Тема VIII : Перемещение карьерных грузов.
§8.1. Карьерные грузы и средства их перемещения.
Сущность открытой разработки заключается, прежде всего в перемещении вскрышных пород и полезного ископаемого из забоев к пунктам их складирования или приема.
Различают карьерный, цеховой и внешний транспорт.
Ведущий, карьерный транспорт, обеспечивает перемещение горной массы из забоев до пунктов приема, а также доставку вспомогательных грузов в карьер.
Цеховой транспорт служит для перемещения ПИ на дробильно-сортировочных и обогатительных фабриках с принятой технологией переработки сырья.
Задачей внешнего транспорта является перемещение ПИ после обогащения к местам потребления продукции.
Характерными особенностями карьерного транспорта являются:
1.Массовость и односторонняя сосредоточенная направленность основных карьерных грузов.
2.Относительно короткие расстояния транспортирования (до 20 км.).
3.Высокие удельные показатели грузооборота при сравнительно ограниченном числе транспортных средств, значительная грузонапряженность путей при и дорог, быстрая оборачиваемость подвижного состава.
4.Значительная плотность, повышенная прочность и образивность, неоднородная кусковатость перемещаемой горной массы, ударные воздействия при погрузке и разгрузке.
5.Жесткая зависимость остальных технологических процессов на карьере от надежности работы транспорта.
6.Большой удельный вес технологических простоев подвижного состава в транспортном цикле (при погрузке, разгрузке).
7.Нестационарность пунктов погрузки горной массы и разгрузки вскрышных пород, что вызывает систематическое переустройство транспортных коммуникаций.
8.Большая крутизна подъема (спуска) горной массы из карьера.
Указанные особенности определяют основные требования к карьерному транспорту:
1.Расстояние перемещения карьерных грузов должно быть минимальным.
2.Транспортные коммуникации в целом и их отдельные участки должны быть по возможности стационарными.
3.На одном карьере желательно использовать минимальное число видов транспорта и типов транспортных средств.
4.Выбранный транспорт должен обеспечить безопасность работ и минимальные затраты.
По принципу действия карьерный транспорт делится на прерывный и непрерывный.
По способу перемещения груза, типу ходового и путевого устройства различают следующие виды транспорта:
железнодорожный;
автомобильный;
конвейерный;
гидравлический;
гравитационный.
Из них наиболее распространенными являются первые два.
Грузооборотом – называют количество полезного груза перемещаемого в единицу времени (час, смену, сутки, год и т.Д.)
Под грузопотоком понимается поток грузов определенного качества, характеризуемый направлением, сравнительно устойчивым во времени и определенным объемом перевозок.
Карьерный железнодорожный транспорт.
§8.2. Технологическая характеристика подвижного состава.
Карьерные вагоны имеют открытый кузов (для экскаваторной погрузки и механической разгрузки); они должны выдерживать большие ударные нагрузки, обеспечивать быструю разгрузку, иметь повышенную устойчивость. Широко применяются саморазгружающиеся вагоны думпкары, преимущественно с откидывающимися бортами, грузоподъемностью до 180 тонн.
Для перевозки ПИ из карьера на расстояние более 20-25 км используют вагоны (гондолы) грузоподъемностью 63,94 и 123 т.
Основными параметрами карьерных вагонов являются:
грузоподъемность;
вместимость;
число осей;
коэффициент тары;
нагрузка на ось;
нагрузка на 1м пути;
радиус вписывания в кривые;
линейные размеры.
Грузоподъемность вагона (q)- максимальное количество груза (в тоннах) допускаемое конструктивной прочностью вагона.
Вместимость вагона (VВ) соответствует геометрическому объему кузова.
Суммарная грузоподъемность вагонов одного поезда составляет его полезную массу.
Коэффициент тары (КТ) вагона – это отношение его собственной массы (qт) (массы тары) к грузоподъемности (q).
Нагрузка на ось – часть общего веса, приходящегося на одну вагонную ось.
Нагрузка на 1 метр пути (отношение веса груженного вагона к его длине) определяет возможность пропуска вагона по мостам и другим искусственным сооружениям.
Радиус вписывания в кривые зависит от основного линейного размера вагона – длины его жесткой базы и составляет 80 м.
Локомотивы. Применяемые на карьерах в качестве локомотивов электровозы и тепловозы характеризуются мощностью, силой тяги, расчетной и сцепной массой, расположением и назначением осей, давлением на ось и проходимостью по кривым.
Сцепная масса локомотива (Qсц) – часть массы, приходящаяся на движущие оси.
Сцепная сила тяги – внешняя сила, затрачиваемая в основном на преодоление сопротивления движению.
На карьерах с грузооборотом 10 – 20 млн. т/год и более распространение получили электровозы постоянного тока массой 100 – 150 т.
Их достоинства:
возможность преодоления подъемов до 40‰;
закругления до 80м.;
независимость от климатических условий;
надежность эксплуатации, простота обслуживания.
Недостатки электрической тяги:
необходимость сооружения на карьерах тяговых подстанций;
значительные первоначальные капитальные затраты;
сложность эксплуатации передвижной контактной сети.
На карьерах с грузооборотом 30 – 50млн. т/год целесообразно применять электровозы постоянного тока напряжением 10кВ, что позволяет увеличить скорость движения поездов, сократить потери энергии и расход цветных металлов на контактную сеть.
В глубоких карьерах резкое увеличение преодолеваемых подъемов (55‰) или полезной массы поезда (в 2 – 2,5 раза) по сравнению с соответствующими показателями при работе электровозов, уменьшение расхода электроэнергии на 15 – 20% достигаются при использовании тяговых агрегатов. Они состоят из электровоза управления, секции автономного питания и одно-двухмотрных думпкаров.
Тепловозы имеют высокий КПД (28%), автономность питания, небольшой расход условного топлива и не требуют строительства контактной сети. Основные их недостатки заключаются в следующем:
недопустимость перегрузки двигателей внутреннего сгорания;
малая величина преодолеваемых уклонов (до 80‰);
относительно быстрый износ дизелей;
сложность ремонтов.
Целесообразно использовать на карьерах с грузооборотом до 25 млн. т/год и глубиной до 100 метров.
Главным параметром железнодорожного пути является ширина колеи. На средних и крупных карьерах принята стандартная колея шириной 1520 мм (допуск ±6-4 мм).
На карьерах с небольшим грузооборотом применяют узкую колею: 700 мм, иногда 900, 1000 мм.).
На зарубежных карьерах ширина стандартной колеи обычно составляет 1435 мм.
Линия, положение которой в пространстве определяет план и профиль оси земельного полотна, называется трассой пути.
Горизонтальная проекция трассы является планом пути, вертикальная – его продольным профилем.
Путь в плане состоит из прямых и закруглений, сопряженных переходными кривыми.
Максимальный радиус закругления (R) зависит от типа подвижного состава и ширины колеи. Нормальным для всех карьерных путей считаются радиусы не менее 200 метров для стандартной колеи и 100 метров для колеи 750 мм. Минимальное расстояние между осями прямых участков путей на карьерах р=4,5 м., а на станциях р=4,5 – 7,5 м.
Продольный профиль пути состоит из наклонных и горизонтальных участков. Величина подъема (наклона) пути (i) выражается в ‰. Так как величина (i) весьма мала, длину заложения (В) считают равной длине пути (L) на участке подъема (h):
Минимальный затяжной подъем (уклон) пути в грузовом направлении называется руководящим подъемом.
Допустимые уклоны погрузочных путей не должны превышать 5‰.