2. Проектирование систем карьерного автотранспорта

2.1 Основные подсистемы карьерного автотранспорта

Современные предприятия горной промышленности представляют собой сложные природно-хозяйственные и социально-экономические комплексы, располагающие значительным парком добывающего, автотранспортного и другого мобильного оборудования. Подсистема карьерного автотранспорта одна из наиболее сложных и динамичных технических систем горного производства. От ее надежного функционирования зависит не только работа горного предприятия, но и смежных производств - обогатительных фабрик, перегрузочных пунктов и так далее.

Автотранспортные средства обычно работают в комплекте с экскаваторами и образуют экскаваторно-автомобильные комплексы. Для простого ЭАК характерно закрепление работающих автосамосвалов за отдельными экскаваторами. Экскаватор ориентирован на использование своих транспортных коммуникаций и соответствующих пунктов приема породы и полезного ископаемого. В таком случае подсистема ЭАК работает изолированно, что в ряде случаев позволяет достичь максимальной производительности комплекса. Структурная схема сложного ЭАК предполагает параллельную работу в карьере нескольких экскаваторов и подачу освобождающихся автосамосвалов на свободный в данное время экскаватор. При эксплуатации сложного комплекса возникают пересекающиеся связи между отдельными элементами, что требует дополнительной координации и автоматизации управления работой ЭАК. На автосамосвалы устанавливаются датчики определения их местоположения, тензометрические датчики учета погруженной массы, а также необходимы системы управления движением на транспортных коммуникациях карьера и контроля свободности или занятости пунктов приема полезного ископаемого или породы. В зависимости от числа работающих автосамосвалов ЭАК классифицируется по данным таблицы 7.

Таблица 7 – Классификация комплексов по стабильности

Комплекс	Число автосамосвалов	Коэффициент стабильности
Малостабильные	2-3	0,50-0,65
Среднестабильные	4-6	0,75-0,80
Высокостабильные	7-8	0,85-0,90

Варианты транспортного освоения карьеров оценивается по следующим показателям:

1. Маневренность комплекса

, (11)

где N_Э – количество экскаваторов, работающих в карьере.

= 0,5

2. Стабильность комплекса

, (12)

где N_А – количество автосамосвалов, работающих в карьере.

= 0,9

Следовательно, что освоение карьера оценивается как высокостабильное.

2.2 Вариантное проектирование карьерного автомобильного транспорта

Особенностью формирования транспортной системы карьера является то, что принимаемые решения должны носить долговременный характер, и при периодической реконструкции возможно только техническое перевооружение действующих видов транспорта. Поэтому необходимо учитывать последовательность развития транспортной системы карьера.

На стадии проектирования, основной задачей является правильный выбор погрузочного транспортного оборудования. В целом задача проектирования транспортной системы карьера решается в три этапа:

1. Устанавливаются возможные для применения в заданных условиях виды и схемы транспорта.

2. Выбирается оптимальное сочетание погрузочно-транспортного оборудования и уклоны карьерных автомобильных дорог.

3. Проводится технико-экономическое сравнение вариантов транспортных систем.

Режим работы транспорта в карьере обычно совпадает с режимом работы самого карьера. Для предварительных расчетов рекомендуется принимать непрерывную рабочую неделю по три смены в сутки для крупных карьеров, производительностью более 25 млн тонн в год; шестидневную рабочую неделю в две или три смены в сутки для карьеров с производительностью до 25 млн тонн в год.

При планировании развития горных работ с использованием автомобильного транспорта следует исходить из величины минимально активного фронта работ, приходящихся на один экскаватор. Длина заходки для установки экскаватора принимается по таблице 8.

Таблица 8 – Определение длины заходки

Вместимость ковша экскаватора, м3	Длина заходки, м
2,5	300
4,5	500
6-8	600
10-15	700
20	800

Предусматривается следующий порядок выбора оптимального типа ЭАК:

1. С учетом годового грузооборота карьера и данных таблицы 9 предварительно подбирается экскаватор по вместимости ковша.

Таблица 9 – Определение вместимости ковша

Грузооборот карьера, млн т/год	Вместимость ковша, м3
До 25	4,6-5,0
25-30	6-8
50-75	10-12,5

В работе принимается экскаватор ЭКГ 12,5.

2. Выбирается соответствующий данному экскаватору автосамосвал по сопряженным рабочим параметрам.

Выбирается автосамосвал НД-1200 Комацу

3. Определяется производительность комплекса и требуемое количество автосамосвалов.

N_а = 24

4. Принимается простой или сложный ЭАК.

5. Рассчитываются ТЭП комплекса.

6. Намечается и анализируется вариант организации работы с другим типом экскаватора и автосамосвала, рассчитываются его показатели и сравниваются с первоначальным вариантом. При необходимости расчет повторяется.

В данном курсовом проекте выбираем самосвал, приведенный в таблице 4, Komatsu НД-1600М и делаем основные расчёты.

Но в реальности, эффективнее было бы использование автосамосвала CAT 797 F Mining Truck, грузоподъёмностью 363т и грузовместимостью 210 м³, с шапкой.

Используем этот самосвал для построения плана графика работы ЭАК.

Для построения графика, необходимо рассчитать некоторые показатели:

Время погрузки автосамосвала:

t_погр= , мин, (13)

где П_тех – часовая производительность экскаватора, м³/ч;

П_тех= , (14)

где - объём ковша экскаватора, м³

П_тех= = 1607 м³/ч;

t_погр= = 7,72 = 8,9 мин;

Время движения по перегонам:

= =1,6 мин;

= = 11 мин;

Время оборота автосамосвала:

t_об = t_погр ++ 2* + t_з + t_в , мин, (15)

где t_з – время замены автосамосвала у экскаватора, мин;

t_в – время выгрузки автосамосвала, мин;

t_об = 8 + 16 + 22 + 1,3 + 2,3 = 49,6 мин;

Число автосамосвалов на 1 экскаватор:

n_АСМ = ,

где - число рейсов, выполненных за 2 часа;

n_АСМ = = 4,96 = 5 автосамосвалов;