Цель работы. Ознакомление с практическими методами размещения штабелей навалочных грузов (на примере угля) в порту с соблюдением правил техники безопасности и противопожарных мероприятий.
Общие указания. При хранении угля в порту наибольшее распространение имеют штабели в форме клина и обелиска. Штабели в виде конуса, пирамиды и призмы встречаются намного реже и, особенно при больших грузопотоках, менее эффективны. Это обусловлено тем, что отводимая площадь под штабели грузов в виде этих фигур намного больше (из-за проходов и проездов), чем у обелиска или клина (при одинаковом количестве груза). Угол естественного откоса a угля в штабелях зависит от многих факторов и колеблется от 30 до 45°.
При размещении угля на складах необходимо определить длину Lшт, ширину Bшт и высоту Hшт штабеля.
Ширина штабеля определяется шириной площадки и величиной проходов между штабелем и конструкциями (зданиями, сооружениями, железнодорожными и подкрановыми путями, автомобильными дорогами и т. п.). Определены следующие минимальные (больше можно, меньше нельзя) величины при размещении навалочных грузов:
расстояние от оси железнодорожного пути до штабеля – 2,5 м;
расстояние от подкранового пути (головки рельса) – 2 м;
проходы между штабелями – 6 м.
Большинство кранов, используемых в порту, имеют ширину портала (расстояние между головками рельсов подкрановых путей) 10,5 м. Железнодорожные пути в порту имеют туже ширину, что и вся сеть железнодорожных путей Украины – 1520 мм.
Высота штабеля определяется ограничениями, связанными с:
использованием технической нормой нагрузки на пол склада;
транспортными характеристиками груза.
Техническую норму нагрузки (Pт) на первой площадке принимаем равной 6 т/м2, на второй – 10 т/м2. Если задана одна площадка то нагрузка (Pт) на ней соответствует величине первой площадки. Если заданы две площадки, то антрацит лучше размещать на второй.
|
|
Для угля основное ограничение по высоте определяется транспортными характеристиками, а именно склонностью к самовозгоранию. По условиям пожарной безопасности, в зависимости от марки угля и сроков хранения, определяются допустимые высоты его штабелирования (Правила МОПОГ).
В данной работе принимаем, что высота складирования углей по транспортным характеристикам:
антрацитов (марки, начинающиеся с буквы А) – не ограничена;
угля марки ПЖ, ПС – 3 м;
угля марки Т, Г, Д – 2 м.
Пространственное расположение конструктивных элементов на площадках следующее:
если задана одна площадка, она располагается между железнодорожными и подкрановыми путями (рис. 30);
Рис. 30. Схема расположения штабелей на одной площадке
если заданы две площадки, они разделяются подкрановым путем и ограничиваются железнодорожными путями (рис. 31).
Рис. 31. Схема расположения штабелей на двух площадках
Длина штабеля определяется шириной и высотой штабеля, его формой и величиной парии груза, подлежащей штабелированию.
Порядок выполнения работы. В соответствии с заданным вариантом определяем:
марку и количество (Qшт) каждого вида угля, т;
количество и ширину (Впл) площадки (площадок), м:
насыпную массу груза g, т/м3.
Так как необходимо определить линейные размеры штабеля, то сначала, по количеству груза для каждой марки угля определяем объем соответствующих штабелей, м3:
|
|
Vшт = Qшт / g.
По заданию ширина двух площадок одинаковая (если заданы две), поэтому, рассчитав ширину штабеля на одной площадке, автоматически получаем ширину штабеля на второй.
Ширина штабеля Вшт рассчитывается как разность ширины площадки Впл и расстояний от железнодорожных и подкрановых путей.
Так как минимальное расстояние от головки рельса подкранового пути 2 м, а от оси железнодорожного пути 2,5 м, то Вшт определяем из следующего выражения, м:
Вшт = Впл – 2,0 – (2,5 – 1,52 / 2).
Для марок угля ПЖ, ПС, Т, Г, Д возможная высота отсыпки штабеля (H¢) задана, а для антрацитов (марка А) необходимо определить эту высоту, м:
H¢ = Pт / g.
Для каждой марки угля рассчитываем тангенс возможного угла отсыпки груза, при условии соблюдения необходимых высот штабелей:
tga = H¢ / (1/2 × Вшт).
Для штабеля каждой марки угля возможна одна из трех ситуаций:
1. Если tga < 0,5774 (a < 30°), то размещение груза в штабеле в виде клина (рис. 32, а – линия 1) не возможно, так как a не может быть меньше 30°. Это может быть, только если специально разравнивать штабель для снижения угла, но на практике это не применяется. Тогда необходимые данные для расчета длины штабеля (L) следующие:
a = 30° (повышаем до минимально возможного);
форма штабеля – обелиск (рис. 3, а – линия 2);
H= H¢; Vоб = Vшт; B = Вшт;
рассчитываем сторону основания A:
A = 2 × H¢/ tga.
2. Если 0,5774 < tga < 1,0 (30° < a < 45°), то необходимые данные для расчета длины штабеля (L) следующие:
a – равен полученному расчетному значению;
форма штабеля – клин;
|
|
H= H¢; Vкл = Vшт; B = Вшт.
Рис. 32. Определение формы штабеля
3. Если tga > 1,0 (a > 45°), а это не возможно, так как a не может быть больше 45° (рис. 32, б – линия 1). Теоретически, при помощи различных дорогостоящих методов, возможно повышение a, но на практике это не применяется. При высоте отсыпки H¢ и фактическом значении a ширина штабеля Вшт будет больше расчетной. При этом не будут соблюдаться необходимые расстояния от головок рельсов до штабеля, и возможна вообще засыпка рельсов грузом, что недопустимо. Тогда необходимые данные для расчета длины штабеля (L) следующие:
a = 45° (понижаем до максимально возможного);
форма штабеля – клин (рис. 32, б – линия 2);
Vкл = Vшт; B = Вшт;
пересчитываем высоту H в сторону уменьшения:
H = Bшт × tga / 2.
Для определения длины штабелей L, используются расчетные формулы определения объемов штабелей в виде клина и обелиска (см лаб. раб. 5). Проведя не сложные преобразования расчетных формул, получим:
для клина: L = (Vкл + 1/3 × H × B2) / (1/2 × B × H);
для обелиска: L = (Vоб + 1/2×A×B×H – 1/3×H×A2)/(B×H – 1/2×A×H).
В конце работы приводится схема размещения штабелей на складе, с указанием путей, проездов, проходов и всех размеров (рис. 30 и 31).