
книги из ГПНТБ / Васильев М.В. Автомобильный транспорт карьеров
.pdfфракций щебня и ориентировочные нормы его расхода при различной толщине покрытий приведены в табл. 57.
Т а б л и ц а 57
Размеры фракций щебня н орпентнропочные нормы его расхода при устройстве усовершенствованных капитальных покрытий способом пропитки
|
Первая россыпь |
Вторая россыпь |
||
Толщина |
Размеры |
Расход щебня, |
Размеры |
Расход щебня, |
пропитки, см |
||||
|
фракций, мм |
м3 /100 м* |
фракций, мм |
м3/ 100 м* |
12 |
20—70 |
10,4 |
15-20 |
0 ,9 -1,0 |
8 |
20—40 |
8,5 |
15—20 |
0,9-1,0 |
6 |
20—40 |
7,8 |
15—20 |
0,9—1,0 |
4 |
15—20 |
5,2 |
5—15 |
0,9—1,0 |
В качестве |
вяжущих |
веществ применяют вязкие |
битумы БГІ-І |
и БН-ІІ, прямые битумные эмульсии, быстро густеющие и густеющие ■со средней скоростью, а также деготь марки Д-7. Расход вяжущего вещества примерно равен 1—1,2 л на 1 см пропитываемого слоя.
Для повышения долговечности покрытия верхний его слой толщи ной от 0,5 до 3 см насыщают мелкими минеральными частицами.
Для строительства карьерных автодорог могут успешно исполь зоваться обогащенные искусственные пески, получаемые при дро блении изверженных горных пород на щебень. При этом до 15—20% от валового количества щебня превращается в песок фракции 0— 5 мм.
Краткая характеристика песков, образующихся из изверженных
пород, приведена |
в табл. 58. |
Т а б л и ц а 58 |
||
|
|
|
|
|
Минералогическая характеристика нскусстпенных песков |
||||
Изверженные горные породы |
Содержащіе |
Составляющие минералы |
||
кремпезема, |
||||
|
|
|
% |
|
Граниты, |
гнейсы, |
порфиры и |
65-75 |
Кварц, полевой шпат, роговая |
да- |
порфнриты, днорн- |
52-65 |
обманка, слюда |
|
Сиениты, |
Полевой шпат, роговая обманка, |
|||
ты, андезиты и др. |
базальты и |
42-52 |
биотит |
|
Габбро, диабазы, |
Полевой шпат, пироксен |
|||
ДР- |
|
|
|
|
Усовершенствованные облегченные покрытия устраивают с ис пользованием щебня или гравия мягких пород. Толщина слоя про питки колеблется от 6 до 8 см. Чтобы избежать деформации покры тия, образования волн, наплывов и просадок, расход вяжущего ве щества сокращают на 10—15%. В некоторых случаях в качестве вяжущих материалов применяют эмульсии на битумной основе.
150
Организация работы по строительству карьерных автодорог предусматривает тесную взаимосвязь их с развитием горных работ.
В период строительства карьера проводят сеть временных автодорог,
вдальнейшем, по мере расширения карьера в глубину и в плане, постоянно изменяют направление автодорог и совершенствуют их конструкцию.
Комплекс работ по строительству, ремонту и эксплуатации авто дорог на рудных карьерах обычно выполняют специализированные дорожные участки.
На основании графиков строительства автодорог на карьере со ставляют планы работ, предусматривающие технологическую после довательность строительства с расчетом потребного количества ма териала и необходимой техники (табл. 59).
Т а б л и ц а 59
Примерный график строительства щебеночной автодороги
Наименование операции, |
Объем работ |
Производи |
Число |
тельность |
|||
марки дорожных машин |
на смену |
машин |
машино- |
|
|
в смену |
смеи |
Транспортирование щебня фракции 40— |
|
|
|
70 мм из расчета 5 м3 на 100 м2 для первой |
|
|
|
россыпи автосамосвалами КрАЗ-256Б с |
|
|
|
щебеночной фабрики на среднее расстоя |
350 |
60 |
|
ние 5 км, м3 .............................................. |
6 |
||
Разравнивание и профилирование щебня |
|
|
|
автогрейдером Д-385 за шесть круговых |
1950 |
|
|
проходов после первой россыпи, м . . |
2000 |
1 |
|
Подкатка первой россыпл прицепными |
1950 |
2500 |
|
катками при проходках по одному следу, м |
1 |
||
Первый разлив битума БН-Н по норме |
|
|
|
4 кг/м2 автогудронатором Д-251 при сред |
28,0-103 |
29,6-103 |
|
ней дальности транспортирования 8 км, кг |
1 |
||
Транспортирование щебня фракции 20— |
|
|
|
40 мм из расчета 3 м3 для второй россыпи |
|
|
|
автосамосвалами КрАЗ-256В па среднее |
|
|
|
расстояние 5 км, м3 ............................... |
210 |
-6 0 |
3 |
Разравнивание и транспортирование |
|
|
|
щебня автогрейдером Д-395 за три круго |
1950 |
|
|
вых прохода после второй россыпи, м |
2000 |
1 |
|
Уплотнение щебня катками Д-326 при |
1950 |
2500 |
|
трех переходах по одному следу, м . . . |
1 |
||
Второй разлив битума БН-ІІ по норме |
17,0-ІО3 |
29,6-103 |
|
2,5 кг/м2 автогз’дронатором Д-251, кг . . |
0,6 |
||
Транспортирование щебня фракции 10— |
|
|
|
20 мм из расчета 1 м3 на 100 м3для третьей |
|
|
|
россыпи, м3 .............................................. |
70 |
60 |
1,1 |
Разравнивание и профилирование щебня |
|
|
|
автогрейдером Д-395 за три круговых про |
1950 |
|
|
хода, м .......................................................... |
2000 |
1 |
|
Подкатка третьей россыпи катками по |
1950 |
2500 |
|
три прохода по одному следу, м . . . |
1 |
151
Приведенная технологическая последовательность операций мо жет быть изменена и скорректирована в зависимости от местных условий, интенсивности отработки участка карьера, на котором производится строительство, характера используемых материалов и экономичности ведения работ.
§5. Дорожно-строительные машины II механизмы
Применение современных дорожно-строительных комплексов ма шин, а также отдельных машин и механизмов обеспечивает высокий технический уровень строительства и эксплуатации карьерных авто дорог и повышает эксплуатационные показатели автомобильного транспорта.
Основными механизмами при строительстве автодорог в забоях и на отвалах являются гусеничные бульдозеры. Как правило, буль дозеры закрепляют за одним экскаватором или группой экскаваторов, и вместе с автосамосвалами они составляют единый погрузочно-транс портный комплекс. В настоящее время планируется серийный вы пуск новых мощных бульдозеров Д-675, Д-701, Д-714 на базе оте чественных тракторов Т-220, Т-330 и Т-500. Для зачистки забойных участков автодорог и заездов под экскаватор применяют маневрен ные бульдозеры на колесном ходу Д-735 на базе колесного тягача Т-126, Д-661 на тягаче К-702 и Д-693 на тягаче «Зауралец». Один колесный бульдозер может обслуживать три-четыре забоя с длиной экскаваторного блока 150—200 м.
К числу наиболее распространенных и универсальных дорожных машин относятся автогрейдеры. Серийно выпускаются три основных вида автогрейдеров: легкого типа (Д-598) для текущего содержания автодорог и легких планировочных работ, среднего типа (Д-144 и Д-557) для профилирования, реконструкции дорог и устройства облегченных и переходных покрытий методом смешения на месте, тяжелого типа (Д-395А) для производства строительных и земляных работ.
При строительстве автодорог с усовершенствованными покры тиями для подготовительных работ на карьерах строительных ма териалов (для рыхления скальных, полускальных и смерзшихся пород) применяют специальные рыхлители Д-515 на тракторе Т-100ГИ и Д-570 на тракторе ДЭТ-250.
Для уплотнения дорожных покрытий в процессе строительства и ремонта автодорог могут использоваться самоходные и прицепные катки. К ним относятся катки Д-614 массой 9 т, Д-615 и Д-630 мас сой 18 т, Д-220 массой 30 т; к прицепным каткам типа Д-625 массой 42,5 т, ДСК-1 массой 25 т и Д-326 массой 50 т. Создан и намечен к выпуску каток тяжелого типа на пневматическом ходу, масса кото рого составляет 100 т. Кроме того, отечественной промышленностью освоено производство катков полуприцепного типа на пневматических
152
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
60 |
|
Краткие технические характеристики автогудронаторов |
|
|
|||||
|
Показатели |
|
|
Д-640 |
Д -6 4 1 |
Д-642 |
|
Грузоподъемность, т |
...................................... |
|
|
3,42 |
6,85 |
6,85 |
|
Собственная масса, т |
............................... |
|
|
5,75 |
8,64 |
7,55 |
|
Полная масса, т |
|
|
|
9,17 |
15,49 |
14,40 |
|
Мощность двигателя, л . с........................... |
|
|
150 |
150 |
150 |
|
|
Размеры, мм: |
|
|
|
6650 |
9850 |
9080 |
|
длтша |
|
|
|
|
|||
ширина |
|
|
|
2385 |
2320 |
2320 |
|
вы сота.................................................. |
|
|
|
2480 |
2380 |
2880 |
|
Скорость движения, .......................к м / ч |
|
|
3,5—24,6 |
2 ,2- 20,6 |
До 30,0 |
|
|
Емкость цистерны, ...........................м3 |
|
|
|
3500 |
7000 |
7000 |
|
Ширина разлива, ...............................м |
|
|
|
1 - 7 |
1—7 |
1—7 |
|
Норма разлива, ...............................л/м2 |
|
|
|
0,5-3,0 |
0,5—3,0 |
0,5-3,0 |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
61 |
|
|
Комплект бетоноукладочных машин |
|
|
||||
|
|
|
Мощ |
Произво |
Техническая |
|
|
Тип машины |
|
Марка |
ность |
|
|||
|
двигате |
дитель |
хара ктеристи ка |
|
|||
|
|
|
ля, л. с. |
ность |
|
|
|
Машина, предназначен |
Д-345Б |
28 |
300 м3/ч |
Толщина |
укладыва |
||
ная для профилирования |
|
|
|
емого слоя 0,2 м, шпрпна |
|||
основания |
|
|
|
|
обрабатываемой полосы |
||
Распределитель |
цемен |
Д-375Б |
28 |
250 м3/ч |
3,5; 7,0 и 7,5 м |
|
|
Толщина |
укладыва |
||||||
тобетона |
|
|
|
|
емого слоя 0,2 м, шпрпна' |
||
|
|
|
|
|
укладываемой |
полосы |
|
|
|
|
|
|
3,5; 7,0 и 7,5 м; емкость |
||
Бстоноотделочиая |
ма |
Д-376Б |
28 |
300 м3/ч |
бункера 1,8 м3 |
|
|
Толщина |
укладыва |
||||||
шина |
|
|
|
|
емого слоя 0,2 м, ширина |
||
|
|
|
|
|
укладываемой полосы 3,5; |
||
Нарезчик |
одно- |
Д-432 |
27 |
14 м/ч |
7,0 и 7,5 м |
|
|
|
|
|
|||||
дпсковый с |
пе |
|
|
|
|
|
|
редвижением |
|
Д-344 |
|
100 м/ч |
Емкость котла залив |
||
Заливщик швов трехко |
|
||||||
лесный с ручным |
пере |
|
|
|
щика 50 л |
|
|
движением |
|
Д-280-4 |
|
|
Комплект2000 м (число- |
||
Рельсформы |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
звеньев в комплекте |
— |
|
Электрощетка |
цилин |
Д-378 |
1,7 квт |
|
400) |
|
|
|
Техническая произво |
||||||
дрическая |
|
|
|
|
дительность при очистке- |
||
|
|
|
|
|
швов и трещин 200 м/ч; |
||
|
|
|
|
|
при очистке поверхности |
||
|
|
|
|
|
бетонного |
покрытиц |
|
|
|
|
|
|
350 М“/ч |
|
• |
153
шинах: Д-551 массой 30 т и Д-599 массой 46 т. Орловский завод дорожных машин выпускает самоходный каток на пневматиках Д-627 массой 16 т.
Для уплотнения покрытий автодорог пз местных каменных мате риалов выпускаются высокопроизводительные катки вибрационного типа, среди них вибрационный каток легкого типа массой 3 т с воз мущающей силой 8 тс и каток массой 6 т, развивающий силу действия на покрытие до 18 тс. Вновь создаваемые самоходные катки вибра ционного типа могут быть массой 1,7; 4 и 8 т, а статического дейст вия — массой 6,4; 10; 12,2 и 15,5 т.
В последние годы для обработки покрытий вяжущими составами созданы новые модели автогудронаторов на шасси автомобиля ЗИЛ-130. Серийно выпускаются автогудроиаторы Д-640, Д-641
ибитумовоз Д-642 (табл. 60).
Вотечественной практике до настоящего времени отсутствуют специализированные комплекты машин для сооружения карьерных автодорог шириной 14—15 м при толщине укладываемого слоя щебня до 50 см. Поэтому в табл. 61 приведен рекомендуемый ком плект машин, позволяющих сооружать такие дороги в две стадии при ширине укладки бетона 7—7,5 м.
Т а б л и ц а 62
Комплекты основного оборудованпя для строительства автодорог
|
|
Производи |
Ориентиро |
|
|
вочное |
|
Характер |
Оборудование |
тельность |
число машин |
выполняемой работы |
одной едини |
на условные |
|
|
|
цы, ма/смену |
10 км про |
|
|
или м/смену |
тяженности |
|
|
|
дороги |
Возведение |
насыпей, |
Гусеничные |
бульдозеры |
700—900 |
4 |
||
устранение |
съездов, |
Д-521, Д-384 |
бульдозеры |
500—1000 |
4 |
||
подъездов, профилирова |
Колесные |
||||||
ние дорожного |
полотна Д-586, |
Д-540 |
|
|
300—600 |
4 |
|
|
|
Одноковшовые погрузчи |
|||||
|
|
ки Д-561А, Д-538 |
|
2000—4000 |
3 |
||
|
|
Погрузчики Д-395, Д-550, |
|||||
Уплотнение |
грунтов, |
Д-473 |
|
|
|
2500—3000 |
|
Катки на пневматических |
1 |
||||||
рыхление, распределение |
шинах |
прицепные |
Д-326, |
|
|
||
щебеночных и других ма- |
Д-242 |
|
кулачковые |
1500-2000 |
|
||
териалов, обработка вя |
Прицепные |
1 |
|||||
жущими веществами |
катки Д-615, Д-220 |
1000—3000 |
|
||||
|
|
Рыхлители Д-515, Д-570 |
1 |
||||
|
|
Распределители |
автогуд |
20—40 |
2 |
||
Профилирование осно |
ронатора Д-251 |
|
|
200-400 |
|
||
Специализированный |
1 |
||||||
вания, укладка и рас комплект |
|
|
|
|
|||
пределение бетона, от |
|
|
|
|
|
|
делка покрытия, заделы вание швов
154
Помимо данного комплекта для укладки цементно-бетонных покры тий может быть использована бетоноукладочная машина Д-502 на гусеничном ходу, преимуществом которой является отсутствие рельсформ, что значительно снижает трудоемкость работ.
Для укладки покрытий из сборных железобетонных плит ис пользуются автокраны К-32 и К-51 грузоподъемностью 3 и 5 т.
Наряду с тем, что отдельные машины или механизмы должны отвечать технологии строительства дорог с тем или иным типом по крытия, большое значение имеет использование комплекта машин, между производительностью и технологией работы которых имеется определенная увязка.
В табл. 62 приведены комплекты основного оборудования для строительства автодорог с различными типами покрытий.
§ 6 . Способы борьбы С ПЫЛЬЮ иа карьерных автодорогах
При движении автомобилей по карьерным автодорогам образуется значительное количество пыли, содержание которой в атмосфере рабочей зоны карьера часто в 7—10 раз превышает допустимые нормы. Общая запыленность атмосферы в непосредственной близости от автодорог определяется по формуле [9]
с = сшах (1 — е г к 1 — Сф, |
(92) |
где стах — предельная запыленность воздуха на автодорогах; |
к — |
эмпирический коэффициент ( к = 0,24); т — время, истекшее после поливки; Сф — содержание пыли в атмосфере карьера (общий пыле вой фон).
Снижение запыленности воздуха под действием атмосферных осадков
С/і = соС + IS/loc (і - е-Ат') + сф, |
(93) |
где с „ с — запыленность воздуха после выпадения осадков; |
/гос — ко |
личество выпавших осадков; т — время между осадками. |
|
Пыль на автодорогах в количествах, превышающих установлен ную норму (2 мг/м3), создает неблагоприятные условия труда, в пятьшесть раз сокращает долговечность работы двигателя, снижает скорость и увеличивает опасность движения автотранспорта.
Подавление пыли и борьба с пылеобразованием производится
восновном тремя способами:
1)поливкой постоянных и временных автодорог водой;
2)устройством усовершенствованных покрытий и их своевремен ной очисткой;
3)профилактической обработкой облегченных и грунтовых по крытий гигроскопическими веществами и растворами солей.
Наиболее распространен способ поливки дорог водой с исполь зованием специализированных поливочных машин. Систематическое орошение снижает запыленность в 6—7 раз. Существенным недостатком
155-
данного способа является кратковременность его |
действия. Так, |
|
на карьерах, расположенных в |
районах с жарким климатом, при |
|
температуре воздуха 30—35° G |
через 15—20 мин |
вода полностью |
испаряется. |
|
|
Рис. 60. Схема смесительной установки для
Высокая эффективность пылеподавления достигается при ис пользовании растворов хлористых солей кальция, магния, натрия. На Сорском карьере применение раствора хлористого кальция при его расходе 0,6 кг на 1 м2 дороги позволило снизить запыленность воздуха на автодороге в 7—14 раз.
На некоторых карьерах для поливки дорог III и IV категорий применяют водные растворы битумов БН-І и БН-ІІ следующего состава: асидолмылонафт 3%, жидкое стекло 0,4%, вода 91,2%. При количестве вяжущего в эмульсии 48—52% и температуре 40 — 65° С расход смеси составляет 2—2,2 л/м2 и пылеобразование не наблюдается в течение 2—3 месяцев.
На карьерах Алмалыкского горнометаллургического комбината получил применение метод многократной обработки покрытия орга ническими вяжущими материалами. В процессе промышленного опробования на Кургашинканском и Кальмакырском карьерах
156
в качестве вяжущего применялась джеркурганская нефть, которая по своим свойствам относится к медленно густеющим жидким би тумам.
Обработка дорог нефтью производится поэтапно с интервалом в одни сутки при удельных расходах 0,1—0,2 л/м2. Суммарный рас ход вяжущего составляет 0,6—0,8 л/м2.
Распределение вяжущего на покрытии производится установ кой института Средазиипроцветмет, обеспечивающей необходимую
я-я
дозировку. Установка с распылителем форсуночного типа за один цикл обрабатывает покрытие шириной 3 м с примыкающей обочиной.
Техническая характеристика установки |
|
Производительность, тыс. м2/ ч ......................... |
30 |
Рабочая скорость движения, км/ч . . . . |
10 |
Шпрпиа полпвкл за один цикл, м . . . . |
3 |
Дозировка разлива нефти, л/м2 ..................... |
0,02—0,2 |
Число форсунок .................................................... |
10 |
Расход воздуха одной форсункой, мз/.мин |
0,5 |
Давление сжатого воздуха, кгс/см2 . . . . |
1,5 |
Метод обработки дорог нефтью значительно экономичнее, чем поливка водой. Так, на Кургашинканском карьере при обработке гравийно-щебеночного покрытия нефтью затраты на обеспылива ние составили 1630 руб/км, а при поливке водой они достигали
157
6890 руб/км. Кроме того, обработка нефтью является более эффек тивным методом пылеподавления. Проведенные на Кургашинканском карьере контрольные замеры запыленности воздуха показали, что при поливке автодорог водой она изменялась от 20 до 0,4 мг/м3 и в среднем составляла 3,4 мг/м3, а при обработке нефтью макси мальная и минимальная величины запыленности составляли соответ ственно 1,8 и 0,2 мг/м3, а в среднем она была равна 0,6 мг/м3. Даже в самых неблагоприятных условиях при обработке карьерных авто дорог нефтью запыленность воздуха не превышает допустимой кон центрации (2 мг/м3).
Следует остановиться на методе борьбы с пылеобразованием, примененном при строительстве автодороги на Ингулецком карьере. Дорога поливалась 15—20%-ным водным раствором сульфитноспир товой барды ССБ, затем для выравнивания профиля дороги насы пался слой щебня толщиной 3—4 см и после этого производились окончательное профилирование дороги автогрейдером и поливка 15—20%-ным раствором ССБ с таким расчетом, чтобы весь рыхлый материал был пропитан.
После пропитки и укатки дорога пригодна для эксплуатации.
На строительство автодороги длиной |
3 км было израсходовано |
570 т щебня и 70 т ССБ. |
|
Растворы ССБ приготовляются на карьерах на специальных уста |
|
новках (рис. 60). При заданных расходах |
qp растворов ССБ на 1 мг |
поверхности покрытия количество твердого концентрата ССБ опре
деляется по |
формуле |
|
|
|
9т = дР[(р2Ѵт+Р(1 — р)Ѵв1, |
(94) |
|
где р — доли концентрации |
раствора; ут, ув — плотность |
твердого |
|
концентрата |
ССБ и воды; |
|
|
|
Ут= Ѵ с - ^ ; |
(95) |
|
ус — плотность ССБ. |
типа — гравийно-щебеночные, |
улуч |
|
Покрытия |
переходного |
шенные грунтовые и грунтовые — можно обрабатывать карналлитом
Т а б л и ц а 63
Показатели обработки автодорог карналлитом и хлоридами
|
|
Стоимость, |
Удельный |
Стоимость |
Время |
Обеспыливающий материал |
обработки |
эффективно |
|||
руб/т |
расход, |
і км авто |
го действия, |
||
|
|
|
кг/ы а |
дороги, руб. |
месяцев |
Хлористый кальций |
. . . |
70-100 |
0,6—1,4 |
630—930 |
2,0 |
Хлористый магний . . . . |
25—50 |
0,8—1,5 |
200-300 |
2,0 |
|
Природный карналлит . . . |
2,9 |
1 ,1 - 1 ,8 |
65-130 |
1,5 |
|
Обогащенный карналлит . . |
(9,0 |
0,9 -1,3 |
100-175 |
1,5 |
158
и хлоридами. Сравнительные экономические показатели применения этих веществ в качестве средств борьбы с пылеобразованпем приве дены в табл. 63.
Наилучшие результаты применения хлоридов могут быть до стигнуты при обработке хорошо укатанных, плотных участков автодорог, хотя гигроскопические соли и способствуют также уплот нению рыхлых покрытий, состоящих из песка с примесью 2—3% глинистых фракций.
Эффективность применения гигроскопических солей зависит от погодных условий и может изменяться даже в течение суток. В наи более жаркие часы суток влажность покрытия существенно умень шается, поверхность покрытий нагревается, что приводит к пылевыделению на обработанных хлоридами участках дорог.