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

Ж е л е з н о д о р о ж н ы м цехом

Норильского

ГМ К (инж. И. В. По ­

повым) р а з р а б о т а н ы следующие основные

схемы

усиления

от­

дельных узлов думпкаров .

Вместо продольного швеллера № 20 в

верхней

части

борта

(рис. 65) устанавливаются

два стальных

равнобоких угольника

Рис.

67. Усиление опорного крон-

Рис. 68.

Усиление

крепления

пятника

штейна:

думпкара:

л — схема заводского исполнения; б — схе-

а — схема

заводского

исполнения;

б — схе­

ма Норильского ГМК

ма Норильского ГМК

няет борт от выгиба. В контакте

штамповки и нижнего

швеллера

№ 24

устанавливается

дополнительно угольник

размером

200X

Х 1 2 5

мм, что придает

борту дополнительную прочность

при

уда ­

Полностью заменяется и покрытие пола думпкаров .

Вместо

сваренных

в стыках трех

стальных листов толщиной 14 мм

укла­

дываются

литые

стальные

плиты толщиной

30

мм (рис. 66).

Крепление

плит

производится

заклепками .

Т а к а я

конструкция

пола значительно

увеличивает срок его службы и

позволяет

лег­

ко заменить отдельные поврежденные плиты.

Стоимость

пере­

оборудования пола думпкара,

в к л ю ч а я

стоимость

плит,

составля ­

ет около 3000 руб.

Очень

слабым

узлом

в

конструкции

д у м п к а р а

ВС-100 о к а з а л ­

ся опорный кронштейн

шкворневой балки . Кронштейн

заводского

толщиной 7 мм . Н а рис. 67 показаны характерные места

излома

кронштейна. В нагруженном состоянии кузов

д у м п к а р а

несколь­

ко опускается и гребни средних колес т е л е ж е к

касаются

нижней

части скользуна кронштейна. Таким образом происходит

посте­

пенное стирание нижней части к р о н ш т е й н а . ' Срок с л у ж б ы крон­

штейна заводского изготовления не превышает

трех-четырех ме­

сяцев. Н о в а я конструкция кронштейна

имеет

цельнолитое

короб­

чатое сечение с толщиной стенок

16 мм, что

обеспечивает

значи­

тельное увеличение

его

прочности

при

действии вертикальных

нагрузок. Н и ж н я я

часть

кронштейна несколько

поднята и

позво-

Стоимость

переоборудования

одного

д у м п к а р а

составляет

1200 руб.

Крепление пятника д у м п к а р а к хребтовой балке 8-ю заклеп ­

ками позволяет

его эксплуатировать

всего

6—7 месяцев

( р и с . 6 8 ) .

В дальнейшем

под действием

сил

трения,

возникающих

м е ж д у

пятником

и подпятником д у м п к а р а , происходит срезание

закле ­

пок. Д л я

предотвращения этих

явлений крепление пятников уси­

сторон пятника

дополнительно привариваются к нему и

хребто­

вой балке металлические бруски. При этом срок службы

крепле­

ния становится соизмеримым со сроком службы самого

пятника.

Ориентировочная стоимость замены креплений у одного

думпка ­

ра — 600 руб.

Некоторыми

недостатками обладают

и цилиндры

опрокидыва ­

ния кузовов думпкаров . Действие низких

температур

о к р у ж а ю щ е ­

го воздуха и высокого д а в л е н и я в самом

цилиндре (7—9

кгс/см2 )

линдров . Поэтому в процессе эксплуатации последние

заменя ­

ются на стальные литые.

Низкой надежностью в работе о б л а д а ю т и поршневые

м а н ж е ­

ты из резины Н26-16А. Уж е при •— 25—30°С они теряют

эластич­

условиях. Однако

при — 40°С и ниже

требуется подогрев

цилинд­

ров.

Таким

образом, о б щ а я

стоимость

усиления

одного

д у м п к а р а в

условиях

Норильского Г М К составляет

около

6500

руб.

Е с л и

учесть, что списочный п а р к думпкаров карьера

«Медвежий

Ру ­

чей» составляет

180 единиц, то о б щ а я

стоимость

реконструкции

думпкаров

составит около

1 млн. руб.

В заключение

следует

отметить, что дл я

условий

Крайнего

Севера и Сибири все транспортное оборудование

д о л ж н о выпус­

каться в специальном исполнении: из морозоустойчивых

материа ­

лов, с герметичными, утепленными кабинами . При серийном

про­

менить

пневматическую схему электровоза с целью

предваритель ­

ной осушки воздуха перед подачей в воздухосборник.

По д у м п к а р а м : усилить прочность бортов, пола,

опорных

крон ­

штейнов

и креплений пятников. Все резиновые прокладки и

от­

дельные

узлы выполнять из морозоустойчивой резины, способной

с о х р а н я ть эластичные

свойства при температурах

— 35—45°С.

Д л я отдельных

узлов,

эксплуатация

которых

будет

проходить

при

низких температурах

о к р у ж а ю щ е г о

воздуха,

целесообразно

пре­

дусмотреть специальный обогрев.

Выполнение

этих

мер позволит

повысить

надежность работы

ж е л е з н о д о р о ж н о г о транспорта на к а р ь е р а х Севера.

уголь,

известняки,

глина и

др., а

т а к ж е

продукты

обогащения.

Одной

из

главных

причин

смерзаемости

является

наличие влаги

в горной

массе. Кроме влажности

на процесс смерзания влияют:

ность перевозки, а т а к ж е

метеорологические

условия,

в которых

производится транспортировка .

Д л я борьбы

с примерзанием на карьерах

создаются

специаль­

ные станции, в которые входит комплекс различных

устройств:

компрессорная,

котельная,

эстакады,

склады

и

др . с

общим

об­

с л у ж и в а ю щ и м

штатом, достигающим

50 человек

и

более.

Д л я отыскания наиболее рациональных методов

борьбы с

при­

ственный

и з а р у б е ж н ы й опыт

и составлена классификация

суще­

ствующих

профилактических

методов

борьбы с примерзанием

(рис. 69).

Классификация составлена

применительно к

карьер­

10—15 км, а общее время нахождения

груза

в вагоне

не превы­

ш а е т 2—3 ч. В классификацию не включены

все

непригодные

д л я

карьерных условий методы, ка к например добавки

химичес­

ких препаратов, подсушивание груза, применение

специальных

тепляков и др .

Указанные в классификации технологические и

организацион ­

н ы е

мероприятия предусматривают:

с н и ж е н и е

в л а ж н о с ­

т и

за счет проведения дополнительных д р е н а ж н ы х работ и умень­

неблагоприятные

(в смысле примерзания) периоды транспорти­

ровки. Так, по данным

з а р у б е ж н о й

практики, уменьшение

соста­

в а с 10 до 7—6

вагонов

позволяет

значительно сократить

время

Особое внимание

при

этом

д о л ж н о

быть

уделено

четкой органи­

з а ц и и движения

поездов,

исключающей

все непроизводительные

простои груженых

поездов.

Способ с л о е в о й

и з о л я ц и и

заключается

в покрытии

д н и щ вагонов различными

м а т е р и а л а м и :

солью, котельным шла -

Технологические

|Слоевой изоляцци\

Футеровка

Опрыскивание

Обработка жиро-

Тепловые

кузова

Внутренней по

растворами

содержащимирас-

Юбогребание

шганизационные

\путем подсыпки

\8ерхности KyjoSa\

\т6орамии пастами\

кузова)

ч

II

§s

1

I-

I E

i s

II

II

It

It

1

г

I

1.Г

Рис. 69. Классификация профилактических методов борьбы с примерзанием

ком,

опилками,

размельченной

промороженной

породой,

торфом

и

др. Этот

способ

находит

применение

на

к а р ь е р а х

У р а л а

ка к

в

качестве

основного, та к и в сочетании

с другими

способами.

Расход

соли

составляет

от

0,6

до

1,3

кг/м 2

поверхности,

ш л а ­

ка — 60—100 кг на 1 вагон

из расчета толщины слоя

в 5 см. По ­

д а ч а

ш л а к а обычно осуществляется

конвейерами,

которые

с по­

м о щ ь ю питателей

з а г р у ж а ю т с я

из бункеров. П р и

изоляции

д н и щ

промороженной

породой расход

породы

составляет

200—400

кг

на

I

думпкар .

Недостатком

у к а з а н н ы х

способов

изоляции

являются:

невоз­

можность изолирования стенок думпкаров, скатывания

(сполза­

ния)

слоя

при

передвижении,

значительный

расход

м а т е р и а л а и

ских угольных разрезах . В качестве

футеровочного

м а т е р и а л а

были применены алюминиевые

листы

толщиной 3 мм, при

этом

было установлено, что условия разгрузки значительно

улучша ­

ются. Д Г И совместно

с заводом

П л а с т м а с с

были исследов-аны

следующие футеровочные м а т е р и а л ы :

эбонит, плексиглас,

поли-

винилхлорид и фторопласт-4.

Н а и л у ч ш и е

результаты показал

фторопласт-4. При толщине футеровки

в 2 мм усилие отрыва

при­

мерзшей горной массы не превышало

15 гс/см2 , в то

время

ка к

при ж е л е з н ы х кузовах оно составляет

330 гс/см2 . Учитывая

высо­

кую стоимость фторопласта - 4, было

рекомендовано

применение

поливинилхлоридных

пластмасс,

ка к

более

дешевых .

Стоимость

1 м 2

футеровки

при этом составит

около 1,5 руб. при

толщине

слоя

2 мм. При t ниже

—15° С футеровку рекомендуется

покры­

вать

соляровым

маслом .

Л Г И были

опробованы в производствен­

Н а и б о л ь ш е е распространение в отечественной

и з а р у б е ж н о й

практике имеет способ опрыскивания вагонов

н е з а м е р з а ю щ и м и

растворами (карьеры Норильского ГМК, У р а л а

и др . ) .

К а к показывает

практика, эффективность этого способа

в зна ­

чительной степени

зависит от крепости раствора,

влажности

тран ­

цептура

раствора

по

погодным

периодам д о л ж н а

варьироваться .

Наиболее широкое

применение

в отечественной практике имеет

способ

опрыскивания

раствором

поваренной соли,

при этом

эф ­

фективность его ограничивается

= —21° С, влажностью груза

до

ющей 2—2,5 ч.

Н а

карьерных

установках

обработка

вагонов

производится

на

ходу

при v = 3 км/ч, при этом

производительность

их

достига­

ет 100 составов

в смену.

Хлористый

кальций

( С а С У

и

хлористый

магний

( M g C b )

широко применяются на к а р ь е р а х

с суровым

климатом . Д л я

при­

готовления

раствора

на

1 часть

хлористого

к а л ь ц и я

или

магния

(по весу)

берется

8

частей воды.

Процесс

растворения

занима ­

ет

1 ч. Подогретый

до температуры

90—100°С

раствор

наносится

на

поверхность

кузова тонким

(1 —1,5 мм)' слоем, который

тверде­

ет

в течение 5

мин. Расход

м а т е р и а л а

составляет

от

0,1

—

0,25 кг/м 2 .

П о данным

США, способ опрыскивания

хлористым

кальцием

эффективен

при t от —20° до t

—38,3° С, магнием

при

t —20°—35,5° С. В табл . 31 приводится сравнение различных

рас­

творов, употребляемых на к а р ь е р а х США .

Ленинградским горным институтом была произведена

обра ­

ботка думпкаров 3-процентным раствором

п а р а ф и н а

в керосине.

Т а б л и ц а

31

Растворы для обработки думпкаров

Относитель­

Относительная

Тем пература

Раствор

ная

стоимость

замерзания

стоимость

обработки

раствора,

СС

раствора

думпкара

1

1

—21

5

0,3

—38,3

1,7

0,16

—35

5

1 — компрессор: 2 — рессивер;

3 — бак для

креозота;

4 — К О Т Р Л

Д Л Я

подогрева креозота;

5 — распылитель;

6 —- шланг;

7 — вышка

оператора;

8 —

вагон

О б р а б о т к а ж и р о с о д е р ж а щ и м и

растворами

и

пастами

приме­

няется на ряде карьеров Урала, Сибири

и Г Д Р .

П р и

обработке

дешевыми

сортами

нефтепродуктов

на один

д у м п к а р в среднем

расходуется

10 кг,

а время

обработки

состав­

л я е т 1 —1,5

мин. Б л а г о д а р я стойкости

изоляции

слоя

его

хватает

на 2-3

рейса.

Способ эффективен

при —35-т-40°С. П р и

обработке

0,2—0,3 кг/м 2 . Н а и б о л е е типичная

установка

д л я

опрыскивания

креозотом показана на рис. 70.

Этот способ эффективен

при

влажности горных

пород до 30%

и продолжительности рейса

до

3—4

ч. В Г Д Р

(карьер «Гольпа»)

иилхлорида

и

50 частей

размягчителя . Перед нанесением пасты

внутренняя

поверхность

обдувается

песком,

затем

покрывается

слоем специального клея . П а с т а отличается

большой

прочностью

и выдерживает

большое

количество

загрузок . В С С С Р этот спо­

мерзанием заключается

в обеспечении положительной температу ­

ры (до + 2 ч - 4 0 С )

д н и щ у

и стенкам вагонов. К этому способу

от­

носятся: применение газовых печей на думпкарах, обогрев

стенок

пропановым

газом

из баллонов

и электрообогрев ( Г Д Р )

с

по­

мощью обогревательных

элементов. Н а карьере «Гроссцессен»

на

1 вагон устанавливается 96 обогревательных элементов,

мощно­

стью 24 кВт,

напряжением 250

В . Отношение мощности

обогре-

Рис. 71. Схема

передвижной

установки

со

скребками

для

очистки

вагонов*

конструкции

ЛГИ:

/ — нож

скребка;

2 — виброорган;

3—

штанга;

4 — подъемный

трос;

5 — привод

подъема

штанги;

6 — поворотная платформа;

7 — х о д о в а я

тележка;

8 — б а л к и мостового типа;

9 — напорная тележка;

10 — рельсы

в а т е л ь н ых элементов к площади обогреваемой

поверхности

рекомендуется: при t до —20°С — 0,4 кВт/м 2 , при —30°С

и н и ж е

—0,5 к В т / м 2 . В

отечественных условиях

этот способ

не

испыты-

в а л с я .

Используя фактические данные по применению всех перечис­

ленных методов

борьбы со смерзанием,

можно сделать

вывод,

что в настоящее время вполне надежных средств еще

не

сущест­

вует. П р а к т и к а

показывает,

что д а ж е

д л я одних

и тех

ж е

горных

пород ни один

из известных

методов

борьбы не

дает

постоянных

пературе. Д л я

конкретных условий

выбор

наиболее

рационально ­

го способа борьбы с примерзанием

д о л ж е н производиться

путем

эксперимента.

Независимо от

применения профилактических

методов

борь­

бы

с примерзанием

целесообразно

иметь

специальные

техничес­

кие

средства,

ускоряющие разгрузку

и очистку вагонов

( р и с . 7 1 ) .

В карьерной

практике применяется

три

основных

группы

уст­

ханических

средств

применяются

скребки различной конструк­

ции, монтируемые на

бульдозерах

или

ковшах экскаваторов,

или

специальные

машины,

оборудованные

скребками, л о п а т а м и

или

с к а л ы в а т е л я м и . Д л я

с к а л ы в а н и я

и зачистки примерзшей горной

около 6 мин, а годовые

затраты на 1 д у м п к а р 800—900

руб. Спе ­

циальные машины д л я

очистки думпкаров и

угольных

вагонов

применяются т а к ж е в

Г Д Р . Вибрационные

установки,

ускоряю ­

грузки),

т а к и установленные

на

вагонах.

Предпочтение следует

отдавать

стационарным

вибраторам,

как

наиболее

эффективным

и простым в эксплуатации .

Д л я

северных

районов

наиболее

приемлемыми

следует

счи­

тать стационарные

подвесные

вибраторы

и

машины,

оборудо­

ванные скребками .

Г л а в а

V I

И Н Ф О Р М А Ц И О Н Н О - У П Р А В Л Я Ю Щ И Е С И С Т Е М Ы

В У П Р А В Л Е Н И И Т Р А Н С П О Р Т О М НА К А Р Ь Е Р А Х

§

1.

Общие

сведения

Эффективное управление современным

горным

предприятием-

может быть достигнуто только при условии

своевременного

полу­

чения полной и достоверной информации

о

состоянии

всех

еп>

участков, цехов и отдельных объектов. О д н а к о оперативная

пере­

работка

информации о

состоянии

объектов

управления,

д а ж е в

э ф ф е к т и в н о с ть предприятия,

прибыль и т. п. Из них

сравнительно

л е г к о поддается количественной оценке прибыль П,

которую мож ­

но вычислить по формуле

т

к

т

П = 2

QtUt — V

V 3 f c i ,

руб.,

i=l

к=\

i=l

где Qi — объем продукции,

произведенной по отдельным экскава ­

торным блокам; Z(,- — цена единицы продукции, строго дифферен ­

цированной по качеству

/-го

сорта; т — число блоков;

Зы

—

за­

т р а т ы на добычу полезного ископаемого из

г'-го блока по

/г-му

тех­

нологическому процессу.

Ц е л ь ю управления в этом

случае является Я—>-тах.

Однако оказывается, что экономический критерий управления,

правильный в принципе,

практически

неприменим в

силу

сложно ­

интервале

времени,

например месяц,

в то

время к а к

практически

принимать

решение

по управлению

надо

при к а ж д о м

изменении

чественному измерению; достаточно полно о т р а ж а т ь сущность

тех­

нологического процесса и его особенности; скорость изменения

па­

раметров, входящих в критерий, д о л ж н а быть соизмерима со

ско­

чить глобальному критерию управления .

В

качестве

критериев, отвечающих

этим

требованиям, могут

быть

использованы:

производительность экскаваторов

и локомотивов

m

л

^

p i -> max;

^

Pt

— max,

i=i

i=i

где m — число экскаваторов; n — число

локомотивов;

коэффициент

использования

оборудования

на основных

опе­

р а ц и я х

^и.осн - * max;

/C„ . o c „

->

max;

время простоев оборудования

по организационным

причинам

?nP

-* min; t"p

-» min

и т.

д.

Следует отметить,

что р е а л и з а ц и я

любого критерия

может

осу­

шение которого необходимо как на проектных

стадиях

разработки

системы, т а к и

в

процессе

их

эксплуатации . Создание систем свя­

зано со значительными капитальными и эксплуатационными

затра ­

тами. Капитальные

вложения

д л я большинства систем' находятся

в пределах

2—5

млн. руб.,

эксплуатационные

расходы

300—

400 тыс. руб./год. В отдельных

случаях объем капитальных вложе ­

ний

достигает

10—15

млн. руб., при'этом

эксплуатационные

расхо­

ды

составляют

1,5—2

млн. руб./год.

В общем

случае

выгодность И У С д л я

любого предприятия оп­

ределяется

сопоставлением

суммарных з а т р а т

на

ее

разработку,

внедрение и эксплуатацию с получаемой при

этом

экономией.

Условие

целесообразности

внедрения

И У С

можно

записать в

виде

i = l

< = г

н

i=m

fa=

1

где

3,- — затраты

на разработку

ИУС;

т —

продолжительность

эффект от внедрения ИУС; Э'-,

— годовые эксплуатационные рас­

ходы; Г„ — нормативный срок

окупаемости

капиталовложений .

Экономический э ф ф е к т Эх определяется

к а к сумма эффективно -

стей, получаемых при решении

к а ж д о й задачи,

/=*

i=i

где k — общее число задач . .

Опыт разработки И У С

д а е т

основание считать, что экономичес­

кий э ф ф е к т от внедрения

Р1УС

на горных предприятиях распреде ­

стемы материально-технического снабжения

с большой номенкла­

турой грузов. П р и б л и ж е н н о можно считать,

что применение Э В М

9—1104

129