Оптимизация парка землеройных машин для проведения строительных и эксплуатационных работ на мелиоративных системах

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное 
„ учреждение высшего профессионального образования 
«Саратовский государственный аграрный университет 
имени Н.И. Вавилова»

Ф.К. АБДРАЗАКОВ, Д.Г. ГОРЮНОВ

ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРКА 
ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН 
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ 
И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАБОТ 
НА МЕЛИОРАТИВНЫХ СИСТЕМАХ

Саратов 2005

УДК 631.311.5:626.8 
ББК 40.723 
А13
Р е ц е н з е н т ы :  
доктор технических наук, профессор 
Саратовского государственного социально-экономического университета
В.А. Щербаков 
доктор технических наук, профессор 
Саратовского государственного аграрного университета им. Н.И. Вавилова
В.В. Сжосаренко

Абдразаков Ф.К., Горюнов Д.Г.
А13 
Оптимизация парка землеройных машин для проведения строительных
и эксплуатационных работ на мелиоративных системах / ФГОУ ВПО 
«Саратовский ГАУ». -  Саратов 2005. -  144 с.
ISBN 5-7011-0281-5

В монографии приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований по оптимизации парка землеройных машин. Разработаны экономико- 
математические модели оптимизации парка землеройных машин для проведения 
строительных и эксплуатационных работ на мелиоративных системах в современных 
экономических условиях, методика и программа на ЭВМ для определения эффективных видов и типоразмеров землеройных машин при формировании малшнпого парка. 
Теоретически обоснована экономико-математическая модель обновления парка машин, позволяющая определить оптимальные сроки замены, капитального ремонта и 
модернизации. Разработана экономико-математическая модель оптимальпого распределения землеройной техники по производственным объектам, предложена методика 
расчета на ЭВМ с применением стандартных программных средств. Предложено эффективное устройство контроля задапной глубины копания для одноковшовых экскаваторов.
Предпазпачепа для научных сотрудников, конструкторов, аспирантов, преподавателей, студентов и специалистов мелиоративного производства.

УДК 631.311.5:626.! 
ББК 40.723

ISBN 5-7011-0281-5 
.© Ф.К. Абдразаков,
Д.Г. Горюнов, 
2005

В В Е Д Е Н И Е

Регион Нижнего Поволжья, в том числе и Саратовская область, характеризуются благоприятными теплоэнергетическими и почвенными ресурсами. 

Однако главной проблемой сельского хозяйства является недостаточная влаго- 

обеспечепность земель. В сухие годы, когда количество осадков в вегетационный период резко уменьшается, урожайность сельскохозяйственных культур 

существенно снижается. При атмосферных засухах посевы зачастую полностью 

погибают.

Оросительные системы Саратовской области имеют высокую степень износа, среднее значение которой составляет более 50 %. Возрастающий износ 
оросительных систем приводит к ежегодному увеличению объемов строительных и эксплуатационно-ремонтных работ, что в свою очередь требует для их 

проведения мощной, современной технической базы. Однако по данным ФГУ 
Управление «Саратовмелиоводхоз», парк землеройно-строительной техники 

имеет высокую степень износа (более 60 %). Парк машин мелиоративного комплекса обновляется недостаточно. В некоторых случаях необходимо формирование новых парков машин вследствие полного физического и морального износа техники. Распределение машин по производственным объектам осуществляется не эффективно, что приводит к снижению качества строительных и эксплуатационно-ремонтных работ и повышению их стоимости.

Таким образом, в настоящее время в мелиоративной отрасли Саратовской области сложилась следующая ситуация: с одной стороны, необходимо 

проведение значительных объемов строительных и эксплуатационно-ремонтных 

работ на мелиоративных системах, с другой -  имеющаяся техническая база не 

может обеспечить их эффективное выполнение. Выходом из создавшегося положения является научпо обоснованная оптимизация парка землеройных машин, 

которая позволит производить оптимальное формирование, обновление, распределение парка и рациональное составление комплектов машин, что в свою очередь обеспечит эффективное выполнение строительных и эксплуатационно- 

ремонтных работ на мелиоративных системах.

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ОРОСИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ 
И ПАРКА ЗЕМЛЕРОЙНОЙ ТЕХНИКИ 
МЕЛИОРАТИВНОГО КОМПЛЕКСА САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ.
АНАЛИЗ НАУЧНЫХ ТРУДОВ ПО ОПТИМИЗАЦИИ 
ПАРКА МАШИН

Виды и объемы работ в мелиоративном производстве

В настоящее время в России сложилась парадоксальная ситуация: возрастающий дефицит продовольствия сопровождается прогрессирующим спадом 

сельскохозяйственного производства с одновременным выводом из оборота 

значительных площадей земель, в том числе мелиорируемых. Так, начиная с 

1991 г., происходит непрерывное сокращение площади орошаемых сельскохозяйственных угодий. В среднем за период с 1993 по 1997 гг. по сравнению с периодом 1980-1992 гг., эта площадь сократилась на 648,8 тыс. га, или на 11,4 %. 

Ежегодно по различным причинам в России не поливается 35-55 % земель, 

оборудованных оросительной сетью. Произошло существенное (на 24 %) сокращение посевных площадей на орошаемых землях [64].

Обществу навязывается мнение, что сельскохозяйственное и мелиоративное 

производство в России изначально убыточно. При этом полностью игнорируются 

интересы продовольственной безопасности страны и подтверждаемая расчетами 

возможность при определенных условиях сделать аграрную отрасль рентабельной 

и за счет поступлений от сборов всех видов налогов на производство и реализацию продукции значительно перекрывать дотации, выделяемые на ее поддержку.

Подобное отношение к сельскохозяйственному производству и мелиорации 

приводит к разрушению производственной базы, непрерывному сокращению 

площадей мелиорируемых земель, ухудшению их мелиоративного состояния.

Кризисное положение наблюдается также и в аграрном секторе Саратовской области. Причин создавшейся ситуации много, начиная от общероссийского экономического кризиса и кончая конкретными проблемами отдельных 

сельхозпроизводителей. Однако основной причиной является недостаточное 

внимание, уделяемое мелиорации.

Саратовская область в целом имеет благоприятные тепловые, энергетические и почвенные ресурсы, но относится к зоне рискованного земледелия из-за 

недостаточной влагообеспечеппости. В настоящее время общая площадь пашни 

всех категорий хозяйств Саратовской области составляет более 5,6 млн га, а 

орошается всего 257,3 тыс. га, то есть примерно 4,6 %.

Высокая степень износа основных мелиоративных фондов усугубляет и 

без того серьезную ситуацию, создавшуюся в мелиорации. Состояние мелиоративных систем области, согласно данным ФГУ Управление «Саратовмелиоводхоз», представлено в табл. 1 [9,10].

Таблица 1

Состояние основных мелиоративиых фондов, находящихся на балансе 
государственных оросительных систем

Наименование оросительных систем
Год ввода в 
эксплуатацию
Площадь, 
тыс. га

Степень
износа,
%
Духовницкая
1976
4,8
62,3
Большая Балаковская
1985
15,1
37,8
Малая Балаковская
1970
3,8
68,9
Комсомольская
1985
18,1
34,6
Орошение на базе Саратовского капала
1971-1990
47,5
73,5
Приволжская
северный массив
1987 ■40,7
41,5
южный массив
1986
12,5
34,2
Пугачевская
1988
2,8
26,4
Приветсхая
1991
11,5
34,5
Энгельсская 1-2 очередь
1965-1970
12,1
58,4
Гагаринская
1975
12,5
51,2

Из представленной информации (см. табл. 1) мы видим, что за последнее 

десятилетие не было введено в эксплуатацию пи одной новой оросительной 

системы. Существующие же системы имеют значительную степень износа: минимальная -  26,4 %, а максимальная -  73,5 %. Возрастающая степень износа 

оросительных систем приводит к ежегодному увеличению объемов строительных и эксплуатационно-ремонтных работ.

В зависимости от характера и объема [12,18,19,42,46, 59,62,66,87, 90, 

91, 104] различают следующие виды эксплуатационных работ на мелиоративных системах: 
1 ;

уход и надзор; 

текущий ремонт; 

капитальный ремонт; 

аварийный ремозгг.

Уход и надзор за гидромелиоративными системами включает в себя комплекс профилактических мероприятий и устранение мелких повреждений и неисправностей. Их проведение должно быть постоянным, начиная со дня ввода 

системы в эксплуатацию. Периодичность и сроки проведения осмотров [19] 

приведены в табл. 2.

Текущий ремонт направлен на поддержание оросительных систем в рабочем состоянии. Основные работы при текущем ремонте: удаление из каналов 

наносов растительности и случайных предметов, затрудняющих свободное течение воды; исправление деформации каналов; очистка от мусора и посторонних предметов дренажных устьев, водопропускных отверстий, дорожных переездов, шлюзов регуляторов и т.д. Данный вид ремонта проводят ежегодно в соответствии с годовыми планами по эксплуатации гидромелиоративных систем.

Цель капитального ремонта -  исправление крупных деформаций каналов. 

Капитальный ремонт проводят периодически один раз в несколько лет или е 

случае, когда текущий ремонт не может обеспечить бесперебойную работу каналов. Следует отметить, что капитальный ремонт для каждой мелиоративной 

системы имеет свои особенности, поэтому он должен проводиться по заранее 

разработанным и утвержденным проектам и сметам. Сроки и объемы ремонта 

зависят от природных особенностей мелиорируемых земель, характера их использования, вида строительных материалов, применяемых для устройстве 

систем и их элементов, от конструктивных особенностей и вида систем.

Периодичность и сроки проведения осмотров 
мелиоративных систем

Гидромелиоративные 
системы и их элементы
Периодичность
Сроки

Каналы, трубопроводы, эксплуатационные дороги и 
сооружения на оросительных системах

2 раза в год
Весной -  до вегетационных 
поливов, осенью -  после 
них

Системы лиманного орошения
Тоже
То же, до паводка

Осушительные системы, 
главные водосбросные каналы оросительных систем, 
магистральные каналы оросительных систем проходящие в насыпях или имеющие ливнепропускные сооружения, плотины, дамбы 
обвалования (с сооружениями в них) и водозаборные сооружения с участками реки около них

3 раза в год
Весной -  до и после прохождения талых вод или паводка, осенью -  после вегетационных поливов

Сооружения, находящиеся в 
специфических условиях: 
высокое стояние грунтовых 
вод, агрессивпые воды, ру- 
словыправительные и берегоукрепляющие сооруже- “* 
ния, дамбы крупных каналов, расположенные на 
грунтах, в составе которых 
содержится гипсовый лесок 
и другие растворимые соли, 
а также межхозяйственные 
коллекторы

1 раз в месяц
В течение года за исключением зимнего периода (по 
местным условиям)

Примерная периодичность капитального ремонта [91] представлена в 

табл. 3.

Периодичность капитального ремонта по элементам 
оросительных систем

Элементы системы
Периодичность 
капитальных 
; 
ремонтов, лет
Открытые земляные каналы
10
Открытые облицованные каналы 
(бетон, железобетон, каменное мощение)

. Ч
5 
I
Водоприемники осушительных систем в минеральных и торфяных
' 1
грунтах
10 
1
Осушительные каналы без крепления и с креплением откосов и дна в 
грунтах:
суглинистых
10
торфяных и легких минеральных
8

Земляные плотины и дамбы
10-15
Гидротехнические сооружения (бетонные, железобетонные, каменные) с расходом воды, м /с: 
более 50
15
от 10 до 50
15
от 1 до 10
10
менее 1
7

Дороги улучшенные (асфальтовые, бетонные, булыжные,
5-10
щебеночные)
Дороги грунтовые профилированные
3
Мосты (бетонные, железобетонные) "■
10-15

Аварийные ремонты проводят при возникновении отказа системы с полной мобилизацией всех имеющихся материально-технических средств и трудовых ресурсов. Отказ системы возникает в основном из-за стихийных явлений 

(наводнений, катастрофических паводков и т.д.) или нарушения расчетных 

норм эксплуатации.

Эксплуатационно-ремонтные работы на оросительных системах включают в себя очистку каналов от наносов и мусора, удаление наземной и подводной растительности, устранение деформации каналов, ремонт земляных соору- 

. жений (подсыпка земли, заделка трещин, ликвидация мест, контактной фильтрации, ремонт капитальных видов крепления, подсев многолетних трав или 

одерновка разрушенных мест откосов, восстановление волнозащитных полос

кустарника и т.д.), ремопт противофильтрационных облицовок и креплений каналов (герметизация трещин, заделка отколов и раковин бетоном, цементным 

раствором или композициями различного состава, цементная стяжка, тонкостенное напыление полимерными композициями, шпатлевка полимерными составами мест шелушения поверхности бетона, замена поврежденных участков 

облицовки и т.д.), ремонт закрытых оросительных систем, дренажа, оборудования насосных станций и др.

Возрастающая степень износа оросительных систем приводит к ежегодному увеличению объемов строительных и эксплуатационных работ на мелиоративных системах, что в свою очередь предъявляет более высокие требования 

к технической базе, ее совершенствованию и оптимизации.

Мелиоративные системы, технологии и способы 

производства работ

Орошение земель осуществляется при йомощи оросительных систем, которые представляют собой комплекс взаимосвязанных сооружений, зданий и устройств, предназначенных для забора воды из источника, транспортирования ее до 

орошаемого массива, распределения по поливным участкам, полива земель, а 

»- также отвода с орошаемого массива дренажных, сбросных и грунтовых вод.

Классификация оросительных систем [94] представлена в табл. 4.

Гидромелиоративные системы включают в себя основные и вспомогательные элементы. К основным элементам относятся гидротехнические сооружения (ГТС) и мелиорируемая сельскохозяйственная площадь (орошаемая или 

осушаемая); к вспомогательным -  водоохранные и противопожарные сооружения, наблюдательные скважины и гидропосты, дороги и знаки эксплуатационной обстановки [79,94,103].