посм. Пояснительная записка к дипломному проекту Организация технологических перевозок автотранспортом в условиях угледобывающего предприятия М
 Скачать 1.73 Mb.
|
|
Часть массива, отрабатываемая экскаватором с одного положения, определяется радиусом черпания от минимального до максимального, и является зоной черпания: фактически отрабатываемая с одного положения зона черпания – забойным блоком. К призабойному пространству относится площадка установки экскаватора и зона разгрузки, ограниченная максимальным и минимальным радиусами разгрузки экскаватора. При автомобильном транспорте применяется продольная заходка – панели. Ширина заходки широкая. Для подъезда автомашин использовано пространство сбоку. Поскольку перенос и устройство забойных автодорог не требует больших затрат, а средний угол поворота экскаватора уменьшается, техническая производительность его увеличивается при сокращении ширины внутренней части забоя. Жесткая взаимосвязь между элементами забоя и положением транспортных коммуникаций на участке отсутствует. Одним из основных условий достижения максимальной производительности экскаваторов и автомобилей является согласованная их работа. В связи с этим, при установке автосамосвалов под погрузку должны соблюдаться следующие условия: - автосамосвалов желательно устанавливать параллельно оси забоя, что возможно в том случае, если он подъезжает под погрузку навстречу движению экскаватора; - при подъезде навстречу движению экскаватору автосамосвал следует устанавливать справа от экскаватора, со стороны кабины машиниста; - загрузка автосамосвала должна производиться сбоку или сзади; - перенос ковша экскаватора над кабиной автосамосвала запрещен; - установка автосамосвала должна обеспечивать наименьший угол поворота стрелы экскаватора при погрузке; - ожидающий погрузки автосамосвал должен находиться за пределами радиуса действия ковша экскаватора, и подъезжать под погрузку только после разрещающего сигнала машиниста, отъезд груженого автосамосвала от экскаватора разрешается также после сигнала машиниста; - односторонняя или сверхгабаритная загрузка, а также загрузка, превышающая установленную грузоподъемность автосамосвала, не допускается; - при загрузке автосамосвал должен быть надежно заторможен, но двигатель должен быть включенным; - ковш экскаватора должен раскрываться на минимальной высоте от днища платформы во избежания повреждений ее и рамы автомобиля. При установке автосамосвала параллельно оси забоя, на обмен самосвалов затрачивается минимальное время. Автосамосвалы подъезжают к экскаватору всегда в одном направлении и по хорошо укатанной дороге, что позволяет водителям легко ориентироваться при установке машины под погрузку, машинисту экскаватора использовать максимальные скорости при повороте стрелы. Если автосамосвал установлен под углом к оси забоя, то сокращается угол поворота экскаватора, но возрастает продолжительность маневров самосвала. Во всех случаях рекомендуется разворачивать автосамосвал на минимальных радиусах поворота на расстоянии не менее 25 м от места установки экскаватора и в сторону, противоположную вышележащему уступу. При ожидании погрузки автосамосвал следует устанавливать с таким расчетом, чтобы обеспечить свободное пространство для маневров впереди стоящего автосамосвала, и разворот для установки под погрузку начинать только после выхода из рабочей зоны загруженного автосамосвала. В широких забоях, при проходке траншей шириной не менее 19-20 м при большом количестве одновременно работающих автосамосвалов может применяться двухсторонняя установка под погрузку, обеспечивающая непрерывно поточную загрузку машин в забое и наименьшее время на их обмен. Однако возникают трудности при развороте автосамосвалов позади экскаватора и установке их в постоянных местах. Кроме того, затруднен обзор машинистам экскаватора автосамосвала, подаваемого с левой стороны. Все это осложняет работу машиниста экскаватора, поэтому двухсторонняя загрузка требует высокой квалификации машинистов экскаваторов и водителей автосамосвалов, а также наличия твердой и ровной поверхности рабочей площадке. При работе в скальных породах, когда позади экскаватора складывается негабарит, двусторонняя установка автосамосвала невозможна. При достаточных размерах рабочей площадки, ровной ее поверхности может также применяться групповая установка автосамосвалов под погрузку, что обеспечивает непрерывную работу экскаватора, однако цикл экскавации и продолжительность маневрирования автосамосвалов в этом случае наибольшие. В зависимости от способа вскрытия месторождений, параметров системы разработки и режима горных работ подъезд автосамосвалов к экскаватору может быть встречным или попутным, т.е. навстречу направлению отработки или вслед за перемещением экскаватора. Встречный подъезд применяется чаще, поскольку позволяет применять наиболее рациональные схемы установки автосамосвалов под погрузку, обеспечивает наибольшую безопасность работы и сокращает время погрузки. Попутный подъезд используется при невозможности или нецелесообразности применения встречного. Например, при кольцевом движении автосамосвалов вслед перемещению забоя, при тупиковой откатке, когда автосамосвалы разворачиваются позади экскаватора. При попутном подъезде автосамосвалы устанавливают под углом к оси забоя, применяя двустороннюю и групповую погрузку. В настоящее время на участках используются экскаваторы ЭКГ-5а. Время погрузки автосамосвала рассчитывается по формуле: tп = tк · nк, мин; (1) где tк – продолжительность цикла погрузки одного ковша выбранным экскаватором, мин; nк – количество загружаемых ковшей. Количество загружаемых ковшей, принимают как наименьшее из количества фактически загружаемых ковшей по емкости (n2) и грузоподъемности (n1).  nк = [min (n1; n2)] = [min ( ; )]. (2) где q – грузоподъемность автосамосвала, т; kр – коэффициент разрыхления горной массы, принимаем kр = 1,25 – для угля; kр = 1,5 – для породы; Vэ – емкость ковша экскаватора, м3; kн – коэффициент наполнения ковша экскаватора, принимаем kн = 0,945 – для угля, kн = 1,047 – для вскрышных пород; kз – коэффициент загрузки с шапкой, kз = 1,24; yр – насыпная плотность транспортируемой горной массы, т/м3, принимаем: yр = 1,35 т/м3 – для угля, yр = 1,96 т/м3 – для вскрышных пород; Для угля: n1 =  ;n2 =  nк = [min (n1; n2)] =8; tп = 0,38 · 8=3,1 Технологические карты погрузки приведены на рисунках 1.8 и 1.9.  Рисунок 1.8 – Технологическая карта погрузки, участок (уголь) Для породы: n1 =  ;n2 =  nк = [min (n1; n2)] =8; tп = 0,38 · 8=3,1  Рисунок 1.9 – Технологическая карта погрузки, участок (порода) 1.6 Характеристика постов выгрузки груза Пунктами выгрузки являются угольный склад и породный отвал. На рисунке 5 приведена технологическая схема выгрузки автосамосвала. Фронт выгрузки характеризуется наличием бульдозера и автосамосвала, который производит выгрузку, хорошим освещением фронта. Бульдозер выполняет планирование территории, устройство дорожной полосы, формирование штабелей и т.д. Бульдозер марки Т-170 - гусеничный бульдозер с неповоротным стволом, его техническая характеристика представлена в таблице 1.6. Таблица 1.6 – Техническая характеристика гусеничного бульдозера марки Т-170
Схема отвалообразования имеет следующие параметры: в плане проезда автосамосвалов - тупиковая; расстояние между осями автодорог – 10,5 м; радиус разворота автосамосвалов – 10,2 м; минимальная ширина рабочей площадки – 30 м. На продолжительность разгрузки автосамосвалов большое влияние оказывает фронт разгрузки. На практике иногда по тем или иным причинам нарушается ритмичность транспортного процесса. В этом случае ожидание разгрузки не должно превышать, как и при погрузке, половины продолжительности времени разгрузки одного самосвала. Продолжительность цикла определяется суммой затрат времени маневров на подъезды и установку машин при погрузке и разгрузке, времени ожидания погрузки, собственно разгрузку. Обычно для автосамосвалов БелАЗ-7555 время разгрузки составляет до 1 мин, время маневров на подъезды и установку машин при погрузке и разгрузке составляет < 0,5 мин Размещение вскрышных пород предусматривается без использования внешних отвалов. Вскрышные породы складируются в выработанном пространстве и используется для засыпки (рекультивации) остаточных выемок отработанных участков. Наносы намечается использовать для покрытия отвалов – создания ре-культивационного слоя. Высота отвала определилась глубиной остаточных выработок и составляет 80 м в существующих выработках и 130 м в собственном выработанном пространстве участка. Отвалообразование производится периферийным способом. Породу разгружают прямо под откос, а затем бульдозерами перемещают к верхней бровке отвала. Это экономичнее площадочного способа вследствие меньших объемов планирования и дорожных работ. При автомобильном транспорте вскрышных пород принята типовая схема бульдозерного отвалообразования с использованием бульдозера (рисунок 1.10).  Рисунок 1.10 – Схема ведения работ на отвале Рабочий фронт на отвалообразовании предусматривается из 3-х участков по 50 м каждый: на первом участке производится разгрузка автотранспорта; на втором – отвалообразование, планировочные работы и устройство ограждающего вала; третий участок – резервный. На рабочих горизонтах отвала ширина проезжей части автодорог принята из учета двухполосного движения автосамосвалов грузоподъемностью 55 т и составляет 23,0 м. Отвал обеспечивается освещением (в темное время суток) на стационарной или передвижной опоре, знаками, разделяющими отвал на зоны работ и схемой отвала. Формирование предохранительного вала при продвижении фронта работ производится в зоне планировки за счет оставления части породы в количестве 1,5 м3 на погонный метр фронта вне призмы обрушения. Расстояние вновь формируемого вала от предыдущего равно шагу подвижки фронта работ. Величина шага подвижки ориентировочно составляет 1,5 – 2,0 м, а высота предохранительного вала не менее ½ диаметра колеса используемого самосвала, то есть 1,5 м. На отвале установлены предупредительные надписи об опасности нахождения людей на откосах, вблизи их основания и в местах разгрузки транспортных средств. Принятая схема отвалообразования позволяет, помимо вопроса размещения вскрышных пород с минимальным воздействием на окружающую природную среду, решить вопрос рекультивации выработанного пространства закончивших эксплуатацию участков ОАО "УК "КРУ" филиала «Т». Технологические карты выгрузки приведены на рисунках 1.11 и 1.12  Рисунок 1.11 – Технологическая карт разгрузки (уголь,)  Рисунок 1.12 – Технологическая карт разгрузки (порода) Факторы, влияющие на формирование условий эксплуатации карьерного автотранспорта. Факторы, влияющие на формирование условий эксплуатации карьерного автотранспорта можно условно разделить на две группы: факторы, оказывающие существенное влияние на транспортный процесс; факторы, практически не влияющие на процесс перевозки грузов, включая элемент случайности, присущий любым многофакторным системам. Среди существенных факторов можно выделить: горнотехнические – особенности и параметры залегания полезного ископаемого, способ вскрытия месторождения, система разработки и ее элементы, направление горных работ, характер вскрывающих съездов, параметры выездных и разрезных траншей, протяженность фронта вскрышных и добычных работ и так далее. технологические – технологические схемы транспортирования вскрышных пород и руд, характеристика погрузочного оборудования и его соответствие грузоподъемности автотранспортных средств, способы погрузки автосамосвалов, расстояние транспортирования, высота подъема груза, физико-механические свойства горной массы и т. д. дорожно-транспортные – геометрические параметры автодорог и типы дорожных одежд, состояние покрытий, сцепление колес автомобиля с поверхностью покрытия, характер микропрофиля, продольный уклон автодорог, сложность трасс транспортирования, наличие смягчающих слабонаклонных и горизонтальных участков, величина радиусов круговых кривых. Виражей и серпантинов, наличие дорожных знаков, уровень освещения проезжей части в ночное время и т. д. организационные – мощность и оснащение ремонтной базы, качество и периодичность технического обслуживания и ремонта, условия стоянки и хранения автосамосвалов, режим их работы во времени, показатели использования парка, организация и управление транспортными потоками на разрезе, работа автосамосвалов по открытому или закрытому циклу и т. д. климатические – среднегодовая температура воздуха и количество осадков, гололеда, снежных заносов и метелей, продолжительность зимнего периода, число дней с отрицательной температурой, продолжительность межсезонных периодов, условия видимости и т. д. Все перечисленные факторы, в свою очередь, можно разделить на условия, не зависящие от работы разреза, и условия, характер которых может быть изменен путем проведения различных мероприятий добывающими и транспортными предприятиями. К первым относятся: климатические и географические условия, физико-механические свойства разрабатываемых пород, высота карьера над уровнем моря, среднее расстояние перевозки, направление движения с грузом. К условиям, влияние которых при необходимости может быть изменено, можно отнести: состояние и качество автодорог, оснащенность и мощность производственно-технической базы разреза и автохозяйства, режим работы экскаваторов и автосамосвалов, организация погрузки и разгрузки горной массы, соотношение количества экскаваторов и автосамосвалов, степень износа погрузочных и транспортных машин. 1.7 Количество и типы подвижного состава, эксплуатируемые по существующей технологии Наиболее трудоемким и ответственным организационным мероприятием, выполняемым практически ежесменно, является рациональное распределение транспортных средств для каждого экскаватора. Произведем расчет парка подвижного состава для существующей технологии транспортного обслуживания. Рабочее число автосамосвалов получается путем отношения сменного задания на перевозку к сменной производительности одного автосамосвала. Сменное или суточное задание определяется из заданного годового объема перевозок на основе выбранного режима работы автосамосвалов, который включает в себя продолжительность рабочей смены, число смен в сутки, количество рабочих дней за год. Сменная производительность автосамосвала зависит от его грузоподъемности и количества совершенных им транспортных циклов (ездок) за смену. Транспортный цикл включает в себя время движения автосамосвала по маршруту и время его простоев за одну ездку. Рассчитаем рабочее число автосамосвалов по каждому маршруту по формуле:  , (3)где Qсм – сменная производительность карьера, т; Qа.см – эксплуатационная (сменная) производительность автосамосвала, т. Сменная производительность карьера рассчитывается по формуле: Qсм =  , т (5) где Qгод – годовой объем перевозок на маршруте, т; nд – количество рабочих дней в году; nсм – число смен в сутки, nсм = 3; f – коэффициент неравномерности сменного грузопотока, f = 1,1. Сменная производительность автосамосвала рассчитывается по формуле: Qа.см =  ; (6) где Тсм – продолжительность смены одного рабочего автосамосвала, мин; kв – коэффициент использования сменного времени, kв = 0,8; kq – коэффициент использования грузоподъемности; q – грузоподъемность автосамосвала; Тр – время рейса (оборота) автосамосвала. Сменное рабочее время одного рабочего автосамосвала определяем по формуле: Тсм = Ткалендарное · kв, мин; (7) где Ткалендарное - использование календарного времени, Ткалендарное = 480 мин; kв – коэффициент использования сменного времени, kв = 0,8; Коэффициент использования грузоподъемности рассчитываем по формуле: kq =  ; (8) где k°н – коэффициент наполнения кузова автосамосвала, k°н < 1,25 – 1,3, принимаем k°н = 1; yр – насыпная плотность транспортируемой горной массы, т/м3, принимаем: yр = 1,35 т/м3 – для угля, yр = 1,96 т/м3 – для вскрышных пород; Vг – вместимость геометрического кузова, м3. Время рейса автосамосвала рассчитывается по формуле: Тр = tп + tдв + tр + tдоп, мин; (9) где tп – время погрузки по картам, мин; tдв – время движения, мин; tр – время разгрузки, мин; tдоп – дополнительное время на маневры. Время движения автосамосвала в грузовом и порожнем направлениях: tдв = 60·(  ). (10) Примем V = 15 км/ч – время движения груженого самосвала; V = 25 км/ч – время движения порожнего самосвала. Время разгрузки самосвала tр представляет собой сумму времени, затрачиваемого на операции подъема и опускания кузова и время вывалки груза. tр = tпод + tоп+tв, мин. (11) Дополнительное время, на маневровые операции tдоп, складывается из времени маневров при подъезде и установке на погрузку или разгрузку и времени запаса. tдоп = tман.п + tман.р+tз; (12) Примем tман.п = 90 сек; tман.р = 90 сек. tзапаса = 120 сек; Количество ездок по маршруту:  , (13) Пример расчета для перевозки угля автосамосвалом БелАЗ-7555 на разрезе «К» с использованием экскаватора ЭКГ-5а. 1. Сменная производительность карьера: Qсм =  т.;2. Продолжительность смены одного рабочего автосамосвала: Тсм = 480 · 0,8 = 390 мин.; 3. Коэффициент использования грузоподъемности: kq =  ;4. Количество загружаемых ковшей: n1 = ;n2 = nк = [min (n1; n2)] =8; 5. Время погрузки автосамосвала: tп = 0,38 · 8=3,1 мин., по технологической карте погрузки; 6. Время движения автосамосвала в грузовом и порожнем направлениях: tдв = 60·  мин.;7. Время разгрузки самосвала: tр = 0,33 + 0,15+0,3 = 0,78 мин., по технологической карте разгрузки; 8. Дополнительное время: tдоп = 1,5+1,5+2+3 =8 мин.; 9. Время рейса автосамосвала: Тр = 3,1 +62,7 + 0,78 + 8 = 74,35 мин.; 10. Количество ездок по маршруту:  ездок.;11. Сменная производительность автосамосвала: Qа.см =  т/см; 12. Рабочее число автосамосвалов:  авт;Таблица 1.7 – Количество автосамосвалов БелАЗ-7555, необходимых для перевозки угля и породы по полигону разреза Бунгурский
Строим график движения автомобилей БелАЗ-7555 на полигоне разреза угледобывающего предприятия «К». Графики движения автомобилей БелАз-7555 представлены на рисунках1.14 и 1.15 Для освоения объема перевозок по углю необходимо 6 автомобилей БелАЗ-7555 грузоподъемностью 55 т и для освоения объема перевозок по породе необходимо 13 автомобилей БелАЗ-7555 грузоподъемностью 55 т В специальной части будут разработаны предложения по оптимизации транспортного обслуживания разреза угледобывающего предприятия «К». 1.8 Анализ недостатков существующей технологии транспортного обслуживания Существующая технология транспортного обслуживания имеет ряд недостатков: Невысокая производительность карьерного транспорта вследствие небольших объемов ковшей экскаваторов и кузовов имеющихся автомобилей. Простой автомобилей при небольшом расстоянии между пунктами погрузки и выгрузки. Большое количество персонала, занятого в перевозочном процессе и его обслуживании. Довольно высокая транспортная составляющая в себестоимости угля и сама себестоимость в целом, что приводит к ослаблению конкурентно способности продукции на рынке. Мероприятия, предлагаемые в данном проекте, позволят снизить недостатки системы транспортного обслуживания и добиться увеличения эффективности работы карьерного транспорта на данном предприятии. В данном дипломном проекте предлагается произвести замену технологического транспорта. 2 Специальная часть. Техническое и технологическое обоснование предлагаемого мероприятия для рационализации технологии транспортного обслуживания предприятия 2.1 Техническая характеристика машин и механизмов по предлагаемой технологии транспортного обслуживания предприятия В настоящее время большинство горнодобывающих предприятий оснащены мощной горной и транспортной техникой. Разнообразие типов экскаваторов и транспортных средств, используемых в широком диапазоне горно-геологических условий, вызывает необходимость применения большого числа различных технологических схем ведения горных работ. Совершенствование технологических схем и улучшение показателей работы горнодобывающих предприятий возможны на основе оптимизации параметров и элементов систем разработки, а также качественных и количественных соотношений основного и вспомогательного оборудования в различных горнотехнических условиях. Типовые технологические схемы выбираются по критериям достижения наилучших технико-экономических показателей по себестоимости, трудоемкости, приведенным затратам и производительности оборудования. О Основными классификационными признаками при разработке типовых технологических схем являются: система разработки (вид транспорта), способ выемки горной массы, способ подготовки горной массы к выемке, тип погрузочного и транспортного оборудования. К дополнительным признакам относятся: способ погрузки, направление отработки заходки, число проходов экскаватора при отработке заходки, схемы подачи транспорта под погрузку и др. Основным направлением совершенствования транспортного обслуживания является совершенствование парка подвижного состава. Существуют технологии связанные с увеличением грузоподъемности используемых автомобилей, так как основным показателем технико-экономической эффективности автомобилей является его производительность. Однако в настоящее время на рынке грузовых автомобилей стали появляться современные автомобили которые позволяют снижать удельные эксплуатационные затраты не за счет увеличения грузоподъемности, а за счет применения более современных технологий производства двигателей и основных узлов автомобиля. В общей части проекта была рассмотрена работа автосамосвалов применяемых на рассматриваемом предприятии БелАЗ 7555 – при перевозке угля из забоев на угольный склад и при перевозке вскрышных пород из забоев в отвалы. В данном проекте предлагается внедрение более мощных автомобилей на вскрышных работах БелАЗ 7549. Предлагаемый вариант предусматривает капитальные вложения - приобретение дополнительного подвижного состава, а именно БелАЗ-7549 вместо БелАЗ-7555 для перевозки породы. Параметры технических характеристик самосвала представлены в таблице 2.1 Таблица 2.1 – Технические характеристики автосамосвала БелАЗ-7549
2.2 Характеристика постов погрузки груза в новых условиях Технологическая карта погрузки приведены на рисунке 1.16 Время погрузки автосамосвала рассчитывается по формуле: tп = tк · nк, мин; (1) где tк – продолжительность цикла погрузки одного ковша выбранным экскаватором, мин; nк – количество загружаемых ковшей. Количество загружаемых ковшей, принимают как наименьшее из количества фактически загружаемых ковшей по емкости (n2) и грузоподъемности (n1). nк = [min (n1; n2)] = [min ( ; )]. (2) где q – грузоподъемность автосамосвала, т; kр – коэффициент разрыхления горной массы, принимаем kр = 1,25 – для угля; kр = 1,5 – для породы; Vэ – емкость ковша экскаватора, м3; kн – коэффициент наполнения ковша экскаватора, принимаем kн = 0,945 – для угля, kн = 1,047 – для вскрышных пород; kз – коэффициент загрузки с шапкой, kз = 1,24; yр – насыпная плотность транспортируемой горной массы, т/м3, принимаем: yр = 1,35 т/м3 – для угля, yр = 1,96 т/м3 – для вскрышных пород; Для Белаз-7549: n1 =  ;n2 =  nк = [min (n1; n2)] =11; tп = 0,38 · 11=4,18  Рисунок 1.16 – Технологическая карта погрузки (порода) 2.3 Характеристика постов выгрузки груза в новых условиях Выгрузка угля и породы производится на угольных складах и отвалах соответственно. Технологическая карта выгрузки груза в новых условиях приведена на рисунке 1.17.  Рисунок 1.17 – Технологическая карта разгрузки (порода) 2.4 Расчет количества автосамосвалов по предлагаемому варианту транспортного обслуживания предприятия Рассчитаем рабочее число автосамосвалов по каждому маршруту по новым условиям. Пример расчета для перевозки породы автосамосвалом БелАЗ-7549 на разрезе «К» с использованием экскаватора ЭКГ-5а. 1. Сменная производительность карьера: Qсм =  т.;2. Продолжительность смены одного рабочего автосамосвала: Тсм = 480 · 0,8 = 390 мин.; 3. Коэффициент использования грузоподъемности: kq =  ;4. Количество загружаемых ковшей: n1 = ;n2 = nк = [min (n1; n2)] =11; 5. Время погрузки автосамосвала: tп = 0,38 · 11=4,18мин.; 6. Время движения автосамосвала в грузовом и порожнем направлениях: tдв = 60·  мин.;7. Время разгрузки самосвала: tр = 0,35 + 0,2+0,30 = 0,85 мин.; 8. Дополнительное время: tдоп = 1,5+1,5+2+3 =8 мин.; 9. Время рейса автосамосвала: Тр = 4,18 +17,3 + 0,85 + 8 = 30,33 мин.; 10. Количество ездок по маршруту:  ездок.;11. Сменная производительность автосамосвала: Qа.см =  т/см; 12. Рабочее число автосамосвалов:  авт;Расчеты по определению парка подвижного состава сведем в таблице 2.2
Строим график движения автомобилей БелАЗ-7555 и БелАЗ-7549 на полигоне разреза угледобывающего предприятия «К». Графики движения автомобилей БелАз-7555 и БелАЗ-7549 показаны на рисунках1.18 и 1.19. Для освоения объема перевозок по углю и породе необходимо 6 автомобилей БелАЗ-7555 грузоподъемностью 55 т и 9 автомобилей БелАЗ-7549 грузоподъемностью 80 т. 3 Экономическая часть Технико-экономическое сравнение вариантов транспортного обслуживания предприятия |
, км
, т
, ч