В чем заключается специфика применения железнодорожного транспорта на карьер
Железнодорожный карьерный транспорт
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ (а. quarry haulage track; н. Eisenbahnforderung, Tagebautransport im Zugbetrieb; ф. transport ferroviaire а ciel ouvert, transport ferroviaire de carriere; и. transporte ferroviaro de cantera) — технологический процесс перемещения горной массы на открытых разработках рельсовым транспортом. В широком смысле — комплекс, объединяющий основное (подвижной состав) и вспомогательное оборудование, железнодорожный путь, технические средства управления производством работ, а также средства технического обслуживания и ремонта оборудования.
Основные достоинства железнодорожного карьерного транспорта — высокая надёжность в работе, низкая себестоимость перевозок, незначительная зависимость от климатические условий. Основной недостаток — сравнительно высокая капиталоёмкость. Использование железнодорожного карьерного транспорта эффективно на крупномасштабных предприятиях (объём перевозок 10-15 млн. т в год и более) с большими размерами карьерного поля при значительных расстояниях транспортирования (4-5 км и более) в любой климатической зоне.
Применение железнодорожного транспорта на карьерах началось за рубежом в конце 19 в., в СССР — в 30-е гг. 20 в. Использовались узкая колея, маломощные паровозы, вагоны с ручным опрокидыванием. Развитие железнодорожного карьерного транспорта было связано с совершенствованием подвижного состава, применением нормальной колеи, усилением конструкции железнодорожного пути и др. Начало электрификации железнодорожного карьерного транспорта в СССР относится к 30-м гг. (Магнитогорский и Коунрадский рудники), в 70-е гг. создан специализированный подвижной состав — тяговые агрегаты и большегрузные думпкары.
Формирование схемы путевого развития при железнодорожном карьерном транспорте определяется способом вскрытия месторождений, генеральным планом предприятия, изменением горных работ и отвалов во времени и грузопотоков по величине и направлению. В пределах карьера различают следующие трассы транспортных коммуникаций: прямыми, спиральными, тупиковыми, петлевыми или комбинированными съездами. В пунктах экскаваторной погрузки предусмотрено путевое развитие, с тем, чтобы обеспечить наименьшее время обмена локомотивосоставов. Используются однопутные схемы с устройством обменных пунктов в начале или середине забойного пути, а также двухпутные. Движение поездов — тупиковое (челноковое) или поточное (сквозное). Схемы карьерных железнодорожный путей определяются числом и взаимным расположением рабочих горизонтов, на которых формируется грузопоток (грузопоток является сосредоточенным, если все грузы из карьера транспортируются по одним коммуникациям). При проектировании карьеров стремятся к разделению грузопотоков по назначению.
Реклама
По условиям безопасности движения и для увеличения пропускной способности сеть карьерных железнодорожных путей разделяется на перегоны при помощи раздельных пунктов (постов, разъездов, станций). Пропускная способность сети карьерных железнодорожных путей, состоящей из перегонов, ограничивается пропускной способностью того перегона, где она наименьшая. Возможна различная организация движения поездов в карьере: прикреплённое обращение поездов (замкнутый цикл) — каждый поезд закрепляется за определённым экскаватором и в течение всей смены обслуживает его; обезличенное обращение поездов (открытый цикл) — поезда в процессе работы подаются к любому свободному экскаватору. При последнем способе достигается более производительное использование экскаваторов и подвижного состава. Общая задача оперативного управления железнодорожным карьерным транспортом разделяется на контроль, учёт и анализ его работы. Для управления работой железнодорожного карьерного транспорта используются средства железнодорожной связи, сигнализации и автоматики. Основное средство связи работников службы движения — телефонная связь, применяется также радиосвязь. В основу показателей работы железнодорожного карьерного транспорта положены тяговые расчёты, связанные с определением всех сил, действующих на подвижной состав при его движении (масса поезда устанавливается из условия равномерного движения поезда по руководящему уклону).
Особенность работы железнодорожного карьерного транспорта — движение локомотивосоставов по замкнутому циклу, состоящему из операций погрузки состава экскаватором, разгрузки и движения с грузом и порожняком. По данным эксплуатации погрузка состава занимает в среднем 30% времени оборота, разгрузка — 25%, движение с учётом задержек в пути — 45%. Время оборота локомотива является основным показателем, определяющим его производительность и требуемое число поездов для выполнения заданного объёма перевозок. Основные статьи расходов: амортизация 30%, заработная плата 20%, электроэнергия 20%, техническое обслуживание и ремонт 15%.
Перспективы железнодорожного карьерного транспорта связаны с увеличением уклонов пути до 60-80‰, применением тяговых агрегатов, тоннельных схем вскрытия глубоких горизонтов карьера, автоматизацией работы транспорта.
Карьерный жд транспорт. Характеристика жд транспорта. Требования к жд транспорту. Достоинства и недостатки.
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ — технологический процесс перемещения горной массы на открытых разработкахрельсовым транспортом. В широком смысле — комплекс, объединяющий основное (подвижной состав) и вспомогательное оборудование, железнодорожный путь, технические средства управления производством работ, а также средства технического обслуживания и ремонта оборудования.
Основные достоинства железнодорожного карьерного транспорта — высокая надёжность в работе, низкая себестоимость перевозок, незначительная зависимость от климатические условий. Основной недостаток — сравнительно высокая капиталоёмкость. Использование железнодорожного карьерного транспорта эффективно на крупномасштабных предприятиях (объём перевозок 10-15 млн. т в год и более) с большими размерами карьерного поля при значительных расстояниях транспортирования (4-5 км и более) в любой климатической зоне.
Формирование схемы путевого развития при железнодорожном карьерном транспорте определяется способом вскрытия месторождений, генеральным планом предприятия, изменением горных работ и отвалов во времени и грузопотоков по величине и направлению. В пределах карьера различают следующие трассы транспортных коммуникаций: прямыми, спиральными, тупиковыми, петлевыми или комбинированными съездами. В пунктах экскаваторной погрузки предусмотрено путевое развитие, с тем, чтобы обеспечить наименьшее время обмена локомотивосоставов. Используются однопутные схемы с устройством обменных пунктов в начале или середине забойного пути, а также двухпутные. Движение поездов — тупиковое (челноковое) или поточное (сквозное). Схемы карьерных железнодорожный путей определяются числом и взаимным расположением рабочих горизонтов, на которых формируется грузопоток (грузопоток является сосредоточенным, если все грузы из карьера транспортируются по одним коммуникациям). При проектировании карьеров стремятся к разделению грузопотоков по назначению.
24.Автомобильный карьерный транспорт. Правила безопасности при его эксплуатации. Требования к состоянию карьерных дорог.
Технологический процесс перемещения горной массы из карьера с помощью автосамосвалов на отвал, на перегрузочный пункт или к приёмному устройству обогатительной фабрики. В широком смысле — комплекс, объединяющий транспортные средства и вспомогательное оборудование, карьерные автодороги, технические средства управления производством работ, а также средства технического обслуживания и ремонта оборудования и дорог.По конструктивному решению и типа трансмиссии карьерные автосамосвалы делятся на три основные группы.
1. дизельные карьерные автосамосвалы с механической или гидро-механической трансмисии.
2. дизель-электрические или турбо-электрические с электро-механической трансмиссией и мотор-колесами работающими от постоянного тока.
3. дизель электрические или турбо-электрические с электромеханической трансмиссией и мотор с колесами работающими от переменного тока последние две характерны для самосвалов высокой грузоподъемности от 75-250 тонн.
Основные достоинства автомобильного карьерного транспорта определяются высокой манёвренностью подвижного состава, сокращением длины транспортных коммуникаций благодаря применению относительно крутых уклонов автодорог, упрощением процесса отвалообразования из-за меньшей трудоёмкости и возможности уменьшения площади отвалов, высокой оперативностью управления.
К недостаткам автомобильного карьерного транспорта относятся: ограничение до 3-4 км расстояния транспортирования грузов, зависимость эксплуатации дорог и подвижного состава от климатических условий, высокая загазованность окружающей среды при работе автотранспортных средств.
Применяют:
на начальном этапе строительство карьеров.
-при разработке месторождений представлены различными составами руд требующих их усреднение целективной выемки.
-придороботки карьеров когда ее рабочая зона имеет минимальные размеры, на максимальные уклоны и радиусы поворотов.
-может применятся раздельно либо с сочетанием с другими видами карьерного транспорта.
По условиям приминения все карьерные дороги делятся:
-постоянные(стационарные)
-временные(краткосрочного действия)
стационарные карьерные дороги отстраиваются при условии их длительной эксплуатации, они предназначены для движения авто-транспорта между объектами горно добывающего предприятия. кроме того стационарные дороги связывают основные скрывающие выроботки.(траншеи различного заполнения с рабочими зонами карьера). Эти дороги поддерживаются в исправности в течении всеговремени и эксплуатации. Занимается карьерными дорогам спец. служба, которые имеют спец. техники.
Временные дороги как правило не имеют спец сооружений, обычно их устраивают путем бульдозерной планировки непосредственно в зоне работ, либо на отвалах.
Стационарные дороги их ширина зависит от карьерного транспорта и необходимых зазоров. Кроме того стационарные дороги должны иметь водоотводную канаву. важное значение для карьерных дорог имеет их уклон, при автомобильном транспорте руководящий уклон не должна превышать 70-80 промили, на отдельных участках допускается уклон до 100 промили. При длительных уклонах должны создавать спец. площадки с небольшим уклоном до 20 промили.
Система разработки с применением железнодорожного транспорта
Транспортная система разработки крутопадающего месторождения. Организация движения железнодорожного транспорта. Схемы путевого развития. Определение длины фронта работ на уступе, а также ширины рабочих площадок карьеров при железнодорожном транспорте.
Система разработки месторождений с применением железнодорожного транспорта
Цель занятий: Ознакомить студентов условиями применения система разработки с железнодорожным транспортом, основными параметрами системы разработки и методикой их определения, достоинствами и недостатками применения данной системы.
При разработке наклонных и крутопадающих месторождений наибольшее распространение получили транспортные системы разработки с железнодорожным транспортом (рис 1).
Стоимость транспортирования горных пород с использованием железнодорожного транспорта составляет 35-60% общей стоимости разработки 1 м 3 горной массы.
В одновременной разработке обычно находится несколько уступов, вскрываемых внутренними траншеями со сложной трассой путей. Форма трассы капитальных траншей при разработке месторождений значительного простирания обычно тупиковая. Реже применяют петлевую и спиральную трассы внутренних траншей.
Рис 1. Транспортная система разработки крутопадающего месторождения.
При железнодорожном транспорте наиболее эффективно продольное вскрытие месторождений и поперечное развитие фронта работ. Внутренние траншеи при этом располагают стационарно на лежачем боку месторождений по предельному контуру карьера. Недостаток этого способа вскрытия: большой объем горно-капитальных работ. Для избежания этого недостатка в некоторых случаях допускается продольное вскрытие с использованием скользящих съездов и двустороннего развития фронта горных работ. Применение скользящих съездов при железнодорожном транспорте осложняется большим объемом путепереукладочных работ. Породные и добычные уступы разрабатывают последовательно в нисходящем порядке.
При разработке карьера по транспортной системе обеспечивается независимость ведения вскрышных и добычных работ и создание значительных запасов вскрытого полезного ископаемого, что способствует планомерному и бесперебойному обеспечению полезным ископаемым потребителей. Число уступов, находящихся в одновременной разработке, зависит от способа вскрытия, производственной мощности карьера и периода его разработки. Производительность карьера в конкретных условиях может быть обеспечена только при использовании определенного количества экскаваторного и транспортного оборудования.
Простои экскаваторов в ожидании обмена железнодорожных составов составляют свыше 25-30% рабочего времени. Использование их по транспортным условиям можно охарактеризовать коэффициентом обеспеченности забоя порожняком, т.е.
Для повышения использования погрузочного оборудования применяют эффективные схемы развития путей на уступах. При выборе схемы путевого развития исходят из принципа независимости процессов, обеспечивающего минимум простоев оборудования, выбранные на этой основе схемы путевого развития должны удовлетворять следующим требованиям:
1) возможность оптимальной обеспеченности забоев порожняком, что достигается устройством у каждого экскаватора независимого забойного пути и надлежащего расположения обменных пунктов на уступе;
2) ведение взрывных и путевых работ у одного экскаватора не должно прерывать нормальную работу других экскаваторов на этом уступе.
Рис.2. Схемы путевого развития на уступе
На карьерах получили распространение поточная и тупиковая организация движения железнодорожного транспорта. Поточную организацию работ применяют при двустороннем примыкании железнодорожных путей уступов к путям капитальной траншеи.
Типовые схемы путевого развития на уступе, предложенные Центрогипрошахтом, показаны на рис 2. Расстояние между экскаваторами (длина блока) устанавливается исходя из крепости пород, организации буровзрывных работ и рационального транспортного обслуживания экскаваторных забоев. Для установления оптимальной длины фронта работ на уступе Lф исходя из наилучшей обеспеченности экскаваторных забоев порожняком и наличия для каждого экскаватора независимого железнодорожного пути можно пользоваться формулой проф. Е.Ф.Шешко
tп— чистое время погрузки состава, мин.
хз, хс— скорость движения поезда пол забойным и соединительным путям, км/ч;
n- число экскаваторных блоков.
Полученная длина фронта работ на уступе сравнивается необходимой длиной фронта по условию обеспечение экскаваторов взорванной горной массой Lф.в. для сравнения можно воспользоваться формулами:
Определив длину фронта работ на уступе по приведенным формулам, можно найти область оптимальных его значений на уступе в зависимости от числа экскаваторных блоков, а также и оптимальное значение длины экскаваторного блока. Обычно на угольных карьерах длина экскаваторных блоков составляет 1200-2000м, на рудных карьерах 600-900м, а при многорядном короткозамедленном взрывании может быть снижена до 500м. Наличие нескольких рельсовых путей на рабочих уступах требует большого объема путепереукладочных работ, для сокращения которых расстояние между путями стремятся делать равным ширине экскаваторной заходки (15-20м).
Современный высокомеханизированный карьер не может обеспечить высокие технико-экономические показатели при разработке с узкими рабочими площадками. Широкие рабочие площадки позволяют внедрить многорядное короткозамедленное взрывание, обеспечивающее регулирование степени дробления пород и значительно повышающее эффективность погрузочно-транспортных работ. Широкие рабочие площадки обеспечивают гибкость при планировании добычи и облегчают усреднение качества руды.
Ширина рабочих площадок при железнодорожном транспорте на ряде карьеров составляют от 20м до 100-120м. и могут быть определена по формуле, м
где, Lmin— минимальная ширина рабочей площадки, учитывающая размещение взорванной массы, железнодорожных путей, автомобильных дорог, бурового и добычного оборудования, линия электропередачи, м;
м- Нормативный коэффициент резерва запасов руды, лет;
Бp— Производственная мощность карьера по руде, м 3 /год;
Ориентировочная ширина рабочей площадки для условий железорудных карьеров при железнодорожном транспорте и многорядном взрывании представлена рисунке 3.
Рис. 3. Ширина рабочей площадки при многорядном взрывании.
Темпы понижения горных работ при железнодорожном транспорте в практике разработки угольных месторождений составляет 8-15м/год, на рудных карьерах 10-20м/год (табл.1)
Таблица 1. Скорость подвигания фронта работ при железнодорожном транспорте.
Категория крепости пород
Годовая произв. экскаватора, тыс. м 3
Скорость подвигания фронта вскрышных работ экскаваторами, м/год.
Перевозка карьерных грузов железнодорожным транспортом
Общие сведения. Железнодорожный транспорт на современных карьерах получил преимущественное распространение. Этому способствовали такие его достоинства, как возможность использования и сравнительно небольшой расход различных видов энергии, высокая прочность и относительно большой срок службы подвижного состава, возможность транспортирования горной массы на значительные расстояния, независимость работы от климатических условий и т. д.
Вместе с тем эксплуатация железнодорожного транспорта связана с большой длиной и большим объемом наклонных траншей, большой протяженностью фронта работ на уступе и значительными (более 100 м) радиусами кривых, большими капитальными затратами, сложной схемой путевого развития в карьере, на поверхности и на отвалах. Для увеличения преодолеваемых уклонов и сокращения объемов наклонных капитальных траншей применяются моторные думпкары (вагоны-самосвалы, оборудованные тяговыми электродвигателями). Увеличение сцепного веса моторных думпкаров позволяет преодолевать подъемы, достигающие 100 °/оо.
Отечественная промышленность выпускает думпкары 4ВС-50, 5ВС-60, ВС-100, ВС-105, ВС-140. На ряде карьеров проходят промышленные испытания думпкары ВС-180 (вагон-самосвал грузоподъемностью 180 т).
Основными параметрами карьерных вагонов являются: грузоподъемность, вместимость кузова, коэффициент тары, число осей, давление на ось, нагрузка на 1 м пути, радиус вписывания в кривые и линейные размеры.
Для эффективной работы экскаваторов, а также для обеспечения прочности и правильной загрузки вместимость кузова вагона V должна быть в 4 – 6 раз больше емкости ковша экскаватора E.
В качестве локомотивов на карьерах применяют электровозы, тепловозы.
Сцепной вес локомотива — часть его веса, приходящаяся на движущие оси. Сцепной вес, мощность, сила тяги, назначение осей и давление на ось являются главными характеристиками локомотивов.
Электровозы EL-2 и EL-1 выпускаются предприятиями ГДР, 13Е-1 и 21 Е-1 – предприятиями ЧССР. В настоящее время на крупных карьерах наиболее распространены электровозы постоянного тока.
Отечественной промышленностью выпускаются следующие тепловозы: ТГМ-3, ТЭМ-1, ТЭМ-2 и ТЭ-3.
Преимуществом тепловозов перед электровозами является независимость от источников питания, что особо важно для забойных и отвальных путей, перемещающихся в процессе работы.
Основным параметром железнодорожного пути является ширина колеи. Колея в плане состоит из прямолинейных и криволинейных, а в профиле – из горизонтальных и наклонных участков.
На карьерах принята стандартная для всех путей колея шириной 1524 мм. На карьерах с небольшим грузооборотом может применяться колея шириной 750 мм, иногда 900 и 1000 мм.
Нормальный радиус закругления для колеи шириной 1524 мм равен 200 м.
Пропускная и провозная способность карьерных железных дорог. Пропускная способность железных дорог характеризуется наибольшим числом поездов, которое может быть пропущено в обоих направлениях по участку пути в единицу времени (час, смену, сутки). Количество груза, перевезенное в единицу времени данным числом поездов, определяет – провозную способность карьерных железных дорог.
При проектировании карьеров схемы путевого развития рассчитывают по пропускной и провозной способностям и выбирают ту из них, которая удовлетворяет заданной величине грузооборота карьера. Грузооборот карьера — количество груза, вывозимое из карьера в единицу времени.
Пропускная и провозная способности рассчитываются для перегонов главных путей, для путей на уступе, для станций и для траншейных путей.
Обычно определенному участку карьерных железных дорог соответствует наименьшая (в сравнении с другими участками) пропускная способность. Этот участок дороги (перегон) носит название ограничивающего. Чаще всего в карьере им является участок пути в капитальной траншее, так как здесь сосредоточиваются грузы со всех уступов.
Провозная способность карьерных железных дорог рассчитывается по пропускной способности ограничивающего перегона.
Количество горной массы (в т или м 3 ), фактически вывезенное железнодорожным транспортом в единицу времени, соответствует эксплуатационной производительности локомотивосостава.
Путевое развитие и обмен поездов. Организация движения поездов. Развитие сети карьерных железных дорог зависит в первую очередь от формы и глубины залегания полезного ископаемого, рельефа местности, мощности и числа грузопотоков, способа вскрытия и системы разработки и других факторов.
В зависимости от места расположения и назначения различают забойные и отвальные (временные пути) соединительные пути, связывающие пути на уступах и на отвалах с путями в капитальных траншеях, пути капитальных траншей и магистральные пути, соединяющие карьер с путями МПС (рис. 5.1).
Для обеспечения безопасного движения поездов и увеличения их пропускной и провозной способности сеть карьерных железных дорог с помощью раздельных пунктов разбивается на перегоны.
Данные перегоны могут разделяться с помощью светофоров или семафоров на блок-участки.
Раздельные пункты служат не только для разделения сети дорог на перегоны, но и для обмена поездов (станции, разъезды) или для изменения направления и интенсивности движения (путевые посты).
Схема путевого развития породной станции приведена на рис. 5.2.
Назначение разъездов — скрещение и обгон поездов, обмен поездов в забоях и на отвалах. Разъезды, служащие для обмена поездов, называются обменными пунктами (ОП). Конструкция простейшего разъезда и его параметры приведены на рис. 5.3.
Обмен поездов на уступах зависит от схемы движения (сквозное, тупиковое), числа работающих экскаваторов и транспортных выходов и длины фронта работ уступа. На рис. 5.4 приведены схемы путевого развития на уступе при одном работающем экскаваторе и сквозной (рис. 5.4, а) и тупиковой (рис. 5.4, б) схемах движения. Показателем, характеризующим эффективность схемы путевого развития на уступе, является коэффициент обеспечения забоя порожняком.
Состав и технология путевых работ. В состав путевых работ входят возведение и планировка земляного полотна, укладка и перемещение путей, балластировка и очистка шпальных ящиков, текущее содержание и ремонт пути, а также работы, связанные с монтажом и текущим содержанием контактной сети. Наиболее трудоемкие из путевых работ — текущее содержание и перемещение временных путей в забоях и на отвалах.
Важным этапом механизации путевых работ на карьерах является применение звеносборочных агрегатов и последующая укладка рельсошпальных решеток с помощью путеукладочных кранов, рельсоукладчиков для укладки отдельных элементов звеньев, тракторных путеукладчиков, а также путеукладочных поездов.
Комплекс работ по балластировке путей выполняется с помощью вагонов-дозаторов и средств малой механизации: специальных балластировщиков; путепередвигателей цикличного действия; гидравлических тракторных дозировщиков и путеподъемников; специальных рихтовочных машин; электрических и самоходных шпалоподбивочных машин.
Перенос временных путей и их укладка на новую трассу могут осуществляться без разборки на звенья непрерывно или циклически с помощью специальных путепередвигателей или отдельными звеньями с помощью одноковшовых экскаваторов или кранов. Цикличная передвижка путей на карьерах осуществляется с помощью путепередвигателей ПП-3, ПУ-25, ПУ-26 и ПУ-30. Обычно шаг передвижки составляет 2,5 – 4 м.
На карьерах с мягкими породами при использовании на выемке многоковшовых цепных экскаваторов применяются путепередвига-тели непрерывного действия (ПНД-1 и др.) и турнодозеры (на базе тракторов Т-100, Т-140, Т-180 и др.).
Широкое распространение на карьерах получила крановая переукладка железнодорожных путей. Шаг переукладки пути не превышает радиуса действия крана.
В состав текущего содержания пути входят работы по проверке и очистке пути и путевых устройств, канав и кюветов, смену вышедших из строя шпал, рельсов и др.
В зимнее время на карьерах производятся работы по снегозащите и снегоочистке железнодорожного пути.