Раздел 4. Перемещение карьерных грузов

Тема 4.1. Характеристика карьерного транспорта и грузов

 

На карьерах в той или иной мере используются все известные виды и технические средства перемещения грузов. Это объясняется главным образом многообразием горнотехнических условий. На выбор транспорта оказывают влияние физико-механические свойства разрабатываемых пород, условия залегания месторождений (мощность, форма, обводненность залежи и др.), типы и параметры выемочно-погрузочного оборудования, дальность транспортирования, климат района расположения месторождения и др.

Карьерный транспорт представляет собой комплекс сооружений и устройств для перемещения горной массы при открытой разработке месторождений. Он включает: подвижной состав, вспомогательное оборудование, транспортные коммуникации, средства управления, технического обслуживания и ремонта. Его специфичность связана со значительным объемом и односторонней направленностью перемещения основных карьерных грузов на относительно короткие расстояния, большой интенсивностью движения, сложной формой трасс с малыми радиусами закругления, большими подъемами и уклонами, необходимостью периодической передвижки транспортных коммуникаций в связи с постоянным изменением положения пунктов погрузки и разгрузки.

Интенсивность работы карьерного транспорта характеризует грузооборот, под которым понимают объем груза, перемещаемого в единицу времени. Другим показателем работы транспорта является грузопоток, характеризуемый сравнительно устойчивым во времени направлением и объемом перевозок. При формировании грузопотоков стремятся к разделению грузов по качественному признаку (вскрыша и полезное ископаемое) и пунктам назначения.

Основные требования, предъявляемые к карьерному транспорту: обеспечение заданного грузооборота, бесперебойность и надежность работы, минимальные трудоемкость и стоимость перемещения грузов, безопасность движения.

По принципу действия карьерный транспорт разделяют на цикличный (железнодорожный, автомобильный) и непрерывный (конвейерный, трубопроводный). Выбор вида карьерного транспорта обусловлен характеристикой груза, расстоянием транспортирования, масштабом перевозок и темпами их развития.

Основными видами карьерного транспорта являются: железнодорожный, автомобильный и конвейерный. Условия применения различных видов транспорта на карьерах приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

 

Условия применения различных видов транспорта

 

Факторы и показатели	Транспорт
автомо- бильный	железнодо- рожный	конвейерный	гидравличес- кий
Породы   Глубина карьера, м Размеры карьера в плане Число рабочих уступов Расстояние транспортирования, км Годовая производительность карьера, млн. т Годовая скорость понижения горных работ, м Срок работы карьера, лет Погрузочное оборудование     Способ выемки полезного ископаемого	любые   до 200…250 небольшие любое до 4..5   до 40…50   до 40…50   более 5…10 мехлопаты, ковшовые погрузчики любой	рыхлые и полускальные до 150…300 большие любое более 3…4   более 10…15   до 12…15   более 15…20 мехлопаты, роторные экскаваторы валовый	рыхлые   более 100 вытянутые 1…3 до 6…10   более 20…40   до 20…25   более 15…20 роторные экскаваторы, мехлопаты валовый	рыхлые   до 100…120 любые 1…2 до 10…15   до 20…25   до 10…12   более 5…10 -     валовый

 

Основные карьерные грузы - это полезное ископаемое и вскрышные породы. Вспомогательные – это ГСМ, ВВ, детали и узлы машин, снег и т.д. Для перемещения основных грузов используется железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт, а для перемещения вспомогательных грузов используют, как правило, специальные транспортные средства.

Широкий диапазон свойств горных пород существенно влияет на трудность их транспортирования. В качестве критерия принимается относительный показатель трудности транспортирования породы П_т, равный:

 

П_т =

 

где - объемный вес породы, кг/дм³;

d_ср – средний диаметр кусков породы, м;

- сопротивление породы сдвигу (в образце), кг с /см²;

W - влажность перевозимой породы (в долях единицы);

- содержание в породе глинистых частиц (в долях единицы) ;

= , где - продолжительность транспортирования, ч;

, где - температура воздуха, ⁰С;

Все транспортируемые горные породы по величине П_т подразделяются на 5 классов:

1 класс – весьма легко транспортируемые (П_т ≤ 2);

2 класс – легкотранспортируемые (2 < П_т ≤ 4);

3 класс – средней трудности транспортирования (4 < П_т ≤ 6);

4 класс – труднотранспортируемые (6 < П_т ≤ 8);

5 класс – весьма труднотранспортируемые (8 < П_т ≤ 10);

 

Тема 4.2. Железнодорожный транспорт в карьерах

 

Железнодорожный транспорт является наиболее эффективным средством перемещения грузов в карьерах. Его можно использовать в карьерах глубиной до 300 м и транспортировать груз на большие расстояния. Наиболее эффективно его применять при годовой производительности карьера более 10-15 млн. т и сроке работы карьера свыше 15-20 лет (табл. 4.1).

Основными достоинствами применения железнодорожного транспорта являются: высокая надежность в работе; низкая себестоимость перевозок; возможность применения автоматизации транспортных операций.

В то же время этот вид транспорта имеет ряд недостатков: высокая капиталоемкость; значительный объем горно-капитальных работ; более сложная организация движения.

 

4.2.1. Подвижной состав и его расчет.

 

Подвижной состав включает локомотивы и вагоны. В качестве локомотивов на карьерах используют электровозы, тепловозы и тяговые агрегаты. Наибольшее применение получили электровозы.

Все локомотивы характеризуются мощностью, силой тяги, сцепной массой, давлением на ось и проходимостью по кривым.

Мощность и сила тяги локомотива связаны между собой:

 

,

 

где - мощность локомотива, кВт;

- скорость движения, км/ч;

- сила тяги на ободе колес, кН;

- к.п.д. передачи вращательного момента от двигателя к ведущим колесам.

Под сцепной массой локомотива Q_сц (т) понимают часть его общей массы, приходящейся на движущие оси. У электровозов и тепловозов все оси движущие, поэтому сцепная масса равна общей массе.

Сцепная сила тяги - внешняя сила, создаваемая двигателями локомотива

F_сц(Н), затрачиваемая, в основном, на преодоление сопротивления движению:

 

F_сц =

 

где - коэффициент сцепления между колесами и рельсами, который равен при движении 0,22-0,26, при трогании – 0,28 - 0,34.

Карьерные вагоны оснащены открытым кузовом для экскаваторной погрузки и механической разгрузки. Для перевозки породы и полезного ископаемого с большой плотностью используют думпкары - вагоны с автоматически наклоняющимся кузовом и откидными или поднимающимися при разгрузке бортами. Система наклона кузова – гидравлическая или пневматическая. Выпускаются думпкары грузоподъемностью 60, 85, 105 и 145 т. Перевозку полезного ископаемого, как правило, ведут в полувагонах. Дно полувагонов состоит из отдельных щитов, вращающихся на шарнирах у хребтовой балки. При открывании люков груз под действием силы тяжести перемещается по наклонным поверхностям и высыпается по обе стороны от оси пути. Грузоподъемность полувагонов 63, 94, 125 и 140 т. Вагоны типа «хоппер» оборудованы наклонными торцевыми стенками и разгружаются через люки, расположенные ниже рамы. Чаще всего их используют для перевозки и дозированной выгрузки балласта при строительстве железнодорожного полотна.

Массу груза, перевозимую составом за один рейс, называют полезной массой поезда. Ее определяют по условию равномерного движения состава на участке пути с руководящим подъемом при максимальном использовании тяговых возможностей локомотива.

Движение поезда возможно, если сила тяги достаточна для преодоления сил сопротивления движению, возникающее в результате трения между колесами и рельсами, в подшипниках, сопротивления воздушной среды. Дополнительные сопротивления движению вызваны движением поезда на подъем (со знаком «+»), под уклон (со знаком “ – ” ) и на криволинейных участках. Практически все силы сопротивления движению пропорциональны массе подвижного состава, поэтому принято использовать их удельные значения, отнесенные к единице массы поезда. Основное уравнение движения поезда на постоянных путях имеет вид:

 

 

где - масса локомотива и прицепной части поезда, т;

- основное удельное сопротивление движению локомотива и вагонов, н/т;

- удельное сопротивление движению от уклона и кривизны пути, н/т.

На временных передвижных путях н/т, на постоянных н/т. Значение пропорционально величине уклона в тысячных:

 

 

Дополнительное сопротивление движению (н/т) на криволинейном участке радиуса R_k (м):

 

- на стационарных путях;

 

- на временных путях.

 

Масса прицепной части поезда составит:

 

 

где - количество вагонов в составе, шт;

- грузоподъемность вагона, т;

- коэффициент тары вагона (отношение его собственной массы к грузоподъемности).

Подставив в основное уравнение его значения получим уравнение равномерного движения поезда на участке с руководящим подъемом:

 

 

Так как у электровозов и тепловозов Q_л = Q_сц , полезная масса поезда составит:

 

 

4.2.2. Конструкция нижнего и верхнего строения железнодорожного пути

 

Основные элементы железнодорожного пути – нижнее и верхнее строение. Нижнее строение включает земляное полотно, инженерные и водопропускные сооружения (путепроводы, мосты, тоннели, трубы), верхнее – балластный слой, шпалы и рельсы. Земляным полотном в карьерах служат: подошва горных выработок, транспортные бермы, рабочие площадки уступов, а на отвалах – насыпь отвалов. Ширина земляного полотна на однопутных линиях – 6,5 м, на двухпутных – 10,9 м.

Балластный слой, укладываемый на земляное полотно, служит для распределения давления, смягчения ударов подвижного состава и дренирования влаги. Его отсыпают из щебня, гравия, крупного песка слоем толщиной 0,25 – 0,4 м на стационарных путях и 0,15 – 0,20 м – на передвижных.

Шпалы выполняют роль рельсовых опор и предназначены для передачи давления от подвижного состава на балласт. Материалом для них служат дерево, железобетон и металл. Длина деревянных шпал 2,75 м. Против гниения их пропитывают антисептиком. Число шпал, укладываемых на 1 км пути, зависит от интенсивности движения поездов и нагрузки на ось и составляет 1600 – 2000 шт. К шпалам рельсы прикрепляют с помощью подкладок, костылей и болтов.

Для переезда поезда с одного пути на другой служат стрелочные переводы, переводимые вручную или автоматически.

 

4.2.3. Схемы развития железнодорожных путей в карьере.

 

По условиям эксплуатации карьерные железнодорожные пути подразделяют на стационарные и передвижные. Стационарные пути укладывают на длительный срок и располагают на поверхности, в траншеях. Передвижные перемещают вслед за подвиганием фронта работ на уступе (забойные), отвале (отвальные) или постепенно наращивают (соединительные пути на транспортных бермах и уступах) (рис. 4.1). Стандартная колея (расстояние между внутренними частями головок рельсов) составляет 1520 мм (допуски + 6 и -4 мм). Линию, определяющую положение в пространстве ось железнодорожного пути, называют трассой. Горизонтальная проекция трассы образует план пути, а вертикальная – его профиль.

 

 

Рис. 4.1. Схема развития железнодорожных путей на карьере:

1 – временные забойные пути; 2 – соединительные пути; 3 – пути капитальных траншей

и съездов; 4 – поверхностные пути; 5 – магистральные пути, соединяющие карьер с

путями МПС; 6 – раздельный пункт; 7 – отвал; 8 – временные отвальные пути

 

Путь в плане состоит из прямых и закруглений, сопряженных переходными кривыми. Минимальный радиус закруглений зависит от типа подвижного состава, ширины колеи и составляет для стационарных путей 200 – 250 м, для передвижных – 120 – 150 м.

Максимальный затяжной уклон пути, по величине которого определяют массу поезда при движении с расчетной скоростью, называют руководящим подъемом.

Весь железнодорожный путь делится раздельными пунктами на участки (перегоны), что обеспечивает безопасность движения поездов и увеличивает пропускную способность пути. В зависимости от назначения и сложности путевого развития раздельные пункты подразделяются на посты, разъезды и станции.

Пост – раздельный пункт, не имеющий путевого развития и предназначенный для регулирования на прилегающем перегоне движения поездов путем их остановки или пропуска. Согласно правилам безопасности на перегоне может находиться только один поезд. Разделение перегонов большой длины постами на более короткие обеспечивает возможность одновременного движения большого числа поездов, что ведет к увеличению пропускной способности пути. Обычно посты располагаются на подходах к карьеру или отвалу, а также в пунктах примыкания забойных путей к стационарным. При автоблокировке посты заменяются проходными автоматическими светофорами.

Разъезд – раздельный пункт на однопутной железнодорожной линии. Он имеет путевое развитие и предназначен для скрещения (встречи), обгона и обмена поездов. Располагается он в непосредственной близости от карьера или отвала с целью быстрейшего обмена поездов. При значительной длине перегона разъезды устраиваются и для увеличения пропускной способности. В простейшем случае разъезд, кроме главного пути, имеет один приемно-отправочный путь. Длина разъезда ( м ) определяется по формуле:

 

l_p= l_п+ 2l_п.с+ 15,

 

где l_п – длина поезда, м; l_п.с - расстояние от начала стрелочного перевода до предельного столбика, м; 15 – расстояние, учитывающее неточность установки поезда, м.

Станция – раздельный пункт, имеющий сложное путевое развитие и предназначенный для обгона, скрещения, приема и отправления поездов, маневровой работы, технического осмотра и мелкого ремонта, экипировки локомотивов, формирования и расформирования поездов. На станциях располагаются диспетчерские посты, где осуществляется управление движением поездов от забоев до мест разгрузки. В зависимости от условий разрабатываемого месторождения на карьере возможно сооружение нескольких станций (2 – 3 и более). В этом случае станции обычно специализируются либо по характеру грузов (порода или полезное ископаемое), либо по назначению (станции для приема и отправления груженых и порожних поездов).

Эффективное использование горного и транспортного оборудования в определенной степени зависит от схемы развития путей и организации обменных операций на уступах. Эксплуатационная производительность экскаваторов в значительной степени определяется коэффициентов их использования во времени. При наличии неизбежных технологических простоев экскаватора, связанных с обменом груженого состава на порожний, максимально возможное значение коэффициента использования экскаватора во времени ограничивается определенным соотношением продолжительности ( ч ) погрузки t_п и продолжительности обмена t_об состава. Соотношение продолжительности погрузки и продолжительности обмена состава характеризуется коэффициентом обеспечения забоя порожними составами, который определяется по формуле:

 

 

Продолжительность погрузки определяется по формуле:

 

 

где Q_п – полезная масса поезда, т; П_э.тех - техническая производительность экскаватора, т/ч.

Продолжительность обмена состава в основном зависит от скорости движения поезда, протяженности фронта работ на уступе и схемы развития забойных путей. Путевая схема должна быть простой, иметь минимальное число путей и стрелочных переводов и учитывать специфику ведения буровзрывных работ. Решающее значение при выборе схемы имеют тип, мощность и число экскаваторов, расположенных на уступе.

В зависимости от числа транспортных выходов с уступа движение поездов в его пределах может быть организовано по маятниковой (тупиковой) схеме с одним выходом и поточной (сквозной) с двумя выходами. При поточной схеме продолжительность обмена состава уменьшается примерно в 2 раза. Раздельный обменный пункт (ОП), на котором происходит обмен поездов, может находиться вне пределов фронта работ и в его пределах. При стационарном положении ОП время обмена меняется в зависимости от положения экскаватора в пределах фронта уступа. На карьерах наибольшее применение нашли схемы путевого развития, показанные на рис. 4.2.

При известных значениях технологических параметров путевых схем в каждом конкретном случае продолжительность обмена состава может быть определена аналитически. Так, при обмене поездов на ОП, расположенном за пределами фронта работ, продолжительность обмена состава определяется по формуле:

 

 

где L_c – длина соединительных путей, км; - скорость движения поезда соответственно по соединительным и забойным путям, км/ч; L_ф - длина фронта работ, км; t_c - продолжительность железнодорожной связи, ч.

При обмене поездов на обменном пункте, расположенном в пределах фронта работ, продолжительность обмена составит:

 

 

 

Рис. 4.2. Схемы развития путей на уступе:

а, б, в, г – при работе одного экскаватора; д, е, ж, з – при работе двух

экскаваторов; 1 – экскаватор; 2 – обменный пункт.

 

4.2.4. Организация движения поездов и расчет пропускной и

провозной способности путей

 

Поезда в карьерах движутся по замкнутому маршруту: забой – пункт разгрузки – забой. Основным рабочим документом по организации движения являются плановый и исполнительный графики движения поездов (рис. 4.3). Плановый график является по существу расписанием движения, а исполнительный график позволяет детально анализировать цикл движения поездов. В карьерном транспорте используют параллельные графики, предусматривающие движение поездов с одинаковой скоростью. Графики строятся следующим образом. По горизонтали наносят интервалы времени через 10 минут, а по вертикали – схему путевого развития, на которой указывают перегоны, пункты разгрузки, пункты погрузки, раздельные пункты и т.д.

Размещение пунктов и перегонов на графике должно соответствовать их географическому положению. Движение поездов на графике изображается наклонными линиями, а время остановок – горизонтальными. На однопутном перегоне линии движения поездов противоположных направлений не могут пересекаться, так как встреча поездов здесь исключается.

Рис. 4.3. Графики движения поездов: а – плановый, б – исполнительный.

 

Пропускная и провозная способности железнодорожных путей характеризуют интенсивность движения поездов. Под пропускной способностью понимают наибольшее число поездов, которое может быть пропущено в обоих направлениях по данному участку в единицу времени. Провозную способность оценивают количеством груза, провозимого по перегону за то же время.

Пропускную способность всей сети карьерных путей лимитирует пропускная способность самого протяженного перегона с наиболее тяжелыми условиями (планом, профилем, минимальным числом путей). Его называют ограничивающим перегоном.

Пропускную способность перегона рассчитывают по формуле:

 

,

 

где Т – время, за которое определяют пропускную способность (для суток

Т = 18 - 22, для смены Т = 6 – 7), ч;

I – интервал движения поездов, ч.

На однопутных линиях пропускную способность оценивают в парах поездов в обоих направлениях. Тогда интервал движений I составит:

 

 

где L - длина перегона, км;

- скорость движения груженого и порожнего поезда; - время на железнодорожную связь, ч.

На двухпутных перегонах расчет пропускной способности ведут отдельно для грузового и порожнего направлений:

 

 

Провозная способность карьерных путей М (т):

 

,

 

где - полезная масса поезда, т;

N_расч - расчетная пропускная способность съездов

 

N_расч= N_мах∙f , поездов

 

где N_мах - максимальное количество поездов, пропускаемое в сутки, равное 146 пар – для однопутных дорог и 200-300 поездов/сутки – для двухпутных;

f - коэффициент резерва пропускной способности, равный 0,8 – для однопутных и 0,85 – для двухпутных дорог.

Пропускную и провозную способности железнодорожных путей можно увеличить за счет : повышения скорости движения поездов; использования более мощного подвижного состава; повышения надежности верхнего строения пути, укладки дополнительных путей; повышения полезной массы поезда путем применения более мощных локомотивов или применения двойной тяги и т.д.

 

 

Тема 4.3. Автомобильный транспорт в карьерах

 

Из автомобильного транспорта в карьерах наибольшее применение получили автосамосвалы типа МАЗ и БелАЗ. Используются эти машины в качестве основного транспорта, а также в сочетании с железнодорожным, конвейерным и другими видами транспорта. Краткая техническая характеристика автосамосвалов МАЗ приведена в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Характеристика автосамосвалов МАЗ

Параметры	Автомамосвалы
МАЗ-5551	МАЗ - 6501	МАЗ- 6501АЗ	МАЗ – 5516А8	МАЗ-6516	МАЗ-5440А5
Мощность двигателя, кВт Объем кузова, м3 Грузоподъемность, т	5,4	12,5	12.5 16,8			- -

 

Из автосамосвалов БелАЗ на карьерах применяются в основном машины с грузоподъемностью 27-180 т. (табл. 4.3).

Таблица 4.3

Техническая характеристика автосамосвалов БелАЗ

Параметры	Автосамосвалы
БелАЗ-540	БелАЗ-548	БелАЗ-549	БелАЗ-7519	БелАЗ-7521
Грузоподъемность, т Масса (без груза), т Вместимость кузова, м3 Максимальная скорость движения, км/ч Ширина автосамосвала, м Длина автосамосвала, м Минимальный радиус поворота, м Мощность двигателя, кВт Расход топлива на 100 км пути, л	15,8   3,48 7,3 8,5	21,7   3,8 8,1 10,0	37,8   5,36 10,3 11,0	6,1 11,3   -	7,64 13,6   -

 

 

4.3.1. Устройство карьерных автомобильных дорог

 

По условиям эксплуатации автодороги на карьерах делятся на стационарные и временные. Стационарные автодороги, сооружаемые в капитальных траншеях, на поверхности и на соединительных транспортных бермах на длительный срок, имеют, как правило, дорожное покрытие и двухполосное движение. Временные дороги (на уступах и отвалах) периодически перемещаются вслед за подвиганием фронта работ и, как правило, не имеют дорожного покрытия.

Ширина проезжей части автодороги (м) зависит от габаритов подвижного состава, скорости движения, числа полос движения и определяется по формуле:

 

Ш_а = 2у+ар+(р-1)х,

 

где а – ширина автосамосвала по скатам колес(примерно равна ширине кузова), м; у – ширина предохранительной полосы, м; р – число полос движения; х = 2у – зазор между кузовами встречных автосамосвалов:

 

у = 0,5 +0,005 ;

 

– скорость движения автосамосвала, км/ч.

При двухполосном движении (р = 2):

 

Ш_а = 2(у+а)+х.

 

Ширина проезжей части двухполосных дорог для автосамосвалов грузоподъемностью 27 – 40 и 75 – 120 т составляет 13 – 15 и 20 – 25 м соответственно. На кривых малого радиуса ширина проезжей части увеличивается в зависимости от радиуса кривой. Уширение проезжей части характеризуется следующими данными.

Радиус кривой, м 250 100 50 30 20 15

Уширение, м 0,5 0,8 1,1 1,4 1,7 2,1

 

 

 

Рис. 4.4. Поперечный профиль автодороги: а – в рыхлых породах; б – в скальных породах; в – на съездах; 1 – земляное полотно; 2 – проезжая часть; 3 – обочина; 4 – водоотводное сооружение; 5 – ограждение.

 

Ширина обочины составляет 1 – 2 м. Дороги, расположенные в выемках, должны иметь боковые кюветы глубиной 0,8 – 0,9 м трапециевидной формы с основанием шириной 0,4 м. В обычных условиях дороги имеют двухскатный профиль с уклоном 10 – 40 ⁰/₀₀. При устройстве дорог на косогоре, бермах по борту карьера и на кривых с радиусом менее 200 м поперечное сечение дороги имеет односкатный профиль с уклоном 20 - 40 ⁰/₀₀ в сторону косогора или внутрь кривой.

Тип дорожного покрытия выбирается с учетом срока эксплуатации дороги, интенсивности движения, типа подвижного состава и наличия местных дорожно-строительных материалов.

На стационарных дорогах мощных карьеров с большой интенсивностью движения (2000 – 3000 рейсов автосамосвалов в сутки) применяется цементобетонное или асфальтобетонное покрытие. При меньшей интенсивности движения (1000 – 1500 рейсов автосамосвалов в сутки) используется щебеночное покрытие с пропиткой и поверхностной обработкой или покрытие, обработанное по способу смешения. Временные дороги при скальном основании не имеют покрытия. При рыхлом основании они имеют грунтовое покрытие, улучшенное щебеночными добавками. Эксплуатация дорог с покрытием высокого качества позволяет значительно сократить затраты на ремонт подвижного состав и шин, топливо, смазку и др., что при большой интенсивности движения быстро приводит к окупаемости затрат на строительство дороги.

 

4.3.2. Расчет парка подвижного состава автотранспорта

 

Рабочий парк автосамосвалов устанавливается по условию обеспечения непрерывной работы экскаваторов. Число автосамосвалов для работы с одним экскаватором определяется по формуле:

 

где Т_р – продолжительность рейса, мин;

t_п – продолжительность погрузки автосамосвала, мин.

 

Т_р = t_п + t_дв + t_р + t_м,

 

где t_дв, t_р , t_м - соответственно продолжительность движения, разгрузки и маневров автосамосвала, мин.

Продолжительность погрузки автосамосвала при его работе с машинами циклического действия определяется по формуле:

 

 

где - грузоподъемность автосамосвала, т;

- коэффициент разрыхления породы в ковше экскаватора;

Е - емкость ковша экскаватора, м³;

- коэффициент наполнения ковша экскаватора;

- плотность породы;

t_ц - продолжительность цикла, мин.

Продолжительность движения автосамосвала определяется по формуле:

 

 

где Т_гр , Т_пор – продолжительность движения автосамосвала соответственно с грузом и без груза, мин; - длина участков пути с одинаковыми условиями движения соответственно с грузом и без груза, км; - скорость движения автосамосвалов соответственно с грузом и без груза, км/ч.

В табл. 4.4 приведены значения технической скорости движении автосамосвалов с грузом и без груза в отечественных карьерах, которыми можно пользоваться при ориентировочных расчетах.

Таблица 4.4

Скорость движения автосамосвалов в карьерах

Дороги	Скорость движения (км/ч) автосамосвалов
БелАЗ-540	БелАЗ-548	БелАЗ-549
Магистральные щебеночные Магистральные бетонные Дороги в карьерах Дороги в отвалах Дороги в наклонных выработках: бетонные с уклоном i = 20‰ бетонные с уклоном i = 60‰ щебеночные с уклоном i = 20‰ щебеночные с уклоном i = 80‰	32(42) 45(48) 13(14) 17(19)   30(50) 18(35) 20(50) 14(30)	32(38) 38(47) 11(14) 16(18)   25(49) 16(34) 20(48) 14(30)	30(42) 34(50) 13(15) 11(13)   24(50) 16(35) 18(48) 14(30)

 

Примечание. В скобках приведены значения скорости движения автосамосвалов без груза.

 

Продолжительность разгрузки автосамосвала включает время подъема кузова и время его опускания. Для автосамосвалов грузоподъемностью до 40 т она составляет 60 с, при большей грузоподъемности автосамосвалов – 70 – 90 с.

Продолжительность маневров при погрузке автосамосвала зависит в основном от схемы подъезда и находится в пределах 0 – 10, 20 – 25, 50 – 60 с соответственно для сквозной, петлевой и тупиковой схем. При разгрузке автосамосвала продолжительность маневров составляет 40 – 50 с. Число рабочих автосамосвалов для обеспечения эффективной работы n экскаваторов определяется по формуле:

 

 

Так как часть автосамосвалов постоянно находится в ремонте и проходит техническое обслуживание, то инвентарный парк автосамосвалов:

 

 

где - коэффициент технической готовности парка.

 

 

4.3.3. Пропускная и провозная способность карьерных автодорог

 

Пропускная способность автодороги – это максимально возможное число автосамосвалов, которые могут пройти через определенный участок в единицу времени. Она зависит в основном от скорости и числа полос движения. При однополосном движении автосамосвалов в одном направлении часовая пропускная способность автодороги определяется по формуле:

 

 

где t_a - интервал времени между автосамосвалами, мин; – скорость движения автосамосвалов, км/ч; l_б - безопасное расстояние между следующими друг за другом автосамосвалами, м; k_н.д - 0,5÷0,8 – коэффициент неравномерности движения.

Безопасное расстояние между автосамосвалами складывается из длины тормозного пути и длины автосамосвала и должно быть не менее 50 м. На горизонтальных прямолинейных участках это расстояние определяется по формуле:

 

 

Провозная способность автодороги (т/ч) определяется по формуле:

 

 

где q_гр - масса груза, перевозимая автосамосвалом, т; k_рез = 1,75÷2 – коэффициент резерва.

Пропускная и провозная способности автодороги должны соответствовать величине грузооборота для рассматриваемого участка пути.

 

4.3.4. Организация работы карьерного автотранспорта

 

Эффективность использования автотранспорта на карьерах в значительной степени зависит от схемы подъезда автосамосвала к забою и установки его у экскаватора. В зависимости от способа вскрытия рабочих горизонтов, размеров рабочих площадок и условий работы экскаваторов возможны сквозной подъезд автосамосвалов к экскаватору, подъезд с петлевым и тупиковым разворотом (рис. 4.5.). Сквозной подъезд применяется при наличии двух выездов с горизонта. Автосамосвалы в этом случае движутся поточно, съезжая с магистральных дорог на забойные. Подъезд с петлевым разворотом применяется при одном выезде с горизонта. Он не требует сложных маневров. Обычно время обмена автосамосвалов не превышает продолжительности рабочего цикла экскаватора, чем достигается высокое использование экскаваторов во времени. Подъезд с тупиковым разворотом применяется в стесненных условиях при невозможности осуществления петлевого разворота. В основном эта схема подъезда применяется в тупиковых заходках при проведении траншей. При ширине рабочей площадки (основания траншеи) меньше радиуса поворота автосамосвала устраиваются специальные ниши для обеспечения более свободного маневра при развороте (см. рис. 4.5). Подъезд с тупиковым разворотом вызывает уменьшение производительности автосамосвалов на 10-15% (по сравнению с другими схемами подъезда).

В зависимости от числа автосамосвалов, находящихся одновременно в забое, применяется одиночная или спаренная установка их под погрузку. Одиночная установка автосамосвалов может производиться параллельно оси забоя (при заходках небольшой ширины либо с разворотом (при более широких заходках). Установка автосамосвалов с разворотом позволяет уменьшить угол поворота экскаватора.