 |
2.4. Карьерный транспорт.
|
|
|
|
Всеми видами карьерного транспорта в нашей стране ежегодно перевозится около 10 млрд. т горной массы, из которых 65 % приходится на автомобильный и 25 % на железнодорожный транспорт. Ежегодно возрастают объемы перевозки конвейерным транспортом. Для подъема руды из глубоких карьеров применяют скиповые подъемники. Затраты на перевозку горной массы в карьерах составляют 40—50 %, а в глубоких карьерах 65—70 % общих затрат на добычу полезного ископаемого.
Железнодорожный транспорт целесообразен при перевозках горной массы с глубины до 200—250 м, средней и большой производительности карьеров и значительных (более 3 км) расстояниях транспортировки.
В карьерах применяют рельсовый путь широкой (1524 мм) колеи. Ширококолейный
рельсовый путь имеет такое же устройство, как узкоколейный. Для широкой колеи применяют рельсы Р-50, Р-65, Р-75. Длина звеньев рельсов, как правило, 25 м. На протяженных прямых участках возможно сооружение бесстыкового сварного пути длиной 400—800 м.
Используются железобетонные и деревянные шпалы. Последние экономичнее железобетонных на участках с грузопотоком менее 10 млн. т в год и сроком службы рельсового пути менее 10 — 15 лет, а также при радиусах закругления пути менее 300 — 350 м. Стандартная длина шпал 2700 мм, толщина 135—175 мм. Расстояние между шпалами 0, 5—0, 75 м. Толщина балласта 20— 25 см, а на слабых грунтах 30—50 см.
Минимальный радиус закругленик на временных путях 100— 120 м, на постоянных — 200
м. Максимальный подъем пути 400/00 при использовании тяговых агрегатов —- 60 0/00.
Рис. 2. 16. Думпкар грузоподъемность 180 т (а) и схема его разгрузки (б)
Руду и породу в карьерах перевозят в д у м п к а р а х (рис. 2. 16, а) — металлических вагонах, имеющих откидывающиеся или поднимающиеся борта. Наиболее распространены думпкары с откидывающимися бортами. Они снабжены с каждой стороны пневмоцилиндрами, штоки которых шарнирно соединены с днищем думпкара. При поступлении в цилиндры сжатого воздуха из резервуара выдвигаются поршни со штоками и одновременно с опрокидыванием кузова на угол 48—52° откидывается борт думпкара (рис. 2. 16, б). Сжатый воздух в резервуар подводится по шлангам от компрессора, установленного на электровозе. Характеристика думпкаров приведена в табл. 2. 4. В качестве локомотивов в карьерах применяют электровозы, тепловозы и тяговые агрегаты.
|
|
|
Т а б л и ца 2. 4
| Показатели | Думпкары | ||||
| 5ВС-60 | ВС-85 | 2BС-105 | ВС-125 | ВС-180 | |
| Грузоподъемность, т | |||||
| Вместимость кузова, м3 | 26, 2 | 48, 5 | |||
| Масса, т | |||||
| Число осей | |||||
| Нагрузка на ось, кН | |||||
| Длина, м | 11, 72 | 12, 17 | 14, 9 | 15, 02 | 17, 58 |
| Высота, м | 2, 87 | 3, 18 | 3, 23 | 3, 26 | 3, 34 |
Наибольшее распространение получили к о н т а к т н ы е э л е к т р о в о зы, питающиеся от сети постоянного тока напряжением 1500 и 3000 В и переменного тока напряжением 10 кВ. На стационарных путях контактный провод подвешивают на металлических или железобетонных опорах на высоте 5, 75— 6, 25 м. На забойных и отвальных путях контактный провод монтируют на передвижных опорах сбоку от рельсового пути. При работе многоковшовых экскаваторов, когда пути перемещают путепередвигателями непрерывного действия, опоры крепят к
рельсовому пути и передвигают вместе с ним. Для съема тока электровоз дополнительно оборудуют боковым токоприемником.
Современные промышленные электровозы отечественного производства (Д-100М, Д-940), производства ГДР (ЕL-1, Е L-21, EL-2) и ЧССР (13Е-1 и 26Е-1) имеют сцепной вес от 1000 до 1800 кН, мощность 1400—2430 кВт, скорость движения 28—31 км/ч при часовом режиме и минимальный радиус кривой закругления 60—75 м.
|
|
|
В т е п л о в о з е электрический ток для тяговых двигателей вырабатывается генератором, приводимым в действие двигателем внутреннего сгорания. Достоинства тепловозной тяги: высокий к. п. д. (25—27 % по сравнению с 14—15 % у электровозов), значительная сила тяги, отсутствие контактной сети. В карьерах они не получили широкого распространения, так как используемые МПС тепловозы не соответствуют специфическим особенностям открытых разработок (большие уклоны, малые радиусы кривых).
В последнее время в качестве локомотивов все большее применение стали находить т я г о в ы е а г р е г а т ы. В состав тягового агрегата входят головной электровоз, на котором размещена система управления, дизелевоз (секция автономного управления) и один-два моторных думпкара. В дизельной секции установлена дизель-генераторная установка, питающая постоянным током электродвигатели ходовой части и устраняющая потребность в контактной сети на передвижных путях. Находят также применение тяговые агрегаты, состоящие из электровоза управления и моторных вагонов. Сцепной вес тяговых агрегатов постоянного (ПЭ-8,
ПЭ-5, ПЭ-2М) и переменного (ОПЭ-1, ОПЭ-2) тока составляет 2400: —3600 кH, что позволяет водить поезда с полезной массой 1000т на уклонах 600/00. Для глубоких карьеров СССР специалистами ГДР в сотрудничестве со специалистами нашей страны разработаны и выпущены
мощные (4920 кВт) автономные тяговые агрегаты EL-10, состоящие из электровоза переменного тока с дизель-генераторной установкой и двух моторных думпкаров.
Автомобильный транспорт по сравнению с железнодорожным позволяет: иметь более крутые уклоны (до 0, 1 в грузовом направлении и до 0, 12—0, 15 в порожняковом) и меньшие радиусы закруглений пути (до 12—20 м), что сокращает объемы вскрывающих траншей и сроки сдачи карьеров в эксплуатацию; отрабатывать небольшие рудные тела при значительной глубине их залегания с меньшим объемом вскрышных работ; иметь лучшие условия для раздельной выемки руд; отрабатывать рудные тела сложной конфигурации с меньшими потерями; повысить производительность экскаваторов на 15—20 % ввиду меньших простоев в ожидании транспорта.
|
|
|
Рис. 2. 17. Автосамосвал (а) и двухостный полуприцеп (б)
Основным видом автомобильного транспорта в карьерах являются а в т о с а м о с в а л ы грузоподъемностью 27—75 т, разгружающиеся опрокидыванием кузова назад на угол 50—65° с помощью гидроцилиндров (рис. 2. 17, а). Внедряются автосамосвалы грузоподъемностью 100 и 180 т. Характеристика применяемых на карьерах автосамосвалов приведена в табл. 2. 5.
Т а б л и ца 2. 5
| Показатели | БелАЗ-540 | БелАЗ-548 | БелАЗ-549 | БелАЗ-7519 | БелАЗ-7521 |
| Грузоподъемность, т Вместимость кузова, м3 |
Мощность двигателя, кВт 260 382 770 960 1700
Масса, т 21 27 48 85 120
Наибольшая скорость, км/ч 55 57 55 52 50
Минимальный радиус
поворота, м 8, 3 9, 5 10, 5 12 15
Большегрузные автосамосвалы оборудованы электромеханической трансмиссией с электроприводом задних ведущих колес. В ведущие мотор-колеса встроены тяговый электродвигатель, редуктор и тормозное устройство.
На базе автомобилей БелАЗ созданы п о л у п р и ц е п ы грузоподъемностью 40, 65 и 120
т (рис. 2. 17, б).
Перспективным является применение дизель-троллейвозов. В местах погрузки в забоях и на временных участках путей внутри карьера они двигаются с помощью собственных дизельных двигателей, а на постоянных участках пути — питаются энергией от троллейной сети.
Одно из условий успешного применения автотранспорта — хорошие а в т о д о р о г и, которые бывают постоянными (в капитальных траншеях и на поверхности) и временными (забойные).
Элементы автомобильной дороги: проезжая часть, обочина, кюветы. Проезжая часть постоянных дорог имеет покрытие в виде слоя гравия, щебня, бетона и т. д. Применяют также покрытия из отдельных железобетонных плит. Несколько большие капитальные затраты при этом окупаются меньшими эксплуатационными расходами по содержанию дороги и автомобильного парка. Поверхность дорог выравнивают экскаватором и затем планируют бульдозером; при неустойчивых породах основание дороги уплотняют тяжелыми катками.
|
|
|
Проезжая часть дороги имеет поперечный уклон, равный 0, 04; продольный уклон в грузовом направлении составляет 0, 06—0, 1, в порожняковом — 0, 12—0, 15.
Ширина проезжей части при движении в одном направлении (однополосном) равна ширине автосамосвала плюс ширина свободных зазоров по 0, 4—1 м с каждой стороны проезжей части. При двухполосном движении проезжую часть увеличивают на ширину еще одного автосамосвала и величину зазора между встречными автомобилями (0, 4—1, 5 м). Радиусы закруглений карьерных автодорог не должны быть менее 20 м.
Ширину проезжей части автодорог (м) при двухполосном движении рекомендуется принимать следующей.
| Дорога Постоянная БелАЗ-540 12-14 | Временная 10-10, 5 |
| БелАЗ-548 13-15 | 11-11, 5 |
| БелАЗ-549 17-20 | 14-15 |
| БелАЗ-7519 19-21 | 16-17 |
| БелАЗ-7521 23-25 | 18-20 |
| Применение автомобильного транспорта целесообразно при | расстояниях |
транспортирования не более 3—6 км в зависимости от грузоподъемности автосамосвалов. При большой длине транспортировки целесообразно использование автотранспорта в сочетании с железнодорожным, конвейерным транспортом или скиповыми подъемниками.
Срок службы автосамосвалов составляет 5—6 лет при пробеге за это время 180—220 тыс. км. Срок службы шин 25—40 тыс. км. Конвейерный транспорт получил широкое распространение в карьерах для доставки мягких руд, угля, пород, разрабатываемых преимущественно роторными экскаваторами. Реже его используют для транспортирования крепких руд и скальных пород, прошедших предварительное дробление до кусков крупностью 300—400 мм.
Достоинства конвейерной доставки: возможность преодоления больших (18—20°) подъемов и сокращение вследствие этого объема горно-капитальных работ; непрерывность транспортирования горной массы, позволяющая повышать коэффициент использования экскаваторов; возможность полной автоматизации и небольшой штат обслуживающего персонала.
|
|
|
Л е н т о ч н ы е к о н в е й е ры, применяемые на открытых разработках, не имеют принципиальных отличий в конструкции от подземных, но имеют большие параметры. Ширина ленты конвейера достигает 3000—3200 мм, скорость ее движения — 8 м/с, производительность —
25—30 тыс. м3/ч. Длина одного става конвейера может достигать 10—12 км, а суммарная мощность всех приводов 6—9 тыс. кВт.
В некоторых случаях отдельные ставы конвейеров устанавливают на шпалах между скрепляющими их рельсами. Последние служат для установки и перемещения загрузочных устройств, а также используются для передвижки конвейера. При низких температурах (-40- 45°С) используют специальные морозоустойчивые ленты. Высокопрочные ленты изготовляют с прокладками из синтетических тканей. Кроме повышенной прочности они обладают высокой эластичностью и влагоустойчивостью, вследствие чего при низкой температуре не смерзаются и не теряют гибкости. Очень высокую прочность имеют резинотросовые ленты, у которых каркас делается из стальных тросов, сплетенных из тонких проволок, укладываемых в один слой.
Наиболее перспективны л е н т о ч но - к а н а т н ые конв е й е р ы, допускающие большую длину става и изгиб в горизонтальной плоскости радиусом до 120—150 м.
В глубоких карьерах при большой протяженности трассы карьерных дорог целесообразно применять сочетание двух или трех видов транспорта.
Наиболее распространенными видами комбинированного транспорта в карьерах являются сочетания: автомобильного с железнодорожным, автомобильного с конвейерным, автомобильного со скиповым. Горная масса автосамосвалами перевозится до перегрузочных пунктов, где перегружается в соответствующий вид другого транспорта. Перегрузочные пункты устраивают на поверхности или верхних горизонтах карьеров и переносят на нижележащие по мере углубления карьера. Перегрузочные пункты располагают таким образом, чтобы расстояние от забоев до них не превышало 3—4 км.
Рис. 2. 18. Схемы специальных видов транспорта: а – подвесной двухканатной дороги; б, в – соотвественно гидравлического и пенвматического транспорта
В карьерах глубиной до 200 м целесообразно применять а в т о м о б и л ь но - ж е л е зн о д о р о ж н ый т р а н с п о рт, при глубине свыше 150 — 200 м — а в т о м о б и л ьно - к о н в е й е р н ый. В глубоких карьерах с крутыми откосами бортов применяют а в т о м о б и л ь н о - с к и п о в о й транспорт.
В сложных горнотехнических условиях и между отдельными пунктами переработки полезного ископаемого применяют специальные виды транспорта: подвесные канатные дороги, перемещение горной массы по рудоспускам, пневматический и гидравлический.
П о д в е с н ы е к а н а т н ы е д о р о г и используют для транспортирования горной массы из карьеров, расположенных в гористой местности. Их главное достоинство — независимость от рельефа. Схема двухканатной дороги показана на рис. 2. 18, а. Несущие канаты на грузовой 3 и порожняковой 8 ветвях на одном конце дороги 4 закреплены наглухо, а на другом натянуты противовесами 13. По трассе дороги они поддерживаются опорными башмаками 9, установленными на опорах 11. На конечных станциях несущие канаты соединяются друг с другом однорельсовыми подвесными путями 1 и 5 и образуют замкнутый контур движения вагонеток.
Вагонетки крепят зажимами к тяговому к 12, огибающему приводной 6 и натяжной шкивы. Натяжной шкив 14 соединен с противовесом. По трассе тяговый канат поддерживается
блоками 10, установленными на опорах. Прицепка и отцепка вагонеток производится в пунктах 2
и 7.
Опоры устанавливаются на расстоянии от нескольких десятков до нескольких сот метров одна от другой, в зависимости от рельефа местности. Длина дорог достигает нескольких десятков километров. Производительность дорог невысока — до 500 т/ч.
Одна из схем г и д р а в л и ч е с к о го т р а н с п о р та показана на рис. 2. 18, б. Насос всасывает и нагревает в трубопровод воду, а транспортируемый груз вводится в трубопровод с помощью шлюзующего устройства, состоящего из двух камер. Верхний и нижний клапаны открываются и закрываются автоматически поочередно, вследствие чего питание трубопровода горной массой и образование гидросмеси происходит практически непрерывно.
Для производительной работы гидротранспорта необходима невысокая крупность транспортируемого материала и оптимальная консистенция гидросмеси. При соответствующих условиях гидротранспорт оказывается экономичнее других видов транспорта. Так, эксплуатирующиеся в стране угольные трубопроводы длиной по 11 км обеспечивают в два раза меньшие затраты на перемещение полезного ископаемого, чем железнодорожный транспорт.
Обычный вариант п н е в м а т и ч е с к о г о т р а н с п о р та сыпучего материала по трубопроводу струей сжатого воздуха показан на рис. 2. 18, в. Он применяется для перемещения грузов на относительно небольшие расстояния. Качественно новым видом пневмотранспорта является транспорт насыпных грузов в отдельных (или соединенных в составы) контейнерах под действием нагнетаемого в трубопровод воздуха. Контейнеры движутся на колесах по рельсу, проложенному в нижней части трубопровода. Система трубопроводного контейнерного транспорта создается в Грузинской ССР. По трубопроводу первой очереди длиной 17 км доставляется щебень от карьера до завода железобетонных изделий. Диаметр трубопровода 1, 2 м, грузоподъемность состава 30 т. Проложены два отдельных трубопровода для груженых и порожних составов. С вводом второй и третьей очередей длина трубопроводной линии возрастает до 40 км.
|
|
|
