Локомотивы карьеров

На открытых разработках получили распространение локомотивы на электрической и тепловозной тяге, а также их комбинация, использующая преимущество обоих видов.

Электрическая тяга на карьерах имеет ряд преимуществ, основными из которых являются возможность преодоления значительных подъемов без существенного снижения скоростей движения, высокая удельная мощность и способность выдерживать значительные кратковременные перегрузки, возможность увеличения сцепной массы объединением нескольких секций, высокая экономичность (коэффициент полезного действия электрического локомотива - 0,86 ..0,88), незначительная зависимость от климатических условий и свойств транспортируемого груза.

Электрическая тяга осуществляется при различных системах тока и напряжениях. При постоянном токе используется напряжение 1500 и 3000 В на токоприемнике электровоза, а при переменном токе получила распространение система однофазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц напряжением 10 и 25 кВ. С ростом глубины и грузооборотов карьеров и, следовательно, увеличением сцепной массы и мощности локомотивов, для уменьшения потерь энергии в контактной сети потребовалось увеличение в ней напряжения.

Переход на напряжение 3000В при постоянном токе обусловливает последовательное соединение тяговых двигателей (так как они рассчитаны на напряжение 1500 В), что приводит к снижению реализуемого коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами. Применение тиристорных преобразователей напряжения позволяет существенно увеличить коэффициент сцепления.

При системе однофазного переменного тока по контактному проводу подается напряжение в 10...25кВ с понижением и выпрямлением его на локомотиве, что несколько усложняет конструкцию локомотива, но значительно упрощает систему электроснабжения.

Если при питании локомотивов постоянным током на тяговой подстанции производится понижение напряжения и преобразование переменного тока в постоянный, то при переменном - на тяговой подстанции производится только понижение напряжения до 10…25кВ.

Расположение и число тяговых подстанций определяются длиной, раз- ветвленностью и характером трассы, а также величиной грузопотока.

Тяговые подстанции могут быть стационарными (расположенными на одном из бортов карьера) и передвижными (передвигающимися вслед за развитием горных работ).

Контактная сеть в карьерах также подразделяется на стационарную и передвижную (на передвижных участках, забойных или отвальных).

Основные типы и параметры карьерных локомотивов

Локомотивы на электрической тяге представляют собой одно- или многосекционные локомотивы - электровозы (рис.11.6, а), а на тепловой тяге - тепловозы (рис.11.6).

На карьерах применяются одиночные электровозы постоянного тока EL1 и EL2 германского и 26Е чешского производства, а также электровоз переменного тока Д94 Днепропетровского электровозостроительного завода.

Большое распространение получила комбинация этих двух видов тяги, реализованная в тяговых агрегатах - многосекционных локомотивах, каждая из секций которых развивает соответствующую часть тягового усилия и имеет определенное функциональное назначение. В состав тягового агрегата могут входить следующие секции:

электровоз управления (ЭУ);

секция автономногопитания (дизельная секция - ДС);

моторный думпкар (МД).

Электровоз управления тягового агрегата так же, как и электровоз, содержит аппаратуру для управления и питания всех двигателей тягового агрегата.

На электровозе управления тягового агрегата переменного тока (рис. 11.7), расположены пульт управления (кабина машиниста 1 и его помощника 2 с измерительными приборами 3 и механизмами управления), тяговый трансформатор 4, выпрямительные установки 5 со сглаживающим реактором 6, пуско-тормозные сопротивления 7, мотор-компрессор 8 (для снабжения поезда сжатым воздухом) и блок мотор-вентилятора 9.

На электровозе управления тягового агрегата постоянного тока также имеется пост управления, пуско-тормозные сопротивления, компрессорная и вентиляторная установки (но отсутствуют трансформатор и выпрямительная установки).

Секция автономного питания имеет дизель-генерагорную установку мощностью 1000...1500кВт для питания всех секций тягового агрегата при движении по неэлектрофицированным (забойным или отвальным) путям. На секции автономного питания размещены дизель-генераторная группа 2, аккумуляторная группа 3, вентилятор 4, а также кабина 1 (для автономного управления с секции) и различная измерительная аппаратура и аппаратура защиты.

Локомотивы на тепловой тяге, оборудованные двигателем внутреннего сгорания, - тепловозы - различают на имеющие механическую (мотовозы), гидромеханическую и электромеханическую передачи

Компоновка оборудования на локомотиве выполняется с учетом равномерного распределения нагрузок на колесные пары, удобства обслуживания, группировки аппаратов в блоки и безопасности обслуживания.

При различном сочетании секций тягового агрегата допускаются следующие режимы его работы:

- электровоз управления как самостоятельная тяговая единица (работают 4 тяговых двигателя) в контактном режиме;

- электровоз управления в сцепе с секцией автономного питания (работают 8 тяговых двигателей) в контактном режиме;

- секция автономного питания как самостоятельная тяговая единица (работают все двигатели - 8 иди 12) а автономном режиме;

- электровоз управления в сцепе с секцией автономного питания и моторным думпкаром - основное сочетание тяговых единиц (работают все 12 двигателей) в контактном или автономном режиме;

- электровоз управления с одним или двумя моторными думпкарами (работают 8 или 12 двигателей).

Тяговые агрегаты оборудованы, как правило, следующими видами тормозов: пневматическим поездным, ручным с приводом на все колесные пары, электромагнитным рельсовым и электрическим реостатным. Для экстренной остановки поезда применяют обычно пневматический (механический) и электромагнитный рельсовый (если он имеется) тормоза. Ручной тормоз служит для удерживания тягового агрегата при длительной стоянке. Электрический реостатный тормоз, являясь основным рабочим тормозом современных агрегатов, служит для поддержания скорости и её регулирования при движении поезда.

Широкое распространение получили отечественные тяговые агрегаты постоянного (шифр ПЭ) и переменного (шифр ОПЭ) токов, а также немецкие тяговые агрегаты переменного тока EL10 и ЕL20.

Основными параметрами локомотивов являются ширина колеи, сцепная масса (М_сц), мощность тяговых двигателей (N_дв), осевая формула (число слагаемых соответствует числу тележек локомотива или секции, цифра слагаемого - числу осей в тележке, индекс «0» информирует об индивидуальном приводе оси). Технические характеристики электровозов, тяговых агрегатов и тепловозов приведены в табл. 7.3 - 7.6.

Тепловозы с механической и гидромеханической передачами, передающие незначительные мощности - соответственно до 300 и 900кВт, имеют ограниченное применение на карьерах (обычно на вспомогательных работах).

Основное применение имеют тепловозы с электромеханическими передачами (при этом система дизель-генератор постоянного или переменного тока питает электрической энергией тяговые осевые электродвигатели и вспомогательные машины). Технические характеристики тепловозов с электромеханическими передачами представлены в табл. 7.6

Тепловозы ТЭМ1, ТЭМ2 и ТЭМ3 с электрической передачей имеют сцепную массу 120... 122т и дизель мощностью 735...880кВт. Оборудование тепловозов смонтировано на раме, установленной на двух трехосных тележках. Кузов тепловоза состоит из пяти частей: кабина машиниста (где установлен пульт с приборами управления тепловозом); машинное отделение (на валу дизеля установлен главный генератор, кроме того, от дизеля приводится в движение компрессор, вентиляторы охлаждения тяговых двигателей, генераторы для питания цепей управления и освещения и вентилятора холодильника); холодильная камера; высоковольтная камера; аккумуляторная. Тяговые двигатели соединены последовательно в две группы по три в каждой. Топливный бак рассчитан на пять с половиной тонн топлива.

Тепловоз ТЭ3 может работать в одно и двухсекционном исполнении (2ТЭ3). Каждая секция сцепной массой 127 т имеет дизель мощностью 1470 кВт. Дизель 5 и главный генератор 4 установлены в центре тепловоза на общей раме 10 и представляют собой единый силовой агрегат - дизель-генератор, общая масса которого достигает 30 т. Мощность от вала дизеля отбирается через передний 3 и задний 6 редукторы для привода агрегатов вспомогательного оборудования. С передним редуктором связаны вентилятор 2, служащий для охлаждения двигателей передней тележки и двухмашинный агрегат 1, состоящий из возбудителя, питающего обмотку главных полюсов, и вспомогательного генератора низкого напряжения для управления, освещения и т.д. С задним редуктором связан вентилятор для охлаждения двигателей задней тележки 7, тормозной компрессор 8 и вентилятор холодильника 9 (для охлаждения воды и масла). Между кабиной и машинным отделением расположена высоковольтная камера, в которой размещены электрические аппараты тепловоза. По обеим сторонам дизеля (под полом) размещены аккумуляторные батареи. Рама тепловоза опирается на две трехосные тележки 11с электродвигателями постоянного тока и последовательного возбуждения на трамвайной подвеске.

Тепловозы характеризуются автономностью работы (нет контактной сети) и сокращением времени на переукладку неэлектрифицированных путей, что повышает производительность погрузочно-транспортного оборудования на:- 10...15%. Вместе с тем, капитальные затраты на приобретение их выше на 15...20%, а преодолеваемые уклоны ниже, чем при электрифицированном транспорте из-за небольшой удельной мощности. Поэтому тепловозы эффективны в сравнительно неглубоких карьерах, при большой протяженности передвижных путей, а также в местах, удаленных от электростанций.

11.3 Карьерный автотранспорт

Автомобильный транспорт получил широкое распространение в мире по объему перевозок и числу карьеров, на которых он применяется.

Автотранспорт применяется на карьерах по добыче цветных и железных руд, горно-химического сырья, строительных материалов. Причем автомобильный транспорт используется и как основной вид транспорта, так и в комбинации с конвейерным, железнодорожным и скиповым.

В качестве основного вида автомобильный транспорт применяется: при строительстве карьеров, при разработке месторождений, имеющих включения пустых пород; при разработке месторождений малой и средней мощности; при сравнительно небольших расстояниях транспортирования (до 3...4км); при разработке месторождений, расположенных вдали от магистральных дорог и мощных энергетических ресурсов.

Преимуществами автотранспорта являются: независимость от источника энергии, высокая маневренность, незначительные радиусы поворота машин (8...15м), относительно высокие уклоны автодорог (в грузовом направлении 80...100‰, в порожняковом - 150‰), независимость эффективности транспортирования от физико-механических свойств транспортируемого материма, относительно небольшие затраты и низкая трудоемкость устройства и перемещения автомобильных дорог, быстрота окупаемости.

Недостатки автотранспорта: высокая стоимость автомобильных перевозок (удельные затраты на транспортирование, на 1 т/км, в 5-6 раз выше, чем при железнодорожном транспорте), зависимость работы автомобилей от климатических условий, высокая трудоемкость дорожных работ при снегопадах, гололедице, дождях, большая стоимость машин и значительные затраты на их содержание, зависимость работы транспорта от привозного жидкого топлива, высокая энергоемкость, значительное газоаыделение, незначительные экономически выгодные расстояния транспортирования.

Схемы движения автотранспорта определяются горно-техническими условиями разработки месторождения и направлением транспортирования полезного ископаемого к вскрышных пород.

При разработке месторождений с горизонтальным и слабонаклонным залеганием полезного ископаемого при небольшой глубине, а также на нагорных карьерах применяются прямые съезды (рис. 11.9, а).

На глубоких карьерах с ограниченными размерами в плане получили распространение спиральные съезды (рис. 11.9, б). При значительной глубине и при разработке месторождений на склоне горы, когда достигнуть заданных отметок прямыми съездами сложно, используются петлевые съезды (рис. 11.9, в) На большинстве глубоких карьеров (хотя глубина карьеров, где рационально применение автомобильного транспорта, не превышает 200 - 250м, имеются примеры достаточно эффективной работы его при глубинах, превышающих 400-450м, используется комбинация спиральных и петлевых съездов.

Основными параметрами карьерных автомобилей являются: грузоподъемность, собственная масса машины, коэффициент тары, мощность двигателя, колесная формула, вместимость кузова и габариты.

Грузоподъемность наибольшая допустимая к перевозке автомобилем масса груза, грузоподьемность современных отечественных автосамосвалов достигает 200т.

Мощность двигателя определяет тягово-эксплуатационные свойства автомобиля и должна быть согласована с его грузоподъемность, с конструктивной скоростью и типом трансмиссии (передачи),

В рабочем режиме мощность двиателя реализуется в полной мере, как правило, только на одном участке - при движении груженого автомобиля на подъем. На остальных участках скорость определяется зачастую только дорожными условиями и безопасностью движения.

Рациональная величина мощности карьерных автомобилей устанавливается путем технико-экономическою анализа, так как увеличение мощности обусловливает повышение скорости движения, а следовательно, производительности, но увеличивает стоимость автомобиля и расход топлива.

Вместимость кузова автомобиля должна быть подобрана таким образом, чтобы при нормальной загрузке его грузоподъемность была полностью использована.

Коэффициент наполнения зависит от формы кузова и составляет для карьерных самосвалов не более 1,2...1,3.

Плотность горных пород характеризуется широким диапазоном значений, поэтому полное использование грузоподъемности возможно лишь при кузовах различной вместимости.

Типы карьерных автосамосвалов. На карьерах основное распространение получили автосамосвалы. Кроме того, некоторое применение имеют автопоезда, состоящие из тягача с полуприцепами или с прицепами.

Автосамосвалом называют автомобиль, имеющий мощную раму и расположенный на ней кузов, разгружающийся опрокидыванием назад (или набок). Автопоезд представляет собой тягач с одним или несколькими полуприцепами или прицепами, разгружающимися через дно, опрокидыванием назад или набок.

Высокая маневренность, устойчивость, проходимость, возможность преодолевать большие затяжные подъемы, быстрота разгрузки обусловили преимущественное распространение автосамосвалов на карьерах России и зарубежом. Современный карьерные самосвалы оборудуют дизельными двигателями и механической, гидромеханической или электромеханической трансмиссиями (передачами).

В соответствии с отечественным и зарубежным опытом автосамосвалы с механической передачей (МП) выпускаются, как правило, грузоподьёмностью менее 25т. Так, на карьерах малой и средней мощности, в основном при разработке строительных горных пород, получили распространение автосамосвалы с механической передачей Минского автозавода МАЗ-5549 грузоподъемностью 8т и геометрической вместимостью кузова 5,1 м³, автосамосвал МАЗ-5516 грузоподъемностью 16т, геометрической вместимостью кузова 10,5м³. Автосамосвалы Кременчугского автозавода (рис. 11.10, а) КрАЗ-6510 грузоподъемностью 13,5т, геометрической вместимостью кузова 8м³, КрАЗ-65055 грузоподъемностью 16т при геометрической вместимости кузова 10,5м³.

Автосамосвалы могут быть использованы при работе с экскаваторами, имеющими объем ковша не более 3 м³.

Гидромеханическая передача (ГМП) обычно предусматривается для автосамосвалов грузоподъемностью 20...60т. Последние годы зона эффективности гидромеханической передачи сдвинулась в сторону большей грузоподъемности. Зарубежом созданы автосамосвалы грузоподъемностью более 100т с гидромеханической передачей, например, конструкторский отдел ПО «БелАЗ» работает над созданием самосвалов с гидромеханической передачей грузоподъемностью 90 и 135т.

Электромеханическая передача (ЭМП) зарекомендовала себя при значительных грузоподъсмностях – 80т и выше.

Автосамосвал с гидромеханической передачей Могилевского автозавода (рис. 11.10, б) МоАЗ-7505 грузоподъемностью 23т при геометрической вместимости кузова 15,5м³.

Особенностями семейства большегрузных автосамосвалов, выпускаемых ПО «БелАЗ», являются маневренность, незначительные радиусы поворота и короткая база машины (колесная формула 4x2) при относительно большой грузоподъемности. гидромеханические и электромеханические передачи, пневмо- гидравличссках подвеска, платформа ковшового типа, двухконтурные тормозные системы, а также значительная степень унификации основных узлов (дизельных двигателей, гидромеханических и электромеханических передач, мотор-колес и др.), что позволяет сократить сроки ввода в эксплуатацию новой модели, облегчить обслуживание, ремонт и снабжение запасными частями. Автосамосвалы ПО «БелАЗ» (рис.11.11) в течение нескольких десятков лет хорошо зарекомендовали себя в тяжелых карьерных условиях при транспортировании тяжелых скальных грузов. Полное использование геометрической вместимости кузова достигается при перевозке грузов насыпной плотностью 2т/м³. Выпускаются модификации для перевозки угля, сланца и других сыпучих грузов с увеличенной вместимостью кузова, что обеспечивает более полное использование машины при транспортировании грузов насыпной плотностью 1,25..1,3т/м³.

Для обеспечения плавности хода передняя ось и задний мост подвешены на пневмогидравлических цилиндрах Кузов - сварной ковшовый цельнометаллический. Подъем кузова осущесшляется телескопическими гидроцилиндрами. Одноместная цельнометаллическая кабина шумоне-проницаема, обогревается от системы охлаждения двигателя. На автосамосвале различают рабочую тормозную систему - барабанные тормоза на всех колесах с пневматическим приводом, стояночную (запасную) - барабанный тормоз на ведущем валу главной передачи, и вспомогательную - гидравлический (электрический) тормоз - замедлитель на ведущем валу коробки передач.

Основные параметры выпускаемых в настоящее время автосамосвалов с гидромеханической передачей приведены в табл. 7.7...7.9, а с электромеханической - в табл. 7.10 и 7.1 I.

Для условий бездорожья выпущен шарнирно-сочленённый автосамосвал БелАЗ-7528 грузоподъемностью 36т (V=16 м³), Колесная формула самосвала 6x6. Максимальный подъем 68‰.

На базе выпускаемого ранее автосамосвала БелАЗ-75191 (грузоподъемностью 110 т) созданы образцы дизель-троллейвозов - БелАЗ-75195.

Испытание показали эффективность дизель-троллейвозов, особенно в условиях глубоких карьеров, так как на крутых подъемах они работают от контактной сети, что улучшает экологическую ситуацию. Дизель обеспечивает мобильность в рабочей зоне.

В 1993 году предприятием был выпущен 280-тонный самосвал БелАЗ- 7550, который и сегодня остается одним из лидеров по грузоподъемности среди двухосных машин в мире. При создании этого самосвала были использованы "мотор-колеса" 180-тонного самосвала, но при этом новая машина отличается от него рядом новых конструктивных решений: колесная формула 4x4, шарнирно-сочлененная рама, новый аппарат подвески, пневмогидравлические цилиндры которой соединены попарно поперечным пневматическим балансиром, вертикальное шарнирное сочленение передней и задней полурам, созданное из двух шаровых опор, одна из которых имеет регулируемую высоту.

Использование двух ведущих мостов с применением 8 шин позволило создать эту новую машину грузоподъемностью 280 т, имеющую хорошие тягово-динамическис качества. Мощность дизеля составляет 3200л.с (2350 кВт). Испытания машины проводились в суровых климатических условиях производственного объединения «Якутуголь».

11.4 Карьерный конвейерный транспорт

Конвейерный транспорт — перспективный вид карьерного транспорта полезного ископаемого и вскрышных пород, так как позволяет достигать весьма высокой, практически неограниченно большой производительности транспортирования горной массы. Если автомобильный транспорт допускает уклоны до 80–100‰, железнодорожный — до 35–40‰, то конвейерный до 320‰(18°), т. е. его применение может дать сокращение длины траншей соответственно в 3–4 и 6–8 раз.

К преимуществам конвейерного транспорта следует отнести также:

- непрерывность потока горной массы от забоев до пунктов разгрузки;

- увеличение производительности экскаваторов на 25–30 % благодаря сокращению перерывов в работе;

- возможность быстрой прокладки конвейерных ставов по пересеченному рельефу, по бортам карьера, в наклонных стволах и штольнях;

- значительное сокращение объемов земляных работ при подготовке карьера и новых горизонтов к эксплуатации (в 2–3 раза по сравнению с автомобильным и в 3–4 раза по сравнению с железнодорожным транспортом);

- возможность автоматизации и централизованного управления транспортом.

Недостатки конвейерного транспорта:

- необходимость дробления горной массы в забое при разработке скальных пород и усложнение при этом технологии работ вследствие применения передвижных дробильных установок;

- трудность транспортирования липких горных пород;

- влияние климатических условий на работу конвейера;

- зависимость работы конвейерной линии от каждого конвейера, т. е. неисправность одного из них влечет за собой остановку всей линии;

- необходимость установки вспомогательного подъемника для доставки оборудования и материалов в карьер.

Однако, несмотря на недостатки, конвейерный транспорт в сочетании с мощными экскаваторами непрерывного действия является наиболее перспективным для карьеров большой производительности.

На открытых разработках применяют ленточные конвейеры, их устанавливают на почве уступов, траншей и поверхности, а также в галереях роторных экскаваторов, транспортно-отвальных мостов, отвалообразователей и перегружателей.

По способу установки на почве конвейеры могут быть подразделены на:

передвижные и стационарные;

по месту работы — на забойные, отвяльные, передаточные, сборочные (магистральные) и подъемные.

Забойные конвейеры, располагаемые на вскрышном или добычном уступе, транспортируют горную массу от экскаватора к передаточному или сборочному конвейеру. По мере подвигания забоя конвейер передвигают или наращивают.

Отвальные конвейеры, монтируемые вдоль кромки отвала, передают горную массу на отвалообразователи.

Передаточные конвейеры соединяют забойные конвейеры, установленные на вскрышном уступе, с отвальными. Передаточные конвейеры монтируют на колесных рельсовых тележках и перемещают в направлении продольной оси.

Сборочные (магистральные) конвейеры служат для перемещения руды от забойных конвейеров к подъемным, транспортирующим руду из карьера на поверхность или вскрышные породы во внешний отвал.

На рис. 11.12 показана схема конвейерного транспорта в карьере. Вскрыша в данном случае транспортируется во внутренний отвал, а руда – на поверхность. Вскрышные породы разрабатываются двумя уступами, а полезное ископаемое – одним.

При разработке крепких руд и скальных пород между экскаватором и забойным конвейером устанавливают передвижную дробильную установку с консольным конвейером, посредством которого дробленая горная масса подается на забойный конвейер.

При благоприятных горно-геологических условиях перемещение вскрышных пород может осуществляться во внутренний отвал транспортно-отвальным мостом или консольным отвало-образователем (рис. 11.13). Эти комплексы являются наиболее механизированными, обеспечивающими лучшие условия работы конвейеров.

Тип конвейера для карьера выбирают в зависимости от принятого забойного выемочно-погрузочного оборудования.

Для роторных экскаваторов ЭРГ-400-17/1,5 производительностью 1000м³/ч породы в плотном теле изготовляют следующие карьерные конвейеры: забойные типа КЛЗ; отвальные типа КЛО; магистральные типа КЛМ длиной 250, 400, 500 и 800м; передаточные типа КЛП длиной 250м. Техническая производительность этих конвейеров 1600м³/ч, ширина ленты 1200 мм, скорость ее движения 3,6м/с, максимальный размер транспортирования кусков горной массы 400 мм.

Для роторных экскаваторов ЭРШР-1600-40/7 производительностью 3000м³/ч породы в плотном теле изготовляют карьерные конвейеры производительностью 5000м³/ч с шириной ленты 1800мм и скоростью ее движения 4,35м/с.

Каждый из этих конвейеров в различном сочетании может использоваться и вне роторных комплексов для транспортировании пород плотностью до 2,5т/м³ с размером кусков 400–600мм (соответственно ширине ленты).

Забойные конвейеры типа КЛЗ (рис. 11.14,а) состоят из приводной и концевой станций, секций с роликоопорами, ленты и загрузочной воронки.

Приводная станция обычно имеет один приводной барабан и только на особо мощных конвейерах – два. Для передвижки приводов применяется колесно-рельсовый или гусеничный ход с приводом или без него. Натяжение ленты осуществляется барабаном, встроенным в приводную станцию.

Секции забойных конвейеров представляют собой фермы длиной 4–6м, установленные на деревянные или стальные шпалы. По обе стороны секций укреплены рельсы для движения по ним загрузочной воронки и для захвата роликами при передвижке става трактором. В некоторых конвейерах секции, как и привод, могут иметь колесно-рельсовый или гусеничный ход. Так как при передвижке став конвейера изгибается, то секции конвейера, на которых установлены роликоопоры, устанавливают с просветами, позволяющими секциям поворачиваться одна относительно другой на некоторый угол.

Забойный конвейер имеет передвижную загрузочную воронку (бункер) с приводом от ленты и амортизирующими роликоопорами, смягчающими удары падающих кусков на ленту.

Забойные конвейеры входят в состав роторных комплексов и имеют производительность, соответствующую производительности экскаватора.

Для экскаваторов при производительности 1000м³/ч конвейеры имеют ширину ленты 1200мм и при 5000м³/ч — 1800мм.

Отвальные конвейеры типа КЛО (рис. 11.14, б) отличаются от забойных тем, что на них отсутствует загрузочная воронка, но имеется передвижное двухбарабанное разгрузочное устройство 6 для промежуточной разгрузки породы с конвейера на отвалообразователь 7. Производительность конвейера 1500м³/ч.

Передаточные (торцовые) конвейеры, служащие дли передачи вскрышных пород от забойного конвейера к отвальному, не имеют ни погрузочных, ни разгрузочных передвижных устройств, но по мере продвижения фронта работ передвигаются вдоль своей оси в направлении подвигания уступа. Для этого приводная и концевая станции, а также секции монтируются на тележках с колесами и соединяются между собой сцепки мн. Для уменьшения числа тележек секции изготовляют длиной 10–12м. Передвижку таких конвейеров производят лебедкой или трактором.

Передаточные конвейеры КЛП-250 имеют ту же производительность, что и забойные.

Магистральные (сборочные и подъемные) конвейеры тина КЛМ (рис. 11.14, в) снабжены устройством, аналогичным устройству на забойном конвейере. Однако приводная станция устанавливается на фундаменте, секции не имеют рельсов и отсутствуют передвижные загрузочные и разгрузочные устройства.

В зависимости от климатических условий магистральные конвейеры оставляют открытыми либо частично или полностью закрывают крышей и галереей. Галереи могут быть утепленными или отапливаемыми (привод с электрооборудованием всегда должен устанавливаться в утепленном, а при суровом климате — в отапливаемом помещении).

Для магистральных конвейеров применяют специальные конструкции: ленточно-канатные и ленточно-цепные конвейеры, производительность и длина которых могут быть значительно больше обычных ленточных конвейеров.

Ленточные, ленточно-канатные и ленточно-цепные конвейеры могут работать при углах наклона 17–18°. Вместе с тем, применение на открытых разработках конвейеров, приспособленных для транспортирования горной массы под большими углами наклона, также может быть весьма эффективным.

Интересен в этом отношении опыт применения движущейся с той же скоростью, что и грузонесущая лента, прижимной ленты, нижняя ветвь которой лежит на слое горной массы. Такие конвейеры, применяемые в качестве подъемных, могут устанавливаться по откосу (борту) карьера под углом 35–40° без проведения капитальных траншей.

11.5 Производительность карьерного транспорта

Локомотивный транспорт. Производительность локомотивосостава (количество полезного ископаемого в тоннах или пустой породы в кубических метрах, вывезенного из карьера за единицу времени) определяется по формуле

,

где Q_л – производительность локомотивосостава, т/сут или м³/сут; Т – время работы транспорта в сутки, ч; G – полезная грузоподъемность (т) или объем (м³) состава; Т_об – время оборота (рейса) одного состава, мин.

Карьерный транспорт работает по замкнутому циклу, состоящему из операций: погрузки вагонов экскаватором; движения с грузом; разгрузки вагонов; движения с порожняком к экскаватору.

Полное время оборота поезда (мин)

,

где t_погр – время погрузки состава экскаватором (мин),

,

где G – грузоподъемность вагона, т; V_к – объем ковша экскаватора, м³; n – число вагонов в составе; t_ц – время цикла экскавации, с; k_н – коэффициент наполнения ковша; ∑t_г – время движения локомотивосостава с грузом, мин; ∑t_п – время движения локомотивосостава порожняком в забой, мин; t_м – время маневров на разминовках и простои в ожидании погрузки и разгрузки вагонов принимается 8–10 мин на один рейс локомотивосостава.

Число локомотивов для перевозки горной массы в карьере

где k_н.д.=1,25 – коэффициент неравномерности добычи в течение смены; Q_к – производительность карьера в смену, т/сут или м³/сут.

Парк локомотивов (инвентарное число)

,

где N_р, N_рем, N_рез, N_хоз – число локомотивов соответственно, занятых на поездной работе по перевозке горной массы, находящихся в ремонте, в резерве и на хозяйственных работах (перевозка балласта, машин, рабочих и т. д.).

Обычно принимают: N_рем = 0,15 N_р; N_рез = (0,05…0,1) N_p; N_хоз = 1…2.

Число вагонов (думпкаров)

,

где k_рем=1,25…1,3 – коэффициент, учитывающий вагоны, находящиеся в ремонте; n — число вагонов в составе.

Ленточные конвейеры. Выбор типа ленточного конвейера производится по двум параметрам: максимальному грузопотоку и длине транспортирования.

Максимальный минутный грузопоток должен быть равен или меньше минутной производительности конвейера или, как называют, минутной приемной способности конвейера.

Длина транспортирования будет влиять на выбор одного или нескольких последовательно установленных конвейеров.

Экономически более целесообразно иметь один конвейер, так как наличие перегрузочных пунктов приводит к увеличению эксплуатационных затрат и снижению надежности работы конвейерной линии.

Техническая производительность конвейера (т/ч)

где Ω – площадь поперечного сечения горной массы на ленте, м²; v – скорость движения ленты, м/с; γ – плотность горной массы, т/м³.

Площадь поперечного сечения горной массы на плоской ленте условно принимается в виде равнобедренного треугольника с основанием, равным 0,8 ширины ленты В, и с углом при основании μ', равным половине угла естественного откоса μ.

Для руды можно принять μ=45°. При этом площадь поперечного сечения (м²) горной массы на ленте равна

Техническая производительность конвейера (т/ч) при плоской несущей поверхности ленты составит

,

или

,

Площадь поперечного сечения горной массы на лотковой ленте складывается из площадей треугольника и трапеции. Поэтому техническая производительность (т/ч) конвейера с лотковой несущей поверхностью ленты равна

Автотранспорт. Время рейса автомашины (мин)

,

где t_погр – время погрузки автосамосвала (мин),

,

здесь G – грузоподъемность машины, т; V_к – объем ковша экскаватора, м³; γ – плотность разрыхленной горной массы, т/м³; t_ц – время цикла экскавации,с; k_н – коэффициент наполнения ковша породой; t_р = 1…2 – время разгрузки автомашины, мин; t_р, t_n — время движения автомашины с грузом и порожняком (мин)

; ,

здесь L — расстояние от забоя до пункта разгрузки машины, м; v_г, v_n – скорость движения машины с грузом и порожняком, км/ч; k = 1,25 – коэффициент, учитывающий время на разгон и замедление машины; t_о – время, затрачиваемое на оформление путевого листа, мин. ; t_м.о. – время, затрачиваемое на маневровые операции при подъезде к экскаватору, мин. Время t_м.о. зависит от принятой схемы подъезда рис.11.15, при схеме а t_м.о. = 0,5…1,0мин; при схемах б–г t_м.о. = 2…10мин.

При расчете надо иметь в виду, что вместимость кузова самосвала должна быть не менее 3…5 объемов ковша экскаватора.

Производительность автомашины (т/смену): техническая

,

где G – грузоподъемность автомашины, т; k_н – коэффициент наполнения кузова; Т_р – время работы автомашины в смену, ч; Т_см – длительность смены, ч.

эксплуатационная производительность

,

где k_в = 0,75 – коэффициент использования автомашины в течение смены.

Парк автомашин для карьера:

– число работающих автомашин

где k_н.д.= 1,1…1,2 – коэффициент неравномерности добычи в карьере в течение смены; Q_к – производительность карьера, т/сут; n_см – число рабочих смен в сутки по вызову горной массы в карьере.

– инвентарное число автомашин в парке

,

где k_т.г =0,7…0,8 – коэффициент технической готовности автопарка.