Циклический транспорт (транспорт прерывного действия)

Ж/д транспорт.

Основные преимущества ж/д транспорта:

1. Универсальность;

2. Надежность в работе;

3. Независимость от климатических условий;

4. Возможность транспортировать породы с различными физико-механическими свойствами.

5. Незначительное отрицательное воздействие на окружающую среду;

6. Относительно низкая энергоемкость и себестоимость транспортировки.

Недостатки: возможность преодолевать относительно малые углы уклона пути и небольшая производительность.

Ж\д транспорт эффективно применяется для перевозки объемов от 20 до 100 млн. м³ в год и более. Рациональное расстояние 5-10 км и более; радиус кривых 80-100 м; уклоны пути не превышают 2, 9-3, 5° (40-50 ‰). Поэтому ж/д транспорт используется на месторождениях с большими размерами карьерного поля и выдержанным залеганием пластов. Глубина карьера при ж/д транспорте составляет 200-250 м.

Автотранспорт.

Автомобильный карьерный транспорт имеет широкое распространение на открытых разработках, как в России, так и за рубежом.

Основные преимущества:

1. Автономность, т.е. независимость от внешних источников питания;

2. Мобильность, что позволяет применять автотранспорт в сложных условиях залегания, а также при разработке месторождений с ограниченными запасами и малым сроком эксплуатации;

3. Возможность транспортировки горных пород с различными физико-механическими свойствами;

4. Сокращение длины транспортных коммуникаций благодаря возможности двигаться по относительно крутым подъемам автодорог;

5. Упрощение процесса отвалообразования.

Недостатки автотранспорта:

1. Зависимость от состояния автодорог;

2. Зависимость от климатических условий и, как следствие, снижение производительности;

3. Загрязнение атмосферы отработанными выхлопными газами при большой интенсивности движения и ограниченных размерах карьера;

4. Высокие эксплуатационные затраты.

Автотранспорт используется при небольших объемах перевозок, достигающих 60-80 млн. м³ в год. Рациональное расстояние транспортирования при применении автотранспорта 3-4 км. Уклоны автодорог составляют 4-5° (80-100 ‰), радиусы поворота на дорогах 40-50 м, глубина карьера 250 м и более.

Лекция 12

Тема: Характеристика пути и подвижного состава ж/д транспорта.

Ж/д пути функционально разделяются на временные и стационарные.

К временным относятся пути на рабочих площадках в карьере и на отвале, к стационарным – пути в траншеях, на транспортных фермах и на поверхности карьера.

Временный путь периодически перемещается вслед за перемещением фронта работ в карьере или на отвале. Ж/д пути по длине делятся на участки, которые называются перегонами. (Рис.42, стр. 147). Пункты, ограничивающие перегоны, называются раздельными. К ним относятся станции, разъезды и посты. Станции служат для размещения поездов, формирования составов, осмотра, обслуживания и ожидания встречного поезда при одноколейном пути. Разъезды предназначены только для ожидания встречного поезда. Станции и разъезды имеют специальное путевое развитие, соответствующее назначению и грузообороту. Посты не имеют путевого развития. Они служат для остановки поезда в случае занятия другим поездом следующего перегона.

Схема путевого развития на карьере включает также пути примыкания карьерных путей к линиям МПС (Р.Ж.Д.), пути на складах, монтажных площадках карьерного оборудования, депо для ремонта подвижного состава и т.д.

В зависимости от производительности карьера по горной массе трасса стационарных ж/д путей в карьере может быть однопутной или двухпутной. Однопутная трасса предусматривает движение груженых и порожних поездов с разминовкой на разъездах. Двухпутная трасса обеспечивает движение поездам по отдельным путям.

Путевое развитие забойных и отвальных путей предусматривает минимальные простои выемочно-погрузочного и отвального оборудования и подвижного состава ж/д транспорта при обмене в забое груженых поездов на порожние. При одном пути обмен составов осуществляется вне рабочей зоны горизонта. В этом случае для обмена требуется, чтобы порожний состав ожидал на обменном пункте выхода груженого поезда с забойных путей.

Время простоя экскаватора будет слагаться из времени движения груженого состава по забойным путям до обменного пункта и времени движения порожнего состава к месту погрузки. (Рис.50, стр.140). Для уменьшения времени простоя обменный пункт устраивают в рабочей зоне горизонта. При работе на горизонте двух и более экскаваторов используют два пути с обменным пунктом для второго и последующих экскаваторов.

Скорость ж/д транспорта в карьере по стационарным путям составляет 35-40 км/час, по забойным и обменным – 15-20 км/час.

В России на карьерах принята стандартная широкая колея 1524 мм и узкая 750 мм. За рубежом ширина колеи 1250 мм.

Ж/д путь является сложным инженерным сооружением. Он состоит из нижнего и верхнего строения.

К нижнему строению относятся земляное полотно и искуственные сооружения (мосты, путепроводы, эстакады, тоннели, трубы).

К верхнему – балласт, шпалы, рельсовые крепления, противоугоны, рельсы.

Для сооружения земляного полотна, которое является основанием верхнего строения пути, на поверхности проходят выемки в повышенных участках трассы и сооружают насыпи на пониженных участках. В карьерах земляным полотном являются горная выработка (траншея, транспортная ферма и рабочая площадка). Минимальная ширина земляного полотна на транспортной ферме при широкой колее для однопутной линии составляет 6, 5 м, для двухпутной, при стандартном расстоянии между осями путей 4, 1 м, она равна 10, 6 м, в траншее она составляет 8 м и 12, 1 м.

Для равномерного распределения на земляное полотно динамических нагрузок и давления от подвижного состава стационарные ж/д пути в карьере и, при неустойчивом состоянии, временные пути укладываются на балластный слой. В качестве балласта используется щебень из крепких пород фракций 20-80 мм. Толщина балласта составляет 25-40 см на постоянных путях и 15-20 см на временных. Расход балласта – 600-1200 м³/км.

Шпалы – это деревянные брусья, пропитанные антисептиком против гниения или железобетонные изделия длиной 210 мм. Они укладываются на балласт на расстоянии 250 мм друг от друга, т.е. 1440-2000 штук на 1 км пути. На каждой шпале есть подкладки, посредством которых шпалы крепятся к рельсам.

В зависимости от грузоподъемности подвижного состава и грузооборота применяют различные типы рельсов, характеризующиеся массой 1 п.м.

Например: Р-38 (масса 1 п.м равна 38 кг);

Р-43 (43 кг);

Р-65 (64 кг);

Р-75 (75 кг).

Длина рельса – 12, 5 м.

Рельсы между собой соединяются накладками болтовым креплением, при электротяге – отрезком медного кабеля и периодически заземляются через заземляющее устройство. Контактный провод подвешивается на П-образных опорах, расположенных вдоль ж/д пути через 35-45 м.

Для перевода поезда с одного пути на другой служит стрелка, которая представляет собой подвижную конструкцию, приводимую в действие вручную или автоматически. В зависимости от тангенса угла (марка кроестовины) применяются стрелки 1/2, 1/11.

Подвижной состав карьерных ж/д состоит из вагонов локомотивов.

Ж/д вагоны на ОГР подразделяют:

a) По условиям эксплуатации – на вагоны общей сети ж/д и вагоны промышленного транспорта, обращающиеся на путях замкнутого направления без выхода на общую сеть ж/д.

b) По типу конструкции – на полувагоны, платформы, цистерны и вагоны специального назначения.

c) По способу передвижения – перемещаемые локомотивами или имеющие собственные тяговые двигатели (моторные вагоны).

Основное распространение на ОГР получили открытые вагоны, благодаря удобству механизированной погрузки и разгрузки.

Вагоны для перевозки вскрыши называются думпкарами, полезных ископаемых – гондолами, хопперами.

Думпкар – саморазгружающийся вагон – представляет собой мощную платформу, способную выдерживать большие динамические нагрузки при погрузке экскаватором породы. Разгрузка вагона-думпкара осуществляется наклоном его в одну или другую сторону с помощью пневматических цилиндров. При этом борт думпкара откидывается или поднимается рычажным механизмом.

Гондолы и хопперы представляют собой вагоны без крыши с разгрузкой через отверстия, образующиеся: в гондолах открытием люков в днище, в хопперах – в нижней части боковых стенок.

Техническая характеристика подвижного состава включает:

- Грузоподъемность вагона – наибольшую массу, допустимую к перевозке;

- Массу тары вагона – собственную массу вагона;

- Коэффициент тары – отношение массы тары вагона к его грузоподъемности.

В качестве локомотивов на карьерах применяют, в основном, тепловозы, электровозы и дизельэлектровозы.

Карьерные локомотивы имеют ряд специфических характеристик, основные из которых – возможность локомотива преодолевать затяжные подъемы пути без значительного снижения скорости и проходить кривые участки пути радиусом 80-100 м, автономность, т.е. возможно меньшая зависимость от внешнего источника энергии, постоянная готовность к работе в различных климатических условиях.

Наиболее эффективна для карьерных условий электротяга, основные преимущества которой:

- Эффективность работы на уклонах до 50-60 ‰;

- Высокая удельная мощность и способность выдерживать значительные кратковременные перегрузки;

- Высокая экономичность (КПД собственно электровоза 85-86 %);

- Возможность увеличения сцепной массы объединением нескольких секций.

Преимущество тепловозной тяги – автономность.

Локомотивы различаются по числу осей, форме кузова и способу питания двигателей энергией. Число осей определяется допустимой нагрузкой на путь. Форма кузова карьерных локомотивов выполняется вагонного (подобно магистральным) или будочного типа, с размещением кабины машиниста в средней части локомотива. По способу питания двигателей электроэнергией карьерные локомотивы подразделяют на контактные, контактно-дизельные и контактно-аккумуляторные.

Лекция 13

Тема: Схемы развития путей и организация обменных операций на участках.

Путевое развитие карьера зависит от мощности и размеров карьера, числа грузопотоков, рельефа местности, схемы вскрытия, системы разработки и т.д. Протяженность путей составляет иногда сотни км.

Путевая схема карьера включает:

- Забойные и отвальные временные пути, переодически перемещаемые вслед за подвиганием вскрышных, добычных и отвальных уступов;

- Соединительные пути, связывающие забойные и отвальные пути с путями в капитальных траншеях и на поверхности, со станциями и другими цехами предприятия;

- Пути капитальных траншей и съездов, связывающие рабочие горизонты карьера с путями на поверхности;

- Откаточные, главные и хозяйственные пути на поверхности;

- Магистральные пути, соединяющие карьер с путями Р.Ж.Д.

Простои при обмене груженых и порожних поездов в забое являются одной из основных причин снижения эффективной производительности экскаватора по сравнению с технической. Это снижение зависит от величины коэффициента обеспечения забоя порожняком.

где t_п – минимальное время погрузки поездов, мин.;

t₀ – минимальное время обмена поездов, мин.

Технологические условия характеризуются применяемым оборудованием и путевым развитием. Время t_п при выемке пород зависит от соотношения емкости ковша экскаватора и вместимости состава. При t_п = const показатель η ₀ определяется t₀. Минимальное время обмена в забое зависит от схемы путевого развития на уступе. Наиболее распространены следующие схемы при работе в сквозных заходках одного и двух экскаваторов на уступе.

При одном экскаваторе и одном транспортном выходе с фронта работ уступа – тупиковые схемы «а», «б», «в» (η ₀=0, 6÷ 0, 7; 0, 75÷ 0, 85; 0, 95÷ 1).

При схеме «а» обмен поездов осуществляется на обменном пункте (ОП) за пределами горных работ. При схеме «б» – на дополнительном обменном пункте (ДОП). При схеме «в» поочередно на одном пути происходит погрузка, а на другом в это время обмен поездов.

При одном экскаваторе и двух транспортных выходах с фронта работ уступа – сквозная схема «г» (η ₀=0, 9÷ 1 при t₀=2-3 мин. или t=0 в случае, если забойный перегон не разделяется или разделяется на блок-участки).

При двух экскаваторах и одном транспортном выходе с фронта работ уступа – тупиковые схемы «д» - при одноколейном соединительном пути и двух погрузочных тупиках, «е» - с соединительными забойными путями 1-го и 2-го блоков, «ж» - с двумя погрузочными путями для каждого экскаватора, «з» - сквозная схема при двух экскаваторах и двух транспортных выходах.

При использовании одноковшовых и двухковшовых экскаваторов технической производительностью 400-500 м³/час обычно применяются схемы «а» и «д». Если необходима интенсификация горных работ этими экскаваторами, могут быть применены схемы «б» и «е» соответственно при длине фронта работ уступа L_фу=1, 2÷ 1, 8 км и L_фу≥ 2, 5 км. Схемы «в» и «ж» рациональны при использовании мощных одноковшовых экскаваторов до 20 м³ и роторных экскаваторов. Целесообразность применения схем в конкретных условиях обосновывается технико-экономическими расчетами.

Формулы для определения времени обмена поездов приведены в таблице 12.1 на стр.260.

При ж/д транспорте разгрузка породы происходит на отдельном участке фронта отвальных работ – отвальном тупике. Схемы путевого развития одного отвального тупика и уступа в карьере при одном экскаваторе аналогичны. Тоже самое относится к схемам путевого развития одноярусных многотупиковых отвалов и уступа при расположении на нем нескольких экскаваторов. Время обмена поездов на отвальных тупиках, как и на уступах, определяется по тем же формулам.

Движение поездов в пределах одного отвального тупика чаще всего маятниковое (тупиковые схемы) с расположением ОП за пределами отвального фронта. Устройство ДОП при одном тупиковом разгрузочном пути целесообразно при работе мех. лопатой с большой производительностью.

Тупиковые схемы с двумя разгрузочными путями и сквозные схемы эффективны при использовании отвалообразователей непрерывного действия.

Лекция 14

Тема: Расчет полезной массы поезда, пропускной способности пути и подвижного состава.

Масса (т) состава (прицепной части поезда) на ОГР определяется из условия равномерного движения поезда по руководящему уклону с полным использованием сцепного веса локомотива:

где М_л – сцепная масса локомотива, т. При использовании тяговых агрегатов локомотив комплектуется из нескольких секций.

Ψ – расчетный коэффициент сцепления при движении;

ω ₀ – основное удельное сопротивление движению поезда H/kH;

i_р – руководящий уклон, ‰;

k_с – коэффициент использования сцепной массы, учитывающей разгрузку осей локомотива при реализации тягового усилия.

Для электровозов и тепловозов k_с=0, 97÷ 0, 98; для тяговых агрегатов k_с=0, 95÷ 0, 96.

Производится проверка массы (т) прицепной части поезда по условиям трогания с места на руководящем уклоне:

где Ψ _тр – коэффициент сцепления при трогании;

i_тр – уклон, на котором производится трогание состава с места;

a – ускорение при трогании, м/с² (а=0, 03÷ 0, 05).

При использовании тепловозов, когда сила тяги ограничивается мощностью дизеля, масса (т) прицепной части поезда определяется по формуле:

где Р_эф – эффективная мощность двигателя, кВт;

η _г – КПД генератора (0, 85÷ 0, 9);

η _сн – коэффициент, учитывающий расход мощности на собственные нужды;

η _дз – КПД тягового двигателя и зубчатой передачи.

Число вагонов в составе определяется по формуле:

где q – грузоподъемность прицепного вагона;

k_т – коэффициент тары вагона.

Производительная способность путей перегона определяется наибольшим числом поездов, которое может быть пропущено в обоих направлениях по данному участку в единицу времени (час, смена, сутки).

Провозная способность характеризуется количеством груза, которое может быть перевезено по карьерным путям в единицу времени. Сравнением этих показателей с заданной величиной грузооборота определяется необходимое путевое развитие карьера.

Пропускная способность для однопутных линий (порожних поездов) определяется следующим образом:

где Т – время работы транспорта в сутки, час;

t_гр, t_пор – время движения по перегону в грузовом и порожнем направлении;

2τ – общий станционный интервал по каждой из станций, ограничивающих перегон, мин.

В частности, пропускная способность путей на уступе и на отвале (порожних поездов):

N=60T/t_з,

где t_з – время занятия перегона с учетом движения в обоих направлениях, погрузки (разгрузки) состава и станционного интервала на обменном пункте (3-4 мин.)

Для двухпутной линии:

N₂=60T/t_х+τ,

где t_х – время движения по перегону.

Пропускная способность сети карьерных путей, состоящей из ряда перегонов и раздельных пунктов, ограничивается пропускной способностью перегона, где она наименьшая. (Для конкретных условий может быть установлена минимальная норма поезда, при которой обеспечивается заданный объем перевозок).

Обычно, ограничивающим является перегон, включающий капитальную траншею (съезд) с нижним пунктом примыкания и участок пути на поверхности до соответствующего раздельного пункта. На этом перегоне сосредоточены грузопотоки со всех уступов, обслуживаемых данным транспортным выходом. При достаточно напряженном движении поездов с целью учета неизбежной неравномерности их движения в расчетную пропускную способность вводят коэффициент неравномерного движения (K_нер=0, 7÷ 08).

Провозная способность карьерных путей, М, устанавливается по ограничивающему перегону, при полезной массе поезда, Q_пол, т.

М=N_расч∙ Q_пол,

где N_расч – пропускная способность.

Увеличение пропускной и провозной способности карьерных путей достигается:

1. Увеличением скорости движения поездов при использовании более мощного подвижного состава и верхнего строения пути или смягчения профиля пути;

2. Сокращением длины ограничивающего перегона с устройством дополнительных раздельных пунктов;

3. Устройством таких пунктов примыкания, при которых направление выхода груженых поездов с рабочего горизонта и движение их по съезду совпадает;

4. Увеличением полезной массы поездов.

Схема к расчету пропускной способности станции (12.10 стр.262).

Схема к расчету пропускной способности стрелочной горловины (12.11 стр.262).

N_г=60T/t_г=60T/(t_м+60L_гор/v_г);

где t_г – время занятия горловины поездом, движущемся со скоростью v_г, км/час;

L_гор – расстояние, включающее длину тормозного пути L_т, сигнальный участок L_сг, длину стрелочного перевода L₀, длину однопутного участка L_оп, суммарную длину L_с стрелочных переводов и вставок d между ними, проходимых поездом до выхода на соответствующий путь после горловины и длину поезда L_п (Рис.12.11).

Пропускная способность станции характеризуется наименьшим значением пропускной способности их приемо-отправочных путей и горловины и определяется по графику работы станции или аналитически.

Пропускная способность приемо-отправочных путей (схема 12.10 стр.264):

N_по=60T∙ ρ _по/t_з,

где ρ _по – число приемо-отправочных путей,

t_з – время занятия пути одним поездом, мин.

t_з=t_пр+t_ст+t_м+t_от,

где t_пр – время приема поезда, за которое он проходит расстояние L_пр, складывающееся из длины тормозного пути L_т, расстояния между входным сигналом и стрелкой L_сг≈ 20 м, длины входной горловины L_г и полезной длины занимаемого станционного пути L_пол;

t_ст и t_м – время стоянки и маневрирования, мин (для поездов, проходящих без остановки и маневровки t_ст=t_м=0);

t_от – время отправления поезда, за которое он проходит расстояние L_от, складывающееся из полезной длины пути L_пол и длины выходной горловины L_г(стр. 264).

Лекция 15

Тема: Характеристика дорог и подвижного состава карьерного автотранспорта. Расчет скорости движения и производительности самосвалов.

Схемы автодорог и движения автотранспорта на карьере определяются горно-техническими условиями разработки месторождения, направлением и расстоянием транспортирования вскрышных пород и полезных ископаемых.

Расположение автодорог и направление движения по ним зависит от способа вскрытия месторождения. С применением автотранспорта трасса вскрывающих выработок, обеспечивающих транспортную связь вскрышных и добычных уступов с технологическим комплексом на поверхности представлена в виде прямых, спиральных, петлевидных и комбинированных съездов.

На карьерах различают дороги: общего типа (хозяйственные) и карьерные (производственные или технологические) для перевозки вскрыши и полезных ископаемых.

По сроку службы карьерные дороги подразделяют на постоянные (срок службы не менее двух лет) и временные.

При выборе руководящего (расчетного) уклона учитываются: глубина карьера, интенсивность движения, тяговые свойства средств автотранспорта, климатические особенности региона. Большие уклоны позволяют значительно сократить объемы горных работ, но при этом снижается безопасность и скорость движения автомобиля, а также пропускная способность автодорог. Для современных типов автосамосвалов расчетный уклон принимается равным 70-80 ‰. В исключительных случаях на отдельных участках дороги допускается уклон до 100 ‰.

По местоположению различаются дороги: в капитальных траншеях, на съездах, на отвалах, в забоях.

По конструкции дороги различают:

a) С дорожным покрытием;

b) Без покрытия.

Главным признаком, характеризующим параметры и конструкцию автодороги, является ее грузонапряженность, т.е. количество груза, перевозимое по данному участку в единицу времени.

Главный параметр автодороги – ширина проезжей части (табл. стр.355 справочника). Проезжая часть автодороги выполняется с уклоном для отвода воды (поперечным и продольными). Поперечный профиль бывает односкатным и двухскатным.

По конструкции карьерные дороги состоят из: основания, подстилающего слоя и дорожного покрытия. Выбор толщины основания и покрытия карьерных дорог определяется грузоподъемностью средств автотранспорта (таблица 9.31 стр.356 справочника).

На карьерах существуют дорожные службы, которые осуществляют работы по содержанию и ремонту автодорог.

Ширина проезжей части автодороги (рис.15.4 стр.314).

Подвижной состав.

По конструктивному исполнению подвижной состав карьерного автотранспорта подразделяется на две основные группы – автосамосвалы и автопоезда.

К конструкции карьерных автомобилей на ОГР предъявляются следующие требования:

- Высокая прочность механической части, позволяющая выдерживать ударные нагрузки при погрузке экскаватором;

- Обеспечение удобства погрузки и разгрузки кузова для сокращения длительности этих операций;

- Высокая маневренность транспортного средства.

Для карьерных автомобилей применяют два типа трансмиссий – гидромеханическая и электромеханическая. Гидромеханическая трансмиссия применяется на автомобилях с грузоподъемностью до 100 тонн. Электромеханическая трансмиссия с использованием мотор-колес применяется на автомобилях грузоподъемностью более 100 тонн. С использованием электромеханической трансмиссии средства карьерного автотранспорта создаются в двух исполнениях:

1. В виде автономного автомобиля с дизельной установкой, вращающей генератор, который подает электроэнергию тяговым двигателям, приводящим автомобиль в движение;

2. В виде дизельтроллейвоза, тяговые двигатели которого на стационарных участках дороги получают энергоснабжение от контактной сети, на временных дорогах (в забоях, на отвалах) – от дизельгенератора.

Основной тенденцией развития карьерного автотранспорта является применение двухосных автомобилей с колесной формулой 4х2.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 Следующая ⇒