книги из ГПНТБ / Васильев М.В. Автомобильный транспорт карьеров

20

Г л а в а II

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

ВКАРЬЕРАХ

§1. Специфика работы автомобилей

вкарьерах

Транспортный процесс является, как правило, наиболее про­ должительным во времени и емким по затратам труда в общей тех­ нологии добычи полезных ископаемых на карьерах. Он представляет собой комплекс последовательных операций по перемещению горной массы из забоев к местам разгрузки: бункерам обогатительных фабрик, погрузочным устройствам, складам, отвалам и т. д. Основ­ ные операции процесса — погрузка горной массы в автомобиль, движение его с грузом, выгрузка горной массы из автомобиля и дви­ жение егр без груза.

Погрузка горной массы в забоях обычно осуществляется экскава­ торами или различного рода погрузчиками. Йри комбинированных видах транспорта погрузка в автомобили может осуществляться из бункеров.

Движение автомобиля с грузом является единственной произ­ водительной операцией транспортного процесса. Движение без груза, загрузка и разгрузка являются непроизводительными опера­ циями, но они необходимы и неизбежны, так как являются слага­ емыми общего производственного процесса перемещения грузов. Ожидание при погрузке и разгрузке, маневры, задержки и перерывы в работе не являются обязательными и необходимыми для транс­ портного процесса и при соответствующей организации работы транспорта могут быть в значительной мере снижены или почти со­ всем устранены.

Автомобили в карьерах движутся по постоянным и временным автомобильным дорогам, соотношение между которыми бывает раз­ личным. Большей частью длина постоянных дорог не превышает 60% общей протяженности дорог, но с увеличением глубины карь­ еров она обычно увеличивается и нередко достигает 90%. В свою очередь, длина временных дорог сокращается за счет отработки верхних горизонтов и перестройки ряда временных дорог в постоян­ ные. Интенсивность движения на дорогах составляет 50—(S0 авто­ мобилей, а в некоторых случаях достигает 150 автомобилей в час. Вследствие неравномерности движения автомобилей расстояния между ними иногда уменьшаются до 30—40 м.

Несмотря на переменный профиль карьерных автомобильных дорог, накапливаемая при подъемах энергия не может быть реализо­

22

вана при спусках, так как по соображениям безопасности техни­ ческие скорости при движении под уклон должны находиться в пределах 30—40 км/ч, что вынуждает производить торможение. Поэтому из общей энергии, накопленной автомобилем, только 20— 30% используется на преодоление сопротивления движению при спуске, остальная, весьма значительная часть (70—75%) преобра­ зуется в тепло, что отрицательно сказывается на экономичности работы автомобиля.

В карьерах глубинного типа автомобили работают с вывозом груза на подъем. Как правило, преодоление больших затяжных подъемов требует использования высших передач автомобиля, что не всегда обеспечивается запасом мощности двигателя, вследствие чего требуется частое включение промежуточных ступеней. Это ведет к перерасходу топлива, перегреву двигателя и повышенному износу деталей. Наличие горизонтальных площадок на затяжных подъемах позволяет автомобилю накапливать энергию для более плавного подъема и способствует более нормальному режиму работы двигателя и сокращению расхода топлива.

На затяжных спусках в нагорных карьерах для предохранения тормозов от перегрева п обеспечения необходимой устойчивости автомобиля применяют торможение двигателем. При этом подача топлива в цилиндры прекращается, вследствие чего увеличивается расход топлива. На спусках большой протяженности с частыми поворотами требуется значительный расход сжатого воздуха в тор­ мозных системах с пневматическим приводом.

Чтобы избежать обратного движения, скатывания на крутых уклонах, а иногда и сползания юзом, современные карьерные авто­ мобили обычно снабжают специальными гидравлическими тормо- зами-замедлителями.

Движение автомобилей по кривым малых радиусов сопряжено с рядом трудностей. Так, для сохранения безопасности движения скорость нередко приходится снижать до 5—10 км/ч. На крутых поворотах резко возрастает сопротивление качению, у короткобазных автосамосвалов оно увеличивается до 30%. Это приводит к перерасходу топлива и весьма интенсивному износу шин. Поэтому при работе на крутых подъемах и спусках с малыми радиусами закруг­ лений следует использовать шины с повышенной боковой жесткостью, обеспечивающей меньшие углы увода колес на крутых поворотах.

Большой спецификой отличается работа автомобилей на высоко­ горных карьерах, расположенных на высоте 1,5—2 км и более над уровнем моря. На такой высоте атмосферное давление значительно снижается. С понижением атмосферного давления ухудшаются основ­ ные показатели работы автомобильного двигателя — уменьшается мощность и возрастает расход топлива. На высоте 2000 м мощность двигателя составляет всего 70% от мощности, которую данный дви­ гатель развивает на уровне моря. На длительных спусках и подъемах закипает вода в системе охлаждения, значительно нагревается масло двигателя и т. д.

23

Работа автомобилей в карьерах зависит от времени года и погод­ ных условий. Влияние этих факторов на производительность авто­ мобильного транспорта можно учитывать коэффициентом сезонности, который для средней полосы составляет: в летний период 0,95—0.97, в зимний период 1—1,1 и в переходный период 0,79—0,82. Этот коэффициент прежде всего отражается на скорости движения авто­ мобилей в карьерах. При многочисленных осадках, ухудшающих состояние временных дорог, скорости движения снижаются. При плохом состоянии дорог, вызванном размоканием грунта, образова­ нием неровностей, выбоин, уменьшается сцепление ведущих колес с опорной поверхностью, повышается сопротивление качению колес, ухудшается приспосабливаемость колес к опорной поверхности; при наличии значительных неровностей возможно даже задевание нижних частей автомобиля за отдельные неровности и сосредоточен­ ные препятствия. Кроме того, на скользких дорогах ухудшается управляемость и снижается устойчивость автомобиля. При автомо­ билях с одной задней ведущей осью наблюдаются явления буксо­ вания, на отвальных дорогах с мягкой поверхностью резко увели­ чивается сопротивление качению и снижается проходимость. В этих случаях нередко коэффициент сцепления составляет всего 0,1—0,3.

В весеннее время технические скорости груженого хода несмотря на худшее состояние дорог снижаются по сравнению с зимним пери­ одом не более чем на 10—12%. Наибольшие скорости порожнего хода достигаются в летний период, когда они на ровных участках дорог составляют до 28—30 км/ч. Наименьшие скорости порожпего хода, снижающиеся до 10—12 км/ч, отмечаются в весенний период при плохом состоянии дорог. Если в остальные периоды года (кроме весеннего) соотношенпе между скоростями порожнего и груженого хода составляет 1,7—1,9, то в весеннее время это соотношение умень­ шается до 1,2—1,3, т. е. разница между скоростями груженого и по­ рожнего хода весьма незначительна. Объясняется это тем, что плохое состояние дорог ограничивает главным образом более высокие ско­ рости, т. е. скорости порожнего хода. Частые выбоины, неровности, возникающие при размокании дорог, ограничивают технические скорости движения автомобилей. Средние эксплуатационные ско­ рости для большинства карьеров составляют около 12 км/ч. Соотно­ шение между средними значениями технических и эксплуатационных скоростей изменяется в пределах 1,2—1,6, составляя в среднем около 1,4.

Затрудняют движение автомобилей в карьерах также отдельные колебания микропрофиля дорог, особенно на уступах, вследствие неровностей, оставленных после буровзрывных работ, скоплений неубранного взорванного материала и т. д. Все это приводит к сни­ жению скоростей движения.

Таким образом, расстояние транспортирования (которое на опре­ деленном отрезке времени смены, суток остается практически по­ стоянным), глубина карьера, величины подъемов и спусков, радиусы закруглений, качество дорожных покрытий и их состояние и, нако-

24

нѳц, климатические и сезонные условия являются факторами, опре­ деляющими скорость движения автомобилей в карьерах.

Исследования работы автосамосвалов БелАЗ-540 (грузоподъем­ ностью 27 т) на карьерах цветной и черной металлургии свидетель­ ствуют о том, что среднетехническая скорость движения зависит не столько от конструктивных качеств, сколько от горнотехнических условий эксплуатации автомобилей в карьерах. Скорость движения автосамосвалов БелАЗ-540 на временных забойных дорогах и подъ­ ездах к экскаваторам ограничивается не тяговыми характеристиками, а в большинстве случаев качеством до­

Близкие к этим показателям имеют и автосамосвалы БелАЗ-548 (грузоподъемностью 40 т), получившие в последние годы распростра­ нение на ряде крупных карьеров (табл. 5).

' Т а б л и ц а 3

Средние фактические показатели времени цикла автосамосвалов БелАЗ-548 (по данным Ингулецкого ГОКа), сек

25

Достаточно высокая скорость маневрирования в сочетании с ко­ роткой базой и вполне совершенным управлением делают автосамо­ свалы БелАЗ мобильными и маневренными машинами. Однако наи­ большая конструктивная скорость автосамосвалов (55 км/ч) прак­ тически не может быть использована в карьерах (обычно эксплуатационная скорость на 20—40% ниже конструктивной) из-за сложности трассы и больших уклонов. Даже при движении с грузом под уклон скорость по условиям безопасности движения не превы­

Наибольшее влияние на продолжительность загрузки автосамо­ свала оказывают производительность экскаватора и емкость кузова автосамосвала. Число ковшей экскаватора, загружающего породой кузов автосамосвала, принимается кратным емкости кузова и, как будет показано далее, обычно равняется 3—5. Фактические показа­ тели времени загрузки автосамосвалов на рудных карьерах при­ ведены в табл. 6. Время погрузки одного ковша горной массы наи­ более распространенными на наших карьерах экскаваторами соста­ вляет от 27 до 40 сек в зависимости от состояния забоя, ширины заходки, угла поворота на погрузку, качества взорванной горной массы и т. д.

Ширина заходки и угол поворота экскаватора на разгрузку взаимосвязаны. Чем меньше ширина заходки, тем меньше и угол поворота, который может изменяться от 70 до 180°. При угле пово­

140—150 сек и при повороте на 180° — 170—180 сек. Наименьшее время затрачивается на погрузку мягких, рыхлых, сыпучих и мелко­ дробленых горных пород. Обычно в таких случаях продолжитель­ ность цикла экскаватора снижается на 20—30%.

26

Т а б л и ц а 6

Время загрузки автосамосвалов на рудных карьерах

к экскаватору и собственно погрузку, автосамосвалу нередко при­ ходится выполнять ряд маневровых передвижений, время на которые определяется принятой схемой маневров и составляет обычно от 20 до 70 сек. При скоплении нескольких автосамосвалов, подъезжа­ ющих под погрузку, неизбежны простои в ожидании погрузки. Время это бывает крайне неопределенным и зависит главным образом от организации движения автомобилей в карьере, их числа, обеспе­ ченности разгрузочными фронтами и т. д. По практическим данным, время ожидания погрузки должно быть не больше времени загрузки одного автомобиля, а в среднем должно составлять около половины этого времени.

На продолжительность разгрузки автосамосвалов большое вли­ яние оказывает фронт разгрузки: обеспеченность его достаточным числом бункеров и их приемная способность на обогатительных фабриках, наличие необходимой длины фронта разгрузки на складах, отвалах и т. д. Обычно фронт разгрузки устанавливается с учетом числа одновременно прибывающих на разгрузку автомобилей с за­ пасом 20—25% на случай увеличения числа прибывающих машин в часы пик. Однако в практике иногда по тем или иным причинам нарушается ритмичность транспортного процесса. В этом случае ожидание разгрузки не должно превышать, как и при погрузке, половины продолжительности времени разгрузки одного самосвала.

Продолжительность разгрузки определяется суммой затрат вре­ мени на маневры, включающие передвижение передним и задним

27

28

§ 2. Эксплуатация автомобилей в различных климатических и сезонных условиях

Автомобильный транспорт сможет выполнять поставленные перед ним задачи только в том случае, если автомобили будут приспо­ соблены для работы в данных климатических условиях и будет создана обстановка, способствующая их нормальной работе и обслу­ живанию.

По условиям эксплуатации автомобилей в карьерах па террито­ рии Советского Союза можно выделить три наиболее выраженные климатические зоны: северную — холодную, среднюю — умеренную и южную — жаркую. В северную зону включаются районы с наи­ более низкими зимними температурами (до минус 40—70° С) и про­ должительной зимой (180—300 дней в году). В южную зону входят районы страны, где летняя температура достигает 40—50° Свыше нуля.

Наиболее резкие изменения производительности автомобильного транспорта в зависпмости от времени года характерны для северной зоны (рис. 3).

В карьерах, расположенных в районах распространения низких температур, эксплуатируется примерно 60—65% всего автомобиль­ ного парка большегрузных автомобилей. Сложность работы их в зимнее время в этих карьерах обусловлена следующими обсто­ ятельствами:

1) ограниченной видимостью в условиях полярной ночи, частых туманов, снегопадов;

2) обледенением автомобильных дорог и резким снеготаянием;

3)трудностью запуска сильно охлажденных двигателей, под­ держания соответствующего теплового режима, необходимой кон­ систенции смазки, предохранения от замерзания жидкостей в системе охлаждения и аккумуляторных батареях и т. д.;

4)необходимостью задалживания автомобилей на вывозке из карьера снега;

5)возможностью намерзания транспортируемой породы на кузова автомобилей и трудностью их очистки;

6)увеличением числа аварийных поломок из-за хладоломкости металла, хрупкости резиновых деталей и т. д.;

7) тяжелыми условиями для водительского состава при работе в карьере и для полевого осмотра автомобиля.

Из перечисленных причин одной из основных является трудность вождения автомобилей в условиях плохой видимости. При работе автомобилей в периоды сильных туманов, снегопадов, метелей,

29