Тема: Характеристика дорог и подвижного состава карьерного автотранспорта. Расчет скорости движения и производительности самосвалов.

Схемы автодорог и движения автотранспорта на карьере определяются горно-техническими условиями разработки месторождения, направлением и расстоянием транспортирования вскрышных пород и полезных ископаемых.

Расположение автодорог и направление движения по ним зависит от способа вскрытия месторождения. С применением автотранспорта трасса вскрывающих выработок, обеспечивающих транспортную связь вскрышных и добычных уступов с технологическим комплексом на поверхности представлена в виде прямых, спиральных, петлевидных и комбинированных съездов.

На карьерах различают дороги: общего типа (хозяйственные) и карьерные (производственные или технологические) для перевозки вскрыши и полезных ископаемых.

По сроку службы карьерные дороги подразделяют на постоянные (срок службы не менее двух лет) и временные.

При выборе руководящего (расчетного) уклона учитываются: глубина карьера, интенсивность движения, тяговые свойства средств автотранспорта, климатические особенности региона. Большие уклоны позволяют значительно сократить объемы горных работ, но при этом снижается безопасность и скорость движения автомобиля, а также пропускная способность автодорог. Для современных типов автосамосвалов расчетный уклон принимается равным 70-80 ‰. В исключительных случаях на отдельных участках дороги допускается уклон до 100 ‰.

По местоположению различаются дороги: в капитальных траншеях, на съездах, на отвалах, в забоях.

По конструкции дороги различают:

a) С дорожным покрытием;

b) Без покрытия.

Главным признаком, характеризующим параметры и конструкцию автодороги, является ее грузонапряженность, т.е. количество груза, перевозимое по данному участку в единицу времени.

Главный параметр автодороги – ширина проезжей части (табл. стр.355 справочника). Проезжая часть автодороги выполняется с уклоном для отвода воды (поперечным и продольными). Поперечный профиль бывает односкатным и двухскатным.

По конструкции карьерные дороги состоят из: основания, подстилающего слоя и дорожного покрытия. Выбор толщины основания и покрытия карьерных дорог определяется грузоподъемностью средств автотранспорта (таблица 9.31 стр.356 справочника).

На карьерах существуют дорожные службы, которые осуществляют работы по содержанию и ремонту автодорог.

Ширина проезжей части автодороги (рис.15.4 стр.314).

Подвижной состав.

По конструктивному исполнению подвижной состав карьерного автотранспорта подразделяется на две основные группы – автосамосвалы и автопоезда.

К конструкции карьерных автомобилей на ОГР предъявляются следующие требования:

- Высокая прочность механической части, позволяющая выдерживать ударные нагрузки при погрузке экскаватором;

- Обеспечение удобства погрузки и разгрузки кузова для сокращения длительности этих операций;

- Высокая маневренность транспортного средства.

Для карьерных автомобилей применяют два типа трансмиссий – гидромеханическая и электромеханическая. Гидромеханическая трансмиссия применяется на автомобилях с грузоподъемностью до 100 тонн. Электромеханическая трансмиссия с использованием мотор-колес применяется на автомобилях грузоподъемностью более 100 тонн. С использованием электромеханической трансмиссии средства карьерного автотранспорта создаются в двух исполнениях:

1. В виде автономного автомобиля с дизельной установкой, вращающей генератор, который подает электроэнергию тяговым двигателям, приводящим автомобиль в движение;

2. В виде дизельтроллейвоза, тяговые двигатели которого на стационарных участках дороги получают энергоснабжение от контактной сети, на временных дорогах (в забоях, на отвалах) – от дизельгенератора.

Основной тенденцией развития карьерного автотранспорта является применение двухосных автомобилей с колесной формулой 4х2.

Расчет скорости движения и производительности автосамосвалов.

Производительность автотранспорта зависит от его грузоподъемности и скорости движения.

Производительность автосамосвала, т/час

a) Техническая: Q_t=G·n·k_г;

b) Эксплуатационная Q_см= Q_t·Т,

где G – грузоподъемность самосвала, т;

n – число рейсов в час;

k_г – коэффициент использования грузоподъемности (k_г= G'/ G);

G' – масса груза в кузове самосвала, т;

Т – длительность смены.

Число рейсов в час зависит от продолжительности рейса t_р, час:

t_р= t_п+ t_раз.+ t_гр+ t_пор+ t_м ,

где t_п – время погрузки одного самосвала (t_п=Е_а/Q_t),

Е_а – емкость кузова автомобиля, м³;

Q_t – техническая производительность экскаватора, м³/час;

t_р – время разгрузки автосамосвала (0,017÷0,02 часа);

t_гр – время движения груженого автосамосвала:

;

t_пор – время движения порожнего автосамосвала, час:

;

L_гр и L_пор – длина пути в грузовом и порожнем направлении;

V_гр и v_пор – скорость движения автосамосвала с грузом и порожнего, км/час;

k_р – коэффициент, учитывающий разгон и торможение автосамосвала (k_р=1,1);

t_м – время, затраченное на маневры в забое и в пункте разгрузки.

Число автосамосвалов, необходимое для обслуживания одного экскаватора N= t_р/t_п должно быть целым. Округление его в меньшую сторону ведет к простою экскаватора, в большую – к простою автосамосвалов.

При расчете числа автосамосвалов следует учитывать, что минимальное соотношение между емкостью ковша экскаватора и емкостью кузова автосамосвала должно быть не менее четырех.

Рабочий парк автосамосвалов должен обеспечивать необходимый грузооборот карьера:

N_р=W_го·k_п/(Q_см·n_см),

где W_го – грузооборот карьера в сутки, т;

k_п – коэффициент работы транспорта (k_п =1,1);

n_см – число смен в сутки.

Инвентарный парк (списочный) N_и= N_р /k_т,

где k_т – коэффициент технической готовности автопарка, т.е. отношение технически исправных автомашин к списочному составу автомобилей.

На дорогах с уклоном до 5 % возможная скорость движения ограничивается максимальной конструктивной скоростью машины, условиями безопасности движения и ровностью покрытия автодороги. При движении автомобилей по временным дорогам в забое и на отвале вводится ограничение скорости 15 км/час. При движении на спуске более 50 ‰ – 30 км/час.

При укрупненных расчетах пользуются значениями средней технологической скорости (км/час):

,

где L_гр и L_пор – расстояние движения в грузовом и порожнем направлении, км;

v_гр и v_пор – средняя скорость движения в грузовом и порожнем направлении, км/час;

t_дв – время движения автомобиля.

Пропускная способность автодороги (машин в час) определяет максимальное число машин, которые могут пройти в единицу времени через определенный участок автодороги. Она зависит от скорости движения и числа полос движения. При однополосном движении автосамосвалов в одном направлении часовая пропускная способность автодороги определяется по формуле:

,

где t_а – интервал времени между самосвалами, мин.;

v – скорость движения автосамосвалов, км/час;

i_б – безопасное расстояние между следующими друг за другом автомобилями, м;

k_нд=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:

i_б= v+0,04 v²+6.

Провозная способность автодороги определяется по формуле:

M=N·g_гр/k_рез ,

где g_гр – масса груза, перевозимого автосамосвалом, т;

k_рез=1,75÷2 – коэффициент резерва.

Лекция 16