книги из ГПНТБ / Егурнов, Г. П. Выбор оптимальной мощности угольных и железорудных карьеров

равно /т+ 2/п; U — длина тормозного пути; /п— длина поезда (со­ става), км.

Из: формулы (53) следует, что в данном случае пропускная способность выездной траншеи определяется длиной тормозного пути /т (для карьерных условий принимается равным 0,3 км), дли­ ной состава /п и скоростью движения v и не зависит от длины пе­

регона /перСкорость движения состава постоянна, а длина его в зависимо­

сти от применяемых типов локомотивов, грузоподъемности вагонов (думпкаров) и величины руководящего уклона колеблется от 100

до 200 м.

Следовательно, пропускная способность двухпутной линии при автоблокировке будет определяться только длиной состава и для указанных его значений составит

Для тупиковых съездов, которые наиболее эффективны при раз­ работке наклонных и крутых месторождений для всех горизонтов выше последнего (или нижнего) на тупиковых постах (Т. П.) (рис. 18), будет иметь место враждебность маршрутов приема и отправления поездов с рабочих горизонтов.

Пропускная способность в этом случае определяется по форму­ лам:

для однопутных перегонов (рис. 18, а)

для двухпутных перегонов (рис. 18, б)

где Дс — интервалы времени неодновременного враждебно-попут­ ного" прибывания и скрещивания поездов (по данным Центрогипрошахта /Вс = 6 мин); /вр—-время занятия горловины поста враж­ дебными маршрутами в течение суток.

Это время зависит от типа поста (тупиковый или промежуточ­ ный), способа примыкания путей рабочего горизонта и определя­ ется временем занятия горловины поста при приеме груженого со­ става с рабочего горизонта /щ- и числом пар поездов в сутки пр на рабочем горизонте.

Время занятия горловины поста враждебными маршрутами, рав­ ное /щ-Ир, имеет место в промежуточных и в тупиковых постах (по­ сты размещаются на флангах карьера) при одностороннем примыка­ нии путей рабочего горизонта к съезду и маятниковой организации

а

5

Рис. 18. Схемы тупиковых съездов:

а — одноступенчатого; б — двухступенчатого

движения поездов на уступе, а также при двустороннем при­ мыкании с кольцевой организацией движения составов по часовой стрелке; время /вр= 0 характерно для промежуточных и тупиковых постов при двустороннем примыкании и кольцевой организации движения против часовой стрелки.

При применении автоблокировки минимальный интервал между поездами /и для двухпутных перегонов в данном случае определя­ ется не длиной минимального расстояния между поездами, а усло­ виями приемо-отправочных операций на посту; его величина при­ нимается 5—6 мин (по данным Центрогипрошахта).

Тогда пропускная способность двухпутного перегона тупикового

1320

съезда будет величиной постоянной, равной П " ———— = 264 4-220 пт 5ч-6

пар поездов в сутки.

Максимальная пропускная способность однопутного перегона, рассчитанная по формуле (54), составит ПО пар поездов в сутки.

Провозная способность траншеи (перегона) определяется коли­ чеством груза QB, перевозимого по данной траншее за определен­ ный промежуток времени (смену, сутки), т. е.

определяется его пропускной способностью и емкостью локомотивосостава.

При применении автомобильного транспорта пропускная спо­ собность капитальных траншей и съездов определяется числом по­ лос для движения и скоростью движения машины. Пропускная способность полосы автодороги при движении машины в одном направлении составляет

Расстояние /без обычно должно быть не менее 50 м. Скорость движения автомашины зависит от ее модели, типа и уклона дороги. В капитальных траншеях при подъеме до /=100%о скорость 25-и

и -40-тонных автосамосвалов составляет соответственно 13 и 15 км/ч (груженые машины) и на съездах уступов 10 и 12 км/ч.

При поточном движении пропускная способность траншеи, рас­ считанная по формуле (57), составит: при применении автосамо­ свалов БелАЗ-540 — 260 автомашин/ч и БелАЗ-548 — 300 автомашин/ч.

При встречном движении по двум полосам пропускная способ­ ность ограничивается в пунктах примыкания рабочих горизонтов к выездной траншее и особенно в пункте примыкания верхнего го­ ризонта, так как здесь имеют место пересечения маршрутов машин. В этих пунктах безопасный интервал между машинами увеличива­ ется до 70—100 м и тогда пропускная способность для указанных выше машин будет соответственно 130—185 и 150—215 автома­ шин/ч.

Провозная способность траншеи при использовании автотранс­ порта может быть определена по формуле

где /н — коэффициент неравномерности работы автотранспорта для карьерных условий принимается равным 0,6; QaB — емкость ку­ зова автосамосвала в плотном теле, м3.

Ем к о с т ь л о к о м о т и в о с о с т а в а

ие г о п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь

Е м к о с т ь л о к о м о т и в о с о с т а в а является важным пара­ метром транспортной системы разработки, так как от его величины зависит производительность экскаваторов, провозная способность траншеи, а следовательно, и производственная мощность карьера. Масса поезда устанавливается из условия равномерного движения по руководящему подъему с расчетно-минимальной скоростью, под которой понимается скорость, соответствующая наибольшей массе поезда при установленной силе тяги. Емкость локомотивосостава tiQB при электровозной и тепловозной тяге может быть определена, из выражения

(60)

где РСц — сцепной вес локомотива, т; fc— коэффициент сцепления между колесами локомотива и рельсами (принимается равным

тары; &ов=1 + &т, гДе &т— коэффициент тары вагона.

Как видно из приведенного выше выражения, масса поезда за­ висит от типа локомотива и вагона, грузоподъемности последнего и от величины руководящего уклона.

П р о и з в о д и т е л ь н о с т ь л о к о м о т и в о с о с т а в а , или норма выработки локомотивной бригады, за определенный проме-

68

жуток времени (смену, сутки) определяется по формуле

Т' определяется длительностью смены за вычетом затрат времени

на подготовительно-заключительные операции, мин; (const— время рейса поезда без затрат времени на погрузку и разгрузку, мин; Я ' — техническая производительность экскаватора, м3/мин; (раз—

время разгрузки одного вагона, мин.

Стоимость транспортирования 1 м3 горной массы может быть определена из выражения

где ал и ад— стоимость соответственно машино-смены локомотива и думпкара.

Пользуясь формулами (61) и (62), исследуем влияние типа ло­ комотива и думпкара, величин руководящего уклона и емкости со­ става на технико-экономические показатели работы транспорта и карьера в целом. Как следует из формулы (60), с увеличением ру­ ководящего уклона емкость состава для данного типа локомотива и думпкара будет уменьшаться. При этом будет изменяться про­ изводительность локомотивосостава и стоимость транспортирования 1 м3 горной массы. В табл. 19 приведены значения Я влс и ст, рас­ считанные по формулам (61) и (62), для некоторых моделей элек­ тровозов и думпкаров при следующих условиях работы: экскаватор ЭКГ-6 (Я ' = 8,5 м3/мин), породы III категории, (const' = 60 мин,

(раз= 2 мин (одного думпкара).

Из данных табл. 19 можно сделать важные выводы о влиянии емкости локомотивосостава на технико-экономические показатели работы транспорта:

производительность состава с уменьшением его емкости также уменьшается: например, при снижении емкости последнего в 2,33—2,47 раза его производительность уменьшается на 46— 50%;

стоимость транспортирования 1 м3 горной массы с уменьшением емкости состава увеличивается: для тех же пределов изменения емкости состава она возрастает на 51—32%, причем в пределах возможного изменения величин /р и QBn во всех случаях происхо­ дит увеличение ст. Это свидетельствует о том, что емкость состава не имеет оптимального значения, а лучшие показатели работы транспорта будут при максимально возможной емкости локомоти­ восостава.

Если емкость локомотивосостава увеличивается вследствие уменьшения "величины руководящего уклона /р (при Р сц = const),

69

Т а б л и ц а 19

то объемы горно-капитальных работ по строительству въездной траншеи и путей будет возрастать, при этом стоимость транспорти­ рования также будет увеличиваться. Однако темпы этого роста, как показывают произведенные ниже расчеты, значительно меньше, чем снижение величины стпри увеличении емкости состава.

С увеличением мощности транспортных средств (сцепного веса локомотива, грузоподъемности думпкара) производительность со­ става и его емкость также повышаются. Это весьма важное обстоя­ тельство, так как с увеличением емкости состава увеличивается производительность экскаваторов, пропускная и провозная способ­ ность траншей и транспорта, а следовательно, и производственная мощность карьера.

Стоимость транспортирования 1 м3 горной массы с увеличением мощности транспортных средств снижается: например, при исполь­ зовании думпкаров грузоподъемностью 95 т она уменьшается на 20—25% больше по сравнению с применением думпкаров грузо­ подъемностью 50 т. Меньшая величина ст (см. табл. 19) при ра­ боте электровозов IV-Kll-l по сравнению с более мощными элек­ тровозами ЕЛ-1 обусловлена тем, что последний является дорогой импортной машиной, величина амортизационных отчислений по

70

которой вдвое превышает затраты по этой статье для отечествен­ ных электровозов 1У-КП-1, включенных в стоимость машино-смены.

Из формул (61) и (62) видно, что с уменьшением числа вагонов п в составе его производительность будет возрастать, а стоимость транспортирования 1 м3 горной массы — снижаться. Исследуем влияние этого фактора на технико-экономические показатели ра­ боты транспорта при nQB= const, но с переменными QB, т.е. при ра­ боте электровозов данного типа с различными моделями думпка­ ров, выпускаемых отечественной промышленностью. В табл. 20 при­

Как видно из данных табл. 20, производительность состава Я влс при уменьшении числа думпкаров в составе увеличивается, причем это увеличение при использовании думпкаров сравнительно неболь­ шой грузоподъемности в основном не очень большое — 6—11,5% и только при применении думпкаров большой грузоподъемности оно становится значительным. Это объясняется тем, что емкость состава при применении думпкаров небольшой емкости примерно постоянна, в то время как у мощных думпкаров она изменяется в значительных пределах.

Затраты на транспортирование 1 м3 горной массы с уменьшением числа думпкаров в составе снижаются, причем темпы снижения более значительны у думпкаров небольшой и средней грузоподъем­ ности— 24—31% (при уменьшении числа думпкаров примерно в два раза).

Из приведенных в табл. 20 данных можно сделать следующие выводы:

наиболее экономичная работа транспорта достигается при при­ менении думпкаров большой грузоподъемности;

71

оптимального числа думпкаров в составе не существует (при увеличении числа их в составе величина ст все время растет, а при уменьшении снижается), но для улучшения технико-экономических показателей работы транспорта и карьера в целом целесообразнее применять думпкары большой грузоподъемности, так как в этом случае число последних в составе будет меньше, а следовательно,

ипоказатели работы лучше.

Кэтим выводам молено прийти таклее, исследуя в общем виде

уравнение (61) на экстремум. Для ответа на вопрос, при каких значениях п и QB величина Нвлс принимает оптимальное значение,

Нвле и стоимость транспортирования ст экстремума не имеют.

§ 2. Бестранспортные системы разработки

При разработке месторождений с непосредственной перевалкой породы в выработанное пространство имеет место строгая зависи­ мость между высотой отрабатываемого уступа, шириной экскава­ торной заходки и параметрами экскаватора.

Простые системы без переэкскавации

В ы с о т а п о р о д н о г о у с т у п а Н, отрабатываемого в вы­ работанное пространство, определяется в зависимости от типа экс­ каватора и схемы работы из выражений:

72

Высота уступа не должна превышать при работе механических лопат величину Нч (высоту черпания) на мягких породах и 1,5 Я , на крепких породах и при работе драглайнов — Яч (глубину черпа­ ния экскаватора).

Рис. 19. Схемы работы механической лопаты (простая)

Рис. 20. Схема работы драглайна при установке его на кровле уступа (простая)

73

механических лопат может изменяться от нуля до максимального значения, определяемого из выражения

Эта зависимость выведена из условия, что расстояние между вскрышной и добычной заходками должно быть не меньше вели­ чины h(ctgy — ctg р) +ci + b + r — hy ctg a + 0,8 (для обеспечения возможности холостых переходов экскаваторов из одного участка карьера в другой и врезки вскрышной машины в торце карьера в новую заходку без ограничения поворота).

Ширина заходки, рассчитанная по формуле (69), для отечест­ венных экскаваторов — механических лопат, применяемых при экс­ кавации вскрышных пород в отвал, составит: для ЭВГ-15—11 —

поворота экскаватора в сторону отвала в данном случае определя­ ются принятой шириной заходки и радиусом черпания экскаватора на уровне стояния. Угол а рассчитывается по формуле

В табл.. 21 приведены значения углов 0 и ф0 для различных моделей отечественных экскаваторов—механических лопат.