Потапов M.Г. Карьерный транспорт‚. Трасса, план и профиль пути. 7 План пути
 Скачать 6.98 Mb.
|
|
§ 1. Классификация и элементы автодорог По характеру перевозок автодороги в карьерах делятся на производственные и хозяйственные. Производственные дороги предназначены для перевозки полезного ископаемого и вскрышных пород от экскаваторных забоев до пунктов разгрузки. Хозяйственные дороги используются для перевозки хозяйственных и вспомогательных грузов. Производственные дороги по местоположению на трассе разделяются наследующие виды магистральные на поверхности в капитальных траншеях и на постоянных съездах на рабочих площадках в забоях и на отвалах. По конструкции карьерные автодороги различают с дорожным покрытием бездорожного покрытия. По условиям эксплуатации карьерные автодороги делятся на постоянные и временные. Постоянные дороги прокладываются на длительный срок эксплуатации, временные же периодически перемещаются вслед за подвигающимся фронтом горных работ. К постоянным дорогам относятся дороги на поверхности карьера, в капитальных траншеях, на отработанных уступах в карьере или на участках на отвале. К временным дорогам относятся дороги на скользящих съездах, на рабочих уступах в карьере и на отвалах. Главным признаком, характеризующим размеры и конструкцию дороги, является ее грузонапряженность, те. количество груза в тоннах, перевозимое поданному участку дороги в единицу времени Проектирование и строительство автодорог всех типов производится в соответствии с определенными нормативами. Для каждой категории дорог устанавливаются максимальная скорость движения, ширина проезжей части, наибольший уклон, минимальный радиус кривой, тип покрытия и т. д. Автомобильная дорога (рис. 59) состоит из земляного полотна 1, дорожного покрытия 2, образующего проезжую часть дороги, и водоотводных сооружений 4. Рис. 59. Поперечный профиль автодороги. Траншея а — в рыхлых породах б — в скальных породах в — на съездах 1 — земляное полотно 2 — дорожное покрытие 3 — обочина 4 — водоотводные сооружения 5 — ограждение Размеры отдельных элементов поперечного профиля устанавливаются в зависимости от вида подвижного состава, числа полос движения и конструкции водоотводных, сооружений. Земляное полотно должно обладать устойчивостью независимо от изменения температурного и водного режима. Это достигается устройством, полотна из устойчивых грунтов и обеспечением отвода поверхностных и грунтовых вод. Земляное полотно автомобильных дорог, также как и железнодорожных путей, сооружается в виде насыпей, выемок или нулевых мест по типовым поперечным профилям. Крутизна откосов насыпей высотой дом принимается от 1:1,5 до 1:3, болеем Насыпи желательно возводить из однородных грунтов. При различных грунтах вниз укладывается слой грунта с худшими дренирующими свойствами и ему придаются поперечные уклоны. Для отвода воды из земляного полотна вдоль дороги устраивают кюветы или лотки с продольным уклоном 2—4‰. На косогорных участках с верхней стороны устраивают нагорные канавы. Ширина земляного полотна слагается из ширины проезжей части и двух обочин. Проезжая часть воспринимает основную нагрузку от подвижного состава и на главных дорогах покрывается дорожной одеждой (дорожным покрытием. Ширина проезжей части зависит от габаритов подвижного состава, скорости движения и числа полос движения. В условиях карьеров осуществляются различные схемы движения автомашина) встречное по одной полосе автодороги б) встречное по двум полосам, одна из которых грузовая в) кольцевое (поточное. В карьерах наиболее распространены встречное движение по двум полосами поточное по одной полосе. Ширина проезжей части дороги при встречном однополосном движении принимается с учетом того, что при разъезде встречных машин порожняя съезжает на обочину, ширина которой 2,0—2,5 м. При двухполосном движении ширина проезжей части В м) постоянных автодорог B = 2ak v + г где а — ширина автомобиля k v — коэффициент, учитывающий суммарную скорость встречных автомашин в интервале скоростей 20— 30 км/ч и равный 1,6—1,9; ΔВ г — величина, учитывающая габариты (длину, высоту, ширину) автомобиля (для самосвалов грузоподъемностью 27; 40 и 75 т ΔВ г соответственно равно 1,0; 1,3 им, а для полуприцепов 65 и 120 т — 2,2 им. Поданным Института горного дела Министерства черной металлургии СССР, ширина двухполосных постоянных автодорог (при различных значениях уклона) характеризуется данными, приведенными в табл. 12. Таблица Ширина проезжей части постоянных автодорог Ширина проезжей части (м) для автомобилей БелАЗ-540 БелАЗ-548 БелАЗ-549 При уклоне, % Покрытие автодорог 0 8 0 8 0 8 Бетонное Щебеночное Грунтовое наскальном основании 14 14 13 12 12 11,5 15 15 15 12,5 12,5 12 20 20 19 18 18 17 Ширина временных автодорог в забое и на отвале определяется габаритами автомобилей. Для самосвалов грузоподъемностью 27—75 тона составляет от 10,5 дом, для полуприцепов 65—120 тот дом. Очертание поверхности проезжей части имеет уклон для обеспечения отвода воды. Дороги выполняются двускатными и односкатными. Двускатные поверхности устраивают на прямых участках капитальных траншей и дорог. Односкатные поверхности устраивают на петлевых и спиральных съездах, а также на отвалах ив забоях. На поворотах радиусом 200 ми менее, когда появляется значительная центробежная сила, стремящаяся сдвинуть автомашину с проезжей части, на постоянных автодорогах осуществляется переход от двускатного к односкатному профилю (виражу) путем постепенного повышения наружной бровки полотна дороги. Поперечный уклон виража принимается в пределах 20— 60‰- На кривых участках для безопасности движения проезжая часть дороги выполняется с уширением. Размер уширения l (м) зависит от радиуса закруглений и для проезжей части двухполосной дороги может быть определен из выражения 101 , 1 , 0 где l — расстояние от переднего бампера до задней оси машины, м R — радиус кривой, м v — расчетная скорость движения, км/ч. При радиусах кривых 20—30 м уширение проезжей части составляет 1,5—2,0 м. При однополосном движении величина уширения уменьшается вдвое. Уширение производится постепенным (на длине не менее 20 м) уменьшением ширины обочины. При этом ширина обочины должна оставаться не менее 1 м. Трассирование карьерных автодорог производится из расчета минимального объема земляных работ, особенно на поверхности карьера. Вместе стем оно должно обеспечивать безопасность движения автотранспорта с возможно большими скоростями. Дорога в плане состоит из прямолинейных участков, сопрягаемых кривыми. На кривых участках снижаются скорости движения автомашины, однако кривые малого радиуса позволяют наиболее полно использовать основное преимущество автотранспорта — маневренность. Минимально допустимые радиусы закруглений автосамосвалов на постоянных дорогах составляют м, на временных дорогах в карьере 15—20 м, на петлевых заездах под погрузку 9—15 м. Продольный профиль автодороги проектируется в виде плавной линии, состоящей из площадок, уклонов и вертикальных кривых, соединяющих участки с различными уклонами. При выборе руководящего (расчетного) уклона учитываются глубина карьера, интенсивность движения, тяговые свойства автомашин и климатические особенности района. Применение больших уклонов позволяет значительно сократить объемы земляных работ, однако при этом снижаются скорость движения автомашины, а также пропускная способность дороги безопасность движения. В результате выбор оптимального уклона автодороги производится на основании оценки технико-экономических показателей применительно к конкретным горнотехническим условиям с учетом тяговых свойств машины и безопасности движения. Для современных типов автосамосвалов (колесная формула 4×2) величина руководящего подъема по этим соображениям практически ограничивается величиной 70—90 ‰. Участки дорог значительной протяженности с бетонными и железобетонными покрытиями должны иметь уклон не более 70 ‰ при транспортировании скальных породи не более 60 ‰ при транспортировании глинистых пород. Уклоны, превышающие 100‰, не следует допускать, так как при этом резко возрастает износ ходовой части машин и автопокрышек. При применении полуприцепов с колесной формулой 6×2 (например, для перевозок угля при бестранспортной системе разработки) целесообразно выполнять съезд пологим (40—60 ‰), так как в этом случае увеличиваются скорость движения автомашин и производительность автотранспорта в целом. Уклоны в порожняковом направлении ограничиваются условиями безопасности движения и обычно не превышают 120—150 ‰. При совпадении подъема с кривой производят смягчение продольного профиля на величину На длинных затяжных уклонах в районах, где наблюдается обледенение поверхности дорожной одежды, следует предусматривать вставки с уклоном не более 20‰ и длиной не менее 50—60 м через каждые 500—600 м длины уклона. В местах перелома продольного профиля, где разность смежных уклонов превышает 100‰, выполняют вертикальные кривые для повышения плавности движения подвижного состава. При скоростях движения 20—40 км/ч минимальные радиусы выпуклых кривых составляют 200—500 м, а вогнутых кривых 150—200 м. § 2. Дорожные покрытия Дорожное покрытие проезжей части применяют для того, чтобы обеспечить движение автотранспорта с высокими скоростями и предохранить автодорогу от разрушения под действием 102 подвижного состава и природных климатических факторов. Поверхность дорожного покрытия должна быть также достаточно шероховатой, чтобы обеспечивать надежное сцепление колес с дорогой. Дорожное покрытие составляется из одного или нескольких, конструктивных слоев. Верхний слой, или слой износа, характеризует эксплуатационные качества дороги сцепление, ровность и т. д. Нижний же, или несущий слой, обеспечивает прочность конструкции одежды. Несущий слой располагается на дорожном основании, выполняющем функции дренирующего слоя и передающем нагрузки на земляное полотно. В карьерах искусственное основание предусматривают только тогда, когда подстилающими грунтами являются наносы, глинистые сланцы и подобные им породы, изменяющие свои свойства при увлажнении. Материалом для дорожного основания, служат известняки, песчаники и другие породы, получаемые обычно приведении вскрышных работ. На песчаниках, известняках, песчанистых сланцах и т. п. искусственное основание автодорог не предусматривается. Конструкцию дорожной одежды выбирают, в зависимости от грузонапряженности движения, срока эксплуатации дороги, наличия местных материалов, климатических и грунтовых условий и др. Различают дорожные покрытия усовершенствованные (капитальные и облегченные, переходные и низшие. К усовершенствованным капитальным покрытиям относятся цементнобетонные, железобетонные, асфальтобетонные и черные щебеночные (укладываемые в горячем состоянии) на основаниях бетонном, щебеночном, гравийном, гравийно-щебеночном, шлаковом, из булыжного или колотого камня, а также грунтощебеночном, грунтогравийном и грунтовом, укрепленных вяжущими материалами. К усовершенствованным облегченным покрытиям относятся черные (обработанные вяжущими битумами) щебеночные и черные гравийные на основаниях щебеночном, гравийном, шлаковом, грунтощебеночном, а также на основаниях грунтогравийном и грунтовом, укрепленных вяжущими материалами грунтоасфальт. К покрытиям переходного типа относятся щебеночные, гравийные, шлаковые, грунтощебе- ночные и грунтогравийные, обработанные вяжущими материалами, грунтовые, укрепленные вяжущими материалами. К покрытиям низшего типа относятся грунтовые, укрепленные гравием или щебнем, грунтовые с подобранным гранулометрическим составом. Эксплуатационные качества дороги оцениваются в первую очередь прочностью дорожной одежды, состоянием проезжей части, определяющим возможную скорость движения машин, и изношенностью дорожного покрытия. Наибольшее распространение на отечественных карьерах получили постоянные автодороги с щебеночным покрытием. Дороги этого типа успешно эксплуатируются в карьерах. Весьма эффективна обработка щебеночных покрытий черными, вяжущими материалами (битум, асфальтовые эмульсии. Это сохраняет покрытие, придает ему большую ровность, уменьшает пылеобразование. Обработка вяжущими материалами наиболее перспективна для карьерных автодорог. С увеличением грузоподъемности машин для стационарных дорог получает распространение монолитное цементнобетонное покрытие, отличающееся высокой прочностью и долговечностью. Конструкция временных карьерных автодорог заметно отличается от конструкции дорог стационарных. На временных дорогах обычно ограничиваются профилированием их бульдозерами и укаткой дорожными катками. Основанием для дорожных проездов служат вскрышные породы или кровля пласта полезного ископаемого. Однако с увеличением грузоподъемности машин возникает необходимость в применении более совершенных дорожных покрытий. На карьерах получили применение сборно-разборные железобетонные дорожные покрытия, состоящие из готовых железобетонных элементов (плит. Плиты укладываются на подготовленное основание и скрепляются между собой. Основные преимущества сборных железобетонных покрытий высокая прочность, простота устройства, транспортабельность и возможность неоднократной укладки на дороге. Значительная экономия бетона и снижение стоимости достигаются при использовании плит 103 с предварительно напряженной арматурой. В этом случае рабочей стальной арматуре, закладываемой в плиту, сообщается предварительное натяжение, близкое по величине к расчетному пределу прочности. В таком состоянии арматура находится до полного затвердения бетона, после чего усилие ее сжатия передается на бетон. Получаемое за счет предварительного натяжения арматуры сжатие плиты повышает ее упругость и трещиноватость. Дороги со сборно-разборным железобетонным покрытием выполняют двух типов 1) со сплошным покрытием на всю ширину проезжей части 2) с покрытием колейного типа в виде параллельных полос, укладываемых в местах прохода колес автомашин. Дороги первого типа применяются при интенсивном двухполосном движении, второго типа — при кольцевом движении или встречном движении небольшой интенсивности с устройством разъездов. Сплошное покрытие предпочтительнее для постоянных дорог, колейное — для забойных и отвальных автодорог. § 3. Содержание и ремонт автодорог Автодороги постоянно находятся под действием воды, ветра, снега, температурных колебаний и нагрузок от подвижного состава, вызывающих постепенное накопление повреждений, потерю прочности дорожной одежды и нарушение ровности дороги. Особенно вредное влияние на состояние автодорог оказывают грунтовые и поверхностные воды. Отводы грунтовые дороги размягчаются и проезд по ним становится затруднительным. Избыток влаги в гравийных дорожных покрытиях способствует появлению колеи. В жаркий летний период года асфальтобетонные, черные (пропитанные) щебеночные и черные гравийные покрытия размягчаются и становятся пластичными. В зимнее время при значительном понижении температуры на асфальтобетонных и цементнобетонных покрытиях образуются трещины. Кроме природных факторов на дорогу оказывают влияние также нагрузки от автотранспорта. Вертикальная воздействующая сила зависит отвеса обращающихся автомашин. При движении по кривым малого радиуса вертикальная нагрузка значительно увеличивается за счет центробежной силы. Вдоль дорожного покрытия действуют касательные силы (особенно при торможении, вызывающие повреждения в виде волн и сдвигов. Наиболее характерными повреждениями дорожного покрытия разных типов являются трещины, выбоины, сдвиги, вмятины, волны, колеи. Происходит и износ дорожного покрытия. Для обеспечения безопасности непрерывного движения автотранспорта с установленными скоростями и нагрузками в условиях карьеров создается дорожная служба по содержанию и ремонту автодорог. Дорожно-ремонтные работы разделяются на содержание и ремонты — текущий, средний и капитальный. К содержанию относятся работы по уходу за дорогой и дорожными сооружениями и поддержанию их в чистоте. Производятся они в течение всего периода работы автотранспорта. При этом для весеннего и осеннего периодов характерен отвод обильного количества влаги от земляного полотна. В летний период превалируют работы по профилированию дороги очистке дорожного покрытия от пыли, грязи и материала, просыпающегося из кузовов машин. В зимний период приобретают особую важность работы по очистке дорог от снега и борьба с гололедицей (посыпка песком и пр. Для условий открытых разработок важное значение имеет борьба с пылеобразованием на дорогах, поскольку пыль ухудшает условия работы водителей и повышает износ автомашин. Основными способами борьбы с пылеобразованием являются поливка проезжей части дорог водой, хлористым кальцием и даже нефтепродуктами. Поливка водой, неприменимая в зимних условиях и требующая достаточно громоздкого хозяйства, вместе стем малоэффективна (ее действие летом ограничивается временем в 15—20 мин. Поэтому рекомендуется использовать раствор хлористого кальция, магния, натрия или отходы содовой промышленности, содержащие хлористый кальций. Ориентировочный расход хлористого кальция для обеспыливания дорог составляет около 0,6 кг/м 2 . Однако хлористый кальций не обладает вяжущими свойствами, и поэтому его использование в жарком и сухом климате малоэффективно. Использование же нефти, мазута и жидких битумов (при расходе 0,8—1,25 кг/м 2 ) увеличивает срок действия одного полива (2—8 мес. К текущему ремонту относятся работы, по предупреждению и немедленному исправлению 104 мелких повреждений дороги и дорожных сооружений. Основные из них заделка трещин и выбоин, засыпка колей, профилирование дорог, исправление просадок и мелких повреждений земляного полотна. К среднему ремонту относятся производимые разв года работы по ликвидации износа дороги. Основные из них поверхностная обработка асфальтобетонных, черных щебеночных и гравийных покрытий, замена отдельных плит, выравнивание покрытий с добавлением щебня или гравия. К капитальному ремонту относятся производимые разв несколько лет работы по полному возмещению износа всех элементов и сооружений дороги, повышению прочности дорожного покрытия, доведению размеров элементов дороги до норм, соответствующих определенной категории. При плохо организованном уходе дорога быстро разрушается и становится непригодной для нормального движения. Особенно это относится к дорожным проездам в забоях и на отвалах. При строительстве и ремонте автодорог используются механизмы, занятые в карьерах на основных работах (экскаваторы, скреперы, бульдозеры. Они используются обычно для подготовки трассы автодороги, а также при крупных ремонтных работах. Кроме этого, при строительстве, ремонте и эксплуатации, автодорог используются некоторые специальные машины грейдеры различных типов, автокраны, дорожные, самоходные и прицепные катки, рыхлители, поливочные машины, снегоочистители, пескоразбрасыватели, передвижные автогудронаторы. Дорожно- ремонтные бригады, обслуживающие автодороги в карьерах, оснащаются необходимыми дорожными машинами и механизмами, тип и число которых определяются категорией и протяженностью автодорог на предприятии. Для карьеров, где протяженность дорог ограничена 20—25 км, достаточно иметь одну комплексно механизированную бригаду. Комплект оборудования, необходимого для проведения основных дорожных работ поданным проф. МВ. Васильева, приведен в табл. 13. Таблица Комплект оборудования для дорожных работ Характер выполняемой работы Оборудование Производительность одной единицы, м 8 /смену Примерное число машин на 10 км дороги Гусеничные бульдозеры Д и Д 700—900 4 Возведение насыпей, устройство съездов, подъездов, профилирование дорожного полотна Колесные бульдозеры Д и Д 500—1000 4 Катки на пневмомашинах прицепные Д и Д 2500—3000* 1 Прицепные кулачковые катки Д и Д 1500—2000* 1 Рыхлители Д и Д 1000—3000* 1 Уплотнение грунтов, распределение материала, обработка вяжущими Автогудронатор Д 20—40 * 2 * Производительность в м/смену. |