Лекція № 29

Тема лекції: Транспортне обладнання у кар’єрах.

План лекції

1) Загальні відомості.

2) Види транспорту

Література [1] с. 293-301.

1) Загальні відомості.

Добыча полезных ископаемых в карьерах значительных размеров связана с необходимостью выемки и перемещения больших объемов вскрышных пород. Отсутствие ограничений в размерах в открытых гор­ных выработках создает благоприятные условия для применения на от­крытых горных выработках мощного горного и транспортного обору­дования больших габаритов, обеспечивающего по сравнению с подзем­ными работами более высокие технико-экономические показатели.

Большие масштабы и удельный вес (3/4 горного производства по данным академика Н.В. Мельникова) открытого способа добычи обус­ловлены следующими его преимуществами по сравнению с подземным

способом: более высокой (в 3-4 раза) производительностью труда, более низкими (в 2—3 раза) удельными капитальными вложениями и себестоимостью продукции (в 3-5 раз); уменьшением (в 2-3 раза) сро­ков строительства одинаковой мощности; низким уровнем (3—8 %) количественных потерь полезных ископаемых; комплексной механиза­цией и автоматизацией основного производственного процесса; безо­пасными и более комфортными условиями труда.

Существенный недостаток открытого способа - зависимость от кли­матических условий.

Наличие мощной сырьевой базы и развитая сеть месторождений обусловливают дальнейший рост добычи полезных ископаемых откры­тым способом.

2) Види транспорту

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ

Вагоны служат дня перевозки вскрышных пород, полезного иско­паемого, вспомогательных материалов, оборудования, а также для пе­ревозки людей.

Основной тип карьерного железнодорожного вагона — вагон-са­мосвал или думпкар, конструкция которого обеспечивает быструю ме­ханизированную погрузку и разгрузку горной массы.

Думпкары могут иметь двух-, трех- и четырехосные тележки, они предназначены для транспортирования пород и руд с объемной массой 1,3—2,2 т/мЗ в разрыхленном состоянии. Выпускаются грузоподъем­ностью 60, 85, 105 и 180 т с вместимостью кузова соответственно 26,2, 38,48,5 и 58 мЗс нагрузкой на оси 222, 300, 250 и 310 кН.

Кроме думпкар применяют гондолы, хоперы и платформы. Гондо­лы служат для перевозки мягких ископаемых, они выпускаются с де­ревянной обшивкой на металлическом каркасе и цельнометаллические из стальных штампованных листов. Имеют донную разгрузку.

Хоперы предназначены для транспортирования главным образом балласта, а также угля. Они представляют собой полувагоны с нак­лонными торцевыми стенками, напоминающими по внешнему виду бункера.

Платформы служат для транспортирования машин, материалов, звеньевой укладки путей и др.

Пассажирские крытые вагоны служат для перевозки людей.

Для карьерного транспорта применяют электровозы, тепловозы и в редких случаях — паровозы.

Большинство современных карьеров оборудовано электровозной тягой на постоянном токе напряжением 1500 В. Перспективно приме­нение системы однофазного переменного тока напряжением 10 кВ про­мышленной частоты 50 Гц с преобразованием его в постоянный ток не­посредственно на электровозе.

Тяговая сеть состоит из питающей линии, преобразовательного ус­тройства, контактного провода, рельсового пути и отсасывающей линии. Сеть в карьере разделяется на стационарную и передвижную. Контакт­ные провода применяют медные, бронзовые и сталеалюминиевые сече­нием от 65 до 150 мм².

Карьерные электровозы применяют сцепным весом 800, 1000 и 1500 кН с мощностью часового режима 832-2100 кВт. Электровозы обеспечивают скорость от 21,2 до 31 км/ч. Их изготовляют: в СССР ти­пов 1У-КП-1 и Д-100; в ГДРEL-2 иЕЬЛ; в ЧССР 21Е.

Все эти электровозы имеют постоянное напряжение на токосъем­нике 1500 В, кроме электровоза Д-100, имеющего переменное напря­жение 10000 В.

АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

В последнее время автомобильный транспорт получает все большее распространение на карьерах благодаря его высоким эксплуатационным качествам. Подвижной состав на современных карьерах представлен автомобилями-самосвалами грузоподъемностью 40, 75, 120, 200 т и бо­лее. Карьерный автомобиль-самосвал характеризуется двигателями, шасси и вместимостью кузова.

Автомобильный транспорт имеет высокую маневренность, позволя­ющую разрабатывать залежи с неправильным контуром при меньших потерях ископаемого. Имеется возможность сокращать длину заездов в карьер и общую длину транспортирования по сравнению с железнодо­рожным транспортом в 2—3 раза. За счет устройства временных заез­дов в период строительства ускоряется ввод карьера в эксплуатацию и уменьшаются затраты по капитальным вложениям. Кроме того, при автомобильном транспорте отсутствуют трудоемкие работы по перед­вижке путей и контактной сети.

Значительное влияние на работу автотранспорта оказывают клима­тические условия и автодороги для его перемещения, что особенно за­метно на мягких почвах.

Автотранспорт может обеспечивать глубину разработки карьеров до 70—100 м. С помощью автотранспорта практически можно перевозить

все необходимые грузы и обеспечивать производительность до 1000 м³ в смену на трассе с поворотами до 20 м.

По размещению и комплектованию грузонесущего кузова авто­транспорт классифицируется на: самосвалы (рис. 78, а),у которых ку­зов размещен на шасси самого автомобиля и масса груза передается на ходовые колеса; прицепы (рис. 78, б) которые перемещаются тяга­чами; полуприцепы (рис. 78, в)_} у которых часть веса кузова с грузом передается на колеса тягача.

КОНВЕЙЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Несмотря на сравнительно небольшое распространение конвейер­ного транспорта при разработке полезных ископаемых открытым спо­собом, ему принадлежит большое будущее. Практически неограни­ченная производительность, высокая степень механизации и автомати­зации работ, возможность значительного повышения производитель­ности труда делают его одним из предпочтительных видов транспорта для мощных карьеров будущего.

Конвейерный транспорт обеспечивает непрерывность транспорти­рования грузов, имеет низкую трудоемкость обслуживания и, следо­вательно, высокую производительность труда.

Принципиально конструктивные схемы карьерных ленточных кон­вейеров мало отличаются от схем подземных ленточных конвейеров, но существенно отличаются по своим параметрам.

Современные карьерные ленточные конвейеры могут обеспечить производительность по мягкой вскрышной породе до 30000 м³/ч. Они имеют ширину ленты до 3000 мм, скорость движения до 8 м/с, значи­тельно большую мощность привода и длину конвейера в одном ставе. В силу специфических условий эксплуатации карьерные ленточные кон­вейеры имеют некоторые конструктивные особенности.

Ленты на конвейерах применяют с прокладками из синтетических волокон прочностью 3—6 кН/см ширины одной прокладки; и резино-тросовые с разрывной прочностью 30—60 кН/см ширины ленты. При транспортировании скальных пород используют ленты с защитными слоями, расположенными под рабочей обкладкой и выполненными в виде тканевых или металлических элементов. Применяют ленты с толстыми резиновыми прокладками (сквиджи) для амортизации удар­ных нагрузок, с увеличенной (до 10—20 мм) толщиной рабочей об­кладки.

Роликоопоры (рис. 79) — при лентах шириной до 2000 мм при­меняют трехроликовые верхние с углом наклона боковых роликов 30—45°. Для более широких лент используют пятироликовые опоры, для нижней ветви — горизонтальные двухроликовые опоры V-образной формы, обеспечивающие хорошее центрирование хода нижней ветви лен­ты.

Переноску конвейеров на новую дорогу чаще всего осуществляют без разборки става. В таких конвейерах отдельные секции става соеди­нены между собой рельсами 3, которые закреплены на специальных рамах 2.

Магистральные конвейеры имеют длину в одном ставе до 4 км, ре­же до 12 км.

Привод стационарных конвейеров, как правило, двухбарабанный, иногда — трехбарабанный (два в голове и один в хвосте). Мощность одного привода достигает до 1500 кВт, а суммарная мощность — 6000 кВт. Для разработки мягких вскрышных пород промышленность выпус­кает роторные комплексы производительностью 1500 и 5000 м³/ч с на­бором забойных, передаточных, магистральных и отвальных конвейеров с лентой шириной соответственно 1200 и 1800 мм при скорости 3,56 и 4,35 м/с.

Для транспортирования скальных пород на карьерах находят при­менение ленточные конвейеры 2ЛУ-120, конвейеры с канатным ставом КЛЗ и КЛШ производительностью 500 т/ч, с лентой шириной 1000 мм при скорости 2,25 м/с. Сызранский машиностроительный завод выпус­кает мощные ленточные конвейеры, имеющие ленты шириной 1600 и 2000 мм, при скорости 1,6—3,15 м/с, производительностью до 6000 т/ч с суммарной мощностью привода 800—5000 кВт.

Расчет карьерных ленточных конвейеров производят по той же ме­тодике, что и для подземных ленточных конвейеров.

Кроме названных применяют специальные конвейеры: ленточно-канатные в качестве стационарных установок внешнего транспорта для транспортирования на большие расстояния (10—20 км) при относительно небольших грузопотоках, до 3000 т/ч;

крутонаклонные в качестве межуступных коротких конвейеров или подъемных, расположенных на нерабочем борту карьера или в нак­лонном стволе. Применение этих конвейеров позволяет уменьшить длину транспортирования обходным путем обычными конвейерами и, следовательно, сократить объем подготовительных горно-капиталь­ных работ. Для повышения угла наклона рабочую поверхность ленты оснащают различными выступами и рифлениями, поперечными перего­родками и бортами, используют дополнительные прижимные ленты. Конвейеры такой конструкции позволяют увеличить угол установки

конвейера до 40°;

ленточно-тележечные для транспортирования крупнокусковой гор­ной массы с размерами отдельных кусков 1000—1200 мм. Их целесооб­разно применять для подъема породы из карьера.

Конвейерно-отвальный комплекс состоит из подъемного, промежу­точного и отвального конвейеров и отвалообразователя. Производитель­ность этого комплекса 2100 т/ч, ширина ленты 1600 мм, скорость дви­жения ленты 1,6 м/с.

Конвейерный поезд представляет собой отдельные секции длиной 200—300 м, перемещаемые промежуточными приводами по стационар­ным рельсовым путям, магистральная скорость 6,5 м/с.

Комбинированный транспорт применяют для достижения более высоких технико-экономических показателей при определенных горно­технических условиях открытой разработки, когда становится целесооб­разным использование на карьере нескольких видов транспорта, каждый из которых может работать в наиболее удобных производственных усло­виях. Совокупность нескольких видов транспорта позволяет ускорить подготовку месторождения к эксплуатации и значительно интенсифи­цировать производство вскрышных и добычных работ. Особенно целесо­образно применение комбинированного вида транспорта на глубоких карьерах, где использование только одного вида транспорта не обеспечи­вает необходимой эффективности разработки.

Схемы комбинированного транспорта наиболее часто состоят из трех

звеньев:

I — сборочное — перемещение горной массы по горизонтали разра­ботки внутри карьера;

II — подъем горной массы из карьера;

III — перемещение горной массы на поверхности.

Функции I звена выполняет автотранспорт при длине транспортиро­вания не более 1,5 км, а в качестве подъемного транспорта используют железнодорожный, конвейерный или скиповый; во II звено входят гид­ротранспорт, гравитационный транспорт и подвесные канатные дороги; III звено — это железнодорожный и конвейерный транспорт. 300

Гидравлический транспорт на открытых разработках получил рас­пространение при разработке россыпных месторождений для перемеще­ния песков к промывочным установкам и пустой породы в отвал. На карьерах по добыче крепких' руд гидротранспорт находит применение для доставки мягких вскрышных пород в отвал.

Для перемещения горной массы находят применение самотечный и напорный гидротранспорт. Консистенция пульпы (отношение твердого к жидкому) при самотечном транспорте составляет 1:20; 1:30, при на­порном — 1:6; 1:8.

Для выемки и погрузки горных пород наибольшее распространение получили экскаваторы цикличного и непрерывного действия, а также одноковшовые погрузчики, колесные скреперы, бульдозеры и шнеко-вые машины. Целесообразность использования на карьерах различного выемочно-погрузочного оборудования зависит от крепости пород, ус­ловий залегания месторождения, производительности одной машины и карьера в целом, вида механизации смежных процессов и других фак­торов.

Контрольні питання:

1) Переваги та недоліки різних видів транспорту.

2) ПБ при роботі транспортного обладнання.