Потапов M.Г. Карьерный транспорт‚. Трасса, план и профиль пути. 7 План пути
 Скачать 6.98 Mb.
|
|
§ 1. Схемы движения автотранспорта Различие горнотехнических условий и систем разработки отдельных месторождений обусловливает различие схем работы автотранспорта в карьерах. При транспортной системе разработки на карьерах угольных, рудных или строительных материалов автотранспорт используется для транспортирования вскрышных породи полезного ископаемого. При простой или усложненной бестранспортной системе разработки наугольных карьерах автотранспорт используется на перевозках угля. Схемы движения автотранспорта определяются горнотехническими условиями разработки месторождения, направлением и расстоянием транспортирования вскрышных породили полезного ископаемого. При этом уклоны дорог в грузовом направлении определяются тяговыми способностями подвижного состава, а радиусы кривых — условиями безопасного движения с наибольшими скоростями. Расположение автодорог в плане и направление движения по ним определяются способом вскрытия месторождения. С применением автомобильного транспорта связь рабочих горизонтов карьера с поверхностным комплексом осуществляется посредством прямых, спиральных, петлевых и комбинированных съездов. Прямые съезды (рис. 71) используются при разработке месторождений с горизонтальным или слабонаклонным залеганием пласта или рудного тела, когда карьеры характеризуются значительной длиной при относительно небольшой глубине, а также на нагорных карьерах. Рис. 71. Прямые съезды при автотранспорте а — кольцевые б — сквозные Коэффициент развития трассы при этом составляет 1,05—1,12. - Спиральные съезды (рис. 72) применяют на глубоких карьерах с ограниченными размерами в плане (типичны Сибайский и Сарбайский карьеры. При спиральных съездах допускаются большие радиусы и высокие скорости движения. Рис. 72. Спиральные съезды при автотранспорте Петлевые съезды (рис. 73) применяют при значительной глубине карьера или при разработке месторождений на склоне горы, когда достигнуть заданных отметок не удается прямым съездом. Соединение отдельных съездов петли производится с помощью круговых кривых или 123 серпентин (рис. 74). Рис. 73. Петлевые съезды Длина круговой кривой а—б—в составляет обычном, длина серпентины где 130—170 м. Тем не менее применение серпентины в. ряде случаев необходимо, так как иначе при крутых бортах карьера невозможно безопасное сопряжение прямых участков пути. В результате действительная длина трассы (с учетом смягчения подъемов на кривых участках и участков примыкания к рабочим горизонтам) становится на 20—25 % больше теоретической. На участках соединительных кривых наблюдается заметное снижение скорости движения. Рис. 74. Сопряжение участков кривой а — круговой кривой б — серпентиной Для устойчивости петлевые съезды стремятся располагать на лежачем борту карьера. Комбинированные съезды используются на большинстве карьеров с автотранспортом. При этом часто спиральная форма заезда переходит в петлевую. Коэффициент развития трассы составляет 1,2—1,3. § 2. Управление работой автотранспорта Эксплуатация автотранспорта в карьерах организуется таким образом, чтобы обеспечивалась бесперебойная работа добычных и вскрышных экскаваторов при соблюдении принятой системы текущего обслуживания и ремонта машин. Режим работы карьера и автохозяйства совпадают. Обычно это круглосуточная двух- или трехсменная работа при прерывной или непрерывной рабочей неделе. Вместе стем каждый автомобиль может иметь свой режим работы. Возможны односменный, двухсменный и трехсменный режимы работы автомобиля в карьере. При односменном режиме работы удается содержать автомобиль в хорошем техническом состоянии. Однако производительность каждого автомобиля становится низкой, возрастает инвентарный парк машин, ухудшаются технико-экономические показатели. Максимальная производительность автомобилей достигается при трехсменном режиме работы. Однако это сопровождается, как правило, значительным ухудшением их технического состояния. Многочисленными исследованиями установлено, что наиболее эффективны двух- и трехсменный режимы работы автомобилей в карьере. При этом обеспечиваются наиболее стабильные показатели работы и улучшается техническое обслуживание. Для производительного использования оборудования большое значение имеет правильный выбор схем подъезда и установки автомашину экскаватора. В зависимости от способа вскрытия месторождения, размеров рабочих площадок и условий работы экскаваторов возможно осуществление сквозного подъезда, подъезда с петлевым разворотом и подъезда с тупиковым разворотом. Однако во всех случаях при выборе схемы Подъезда машин к экскаватору стремятся к сокращению времени на маневр, подачу и смену машин, чтобы насколько возможно приблизиться к непрерывной подаче их под погрузку. Сквозные подъезды (риса) используют при одностороннем движении машин на уступе. Это возможно тогда, когда с горизонта есть два выезда (кольцевое движение, автомашины движутся при этом поточно, съезжая с магистрали к экскаватору. При значительной ширине заходки машина вынуждена съехать с основного дорожного проезда (рис, 75, б. Рис. 75. Схемы подъезда автомашин к экскаватору Подъезды с петлевым разворотом осуществляются при встречном движении машин на уступе и не требуют сложных маневров (рис. 75, в и г. Обычно схема с петлевым подъездом обеспечивает - достаточно высокое использование экскаватора. Машины могут следовать одна за другой, и время обмена машин обычно не превышает времени рабочего цикла экскаватора. При этом для уменьшения износа машин движение целесообразно организовать так, чтобы разворачиваться приходилось порожним самосвалам. Установку машин следует производить в позицию, при которой экскаватор работает с наименьшим углом поворота, благодаря чему повышается его производительность. Подъезды ст упико вым разворотом используются в стесненных условиях, при недостатке места для петлевого разворота машин. Чаще эта схема применяется при проходке траншей (рис. 75, д. При ширине площадки меньше радиуса поворота машин для разворота устраиваются специальные ниши (рисе Основным недостатком схем подъезда с тупиковым разворотом является снижение на 30— 35 % производительности средств транспорта. Опыт эксплуатации автотранспорта в карьерах показывает, что производительность экскаваторов и автомашин во многом зависит от схем установки автомобилей у экскаваторов при погрузке. В зависимости от числа машин, находящихся одновременно под погрузкой, применяют одиночную или спаренную установку машин в забое. Возможна и различная организация движения автомобилей в карьере. На многих предприятиях приняты прикрепленные группы автосамосвалов за определенным экскаватором (работа по замкнутому циклу. Соответственно организация оперативного управления основывается на фиксированном прикреплении к экскаватору группы машин. Являясь наиболее простой, такая организация приводит к повышенным простоям как автомашин, таки экскаваторов. Это объясняется задержкой в пути самосвалов или их поломкой, неисправностью экскаваторов или неподготовленностью забоя. При больших грузооборотах необходимо быстро распределять и перераспределять средства автотранспорта. Это достигается при организации движения по открытому циклу, когда поток автомобилей рассеивается между экскаваторами таким образом, чтобы максимально сократить простои экскаваторов в ожидании транспорта и простои автомашин в очередях к экскаваторам. При такой системе каждая машина, движущаяся в карьер, в определенном пункте на трассе получает назначение к экскаватору. При работе по замкнутому циклу используется информационная система Карат, которая предоставляет диспетчеру информацию о ходе погрузочно-транспортных работ в карьере. Критерием управления в этом случае является поддержание заданного качества руды, поступающей на обогатительную фабрику. Управление производится с помощью специального наборного поля, расположенного на пульте диспетчера. Вначале смены самосвалы закрепляют за экскаваторами в соответствии с заранее рассчитанной программой работы карьера на смену, а входе работы перезакрепляют по мере изменения производственной ситуации (выход из строя экскаваторов, изменение процентного содержания руды в забоях и т. д. При прохождении автосамосвалом контрольного пункта автоматически с помощью датчика и блока опознавания считывается его номер, который дешифратором преобразуется в условный код и поступает на наборное поле. Система работает в двух независимых режимах взвешивания (при движении автосамосвала из карьера к пункту отгрузки) и переадресации (при движении порожнего самосвала в карьер. В других системах управления по закрытому циклу (например, Искра) перезакрепление самосвалов при появлении отклонений от заданного режима происходит автоматически с помощью ЭЦВМ, без вмешательства диспетчера. Управление производится на основе непрерывного автоматического анализа обеспеченности каждого экскаватора автотранспортом. При работе в режиме открытого цикла на предприятиях с большим грузооборотом возникает необходимость оптимизировать процесс управления автотранспортом. В этих случаях применяют автоматизированные системы управления экскаваторно-автомобильными комплексами. Система Карьер позволяет оптимизировать грузопотоки, обеспечить равномерную ших- товку руды и максимально сократить простои автосамосвалов в ожидании погрузки. Критерием управления является минимум простоев автотранспорта при условии выполнения каждым экскаватором сменного задания. Работа автоматизированной системы управления Карьер производится следующим образом (рис. 76). Система рассчитана на обслуживание комплекса из 12 экскаваторов и 99 самосвалов. 126 Рис. 76. Схема автоматизированной системы управления Карьер Направление автомобилей к экскаваторам осуществляется автоматически при следующих условиях интервал между автомобилями, следующими к одному экскаватору, должен быть не менее времени погрузки самосвала при отказе экскаватора или задержке в работе (неготовность забоя и т. п) автомобили к нему не направляются распределение автомобилей к экскаваторам должно соответствовать шихтовому плану. Самосвал, следующий на погрузку мимо диспетчерского пункта, фиксируется специальным датчиком, подающим сигнал в устройство связи с объектом управляющей вычислительной машины, а также включающим светофор. Сигнал в машину является запросом маршрута следования и запускает программу выбора маршрута. Машина в соответствии с описанным алгоритмом вырабатывает номер экскаватора, к которому должен следовать самосвал. При загорании светофора на световом маршрутном табло обозначается инвентарный номер выбранного экскаватора. Опознавание самосвала производится по его номеру, а взвешивание груженого автомобиля — автоматически на ходу. Вся информация о работе автомобиля заносится на перфоленту. Система содержит устройства итоговой печати, предназначенные для обработки в конце смены данных о работе экскаваторов и автосамосвалов. § 3. Эксплуатационные расчеты автотранспорта Эксплуатационными расчетами устанавливаются рациональные технические, технологические и организационные параметры автотранспорта для условий работы экскаваторно- автомобильных комплексов на действующих карьерах. Время рейса автомобиля Время рейса (оборота) автомобиля доп р пор гр п p t t t t t T + + + + = где п — время погрузки автомашины, мин гр, пор — время движения груженой или порожней машины, мин р — время разгрузки машины, мин доп время, необходимое на маневры при погрузке иразгрузке, мин. Время погрузки автомашины t п определяется при прочих равных условиях расчетной величиной плотности транспортируемого груза. При а а р пл p V q k > = γ γ время погрузки определяется грузоподъемностью машины, при а а р пл p V q k < = γ γ время погрузки определяется объемом кузова. В первом случае мин 9 , 0 9 , 0 ц пл н к р а р н к ц а в а п t k V k q k k V t q Э q t γ = = = Во втором случае мин 9 , 0 ц н к а о а п t k V V Э V t = = В обоих случаях первый сомножитель выражает число ковшей, погруженных в кузов, и поэтому должен быть целым числом. Здесь Э в — техническая производительность экскаватора, т/ч; Э о — техническая производительность экскаватора (объемная по рыхлой массе, м 3 /ч; ц длительность цикла экскаватора, мин к — вместимость ковша экскаваторам объем кузова машины с шапкой, составляющей по расчетам 1,15—1,25 геометрического объема кузова γ p и пл плотность транспортируемого груза в рыхлой и плотной массе, т/м 3 Длительность разгрузки машин складывается из времени подъема и опускания кузова. Продолжительность этих операций для самосвала БелАЗ-540 составляет 50 с, время разгрузки большегрузных самосвалов 1,0—1,3 мин. Длительность разгрузки автопоезда-углевоза грузоподъемностью т составляет 35—40 с. Время маневров неизбежно занимает часть времени рейса. В этом случае время затрачивается на подъезды и установку машин к месту погрузки и разгрузки с необходимым маневрированием. Схемы подъезда к экскаватору и установки машин определяются принятым порядком организации работ, размером рабочих площадок, состоянием дорожных поездов. Время, затрачиваемое на маневры при различных схемах подъезда Погрузка, с сквозная 0—10 петлевая 20—25 тупиковая 50—60 Разгрузка, с 80—100 Время движения машин в грузовом и порожняковом направлениях 60 .з р пор пор гр гр пор гр k v l v l t t + = + где гр и пор — длина откаточного пути соответственно в грузовом и порожняковом направлении v р и пор — скорость движения соответственно в грузовом и порожняковом направлении k р.з = 1,1 — коэффициент, учитывающий разгони замедление машин при движении. Эксплуатационные показатели работы автотранспорта Основными факторами, определяющими себестоимость перевозок автотранспортом, являются производительность автомашин и требуемое их число для освоения перевозок в заданном размере. Эти величины, в свою очередь, определяются рядом эксплуатационных показателей. Коэффициент технической готовности автопарка , сп р т N N = σ где р число технически исправных автомашин N сп — списочное число машин на карьере. Обычно значение т назначается в пределах 0,7—0,9. Величина т зависит главным образом от организации ремонта, качества подвижного состава и обеспеченности предприятия запасными частями. Коэффициент использования автопарка , x р т n n = σ где п х — число машино-дней нахождения машин в автохозяйстве р — число машино-дней работы машин за тот же промежуток времени (час, смена, сутки. Коэффициент использования автопарка зависит от технического состояния машин и автодорога также климатических условий, организации работы экскаваторов, укомплектованности водителями и т. п. При соблюдении основных правил технической эксплуатации σ = 0,7÷0,85. В других случаях величина а снижается до 0,4—0,6. Коэффициент использования пробега пор гр гр l l l + = β Обычно значение коэффициента близко к 0,5, хотя в зависимости от конкретных условий работы транспорта может значительно изменяться. Коэффициент использования грузоподъемности — отношение фактически перевозимого груза к грузоподъемности , ; ∑ ∑ = = а гр ф средн г а ф т q r q k q q k где гр число рейсов машины с грузом. Производительность автотранспорта Техническая производительность автомобиля см (т/смену) , р см г а см Т Т k q Q = где а грузоподъемность автомобиля, т г коэффициент использования грузоподъемности Т см — длительность смены, ч Т р — время рейса (без учета времени ожидания, ч. Время рейса ; р п пр т гр р п пр т пор гр р t v l t v l l Т + = + + = β где β — коэффициент использования пробега v т.пр — приведенная техническая скорость, км/ч; пр — время погрузочно-разгрузочных операций, ч. После преобразований получаем р п пр т гр пр т см г а см t v l v T k q Q β β + = Эксплуатационная производительность в см э см k Q Q = где см пр см в Т Т Т k − = — коэффициент использования сменного времени, равный отношению времени полезной работы (длительность смены Т см за вычетом всех простоев пр) к длительности смены длительность технологических простоев складывается из простоев экскаватора и автомашины. Число автомашин В инженерной практике и при научных исследованиях работы экскаваторно- автомобильных комплексов на действующих, Проектируемых и перспективных карьерах применяются методы установления рабочего парка автомашин, основанные на использовании различных моделей взаимодействия погрузочных и транспортных средств детерминированных, анали- 129 тико-вероятностных, имитационных. В инженерной практике широко применяется традиционный детерминированный метод, согласно которому число автомашин определяется из условия обеспечения требуемого грузооборота карьера при непрерывной работе экскаваторов и ритмичной подаче порожняка в забои. Число автомашин, обслуживающих один экскаватор, п дож р дв п дож р дв п п p t t t t t t t t t t T N + + + = + + + = = 1 или ( ) а пр т лр т дож пр т р гр q v v t v t l N 1 β β β + + + = Число рабочих машин на экскаватор является фактором, определяющим затраты на автотранспорт. Число рабочих автомашин зависит от длины откатки, времени технологических простоев и производительности экскаватора. С повышением скорости и увеличением грузоподъемности машин число машин уменьшается. Повышение грузоподъемности автомашин особенно необходимо при разработке карьеров большой грузоподъемности, поскольку упрощает схемы транспорта и заметно снижает эксплуатационные транспортные расходы. Зная потребное число автомашин на один экскаватор, можно определить рабочий парк машин, необходимых для перевозки заданного объема горной массы по карьеру, , n Q kW N э см р = где k — коэффициент неравномерности работы W — суточный грузооборот карьера, т п — число рабочих смен. Инвентарный парк автомашин больше рабочего, так как некоторое число автомобилей находится в ремонте , т р инв N N σ = где т — коэффициент технической готовности автопарка. Общей задачей эксплуатационных расчетов автомобильного транспорта является определение оптимального соотношения между количеством погрузочного и транспортного оборудования, требуемого для выполнения заданного объема работ. Наиболее полно такая задача решается на основе технико-экономического анализа с-учетом вероятностной природы изменения отдельных элементов рейса автомашин и надежности оборудования. Пропускная способность Пропускная способность полосы автодороги N ч (автомашин/ч) при движений машин водном направлении составляет , 1000 60 kL v kt N м ч = = где м интервал времени между машинами, мин v — расчетная скорость движения, км/ч; k — коэффициент неравномерности движения L — интервал между движущимися, друг за другом машинами, м. Величина безопасного интервала складывается из пути, проходимого за время реакции водителя, тормозного пути и длины самосвала ( ) ( ) , 254 1 6 , 3 где t = 0,3÷0,5 — время реакции водителя, с γ — коэффициент инерции вращающихся масс φ — коэффициент сцепления для наиболее неблагоприятных условий (мокрое дорожное, покрытие) принимается равным 0,2÷0,25; а — длина автомашины, м. 130 Пропускная способность двухполосных главных автодорог определяется по той же формуле для каждого направления. По расчетам безопасное расстояние самосвалов БелАЗ-540 и БелАЗ-548 при движении со скоростью 20, 40 и 60 км/ч для груженых машин составляет соответственно 30—40, 70—90 им для порожних машин 30—35, 60—75 им. При встречном движении по одной полосе пропускная способность уменьшается ввиду снижения скорости при разминовках автомашин , 1000 60 kL v t k N ч ′ = ′ = где t' — интервал времени между - автомашинами с учетом снижения скорости при разминовке со встречными самосвалами, мин v' = (0,75÷6,8)v Практически при встречном движении пропускная способность автодорог в карьерах ограничивается не на отдельных участках пути, а в пунктах примыкания рабочих горизонтов к выездной траншее и особенно в пункте примыкания верхнего горизонта, где грузооборот наибольший. Ограничение возникает здесь ввиду пересечения маршрутов машин, следующих по траншее и на уступы. Однополосное встречное движение приводит к значительному снижению производительности автотранспорта и может применяться при движении не более 20 автомашин/ч. Двухполосное встречное движение наиболее распространено в карьерах, однако ему свойственны существенные недостатки в ночное время встречные машины ослепляют водителей, вовремя снегопадов и туманов видимость ухудшается (поэтому ради осторожности снижается скорость движения становится опасным обгон усложняются условия движения при снегопаде иго- лоледе. Преимущества автотранспорта наиболее полно используются при организации кольцевого движения груженых и порожних машин по независимым дорогам. Такая схема обеспечивает и наибольшую безопасность движения без снижения скорости и известное упрощение схемы движения. Однако создание схемы кольцевого движения требует дополнительных горно-капитальных работ по вскрытию месторождения парными траншеями. Поэтому окончательно вопрос о целесообразности применения схемы кольцевого движения в конкретных условиях может быть решен на основе технико-экономического сравнения вариантов. Провозная способность при автотранспорте М а (т/сут) , a а q f Т М = где N — пропускная способность ограничивающего участка сети, автодорог, автомашин/сут; f — коэффициент резерва пропускной способности, равный . 1,75÷2,0; а — грузоподъемность машин, т. Способами увеличения провозной способности (грузооборота карьера) являются а) увеличение грузоподъемности автотранспортных средств б) разделение, где это возможно, грузопотока между несколькими направлениями за счет устройства не одного, а двух или трех съездов. Благодаря этому сокращается расстояние транспортирования до отвалов и обеспечивается непрерывность работы в случае выхода из строя одного из съездов. |