Лекция ОГР. Общая характеристика отраслей по добыче полезных ископаемых, в т ч. угольной, горнорудной, нефтяной и газовой промышленности. Структура запасов и добычи минерального сырья в мире, России

• Название: Общая характеристика отраслей по добыче полезных ископаемых, в т ч. угольной, горнорудной, нефтяной и газовой промышленности. Структура запасов и добычи минерального сырья в мире, России
• Анкор: Лекция ОГР
• Дата: 25.02.2022
• Размер: 7.58 Mb.
• Имя файла: Lektsii_1-3.docx
• Тип: Лекция; #373703
• страница: 10 из 14

4.Транспортирование горных пород

4.1. Особенности работы карьерного транспорта

Основным назначением карьерного транспорта является перемещение горной породы от мест их погрузки до пункта разгрузки.

Пунктами погрузки в карьерах в основном служат экскаваторные забои или промежуточные склады, а пунктами разгрузки для вскрышных пород - отвалы, для полезного ископаемого - постоянные или временные склады, приемное оборудование потребителей.

Масштаб горных работ на карьере определяется величиной грузооборота. Грузооборотом называется количество груза в тоннах или кубометрах, перевозимого в единицу времени. Он состоит из грузооборота пустых пород, полезного ископаемого и хозяйственно-технических грузов.

По направлению перевозок грузооборот карьера разделяется на грузопотоки. Грузопоток называется сосредоточенным, если все грузы перемещаются из карьера на поверхность в одном направлении по одним транспортным коммуникациям, и рассредоточенным, когда отдельные виды грузов перемещаются но различным направлениям. Обычно на карьерах разделяют грузопотоки вскрышных пород и полезного ископаемого (рис. 4.1).



Рис. 4.1. Схемы грузопотоков на карьерах

а – сосредоточенный; б – рассредоточенным
Специфика горных работ обусловливает следующие основные особенности работы карьерного транспорта:

• 
  относительно небольшое расстояние транспортирования
  
• 
  периодическая передвижка транспортных коммуникаций в связи с постоянным изменением положения пунктов погрузки (забоев) и разгрузки горной массы;
  
• 
  перемещение горной породы из карьера со значительным углом подъема.
  
• 
  повышенная прочность и мощность транспортного оборудования.
  
• 
  взаимоувязка параметров выемочно-погрузочного и транспортного оборудования
  

По принципу действия карьерный транспорт подразделяют на два основных вида - цикличный и непрерывный.

Цикличные способы перемещения горных пород характеризуются продолжительностью оборота (рейса) соответствующих им транспортных средств, который складывается из нескольких элементов:

• 
  время погрузки горной массы в транспортные средств ч;
  
• 
  время движения транспортных средств с грузом от забоя к месту разгрузки, ч;
  
• 
  время движения транспортных средств от места разгрузки к забою, ч;
  
• 
  время разгрузки транспортных средств, ч.
  

При непрерывных способах перемещения горных пород вышеуказанные операции совмещаются.

Средствами цикличных способов перемещения вскрышных пород и полезного ископаемого являются железнодорожный и автомобильный транспорт и специальные транспортные установки наподобие кабельных кранов, скиповых подъемников и т.п.

Средствами непрерывных способов перемещения вскрышных пород и полезного ископаемого являются ленточные конвейеры и особые виды транспорта: гидравлический, пневмо- , конвейерный и подвесные канатные дороги.

Основными средствами перемещения вскрышных пород и полетного ископаемого в карьерах являются железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт.

Выбор вида карьерного транспорта для конкретных условий открытой разработки производится с учетом элементов залегания полезного ископаемого, величины грузооборота, свойств горных пород расстояния и направления их перемещения, глубины карьера и т.п.

4.2. Железнодорожный транспорт

Железнодорожный транспорт применяется на карьерах с большими размерами карьерного поля при выдержанном залегании пластов или рудных тел, и большим грузооборотом (от 5,0 млн.т и более в год). Рациональное расстояние транспортирования обычно 5 - 10 км и более.

Основу железнодорожного транспорта составляют железнодорожный путь и подвижной состав.

Железнодорожний путь. Железнодорожные пути в карьерах делятся на стационарные, передвижные или временные.

Стационарные рельсовые пути сохраняют свое положение постоянно или в течение длительного времени. К стационарным путям относятся: траншейные - пути внешних и внутренних капитальных траншей: поверхностные, соединяющие траншеи со станциями или непосредственно с отвалами, обогатительными. брикетными фабриками станционные.

Передвижные рельсовые пути периодически перемещаются. Передвижные пути разделяют на забойные (на вскрышных или добычных уступах), пути отвальных уступов, временных съездов и соединительные внутрикарьерные.

Особенности стационарных и передвижных путей определяются различием в условиях движения по ним транспортных средств. Скорость движения по стационарным путям ограничивается 40-50 км/ч, а по передвижным - 20-25 км/ч.

Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строения.

4.2.1 Характеристика железнодорожного подвижного состава

Подвижной состав карьерного железнодорожного транспорта состоит из вагонов и локомотивов.

Для перевозки полезного ископаемого в карьерах используют вагоны типа «гондола» и «хоппер». У вагонов типа «гондола» дно составлено из отдельных щитов, вращающихся на шарнирах у хребтовой балки. В процессе разгрузки вагона они образуют наклонные плоскости, по которым груз высыпается по обе стороны от оси пути.

Вагон типа «хоппер» имеет наклонные торцевые стенки. Полезное ископаемое разгружается через люки, расположенные ниже рамы вагона. При этом груз ссыпается обычно между рельсами в специальные ёмкости (бункера) потребителей.

Для перевозки горной массы в карьерах применяют специальные саморазгружающиеся вагоны-думпкары (рис. 4.2) с односторонней или двухсторонней автоматической разгрузкой.



Рис. 4.2. Думпкар
Для крепких горных пород и руда применяют думпкары усиленной конструкции, для легких сыпучих пород и некоторых полетных ископаемых (стройматериалы или химическое сырьё) - думпкары облегченной конструкции

Эксплуатационные качества думпкаров определяются показателями их параметров, к которым относятся:

• 
  грузоподъёмность или полезная масса перевозимого груза (нетто);
  
• 
  вместимость кузова;
  
• 
  собственная масса вагона (тара);
  
• 
  общая масса вагона (брутто);
  
• 
  количество осей вагона;
  
• 
  нагрузка на ось;
  
• 
  база ходовых тележек вагона;
  
• 
  длина вагона (по осям автосцепок);
  

По величине основных параметров думпкаров осуществляется их выбор для перевозки тех или иных горных пород в соответствующих условиях разработки месторождения (табл. 4.1).

Наиболее распространены думпкары с откидывающимся бортом. Думпкары с откидывающимся бортом используют при загрузке одноковшовыми экскаваторами вскрышных пород и руд плотностью в разрыхленном состоянии 1,9-2.2 т/м³ Рама и кузов таких думпкаров выполняются достаточно массивными и обладают высокой прочностью, вследствие чего коэффициент тары достигает 0,45 (табл. 4.1).

По схеме разгрузки думпкары выполняются с откидывающимся. поднимающимся и комбинированным бортами (рис. 4.3).



Рис 4.3. Схемы разгрузки думпкаров:

а - с откидывающимся бортам; б - с поднимающимся бортом;

в - с комбинированным бортом

В целях исключения контактной сети используют тепловозы - локомотивы, оборудованные двигателями внутреннего сгорания.

Большинство современных тепловозов имеют электрическую передачу. Такие локомотивы обладают высоким к.п.д. (24-26 %) и способны преодолевать значительные подъемы Однако на подъеме они резко снижают скорость, а также очень сложны в ремонте.

В настоящее время все большее применение на крупных карьерах находят использование тяговые агрегаты, представляющие собой сочетание электровоза управления (ЭУ), дизельной секции (ДС) и одного или двух моторных думпкаров (МД).

Наличие дизельной секции в составе тягового агрегата исключает необходимость контактной сети на передвижных путях, а пополнение его моторными думпкарами увеличивает тяговые возможности локомотива, обеспечивая преодоление подъема пути.

Определенное количество вагонов (думпкаров) в комплекте с тем или иным локомотивом называют поездом или локомотивосоставом. Главным показателем локомотиво-состава является масса его полезного груза, которая зависит от эксплуатационных данных локомотива. Данные определяются их параметрами, к которым относятся:

• 
  мощность (при часовом режиме);
  
• 
  конструктивный вес .
  
• 
  колесная формула (количество ведущих осей)
  
• 
  общее число осей
  
• 
  нагрузка на ось
  
• 
  сцепной вес
  
• 
  скорость движения;
  
• 
  минимальный радиус кривой, м;
  
• 
  сцепная сила тяги,
  
• 
  коэффициент сцепления, определяющийся величиной силы трения между бандажами ведущих колес локомотива и рельсами, для электровозов 0,20 - 0,22.
  

4.2.2 Основы тягового расчета карьерного железнодорожного транспорта

Показателями железнодорожного транспорта в карьере является полезная масса поезда, провозная и пропускная способность путей, количество единиц подвижного состава (локомотивов, вагонов, поездов).

Полезная масса поезда - масса груза, перевозимая одним поездом (локомотивосоставом) за один рейс. Полезная масса поезда определяется из условия его равномерного движения на участке пути с руководящим подъемом с расчетно - минимальной скоростью, т.е. при максимальном использовании тяговых возможностей локомотива. Скорость для электровозов составляет 18 - 25 км/ч, для тепловозов - 10-15 км/ч.

Полезную массу поезда можно увеличить путем применения более мощного локомотива или за счет уменьшения руководящего подъема путей.

Увеличение полезной массы поезда способствует повышению производительности экскаваторов, но снижает степень использования вагонов, что требует увеличения их общего числа для выполнения одного и того же объема работ. Эти противоположные тенденции являются основанием к определению рациональной массы поезда, обеспечивающей наиболее экономичное сочетание погрузочного и транспортного оборудования в карьере.

Пропускная и провозная способности карьерных путей определяют объем перевозок массы железнодорожным транспортом.

Пропускная способность железнодорожных путей определяется количеством, пропущенным по ним за единицу времени (смену, сутки) поездов.

Провозная способность путей определяется количеством перевезенного но ним за единицу времени (смену, сутки) груза. Очевидно, провозная способность путей должна обеспечивать требуемый грузооборот карьера.

Пропускная и провозная способности путей зависят главным образом от полезной массы поездов, длины общего пути перемещения грузов или отдельных участков (перегонов) его и от организации движения поездов.

С увеличением полезной массы поездов провозная способность путей увеличивается уменьшение полезной массы поездов при заданном грузообороте карьера требует увеличения их числа, а, следовательно, и увеличения пропускной способности путей за счет соответствующей организации движения.

По условиям безопасности движения и для увеличения пропускной способности сеть карьерных железнодорожных путей разделяется на перегоны при помощи раздельных пунктов. В зависимости от назначения и путевого развития раздельные пункты называют постами, разъездами и станциями.

Постами называются раздельные пункты, не имеющие путевого развития, устраиваемые на главных путях для увеличения их пропускной способности, или в пунктах примыкания забойных и отвальных путей к главным.

Разъездами называются раздельные пункты на однопутных линиях, которые имеют путевое развитие и предназначаются для скрещения и обгона поездов, а также для увеличения пропускной способности. На разъездах производится обмен поездов - подача порожняка к забою взамен пришедшего на разъезд груженого состава. Разъезды располагаются в непосредственной близости от карьера или отвала, на рабочих площадках уступов. Необходимость в разъездах возникает, в первую очередь, в пунктах экскаваторной погрузки и разгрузки горной массы для сокращения времени обмена поездов. Схемы путевого развития при работе на уступе одною экскаватора показаны на рис. 4.4.

Движение поездов с уступа в его пределах, в зависимости от числа транспортных выходов, может быть организовано по тупиковой схеме с одним выходом и поточной (сквозной) с двумя выходами. При поточной схеме продолжительность обмена состава уменьшается примерно в два раза.

Станциями называются раздельные пункты, имеющие путевое развитие, на которых кроме скрещения и обгона поездов распределяются технологические грузопотоки по отдельным направлениям и участкам или производятся другие технические операции. Станции располагаются, как правило, на прямых участках пути.

По характеру выполняемых работ карьерные станции разделяют на распорядительные, промежуточные, погрузочно- разгрузочные и сборочно-распределительные.

Станционные пути, в зависимости от назначения, делят на приемно-отправочные - для приема, стоянки и отправления поездов, сортировочные - для накопления и формирования поездов. погрузочно-выгрузочные - для погрузки и выгрузки вагонов; вытяжные - для перестановки отдельных вагонов и составов при маневровой работе, деповские и др.

Организация движения поездов существенно зависит от количества путей перегона между раздельными пунктами. Основным перегоном в карьерном транспорте является участок пути между станцией на поверхности карьера и ближайшим раздельным (обменным) пунктом или постом в карьере. Так как через этот перегон проходят все поезда из карьера на поверхность его и с поверхности в карьер, то этот перегон является самым трудным для движения поездов и его называют - ограничивающим перегоном.



Рис 4.4. Схемы путевого развития при работе на уступе одного одноковшового экскаватора
Схемы путевого развития при работе на уступе двух экскаваторов показаны на рис. 4.5.

Для обеспечения движения поездов по ограничивающему перегону он имеет часто не один, а два и более путей. В общем случае ограничивающим перегоном считают перегон, соответствующий наибольшему времени занятия его одной парой поездов (при однопутном движении) или одним поездом (при двухпутном движении).

Отличительными особенностями ограничивающего перегона являются наибольшая длина, наиболее тяжелый план и профиль пути (кривые и подъем), наибольшее количество проходящих поездов.



Рис. 4.5. Схемы путевого развития при работе на уступе двух одноковшовых экскаваторов

Пропускная и провозная способности карьерных путей определяются по ограничивающему перегону.

Пропускная способность карьерных путей может быть определена по выражению:

- при однопутном перегоне





где Т- число часов работы транспорта в смену (сутки);

- время движения поезда в грузовом направлении, мин;

L - длина ограничивающего перегона, м;

- время движения поезда в порожняковом направлении, мин

- время, расходуемое на связь между раздельными пунктами (в зависимости от вида связи от 0 до 4 5 мин).

- при двухпутном перегоне:


Провозная способность карьерных путей должна обеспечивать требуемый грузооборот карьера W т/см (сут) с учетом

Если заданный грузооборот карьера обеспечивается провозной способностью карьерных путей, то при определенной полезной массе поезда:

потребное количество рейсов локомотивосоставов в сутки определится выражением:


возможное число рейсов локомотивосостава за время Т при длительности одного рейса tp.

, рейсов
необходимое число локомотивосоставов: