Грузо перевозки практика. 48 Грузоперевозки в карьере (1). Грузоперевозки в карьерах
 Скачать 330.32 Kb.
|
|
МОО 07 Средства механизации горных работ. Урок 48 Тема «Грузоперевозки в карьерах». Цель: Изучить грузоперевозки в карьерах, основные требования, предъявляемые к транспорту, от чего зависит выбор транспорта. Ход работы. 1.Прочитать лекцию. 2.Ответить на контрольные вопросы. 1. Назначение карьерного транспорта. 2. Что такое грузопоток, от чего он зависит? 3. Основное влияние на выбор средств транспорта и эффективность перемещения оказывают: кусковатость, плотность, абразивность, угол естественного откоса и влажность -Дайте определения этих терминов. 4. Перечислите виды и область применения карьерного транспорта, достоинства и недостатки . 5. Все транспортируемые горные породы по величине  подразделяются на пять классов- перечислите их.Лекция Перевозка горной массы в карьерах относится к одному из основных производственных процессов, который наряду с буровзрывными и выемочно-погрузочными работами определяет технологию открытой добычи полезных ископаемых. Назначением карьерного транспорта является перемещение из экскаваторных забоев вскрышных пород — к отвалам; полезного ископаемого — к приемным бункерам обогатительных фабрик, к складам полезного ископаемого и т.п. Он является связующим звеном в общем технологическом процессе. От четкой работы карьерного транспорта во многом зависит эффективность разработки месторождения. Затраты на транспортирование и связанные с ним вспомогательные работы составляют 45–50 %, а в отдельных случаях 65–70 % общих затрат на добычу полезного ископаемого. Интенсивность работы карьерного транспорта характеризуется грузооборотом карьера. Грузооборотомназывается количество полезного груза (в т или в м3), перемещаемого в единицу времени (в ч, смену, сутки, год). Масштаб горных работ на карьере определяется величиной грузооборота. Он слагается из объемов перевозок вскрыши, полезного ископаемого и хозяйственно-технических грузов. Основной объем в грузообороте обычно составляет вскрыша. Минимальный объем приходится на хозяйственно-технические грузы. Грузооборот (или часть его), характеризуемый устойчивым во времени направлением перемещения, называется грузопотоком. Таким образом, под грузопотоком понимается поток грузов, характеризуемый направлением относительно контура карьера, объемом и качеством транспортируемого груза и длительностью периода функционирования. Грузопоток называется сосредоточенным, если все грузы перемещаются из карьера на поверхность в одном направлении по одним транспортным коммуникациям, в противном случае грузопоток называется рассредоточенным. С точки зрения лучшего использования транспортных коммуникаций и оборудования минимальное число грузопотоков является более желательным. Однако при значительном грузообороте, большой протяженности карьерного поля, наличии нескольких пунктов разгрузки и их разобщенности, а также в некоторых других случаях рассредоточение потока является технически необходимым и экономически целесообразным. При формировании грузопотоков обычно стремятся к разделению грузов по качественному признаку (вскрыша и полезное ископаемое) и пунктам назначения. Грузооборот карьера и отдельные грузопотоки изменяются по мере развития горных работ. Вопрос о выделении отдельных грузопотоков решается при проектировании карьера на основании технико-экономических расчетов (с учетом схемы вскрытия месторождения). К особенностям карьерного транспорта, определяемым спецификой открытых разработок, относятся: значительная мощность грузопотоков, составляющая десятки миллионов тонн в год, и длительные сроки их функционирования (от нескольких лет до 20–30 и более); относительно небольшие расстояния транспортирования (от нескольких сотен метров до 10–15 км, в среднем 2–4 км); движение в грузовом направлении происходит, как правило, при крутом (часто предельном по техническим возможностям данного транспортного средства) подъеме; значительная плотность (от 1 до 5 т/м3), повышенная прочность и абразивность, неоднородная кусковатость перемещаемой горной массы, ударные воздействия при погрузке и разгрузке; нестационарность пунктов погрузки горной массы и разгрузки вскрышных пород, что обусловливает систематическое переустройство транспортных коммуникаций на уступах в карьере и на отвалах; высокий удельный вес затрат на транспортирование горной массы в затратах на добычу полезного ископаемого (обычно не менее 40%, в отдельных случаях — до 65–75%). Основные транспортируемые на карьерах грузы — полезное ископаемое и вскрышные породы — относятся к насыпным. Горные породы характеризуются большим разнообразием свойств, по-разному влияющих на процесс транспортирования. Основное влияние на выбор средств транспорта и эффективность перемещения оказывают: кусковатость, плотность, абразивность, угол естественного откоса и влажность. Кусковатость или гранулометрический состав насыпного груза — это количественное соотношение содержания кусков различной крупности в горной массе. По характеру однородности крупности грузы делятся на сортированные и рядовые. Степень однородности размеров частиц (кусков) насыпного груза характеризуется коэффициентом  , (1)где  — размеры частиц соответственно наибольших и наименьших.При  насыпной груз относят к рядовым, при  — к сортированным.Кусковатость рядового груза, состоящего из кусков и частиц разной величины, при числе максимальных кусков, равном или (дольше 10 %, характеризуется кусками размером  , при меньшем 10 % — кусками ближайшего к наибольшему размеру, число которых в общей массе не меньше 10 %.Сортированные грузы характеризуются средним размером кусков  . (2)По крупности кусков (мм) насыпные грузы на карьерах разделяются на группы: Мелкокусковые до 100 Среднекусковые 100–200 Крупнокусковые более 500 Плотность представляет собой отношение массы материала к его объему. Плотность горной породы указывается либо в ее естественном состоянии (массиве) —  (т/м3), либо в разрыхленном состоянии (насыпная плотность) —  (т/м3).Грузы в карьерах по величине (т/м3) разделяют на:Легкие 1,0–2,0 Средние 2,0–2,5 Тяжелые 2,5–3,0 Весьма тяжелые 3–4 Отношение этих двух величин  определяет коэффициент разрыхления.Коэффициент разрыхления  зависит от гранулометрического состава разрыхленной породы и формы кусков, величина его обусловливается характером породы и качеством ее дробления.Практически коэффициент разрыхления скальных и полускальных пород находится в пределах 1,3–1,5, рыхлых пород в пределах 1,1–1,3. Абразивность насыпного груза определяется истирающей способностью его кусков (частиц) при соприкосновении с поверхностью, по которой они движутся, например с поверхностью направляющего лотка, желоба, конвейерной ленты и пр. По степени абразивности, зависящей от формы кусков (округлые, острые) и твердости, породы можно разделить на четыре категории: А — неабразивные, В — малоабразивные, С — среднеабразивные D — сильноабразивные. К неабразивным породам относятся торф, меловые породы; к малоабразивным — глина, гравий, уголь; к среднеабразивным — шлак, марганцевая руда, песок; к сильноабразивньм — железная руда, щебень. Угол естественного откоса  насыпного груза в покое, т.е. угол, образуемый свободной поверхностью сыпучей массы с горизонтальной плоскостью, на которой он покоится, характеризует степень взаимной подвижности частиц массы.Чем больше взаимная подвижность частиц, тем меньше угол откоса. При воздействии на насыпной груз колебаний, толчков, сотрясении подвижность частиц возрастает и угол откоса , называемый углом откоса в движении, уменьшается.Для большинства пород, транспортируемых на карьерах, угол естественного откоса находится в пределах 30–45°. Влажность породы характеризуется относительным количеством воды, содержащейся в породе. С увеличением влажности разгрузка породы затрудняется из-за налипания и примерзания ее к рабочим поверхностям транспортных средств. Особенно это характерно для глинистых пород. Виды и область применения карьерного транспорта Карьерный транспорт подразделяют на: цикличный (железнодорожный; автомобильный, скиповые подъемники); непрерывный (поточный — конвейерный, гидравлический) комбинированный (различные сочетания цикличного и непрерывного видов транспорта). Продолжительность цикла (оборота) складывается из продолжительности погрузки, продолжительности движения с грузом к пункту разгрузки, продолжительности разгрузки, продолжительности движения к месту погрузки и продолжительности пауз между перечисленными операциями. При цикличном транспорте (железнодорожный, автомобильный) погрузка, движение с грузом, разгрузка и движение без груза осуществляются последовательно. При транспорте непрерывного действия (конвейерный, гидравлический) эти операции совмещаются. По функциональному признаку различают самостоятельные и специальные виды карьерного транспорта. Самостоятельным транспортом (железнодорожным, автомобильным, конвейерным, гидравлическим) возможно перемещение горной массы от забоев до пунктов приема. Специальные виды транспорта (скиповой, гравитационный, канатные подвесные дороги и др.) могут использоваться только на отдельных участках перемещения груза (обычно для подъема и спуска из карьера), являясь звеном комбинированного транспорта. Выбор карьерного транспорта определяется горно-геологическими условиями разрабатываемого месторождения; величиной грузооборота; глубиной карьера; расстояниями транспортирования, климатическими условиями. На открытых горных работах используют почти все известные виды и технические средства перемещения грузов. Наибольшее распространение получили железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт. Железнодорожный транспорт экономичен главным образом в карьерах средней и большой производственной мощности по горной массе (10–100 млн. т в год и более) глубиной до 150–200 м при расстояниях транспортирования от карьера более 2–3 км. При использовании новейших тяговых агрегатов и уклонах путей до 60 ‰ глубина применения железнодорожного транспорта увеличивается до 300–350 м. Достоинства железнодорожного транспорта: небольшой расход энергии вследствие малого удельного сопротивления движению подвижного состава по рельсовым путям (20–25 Н на 1 т массы поезда); возможность достижения практически любой производственной мощности карьера при любом расстоянии перевозок за счет большой пропускной способности путей и увеличения массы поезда до 1500 т и более; возможность автоматизации движения транспортных средств и управления транспортными операциями; надежность работы в любых климатических и горно-геологических условиях; весьма низкая себестоимость 1 т. км перевозки (меньше, чем при автомобильном и конвейерном транспорте, в 4–6 раз). Основной недостаток состоит в том, что при железнодорожном транспорте предъявляются наибольшие требования к плану и профилю пути. Необходимы большая протяженность фронта работ на уступах (не менее 300–500 м), кривые большого радиуса (не менее 100–120 м для широкой колеи), небольшие подъемы и уклоны путей (до 25–30, реже 40–60 ‰). Резко возрастают длина и объемы наклонных траншей, общий объем горных работ и срок строительства карьера; снижается маневренность транспортных средств и возможная производительность экскаваторов при раздельной выемке. Весьма трудоемки перемещение и содержание путей. Автомобильный транспорт применяют главным образом на карьерах малой и средней производственной мощности с грузооборотом до 15 млн. т в год, а на более крупных карьерах — в основном в комплексе — с другими видами транспорта. При автосамосвалах большой грузоподъемности (80–180 т) применение автотранспорта эффективно при грузообороте карьера 25–70 млн.т в год и более. Достоинства автотранспорта: гибкость, маневренность и взаимная независимость работы автосамосвалов, что упрощает схемы движения; допускаются радиусы 15–25 м, подъем и уклоны до 80–100 ‰); меньшие по сравнению с железнодорожным транспортом объемы наклонных траншей и горно-строительных работ (на 40–50 %), а следовательно, меньшие сроки и затраты (на 20–25 %) на строительство карьеров. отсутствие рельсовых путей и контактной сети упрощает организацию работ, производительность экскаваторов возрастает на 20–25 % по сравнению с их производительностью при железнодорожном транспорте; увеличивается возможный темп углубления горных работ и скорость подвигания забоев. Автотранспорт эффективен при строительстве карьеров, при разработке залежей сложных форм, малых размерах карьерных полей, сложной топографии поверхности. Он успешно применяется при раздельной выемке сложно-структурных залежей; может использоваться как вспомогательный и дополнительный к другим видам транспорта, особенно при горно-подготовительных работах. Основные недостатки автотранспорта: высокая стоимость большегрузных автомашин, а также большие эксплуатационные расходы, вследствие чего высокие затраты на транспортирование 1 т горной массы; жесткая зависимость от климатических условий и состояния автодорог; снижение производительности в период снегопадов, распутицы, дождей, туманов и гололеда; загазованность атмосферы карьеров при большой интенсивности перевозок. Конвейерный транспорт применяется преимущественно для перемещения мягких вскрышных пород, угля, на песчано-гравийных карьерах, карьерах огнеупорных глин и др. Практически конвейерами можно перемещать все породы в мелкораздробленном состоянии. Достоинства конвейерного транспорта: непрерывность и ритмичность перемещения грузов: возможность повышения производительности выемочно-погрузочного (на 25–30 % по сравнению с железнодрожным транспортом) и отвального оборудования; улучшение условий и повышение безопасности труда; благоприятные условия для автоматизации и централизованного управления; высокая производительность конвейерной установки, возможность использования при пересеченном рельефе местности. Наиболее эффективен конвейерный транспорт при грузообороте 20–30 млн. т в год и более на карьерах с мощной толщей покрывающих мягких пород, а при выемке взорванных пород — на карьерах глубиной более 150 м при расстоянии транспортирования горной массы до 2,5–3 км (при пересеченной местности 10–20 км и более) и мощных грузопотоках. Основные недостатки конвейерного транспорта: большая зависимость от суровых климатических условий (низкие температуры, осадки); при транспортировании скальных пород необходимость их предварительного дробления до кусков размером 150–250 мм, значительные технические затруднения и, как правило, экономическая нецелесообразность раздельной выемки и раздельного транспортирования, что делает нецелесообразным применение конвейерного транспорта при разработке многосортных руд; ограниченность создания мощных однородных грузопотоков. При комбинированном транспорте последовательно используются для перемещения одного и того же груза (в одном грузопотоке) различные виды транспорта, каждый в наилучших для него условиях. Т а б л и ц а 5.1. Область применения и основные параметры различных видов карьерного транспорта Вид транспорта Электровозы тяговые агрегаты автосамосвалы ленточные конвейеры скиповые подъемники комбинированные виды Расстояние транспортирования более 3 км более 3 км до 3-5 км неограниченно до 300-400 м по вертикали неограниченно Предельный уклон 0,03-0,04 (10,45/–20,20/) 0,06 (3030/) 0,08 (4040/) 170 до 450 При комбинации различных видов транспорта, каждый вид должен работать на своих оптимальных параметрах, что позволит отрабатывать месторождения на любую глубину с минимальными затратами. Себестоимость транспорта*, руб/т.км 1,5-2 1,2-1,5 8-12 6-10 4-6 Глубина карьера, м до 200 (300-400) при штольневом вскрытии до (300-400) до 300 (400-800) при сооружении перегрузочных пунков неограниченно до 300-400 Объемы транспорти-рования, млн.т/год неограниченно неограниченно до 100 млн.т неограниченно до 10 млн.т на 1 подъемник Средняя скорость движения, км/ч 20-25 -"- 15-25 2-5 м/c 5-8 м/с Грузоподъемность, т 600 2000 27-315 2000-10000 40-75 *) В условных единицах. В глубоких карьерах, разрабатывающих скальные породы, чаще всего рационально использовать в качестве сборочного звена автосамосвалы, а для подъема горной массы из карьера — железнодорожный транспорт, конвейерные или скиповые подъемники. В ограниченных условиях эффективно применение специального карьерного транспорта. К специальному карьерному транспорту относится: карьерные рудоспуски и рудоскаты; канатный подъем (скиповые, клетьевые, канатно-локомотивные, канатно-автомобильные и др. подъемники); канатные подвесные дороги; монорельсовый транспорт; трубопроводный пневмотранспорт, вертолеты и др. Характеристика горных пород по трудности транспортирования В качестве физико-технической основы сопоставления пород по сопротивлению перемещению (зависящему только от свойств пород) при выборе средств карьерного транспорта и для последующих технологических расчетов принимается относительный показатель трудности транспортирования породы , устанавливаемый из следующих предпосылок:на выбор транспортных средств, степень использования их геометрической вместимости и износостойкость основополагающее влияние оказывают плотность, прочность и кусковатость перемещаемой породы; на трудность разгрузки породы, связанную с налипанием и примерзанием к рабочим поверхностям транспортных средств, решающее влияние оказывают содержание глинистых частиц и влажность породы; степень налипания и примерзания, а следовательно, выбор средств их предотвращения и очистки или снижение эффективной вместимости транспортных средств зависят от времени транспортирования породы и температуры воздуха. При указанных предпосылках величина может быть определена из эмпирического выражения , (3)где  — плотность породы в образце, кг/м3; — средний размер кусков породы в транспортном сосуде, м; ; — сопротивление породы сдвигу (в образце), МПа; — влажность перевозимой породы (в долях единицы);п — содержание в породе глинистых частиц (в долях единицы);  ;Т — продолжительность транспортирования породы, ч;  ; — температура воздуха, °С (учитывается только при  0 °С); ,  ,  — эмпирические коэффициенты.Все транспортируемые горные породы по величине подразделяются на пять классов:I класс — весьма леготранспортируемые ( 2);II класс — легкотранспортируемые (2< 4);III класс — средней трудности транспортирования (4< 6);IV класс — труднотранспортируемые (6< 8);V класс — весьма труднотранспортируемые (8< 10).Породы с >10 относятся к внекатегорным. |