P коэффициент засыпки пласта;

h’ — высота засыпки пласта, м;

в»’ — угол естественного откоса пласта песков при непродолжительном сроке существования, град (ов»’ = ctg в»’).

Засыпку пласта производят при плотных песках, поэтому при непродолжительном стоянии откоса и небольшой мощности пласта можно принимать в»’ = 70 град, а b1 = 40 град. Для этих условий отрицательная ширина площадки определяется уравнением (63а).

Подставляем предыдущее выражение в уравнение радиуса разгрузки:

Для песчано-глинистых торфов, содержащих гальку или валуны, при достаточной осушенности пород вследствие отработки нижележащего пласта песков углы в’ и в» близки к 38—42 град. Для упрощения уравнения (64) эти углы заменяют средним углом естественного откоса в и соответственно ов = ctg в.

Расчет вскрышных работ можно вести двумя способами: определить по уравнению (64) радиус разгрузки и по нему подобрать экскаватор или, задаваясь экскаватором, определять предельную мощность торфов. В последнем случае для расчетов необходимо решить уравнение (64) относительно мощности торфов.

Читать еще: Прямолинейные откосы что это

После введения перечисленных выше упрощений расчетные уравнения радиуса разгрузки и предельной мощности торфов примут следующий вид:

В уравнении радиуса разгрузки при засыпке пласта величину d2 принимают с отрицательным знаком, а в уравнении предельной мощности торфов — с положительным.

По рис. 47 высота разгрузки экскаватора над рабочей площадкой определяется уравнением

где е — 0,5/1,2 м — запасная высота разгрузки, зависящая от длины стрелы экскаватора.

Подставляем в это уравнение значение высоты отвала и приводим его к следующему виду:

Уравнения (65) и (66) универсальны, поскольку пригодны для определения R и В любого типа экскаватора в различных условиях работы, что является основным их преимуществом.

Так, для расчета рабочих размеров экскаватора-драглайна при его установке на поверхности необходимо принимать А = 1, а для расчета размеров экскаватора типа механической лопаты, установленного на кровле пласта, A = O.

Уравнения (65) и (66) справедливы при равномерной выемке и разгрузке торфов в отвалы; для этого экскаватор должен непрерывно перемещаться по заходке. В действительности во время черпания экскаватор стоит, а после отработки забоя передвигается сразу на 2—15 м в зависимости от размера ковша, стрелы и условий работы. Вследствие этого отвалы размещаются несколько ближе радиуса разгрузки, т. е. его не используют в полной мере, а гребень отвала приобретает волнистые очертания. Действительный радиус разгрузки отвала зависит от шага передвижки экскаватора и радиуса его разгрузки и его определяют по уравнению

где s — шаг передвижки экскаватора.

Поправочный коэффициент к радиусу разгрузки экскаватора cos ф близок к единице и в производственных расчетах не учитывается. Вследствие волнистости гребня отвала наибольшая высота его и необходимый радиус разгрузки должны быть больше средней высоты и радиуса, которые определяются уравнениями (62) и (64). Эти поправочные величины определяются, исходя из дополнительной высоты отвала

где e = 0,3/0,9 — коэффициент снижения высоты (изменяется и зависит от опытности машиниста).

Выезды, по которым пески выдают на поверхность, устраивают около бортов разреза, поэтому прилегающее к этому месту выработанное пространство нельзя использовать под отвалы. Отвалы в боковых частях разреза получаются более высокими по сравнению с размерами, определяемыми по изложенным выше уравнениям. Для облегчения размещения торфов в отвалы у мест расположения траншей часть торфов стремятся уложить на бортах разреза, а не в выработанном пространстве, а также проводят ряд мероприятий, изложенных более подробно далее.

Ковш экскаватора: какие бывают и как выбрать.

Выбор ковша балансирует на грани вместимости, прочности, функциональности и стоимости. Сложнее всего понять, какой ковш лучше приобрести для смешанных условий работы спецтехники, но обо всем по порядку. Ковш экскаватора работает в режиме разнонаправленных нагрузок, которые стремятся его скрутить, согнуть и т.д.

Толщина металла, усилители, число и размер зубьев, и другие параметры рассчитываются производителем так, чтобы изделие на протяжении всего срока службы могло выполнять свою функцию и не терять эксплуатационных характеристик.

Основные технические характеристики ковша

К основным техническим характеристикам ковша относятся такие параметры:

Вместимость.
Марка стали.
Число зубьев.
Масса.
Ширина.

Классы ковшей

Для выемки грунта, погрузочно-разгрузочных операций и работы со скальными или замерзшими породами потребуется свой ковш, обладающий уникальными характеристиками.

На экскаваторах и погрузчиках устанавливаются такие типы ковшей:

Стандартный.
Траншейный.
Зачистной.
Планировочный.
Дробильный.
Решетчатый.
Перегружатель.
Погрузочный.
Скальный.
Усиленный.
Профильный.
Однозубый рыхлитель и др.

Как определить объем ковша

Сумма геометрического объема ковша и объема горки материала, образовываемой при зачерпывании породы, равняется номинальному объему ковша. Объем шапки ковша можно определить, зная такие переменные: площадь верхней кромки ковша и угол откоса горки сыпучего материала.

На что влияет коэффициент наполнения ковша

Величина КН (коэффициент наполнения ковша) – это объем разрыхленного материала в ковше к емкости ковша. В зависимости от материала и его влажности угол естественного откоса породы меняется, что ведет к увеличению фактического объема ковша над геометрическим ориентировочно на 15–30 %.

Таблица. КН для различных материалов.

Важно! Вес ковша с горкой не должен быть больше, чем максимально допустимая нагрузка на рукоятку стрелы экскаватора.

Как выбрать оптимальный размер и тип ковша

Выбор оптимального размера ковша зависит от характеристик материала, с которым предстоит работать, интенсивности эксплуатации, типа работ и не в последнюю очередь от стоимости изделия. Поскольку скальный или усиленный ковш более прочный и износостойкий, чем стандартное изделие, то и его масса будет больше при меньшем полезном объеме. При этом усиленный ковш более универсальный, но его стоимость больше, чем стандартного ковша.

Экономическая целесообразность, производительность, прочность и износостойкость – это переменные, которые помогут взвешенно подойти к выбору ковша.

Как выбрать оптимальный угол крыши для схода снега?

В гражданском малоэтажном строительстве наиболее распространённым, рациональным и экономически целесообразным видом крыши опытные строители называют скатные конструкции. Они могут состоять из одного, двух, трех или даже четырех скатов, плоскостей, смыкающихся в одной точке, называемой коньком. От плоских кровель скатные отличает угол наклона, который согласно строительным нормам должен превышать 2,5 градуса. Выбор уклона – важный этап создания проекта, от которого зависит прочность, несущая способность и долговечность конструкции. В этой статье мы расскажем, как правильно выбрать угол наклона, чтобы облегчить сход снега в зимний период.

Читать еще: Как рассчитать откос насыпи

Определение угла

Угол наклона крыши – параметр инженерного расчета кровельных конструкций, отражающий отношение высоты конька к ширине основания ската. Скатные кровли могут иметь уклон 2,5-80 градусов, однако, оптимальный диапазон значений угла наклона составляет 20-450. От этого параметра зависит площадь скатов, ветроустойчивость и снеговая нагрузка. В специальной литературе встречаются следующие термины:

Минимальный уклон. Минимальный угол наклона в целом для скатных крыш составляет 2,5 градуса, но в зависимости от используемого гидроизоляционного материала этот параметр может увеличиваться. Меньше всего минимальный угол у рулонных битумных и мембранных покрытий, он составляет 2-4 градуса. Минимально допустимое значение для металлочерепицы и профнастила составляет 11-12 0 , для керамической черепицы – 22 0 .
Оптимальный. Оптимальным называют наиболее подходящий уклон крыши в данных климатических условиях при использовании определенного гидроизоляционного материала. Оптимальный угол наклона обеспечивает самостоятельный сход снега, облегчая обслуживание кровли.

Важно! Уклон крыши может выражаться в градусах, в процентах или в виде соотношения сторон. Чтобы вычислить этот параметр кровельной конструкции, необходимо разделить половину ширины фасада на высоту, а затем умножить на 100 процентов.

Критерии выбора

Выбор уклонности основывается на инженерном расчете, учитывающем климатические условия зоны, где ведется строительство, характеристики кровельного покрытия и несущую способность стропильного каркаса. Чтобы конструкция получилась надежной, необходимо принимать во внимание следующие критерии:

Ветровая нагрузка. Чем круче кровля, тем сильнее ее парусная способность. Поэтому в регионах с сильным, порывистым ветром предпочтительнее более пологие кровельные конструкции. Хотя с другой стороны, с низкоуклонных скатов ветром может срывать гидроизоляционный материал.
Снеговая нагрузка. Чем больше снеговая нагрузка, тем более крытыми делают скаты. Угол наклона кровли 40-45 градусов обеспечивает самостоятельный сход снега с поверхности кровельного материала.
Характеристики финишного покрытия. У каждого покрытия для возведения кровли существует оптимальный уклон, который необходимо учитывать при проектировании конструкции.
Несущая способность каркаса. Чем меньше сечение элементов каркаса и больше расстояние между ними, тем выше круче должен быть скат, чтобы выдержать снеговую нагрузку.

Оптимальный показатель для облегчения схода снега

Лимитирующим фактором при выборе угла наклона кровельных скатов в средней полосе России является высокая снеговая нагрузка, характерная для этой местности. Большое количество снега, выпадающее в зимний период, повышают давление на стропильную систему, приводя к деформациям каркаса и кровельного материала конструкции. Опытные мастера считают, что существует устойчивая корреляция между уклоном и сопротивлением снеговой нагрузке:

Если он меньше 30 градусов, то происходи накапливание снега на поверхности скатов. Снежные наносы и наледь имеет значительную массу, из-за которой повышается нагрузка на стропильный каркас, достигая критических показаний. Однако, часть снега сдувается с поверхности ветром. Если угол наклона кровли находится в этом диапазоне, то снегозадержатели на нее не устанавливают, особенно если кровельный материал имеет шероховатую поверхность.
При значении, равном 0 градусов (т.е. для плоских крыш), снеговая нагрузка на поверхность достигает максимальных значений. Снег на таких конструкциях скапливается в большие сугробы, которые приводят к обрушению каркаса, если крышу периодически не чистить.
Если он кровли составляет 45 градусов и выше, то в расчетах нагрузки на стропильный каркас весом снега можно пренебречь, так как снег со скатов соскальзывает самостоятельно, не задерживаясь на скате. Чтобы обезопасить эксплуатацию кровли, имеющей большой угол наклона, на нее устанавливают снегорезы, разрезающие пласт снега при сходе на более тонкие пластины, имеющие меньшую скорость и энергию падения.

Учтите! Согласно строительной климатологии территория России разделяется на 8 климатических зон, каждой из которых соответствует своя среднегодовая снеговая нагрузка. Это справочное значение используют для расчета уклона крыши, толщины сечения элементов стропильного каркаса и выбора кровельного покрытия.

Влияние на конструкцию

Важно, что изменение уклона для облегчения схода снега сильно влияет на конструкцию кровли в целом. Увеличение крутизны влечет за собой следующие последствия:

Увеличение веса кровельного пирога. Вес 1 квадратного метра кровельного пирога с уклоном 50 градусов в 2-2,5 раза выше, чем кровли с уклоном 2 градусов.
Увеличение площади скатов. Чем круче кровля, тем больше площадь ее скатов, тем больше расход, а, следовательно, и стоимость кровельного материала.
Облегчение стропильного каркаса. В отсутствии снеговой нагрузки, можно облегчить каркас крыши, чтобы сэкономить на древесине.
Невозможность использования рулонных материалов. Если уклон кровли превышает 40 градусов, не рекомендуется использовать битумные и мембранные рулонные материалы, так как они под воздействием высокой температуры могут просто «сползать» вниз.

Опытные мастера отмечают, что правильный выбор помогает увеличить срок службы кровельных конструкций, облегчить эксплуатацию и обслуживание крыши в условиях снежных российских зим. Ошибки в проекте, связанные с неправильным выбором оптимального угла приводят к деформациям стропил, обвалу обрешетки, заливанию атмосферной влаги в межшовное пространство во время косого дождя или при оттепелях.

Контрактное производство

Косметических средств, БАД к пище, фасовка пищевой продукции.

Вы здесь:
Возможности
Качество
Методики и тесты
Метод определения насыпной плотности

Метод определения насыпной плотности

Компания «КоролёвФарм» является не только контрактным производителем косметики, но также производит и биологически активные добавки (БАД) к пище в таблетированной и капсулированной форме. В связи с этим кажется необходимым рассказать о некоторых похожих терминах и технологические свойствах этих продуктов.

Читать еще: Как очистить космофен от откосов

Технологические свойства порошкообразных (таблетированных и капсулированных) лекарственных веществ и биологически активных добавок к пище зависят от их физико-химических свойств. При производстве биологически активных добавок в форме таблеток и в форме твёрдых желатиновых капсул необходимо учитывать различные технологические характеристики, так как активные компоненты и многие экстракты лекарственных растений поступают в виде порошков или порошковых смесей.

Насыпная плотность

Базовой характеристикой всех сыпучих материалов является плотность. Существуют понятия истинной и насыпной плотности, которые измеряются в г/см 3 или кг/м 3 .

Истинная плотность – это отношение массы тела к объему этого же тела в сжатом состоянии, в котором не учитываются зазоры и поры между частицами. Истинная плотность – постоянная физическая величина, которая не может быть изменена.

В своем естественном состоянии (неуплотненном) сыпучие материалы характеризуются насыпной плотностью. Под насыпной плотностью различных сыпучих материалов понимают количество порошка (сыпучего продукта), которое находится в свободно засыпанном состоянии в определённой единице объема.

Насыпная плотность заданного порошка или любой сыпучей смеси (D нас. пл.) определяется отношением массы свободно засыпанного порошка (Mасса cып.) к объему этого порошка (Vcосуда) по формуле:

D нас.пл.= Mасса cып/Vcосуда

Насыпная плотность учитывает не только объем частиц материала, но и пространство между ними, поэтому насыпная плотность гораздо меньше, чем истинная. Например, истинная плотность каменной соли составляет 2,3 т/м 3 , а насыпная – 1,02 т/м 3 .

Зная насыпную плотность применяемых сыпучих материалов можно при проектировании емкостей или дозаторов, а так же капсул и таблеток рассчитать их объем и, соответственно, высоту засыпки. Понятно, что если нам частично известны некоторые параметры, а именно высота засыпки, а так же коэффициент засыпки, то можно рассчитать высоту предполагаемого объема, то есть высоту форматных частей, что очень важно при решении технологических задач. Конечно, если известна насыпная плотность порошка, тогда технологи могут легко рассчитать массу для одной дозы, порции или упаковки и тем самым определить величину дозировки для капсулятора или таблетпресса, а также для любого другого фасовочного оборудования.

Значение насыпной плотности определяется в соответствии со стандартом (ГОСТ 19440-94 «Порошки металлические. Определение насыпной плотности. Часть 1. Метод с использованием воронки. Часть 2. Метод волюмометра Скотта») с помощью прибора волюмометра, принцип действия которого основан на точном определении массы порошка, заполняющего мерную емкость. Волюмометр состоит из воронки с ситом и корпуса с несколькими наклонными стеклами, по которым порошок, пересыпаясь, падает в тигелек с измеренным объемом и весом.

Рис. 1 Прибор для определения максимальной насыпной плотности порошков

1-измерительный цилиндр; 2-шкала; 3-тумблер; 4-регулировочный винт; 5-контргайка

Объемная или Насыпная плотность зависит от размера, формы, влажности и плотности частиц гранул или порошка. По значению этого показателя можно прогнозировать и рассчитывать объем матричных каналов. Процедуру измерения насыпной плотности порошковой смеси или монопорошка проводят на специальном приборе (рис. 1).

Производят навеску массой 5,0 г порошка. Точность навески до 0,001 г. Далее засыпают навеску в мерный цилиндр. Устанавливают на приборе амплитуду колебаний (35-40 мм) при помощи регулировочного винта. Устанавливают отметку по шкале и фиксируют положение при помощи контргайки. Далее, с помощью трансформатора устанавливают частоту колебаний. Частота устанавливается в интервале от 100 до 120 кол/мин, по счетчику. После включения прибора тумблером оператор следит за отметкой, по которой установлен уровень порошка в цилиндре. Как правило, при работе прибора в течение 10 минут, уровень порошка или смеси становится постоянным, и прибор необходимо отключить.

Насыпную плотность рассчитывают по формуле:

где: ρ_н – насыпная плотность, кг/м 3 ;

m – масса сыпучего материала, кг;

V – объем порошка в цилиндре после уплотнения, м 3 .

В зависимости от насыпной плотности порошки классифицируют следующим образом:

ρ_н > 2000 кг/м 3 – весьма тяжелые;

2000 > ρ_н > 1100 кг/м 3 – тяжелые;

1100 > ρ_н > 600 кг/м 3 – средние;

Одним из приборов, на котором проводят измерение насыпной плотности (а также другие характеристики порошковой смеси или монопорошка), является прибор ВТ-1000.

Рис.2 Bettersize BT-1000. Прибор для определения насыпной плотности и других характеристик порошков

Анализатор ВТ-1000 (Рис. 2) используется для определения свойств различных сыпучих материалов, связанных с текучестью. Порошок или порошковые смеси, по определению, являются двухфазными системами. Свойства поверхности частиц порошковой смеси или монопорошка, так же как и их плотность, все эти параметры определяет его поведение в потоке и их сыпучесть. Правильное определение параметров сыпучести очень важно для расчетов процессов обработки порошка, его упаковки, транспортировки и хранения.

С помощью ВТ-1000 (Рис.3) возможно определить не только насыпную плотность, но и дисперсность, угол падения, угол естественного откоса, угол на плоской пластине и плотность утряски. Из данных характеристик легко рассчитать угол разности, прессуемость, объем пустого пространства, сжимаемость, униформность. По характеристикам зафиксированным на приборе, можно рассчитать индекс Карра, что позволяет определить значения сыпучести и аэрируемости