книги из ГПНТБ / Кулешов А.А. Эксплуатация карьерного транспорта в условиях Севера

Известно,

что себестоимость

1 ткм дл я карьеров центральных

районов

составляет

0,9—1,3 коп.; з а т р а т ы на

транспортные

работы

на

Севере

в 3—5 раз

выше. Поэтому

очевидна в а ж ­

роко внедрять научно обоснованные методы в планировании

вспо­

могательных и ремонтных работ.

§ 2. Особенности

устройства и эксплуатации

карьерных

ж е л е з н о д о р о ж н ы х

путей

Несмотря на значительный объем работ, выполняемый ж.-д.

транспортом на

к а р ь е р а х Севера, путевое

хозяйство

большинства

карьеров не соответствует в полной мере

современным требовани ­

ям.

Ж е л е з н о д о р о ж н ы е

пути,

особенно

передвижные,

часто

укла ­

дываются по неподготовленной трассе и

без

балластного

слоя.

Протяженность

путей,

уложенных на щебеночное

основание,

сос­

т а в л я е т около 20—35% от общей их протяженности. В ряде

слу­

чаев

используются рельсы типа Р43, не обеспечивающие безопас­

ного

д в и ж е н и я

тяжеловесных

поездов.

З е м л я н о е

полотно, соору­

ж а е м о е , как правило,

из местного грунта,

не

всегда

обеспечивает

фили путей строятся без учета снижения

снежных заносов

полот­

на и т. д.

Н а и б о л ь ш и е трудности эксплуатации

ж.-д. возникают

в зим­

Использование стационарных средств защиты ж.-д. полотна

от

заносов обеспечивает

з а д е р ж а н и е л и ш ь 60—70%

всего переноси­

мого снега

и, следовательно,

не' исключает заноса

путей.

П р а к т и ­

ка эксплуатации линий показывает, что наиболее

заносимыми

профилями

являются

мелкие

выемки

и нулевые

места.

Поэтому

в условиях ^Заполярья целесообразно строить насыпи и

выемки

специального профиля .

При проектировании м а л ы х выемок, глубиной

до двух

мет­

ров, необходимо предусматривать «резервы» со стороны

господ­

ствующих

ветров,. Вихревой

поток,

образующийся

на

гребне

снежного в а л а у преград, имеет

определенный угол

«естественно­

го

откоса»

с тангенсом примерно

1 : 10. Эта особенность

отложе ­

ния

снега

и используется при проектировании та к

называемых

открытых

выемок. Пр и глубине

выемки до двух

метров

такой

балластную подушку такой ж е толщины,

как и на

постоянных

путях. Н а земляное полотно, отсыпанное в

районах с вечной мер­

злотой,

у к л а д ы в а е т с я

б а л л а с т н а я

призма

толщиной 0,8—1 м (см.

рис. 58

— пунктирная

л и н и я ) . В

качестве

балластного

м а т е р и а л а

крепких металлургических ш л а к о в

и

гравий

естественный

или

обогащенный,

а

т а к ж е крупно- и

среднезернистый

песок.

Число шпал на 1 км пути выбирается в зависимости

от

на­

грузки на

ось и

характера

грунта

земляного

полотна. Д л я

усло­

вий работы

современного карьерного

транспорта

необходимо

на

1 км пути

у к л а д ы в а т ь не менее 1800

шпал . В отдельных

случаях

можно доводить число шпал на 1 км пути до 2000 шт.

Аналогичные

требования

предъявляются

и к

типу

рельсов.

Учитывая

большие нагрузки от подвижного

состава на

рельсы

и

т я ж е л ы е

условия работы транспорта на Севере,

следует

ка к

на

постоянных, та к

и на передвижных путях у к л а д ы в а т ь

рельсы

не

ниже типа Р50, а на особо грузонапряженных участках

рельсы

типа Р65 .

Суровые условия затрудняют не только

эксплуатацию

тран ­

спортной

сети,

но и значительно

усложняют

путевые

ремонтные

карьеру . Н а и б о л ь ш и й

объем

балластировочных

и

подъемочных

р а б о т

на ж.-д. путях

приходится

на

летне-осенние

месяцы.

Н а и б о л ь ш и е

трудности

при

переукладочных

работах

возни­

к а ю т в весенний

период, когда талые воды проникают в балласт ­

ный слой и вследствие низкой температуры пород

происходит

вмерзание шпальной

клетки,

что приводит к

массовому

отрыву

ш п а л

при подъеме

и

переносе пути. Поэтому

в

этот

период пере­

у к л а д к у путей по возможности не делают .

П е р е у к л а д к а

пути выполняется краном обычно за два цикла,

т а к ка к ширина

заходки э к с к а в а т о р а

ЭКГ - 8

составляет 21—25 м,

а максимальный

вылет

стрелы

крана

с грузом

—

16 м.

Н а

некоторых

к а р ь е р а х

могут

использоваться

переукладчики,

выполненные на

базе

гусеничных

тракторов .

Ш а г

переукладки

пути

составляет

25—30

м,

а

трудоемкость работ

по

сравнению с

няются мотодрезины

типа Д М ,

оборудованные

подъемным

уст­

ройством дл я установки

или д е м о н т а ж а опор

и погрузки б а р а б а ­

нов с контактным проводом или тросом. Д р е з и н а

оборудована те­

лескопической

стрелой

с площадкой — дл я

монтажных

работ,

токоприемником

—

дл я

обкатки

контактной

сети и автономной

uuuuuuu

UL1UUUU

nnnnnnn

ПППППП

•Hilluuuuuuu

llllllllllll

JU u uuu

—3,0-~-

momo-

Рис. 59.

Постоянные снегозадерживающие заборы:

а — двухпанельнын

забор; б — наклонный з а б о р

«активного»

действия

электростанцией

мощностью 8 кВт — дл я использования

элект­

роинструментов

при ремонте опор и подготовке

котлованов.

Обильные снегопады,

метели и низкие температуры

часто на­

р у ш а ю т нормальную работу ж.-д. транспорта .

Борьба со

снежными

заносами

ведется

ка к

с

помощью

средств з а щ и т ы

от заносов,

т а к и с помощью

снегоуборочных ме­

ханизмов и машин . К числу наиболее

эффективных

снегозащит­

ных сооружений, конструкция

которых

определилась

в

результа­

те длительных

научных

исследований

и

многолетней

практики

эксплуатации, относятся:

Постоянные

решетчатые

заборы,

устанавливаемые

« а с л а б о

заносимых участках местности. Высота

заборов

от

3

до

7 м.

В Норильске дл я о г р а ж д е н и я

участков

пути

и

других

объектов

отверстия), а снегосборная

способность

таких щитов

увеличива­

ется на 12—20% и составляет 300—750 м 3 /м (рис. 59,

а).

Строительная стоимость

1 м з а б о р а

д л я условий

Норильска

составляет 15—18 руб.,

стоимость

з а д е р ж а н и я

1 м 3 снега обхо­

дится в 0,4—0,7 коп.

Переносные

решетчатые щиты,

ка к правило,

устанавливаются

д л я о г р а ж д е н и я

выемок

глубиной

до 1 м, нулевых мест и неболь­

ших насыпей. Обычно переносные

щиты имеют

р а з м е р ы 2 X 2 м 2

104

113

риод гребень снежного в а л а находился от пути

не ближе

пяти­

кратной высоты вала . В противном

случае

з а щ и щ а е м ы й

объект

попадает в зону действия ветрового

вихря.

Н а

некоторых

участ­

расстоянии

100—120

м от ж.-д. полотна,

при

этом за зиму

они

переставляются 8—12

раз, собирая

300—350 м 3

снега

с

1 м

уста­

новки щитов. При сроке с л у ж б ы 5 лет стоимость

з а д е р ж а н и я

1 м 3

снега

составляет 0,6 коп.

щиты

Большой

интерес

п р е д с т а в л я ю т

«активного

действия»

с наклонной панелью и продувающимся низом, получившие

боль­

шое распространение в Норильске . Щ и т ы предназначены

дл я за ­

щиты от заносов выемок, нулевых мест и полунасыпей.

Н а к л о н ­

ными панелями воздушные струи уплотняются и выходят

через

продуваемое

отверстие

с

большой

скоростью,

унося снег

на

10—

20 м от щита

(рис. 59,

б).

Наибольший эффект достигается при угле наклона

панели к

поверхности склона 60°. Обычно высота

щитов

3—6

м,

высота

продуваемого проема — 40%. При ограждении

выемок

глубиной

2 м устанавливается

забор

высотой 4 м,

при

глубине

выемки

3—4

м

высота забора

5

м.

З а г р а д и т е л ь н а я

линия

устанавливает ­

ся на

расстоянии ~ 3

м от

головки

б л и ж а й ш е г о

рельса.

Средняя

годовая

стоимость

содержания

1 м

забора

высотой 6 м

составля ­

ет 5 руб.

Д л я

защиты путей

на

открытой

местности,

наряду

с

использо­

ванием

деревянных

щитовых

конструкций,

устраиваются

снеж ­

ные траншеи . Траншеи п р о к л а д ы в а ю т с я несколькими

п а р а л л е л ь ­

ными р я д а м и в направлении, перпендикулярном

п р е о б л а д а ю щ и м

ветрам . Н а

1 м траншеи

з а д е р ж и в а е т с я

до

3000

м 3 снега.

Если

учесть,

что

бульдозер

на

10 ч

работы проходит

15—20

км

тран ­

шей,

то

средняя

стоимость

з а д е р ж а н и я

1 м 3

снега

составит

0,1 коп. {9].

С изменением глубины карьера, высоты отвалов,

развитием

промышленного и г р а ж д а н с к о г о

строительства

ветроснеговой

ре ­

ж и м данного

района может

меняться. Это обстоятельство

необхо­

димо учитывать при защите от заносов промышленных

и г р а ж ­

данских объектов в процессе их эксплуатации .

На очистке карьерных ж.-д. путей большое

распространение

получили

снегоочистители

типа

С Д П . Пр и

сильных

заносах,

а

т а к ж е

при

уборке

станционных

путей

используются

путевые

п л у ж н ы е струги типа М О П и ПТО .

Н а

Норильском

Г М К

работает

опытная

турбореактивная

ус ­

тановка

типа

С Р Д - 2 .

Установка

передвигается

локомотивом

со

скоростью д о 10 км/ч. Температура

выхлопного

воздуха

200—

250°С, что обеспечивает быстрое плавление снега, а

т а к ж е

час ­

тичный

снос его с ж.-д.

полотна.

Турбореактивное

устройство

весьма эффективно используется при очистке кривых

участков

пути и особенно стрелочных

переводов.

Д л я

полного у д а л е н и я

снега

со

стрелочных

переводов

реко -

ную

зону

активного действия. Кроме того, при больших

отложе ­

ниях

снега

образуются

боковые

на­

А

леди.

Обдувочные

устройства

(рис.

60)

наиболее

эффективны при

п п

П П П

сухом снежном

покрове

и

предва­

Г Т Т IV

l'

рительной

очистке

снегоуборочной

машиной .

''J

С ж а т ы й

воздух

из

компрессо­

U

UIIU U L

ра поступает

по

подводящему тру­

бопроводу

1

к

распределительному

устройству

2 и д а л е е в

р а з в о д я щ у ю

сеть

3. Очистка

стрелочного

пере­

вода

от

снега производится

струей

сжатого

воздуха, поступающего

из

форсунок

4,

установленных

между

остряками и рамными рельсами.

Рис. 60. Устройство для обдув­

Управление

установкой

может

осу­

ществляться

дистанционно

с

поста

ки

стрелочных переводов

д е ж у р н о г о

по станции.

Н а карьере «Медвежий Ручей» дл я

очистки стрелок

применя­

ется

передвижная

установка

«Ветерок»,

смонтированная

на

базе

д у м п к а р а

ЗВС - 50 . Основой

конструкции

является

вентилятор

ВД - 18 с приводом от тягового двигателя электровоза .

Воздуш ­

ный поток, направляемый соплом под углом

30°, относит

снег на

расстояние до 20 м.

Несмотря на высокий уровень механизации трудоемкость пу­

тевых работ

на

Севере

примерно в

три раза выше,

чем

в райо ­

ство путевых работ на 1 км эксплуатационной

длины передвиж­

ных путей составляет дл я карьера «Медвежий

Ручей» 1800—

карьерах Севера,

и в первую

очередь путепереукладочных

меха­

низмов и средств

снегоочистки, остаются весьма актуальными .

§ 3. Особенности

конструкции

и эксплуатации

подвижного

состава

Н а и б о л ь ш и е трудности при

эксплуатации

подвижного

состава

денсируется и з

а м е р з а е т влага, что

приводит

к нарушению

нор­

мальной работы

тормозной системы

поезда

и

пневмоцилиндров

д л я опрокидывания думпкаров . Техническая

характеристика

наи­

более распространенного д у м п к а р а

ВС-100

предусматривает

пол-

8*

115

ным Коршуновского Г О К а ,

опрокидывание кузова

думпкара,

груженного рудой, длится в

среднем 3,2 мин., груженного поро­

каров

приводит

к снижению

производительности

ж.-д.

транспорта

на

8—9%.

В

этих

случаях

часто

при­

бегали

к

подогреву

пневмосистемы,

что

существенно

увеличивало

простои

составов.

Одновременно

увеличива­

л а с ь

и

трудоемкость

обслуживания

подвижного

состава.

Себестоимость

перевозки 1 т горной массы при этом

увеличивается на

2—3%.

Д л я

предотвращения

попадания

влаги в пневмосистемы поездов на

Норильском

Г М К

р а з р а б о т а н ы

ори­

гинальные,

удобные,, в

эксплуатации

адсорберные

агрегаты

[10].

С ж а т ы й

воздух

из

компрессора

электровоза

поступает

в

воздухосборник

емкостью

1030

л

/

и д а л е е

через

клапан 7 про­

ходит в кассету с адсорбентом 2, где

отдает

влагу

(рис.

61).

В

качестве

Рис.

61.

Схема

работы

адсор-

адсорбента используется твердый си-

ликагель .

Если

адсорбер

работает

в

берного

агрегата:

р е ж и м е

осушки

воздуха

(работа

в

I г- воздухосборник;

2,

3 —

корпус

адсорбера; 4 — соединительная

труб ­

этом

р е ж и м е

продолжается

не

более

ка;

5 — диафрагма;

6 — фильтры

8

ч,

то

создух

направляется

через

д л я

очистки

воздуха

от

пыли;

7, 8,

9, 10, / / — клапаны для

пере­

фильтр

д л я очистки от пыли

6

в

ра­

ключения

адсорберов

с

режима

ре­

генерации

адсорбера

на

р е ж и м

бочую

магистраль

12.

Если

ж е

ад­

осушки воздуха;

12 — рабочая

ма­

сорбер

работает

в

р е ж и м е

регенера-

гистраль

' ции

адсорбента,

то

воздух

через

диа­

ф р а г м у

5

подается

в

камеру

параллельного

адсорбера

2.

В

каме ­

проходит через

адсорбент

и вместе

с п а р а м и воды

удаляется

че­

рез к л а п а н 11

в атмосферу. В этом

р е ж и м е адсорбер

работает

не

более

4 ч. Д е с о р б ц и я

адсорбента д л я силикагелей

марки К С М

и

К С К

осуществляется

при

температуре адсорбента

180—220° С.

Т а б л и ц а 29

Время

оборота составов

Время

оборота,

мин

Оборудование электровоза 21 Е-1

Январь

Февраль

Март

Среднее

Без а д с о р б е р н ы х а г р е г а т о в

231

214

221

224

221

209

, 203

212

тровозах карьера «Медвежий Ручей» составили

13 700

руб.,

за­

траты

на

содержание

10 315

руб./год.

Условно-

Тормозная_

Адсорбер

экономический э ф ф е к т от

магистра лв

внедрения

адсорберных

6

агрегатов

составил

50—

Резервуар-

60 тыс. руб.

Р а б о т ы

по

установке

Номпаессор

адсорберов ведутся

и

на

других

карьерах .

Установка

адсорбер­

маслоотстоинин

^догребаемая

емносто

ных агрегатов на элект­

Зля стока

боды

ровозах

21Е

осуществ­

Р И С . 62. Усовершенствованная

пневмо-схема

ляется

одновременно

с

электровоза 21Е:

реконструкцией

пневма­

а — схема заводского исполнения;

б — схема

Но­

тической

схемы

электро­

рильского

ГМК

воза (рис. 62).

В отличие от схемы заводского исполнения, воздух из масло -

отстойника направляется не

в резервуар, а в специальный трубо­

электровоза . Н и з к а я температура

воздуха

позволяет конденси­

ровать влагу,

а наклон, приданный

трубопроводу,

— с о б и р а т ь ее

в специальные

отстойники. Д л я удаления

влаги

из отстойников

осуществляется из кабины машиниста .

Таким

образом,

воздух

из

компрессора

поступает

в

резерву­

ар у ж е частично осушенным.

Д в и ж е н и е поездов по трассам со сложным

планом

и. профи­

лем путей приводит к интенсивному износу тормозных

колодок.

Особенно

т я ж е л ы й

режим

работы тормозных

колодок

наблюда ­

ется на участках

с 25—30%о

з а т я ж н ы м и

уклонами

в

грузовом

вость

и не отвечают

требованиям, п р е д ъ я в л я е м ы м

условиями

экс­

плуатации

подвижного

состава

в т я ж е л ы х

тормозных

режимах .

Срок

службы

чугунных

тормозных колодок

на к а р ь е р а х

ограни­

чивается 10—15 рейсами состава.

В

настоящее

время

большое

внимание

уделяется

применению

тормозных

колодок

из

асбофрикционных

материалов . Д л я

опре-

7.мм

Ф-IS 6Ь-т

0.ZZ1

50

5-6-6 0

о.г

\>-r-~Qp.20ff

. 01бч

>>0

б-кб-

•(TV

30

\чцг.калоЬ ш

•aZ26Z

N

J450

0.1

го

0*

|

^

\

мы(предельно допустимая толщина) 4

10

1

1

1

1

1

Л197У

'3650

\S50

woo

Z000

3000

то

Рис.

63.

Средний

линейный

износ

тормозных

Рис.

64. Износ

колеса

на

колодок в зависимости от пробега

(пунктирные

1000 км пробега

участки

кривых — предположительный

пробег

колодок

до

допустимого

износа)

деления

фрикционных

качеств

этих колодок,

их

износоустойчи­

вости и степени воздействия на поверхность

катания

'

колесных

пар

Л Г И были

проведены

испытания

колодок

конструкции

Ц Н И И

М П С из

материалов

6-КВ-Ю,

5-6-60

и Ф - 1964 - Ж - *

Ре ­

зультаты наблюдений приведены в табл . 30.

Т а б л и ц а 30

Данные

испытания тормозных колодок

6-КВ-Ю

2262

45,25

59,55

5-6-60

3015

60,30

71,60

3450

69,00

91,00

640

12,80

ким

образом, срок с л у ж б ы

и пробег пластмассовых колодок в

5—7

ра з выше,

чем чугунных. Д л я

сравнения на

рис. 63 приве-

*

Исследования

проводились

проф. Л.

Г. Тымовским

и канд. техн. наук

д е ны кривые среднего линейного износа

колодок

различных ти­

пов.

П о сравнению с чугунными колодками, износ

б а н д а ж а

колес­

ных

пар при

применении

пластмассовых

композиционных

коло­

док

несколько

выше . Н а рис. 64 показана

средняя

величина

изно­

са

колесных пар дл я к а ж д о г о типа колодок.

Аналогичные испытания

композиционные колодки проходили

на

д у м п к а р а х

ВС-100. Рейсы при —40°С

и скорости 30 км/ч с от­

регулированными выходами штоков до

100—120 мм

(толщина

композиционных колодок в среднем на

7—8

мм меньше

чугун­

ных)

показали, что тормозной путь во многих

случаях

был мень­

ше,

чем при чугунных

колодках . Необходимая

тормозная

сила

д л я

порожнего поезда

обеспечивалась

при

давлении

воздуха

в цилиндрах думпкаров от 0,8 до 1,3 кгс/см 2

в

зависимости от

скорости и от 2,4 до 3

кгс/см 2 дл я груженого

поезда. При управ ­

паде или пурге. Состав,

оборудованный

колодками 6-КВ-10,

сде­

л а л

за два месяца более 300 рей­

сов

без замены

колодок.

Таким образом,

композицион­

ные колодки имеют целый ряд

tl)Be/wegtfa20

преимуществ,-

основными

из

ко-

Ьлида**™

Т ° Р Ь

, Х

являются:

гоо*2оо

\Швеллер№2<1

Угольник

200425

Рис. 65. Усиление борта думп­

Рис.

66.

Усиление

пола

думпкара:

кара:

а — схема

заводского

исполнения; б — cxs

а—схема

заводского

исполнения;

ма Норильского ГМК

б — схема Норильского ГМК

значительно больший

срок

службы

(в 5—7

раз больше

чугун­

н ы х ) ; значительно

б о л ь ш а я плавность

и эффективность

торможе ­

ния.

Опыт

эксплуатации

подвижного

состава

показывает,

что в

конструкции большинства типов думпкаров имеются

существен­

ные недостатки. Основными слабыми

у з л а м и я в л я ю т с я

подпятни­

ки думпкаров, борта, опорные

кронштейны и т. д. К а к правило,