Карьерные грузы и средства их

Перемещения.

Сущность открытой разработки заключается, прежде всего в перемещении вскрышных пород и полезного ископаемого из забоев к пунктам их складирования или приема.

Различают карьерный, цеховой и внешний транспорт.

Ведущий, карьерный транспорт, обеспечивает перемещение горной массы из забоев до пунктов приема, а также доставку вспомогательных грузов в карьер.

Цеховой транспорт служит для перемещения ПИ на дробильно-сортировочных и обогатительных фабриках с принятой технологией переработки сырья.

Задачей внешнего транспорта является перемещение ПИ после обогащения к местам потребления продукции.

Характерными особенностями карьерного транспорта являются:

1.Массовость и односторонняя сосредоточенная направленность основных карьерных грузов.

2.Относительно короткие расстояния транспортирования (до 20 км.).

3.Высокие удельные показатели грузооборота при сравнительно ограниченном числе транспортных средств, значительная грузонапряженность путей при и дорог, быстрая оборачиваемость подвижного состава.

4.Значительная плотность, повышенная прочность и образивность, неоднородная кусковатость перемещаемой горной массы, ударные воздействия при погрузке и разгрузке.

5.Жесткая зависимость остальных технологических процессов на карьере от надежности работы транспорта.

6.Большой удельный вес технологических простоев подвижного состава в транспортном цикле (при погрузке, разгрузке).

7.Нестационарность пунктов погрузки горной массы и разгрузки вскрышных пород, что вызывает систематическое переустройство транспортных коммуникаций.

8.Большая крутизна подъема (спуска) горной массы из карьера.

Указанные особенности определяют основные требования к карьерному транспорту:

1.Расстояние перемещения карьерных грузов должно быть минимальным.

2.Транспортные коммуникации в целом и их отдельные участки должны быть по возможности стационарными.

3.На одном карьере желательно использовать минимальное число видов транспорта и типов транспортных средств.

4.Выбранный транспорт должен обеспечить безопасность работ и минимальные затраты.

По принципу действия карьерный транспорт делится на прерывный и непрерывный.

По способу перемещения груза, типу ходового и путевого устройства различают следующие виды транспорта:

- железнодорожный;

- автомобильный;

- конвейерный;

- гидравлический;

- гравитационный.

Из них наиболее распространенными являются первые два.

Грузооборотом – называют количество полезного груза перемещаемого в единицу времени (час, смену, сутки, год и т.д.)

Под грузопотоком понимается поток грузов определенного качества, характеризуемый направлением, сравнительно устойчивым во времени и определенным объемом перевозок.

Карьерный железнодорожный транспорт.

Технологическая характеристика

Подвижного состава.

Карьерные вагоны имеют открытый кузов (для экскаваторной погрузки и механической разгрузки); они должны выдерживать большие ударные нагрузки, обеспечивать быструю разгрузку, иметь повышенную устойчивость. Широко применяются саморазгружающиеся вагоны думпкары, преимущественно с откидывающимися бортами, грузоподъемностью до 180 тонн.

Для перевозки ПИ из карьера на расстояние более 20-25 км используют вагоны (гондолы) грузоподъемностью 63,94 и 123 т.

Основными параметрами карьерных вагонов являются:

- грузоподъемность;

- вместимость;

- число осей;

- коэффициент тары;

- нагрузка на ось;

- нагрузка на 1м пути;

- радиус вписывания в кривые;

- линейные размеры.

Грузоподъемность вагона (q)- максимальное количество груза (в тоннах) допускаемое конструктивной прочностью вагона.

Вместимость вагона (V_В) соответствует геометрическому объему кузова.

Суммарная грузоподъемность вагонов одного поезда составляет его полезную массу.

Коэффициент тары (К_Т) вагона – это отношение его собственной массы (q_т) (массы тары) к грузоподъемности (q).

Нагрузка на ось – часть общего веса, приходящегося на одну вагонную ось.

Нагрузка на 1 метр пути (отношение веса груженного вагона к его длине) определяет возможность пропуска вагона по мостам и другим искусственным сооружениям.

Радиус вписывания в кривые зависит от основного линейного размера вагона – длины его жесткой базы и составляет 80 м.

Локомотивы. Применяемые на карьерах в качестве локомотивов электровозы и тепловозы характеризуются мощностью, силой тяги, расчетной и сцепной массой, расположением и назначением осей, давлением на ось и проходимостью по кривым.

Сцепная масса локомотива (Q_сц) – часть массы, приходящаяся на движущие оси.

Сцепная сила тяги – внешняя сила, затрачиваемая в основном на преодоление сопротивления движению.

На карьерах с грузооборотом 10 – 20 млн. т/год и более распространение получили электровозы постоянного тока массой 100 – 150 т.

Их достоинства:

- возможность преодоления подъемов до 40‰;

- закругления до 80м.;

- независимость от климатических условий;

- надежность эксплуатации, простота обслуживания.

Недостатки электрической тяги:

- необходимость сооружения на карьерах тяговых подстанций;

- значительные первоначальные капитальные затраты;

- сложность эксплуатации передвижной контактной сети.

На карьерах с грузооборотом 30 – 50млн. т/год целесообразно применять электровозы постоянного тока напряжением 10кВ, что позволяет увеличить скорость движения поездов, сократить потери энергии и расход цветных металлов на контактную сеть.

В глубоких карьерах резкое увеличение преодолеваемых подъемов (55‰) или полезной массы поезда (в 2 – 2,5 раза) по сравнению с соответствующими показателями при работе электровозов, уменьшение расхода электроэнергии на 15 – 20% достигаются при использовании тяговых агрегатов. Они состоят из электровоза управления, секции автономного питания и одно-двухмотрных думпкаров.

Тепловозы имеют высокий КПД (28%), автономность питания, небольшой расход условного топлива и не требуют строительства контактной сети. Основные их недостатки заключаются в следующем:

- недопустимость перегрузки двигателей внутреннего сгорания;

- малая величина преодолеваемых уклонов (до 80‰);

- относительно быстрый износ дизелей;

- сложность ремонтов.

Целесообразно использовать на карьерах с грузооборотом до 25 млн. т/год и глубиной до 100 метров.

Главным параметром железнодорожного пути является ширина колеи. На средних и крупных карьерах принята стандартная колея шириной 1520 мм (допуск ±6-4 мм).

На карьерах с небольшим грузооборотом применяют узкую колею: 700 мм, иногда 900, 1000 мм.).

На зарубежных карьерах ширина стандартной колеи обычно составляет 1435 мм.

Линия, положение которой в пространстве определяет план и профиль оси земельного полотна, называется трассой пути.

Горизонтальная проекция трассы является планом пути, вертикальная – его продольным профилем.

Путь в плане состоит из прямых и закруглений, сопряженных переходными кривыми.

Максимальный радиус закругления (R) зависит от типа подвижного состава и ширины колеи. Нормальным для всех карьерных путей считаются радиусы не менее 200 метров для стандартной колеи и 100 метров для колеи 750 мм. Минимальное расстояние между осями прямых участков путей на карьерах р =4,5 м., а на станциях р =4,5 – 7,5 м.

Продольный профиль пути состоит из наклонных и горизонтальных участков. Величина подъема (наклона) пути (i) выражается в ‰. Так как величина (i) весьма мала, длину заложения (В) считают равной длине пути (L) на участке подъема (h):

Минимальный затяжной подъем (уклон) пути в грузовом направлении называется руководящим подъемом.

Допустимые уклоны погрузочных путей не должны превышать 5‰.

Раздельные пункты.

Путевое развитие карьера зависит от мощности и размеров карьера в плане, числа грузопотоков, рельефа местности, схемы вскрытия, системы разработки.

Путевая схема карьера включает:

1. Забойные и отвальные временные пути.

2. Соединительные пути, связывающие забойные и отвальные пути с путями в капитальных траншеях и на поверхности, со станциями и другими участками).

3. Пути капитальных траншей и съездов, связывающие рабочие горизонты с путями на поверхности.

4. Откаточные, цеховые и хозяйственные пути на поверхности.

5. Магистральные пути – соединяющие карьер с путями МПС.

6. Раздельные пункты, обеспечивающие безопасное и эффективное движение поездов.

Раздельными пунктами путевая сеть карьера разбивается на отдельные участки – перегоны. Согласно ПТЭ на каждом перегоне одновременно может находиться только один поезд, (исключение допускается для забойных и отвальных путей). Разделением длинных перегонов на более короткие блок-участки достигается возможность одновременного движения большого числа поездов. Перегоны и блок-участки ограничены путевыми сигналами (светофорами).

Раздельные пункты могут обеспечивать обмен поездов (станции, разъезды) или служить только для регулирования интенсивности движения (путевые посты).

Полезная длина путей раздельных пунктов при длине поезда l_п составит:

где - резерв на неточность установки поезда ( =15 м.);

- расстояние на установку сигнала ( = 20 м.).

Карьерные станции в зависимости от выполняемых операций подразделяются на породные, погрузочно-разгрузочные и сборочно-распределительные.

Породные станции устраивают возможно ближе к отвалам, на однопутном участке имеют три четыре пути.

 

Прием груженных поездов с остановкой производится на путях III и IV, а порожняк на пути II. Главный путь I служит для пропуска поездов без остановки.

Аналогичное назначение путей станции на двухпутнем участке.

Сборочно-распределительные станции служат для приема порожних поездов с дороги МПС, деления порожнего состава на части и подачи их в карьер, приема груженых вагонов, а также формирования груженных маршрутов.

Разъезды обеспечивают обгон поездов и кроме того обмен поездов в забоях и на отвалах. В последнем случае их называют обменными пунктами (ОП). Обменные пункты размещают на поверхности карьера, в пунктах примыкания наклонных траншей, на соединительных бермах рабочих горизонтов, а в отдельных случаях – на забойных (отвальных) путях. Простейший разъезд однопутного прямолинейного участка имеет два пути: главный и приемно-отправочный.

Длина разъезда (м) составляет:

где - расстояние от начала стрелочного перевода до предельного столбика, м ( = 20 – 60 м.).

Путевые посты – раздельные пункты предназначены для регулирования движения поездов посредством их пропуска или отстоя.

Простейшие посты, не имеющие путевого развития, устраивают на главных путях при разделении перегона на блок-участки.