Основные технологические процессы на разрезе "Томусинский" (стр. 17 из 22)
Глава 6 ТРАНСПОРТИРОВКА ГОРНОЙ МАССЫ
6.1 Общие сведения
Карьерный транспорт предназначен для перемещения горной массы (вскрыши и полезного ископаемого) от забоев до пунктов разгрузки. Он является связующим звеном в технологическом процессе. От четкой работы карьерного транспорта зависит эффективность разработки месторождения. Трудоемкость процесса перемещения (транспортирования) весьма высока, а затраты на собственно транспорт и связанные с ним вспомогательные работы составляют 45-50 %, а в отдельных случаях 65-70% общих затрат на добычу. Специфику горных работ обусловливает следующие основные особенности работы карьерного транспорта:
1 - значительный* объем и сосредоточенная (односторонняя) направленность перемещения карьерных грузов при относительно небольшом расстоянии транспортирования;
2 - периодическая передвижка транспортных коммуникации в связи с постоянным изменением положения пунктов погрузки (забоев) и разгрузки горной массы;
3 - движение в грузовом направлении происходит, как правило, с преодолением значительных подъемов;
4 - повышенные прочность и мощность двигателей транспортного оборудования, что вызвано большой плотностью, повышенной крепостью, абразивностью, неоднородной кусковатостью горной массы.
Интенсивность работы карьерного транспорта характеризуется грузооборотом карьера, который определяется количеством груза (в кубометрах или тоннах), перемещаемого в единицу времени (час, смена и т.д.). 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. 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).
В зависимости от принципа действия различают транспорт цикличного (прерывного) и непрерывного действия.
Продолжительность цикла оборота складывается из продолжительности погрузки, продолжительности движения с грузом к пункту 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.
6.2 Железнодорожный транспорт
Средствами железнодорожного транспорта являются рельсовые пути и подвижной состав.
Рельсовые пути. Поусловиям эксплуатации рельсовые карьерные пути делятся на стационарные, сохраняющие свое положение постоянно или в течение длительного времени (пути на поверхности, транспортных бермах и в капитальных траншеях), и временные пути, периодически перемещаемые (на уступах и отвалах).
На карьерах в основном применяется стандартная колея шириной 1520 мм.
Минимальный радиус кривых определяется типом подвижного состава и шириной колеи. Для всех стационарных карьерных путей при ширине колеи 1520 мм нормальный радиус кривых равен не менее 200 м. Для временных путей он находится в пределах 100-120 м. Величину подъема i (уклона) в продольном направлении принято выражать в промиллях (число тысячных единиц тангенса угла подъема, т.е. i = 1000 tgα, /‰). Так как при малом угле подъема sina = tga, то при известных значениях i и высоты подъема можно определить длину участка подъема без тригонометрических таблиц. Максимальный подъем пути в грузовом направлении называется руководящим подъемом i . По величине руководящего подъема, рассчитывается масса поезда. Экономически эффективная величина руководящего подъема для железнодорожного электрифицированного транспорта при однократной тяге не превышает 40 и 60 ‰ соответственно с использованием электровозов и тяговых агрегатов. Карьерный транспорт может быть одно- и многопутным. Расстояние между осями путей составляет не менее 4,1 м. Для соединения и разветвления путей служит стрелочный перевод, характеризуемый тангенсом угла его крестовины (маркой крестовины). На постоянных путях устанавливаются стрелочные переводы с маркой крестовины 1 /11 и 1 /9, на временных - с маркой крестовины 1/7 и 1/5. Железнодорожный путь (рис. 6.1) состоит из нижнего и верхнего строений. Нижнее строение представляет собой земляное полотно с водоотводными и искусственными сооружениями. Земляным полотном выездных путей является основание траншей, земляным полотном забойных путей - рабочая площадка уступа, отвальных путей - насыпь отвалов. Верхнее строение пути состоит из балласта шпал, рельсов со скреплениями и противоугонов. Балласт необходим для равномерного распределения давления и смягчения ударов от подвижного состава на земляное полотно защиты его от промерзания, отвода поверхностных вод. Наилучшем материалом для балласта служит щебень крупностью 20-79мм. В качестве балласта возможно использовать гальку и гравий. Толщина балластного слоя должна быть равной 15-20 и 25-40 см соответственно на временных и стационарных путях. Расход балласта составляет 600-1200 м3/км
Шпалы служат для крепления к ним рельсов и передачи давления от подвижного состава на балласт. Применяются деревянные железобетонные и металлические шпалы. Наибольшее применение получили деревянные (сосновые) шпалы. Стандартная длина шпалы 270 см. С целью увеличения срока службы шпалы пропитываются антисептиком (хлористый цинк, креозот и др.). Число шпал на 1км пути в зависимости от нагрузок ось и интенсивности движения поездов находится в пределах делах 1440 - 2000. По условиям ремонта пути расстояние между шпалами принимается не менее 25 см.
Рисунок 6.1 - схема строения железнодорожного пути:
1 - земляное полотно; 2 - балласт; 3 - шпала; 4 - подкладка; 5 - рельс; 6 - водоотводная канава; 7 - накладка; 8 - ширина колеи
Рельсы служат для направления колес подвижного состава и передачи давления на шпалы. Применяемые на карьерах типы рельсов различаются мёжду собой массой 1 м. Стандартная длина рельса 12,5 и 25 м. На постоянных путях применяется сварка рельсов в длинные петли. На криволинейных участках используются короткие отрезки рельсов требуемой длины. Тип рельсов выбирается в зависимости от нагрузки на ось подвижного состава, назначения пути и интенсивности движения. На карьерах широко применяются рельсы P = 50 и Р = 65 (масса 1 м рельса 50 и 65 кг соответственно). Рельсы Р-65 целесообразно использовать при нагрузке на ось более 280 кН и годовом грузообороте 20-25 млн. т. В особо тяжелых условиях при осевых нагрузках свыше 300 кН используются рельсы Р-75. При тяжелых рельсах воздействие подвижного состава на верхнее строение передается более равномерно.
К шпалам рельсы могут прикрепляться костылями, шурупами и болтами. Наибольшее применение получили костыли. Недостатками костыльного крепления являются быстрое снижение прочности пути, сужение или уширение пути, перекос, что может быть причиной аварий. При звеньевой переукладки путей кранами возможен отрыв шпал от рельсов. При шурупном креплении в шпале просверливается отверстие, куда ввинчивается шуруп, головка которого прижимает рельс к шпале. Сопротивление выдергиванию шурупов в 1,5-2 раза больше, чем костылей. Болтовое крепление, при котором используются сквозные болты, является наиболее прочным. Концы рельсов соединяются между собой стыковыми накладками и болтами.
Конструкция верхнего строения зависит от грузооборота, нагрузки на ось подвижного состава и скорости движения. Скорость движения на стационарных и временных путях составляет соответственно 30-40 и 15-20 км/ч.
Подвижной состав на карьерах состоит из вагонов и локомотивов. Для перевозки полезного ископаемого широко используются вагоны типа «гондола» грузоподъемностью 60-90 тонн и частично типа «хоппер» грузоподъемностью 60 тонн. У вагонов типа «гондола» дно составлено из отдельных щитов, вращающихся на шарнирах у хребтовой балки. Опущенные щиты образуют наклонные плоскости, по которым груз высыпается на обе стороны от оси пути. Вагон типа «хоппер» имеет наклонные торцовые стенки и разгружается через люки, расположенные ниже рамы вагона, груз ссыпается между рельсами или на стороны.
Для перевозки вскрышных пород применяются саморазгружающиеся вагоны-думпкары с односторонней или двусторонней разгрузкой. Конструкция думпкаров рассчитана на восприятие значительных динамических нагрузок от падения крупных кусков породы массой 3-5 тонн с высоты 1,5-3 м (при погрузке экскаваторами). Думпкары широко применяются также и для транспортирования руды. Думпкары характеризуются такими как грузоподъемность, вместимость, коэффициент тары, нагрузка на ось, нагрузка на 1 м пути (табл. 5.1).