Лекция №39. Технологические комплексы при автомобильном и конвейерном транспорте

Рис. 39.1. Комбинированная поперечно-продольная подсистема разработки

При карьерных полях округлой конфигурации с крутыми залежами в некоторых случаях может быть принята веерная рассредоточенная подсистема разработки при вскрытии внутренними траншеями со спиральной формой трассы, которая может быть стационарной или временной. Однако эта подсистема характеризуется существенными недостатками, вследствие чего в таких условиях часто применяется кольцевая центральная подсистема разработки, которая может быть использована и на нагорных карьерах.

Весьма вытянутые карьерные поля (L_к>4 км) при разработке маломощных залежей могут делиться по простиранию на одновременно отрабатываемые участки (блоки), имеющие самостоятельные вскрывающие выработки, что сокращает расстояния перемещения горной массы автосамосвалами в карьере и на поверхности. Дно карьера на отдельных участках часто имеет разные отметки, что способствует усреднению текущих объемов вскрышных работ. При этом принимают продольную, поперечную или поперечно-продольную подсистему разработки. Такие технологические комплексы приняты в ряде проектов разработки фосфоритовых и угольных карьеров Каратау и Кузбасса. Комбинация продольного и поперечного подвигания фронта с опережающим проведением разрезных траншей по контакту с висячим боком пластов позволяет существенно уменьшить потери и разубоживание полезного ископаемого.
Производительность и комплектация оборудования при автомобильном транспорте
Производительность комплексов разветвленной и скрещивающейся структуры определяется по тем же методикам, что и при железнодорожном транспорте.
При технико-экономических расчетах решается вопрос соотношения вместимости ковша экскаватора Е и вместимости кузова автосамосвала V_a или массы породы в ковше Еk_э и грузоподъемности автосамосвала q. Как показывают расчеты, область оптимального отношения V_a : Е составляет 4-6 при небольшом расстоянии перевозок (1-1,5 км); с увеличением расстояния транспортирования до 5 км область оптимума V_a: Е смещается в сторону увеличения и равна 6-10; при расстоянии перевозок 7-8 км значения V_a:Е равны 8-12. Нижние пределы указанных значений относятся к более мощному карьерному оборудованию, что объясняется целесообразностью сокращения простоев дорогостоящих автосамосвалов большой грузоподъемности в ожидании погрузки (табл. 39.1).
Важное значение имеет также степень использования грузоподъемности и вместимости кузова автосамосвалов:

где n_к – число ковшей, необходимых для загрузки кузова; k_э – коэффициент экскавации; γ– плотность породы в массиве, т/м³ ; k_н.к – коэффициент наполнения ковша экскаватора; k_у – коэффициент уплотнения породы, равный отношению коэффициентов разрыхления породы в кузове автосамосвала и ковше экскаватора (для мягких пород и угля, разрушенных полускальных и скальных пород k_у примерно равен соответственно 0,94, 0,87 и 0,79).
Рациональные значения k_q и k_у составляют соответственно 1-1,07 и 1,0- 1,15.
Для экскаваторов с ковшами вместимостью 12-20 м³ рациональны автосамосвалы и автопоезда грузоподъемностью от 120-180 до 250-300 т и более. Часть таких автомашин выпускается, а часть запланирована к выпуску.
Таблица 39.1.
Рациональные соотношения вместимости кузова автосамосвала К_а и вместимости ковша экскаватора Е

Автотранспортные средства особо большой грузоподъемности создаются как специализированный подвижной состав, отвечающий физико-техническим характеристикам перемещаемой горной массы (углевозы, рудовозы и т. п.).

Перспективны карьерные породовозы и углевозы грузоподъемностью до 500– 1000 т в комплексе с мощными карьерными мехлопатами. При этом затраты на 1 т км перевозок горной массы приближаются к затратам на перемещение средствами железнодорожного транспорта, но сохраняются основные преимущества автотранспорта.
Порядок формирования основного оборудования комплексов следующий:
1. Выбирают модели погрузочных экскаваторов, вид бурения и типоразмеры буровых станков так же, как и при грузопотоках с железнодорожным транспортом.
2. При известных вместимости ковша экскаватора Е и дальности транспортирования L устанавливают диапазон рациональной вместимости кузова автосамосвала V₃.
3. При установленных пределах изменения вместимости кузова, плотности разрабатываемых пород γ, характеристиках наполнения ковша и разрыхления горной массы в ковше и кузове определяют потребную грузоподъемность автосамосвала q_а и выбирают существующую модель автомобиля. Для перемещения пород различной плотности выпускаемые и запланированные к выпуску автосамосвалы должны быть оборудованы кузовами различной вместимости, в частности для горных пород плотностью 2,1; 2,7 и 3 т/м³ . Для перевозки угля применяются углевозы с облегченным кузовом увеличенной вместимости.
4. Рассчитывают необходимое число работающих экскаваторов в соответствии с мощностью сходящегося грузопотока и производительностью экскаваторов. Число автомашин для обслуживания грузопотока определяют в соответствии с расстоянием транспортирования, принятой организацией транспортного обслуживания экскаваторов (по закрытому или открытому циклу) и числом последних.
В экскаваторно-автомобильных комплексах как разветвленной, так и скрещивающейся структуры возможно в относительно широких пределах изменять число автосамосвалов N, от чего зависят производительность комплекса, простои экскаваторов и автосамосвалов.
Рациональное число автосамосвалов в комплексе определяется по принятому критерию оптимальности. Последний зависит от периода планирования и производственной ситуации (фактического положения горных работ и необходимости их интенсификации, парка экскаваторов и т. д.).
Условием интенсификации использования мощных карьерных экскаваторов (Е ≥ 8м³ ) при увеличении числа автосамосвалов в комплексе является спаренная тупиковая установка автомашин под погрузку при отработке широких продольных заходок или коротких диагональных заходок при широких панелях. В этом случае время обмена автосамосвалов t_о может быть резко сокращено (до нуля) и увеличивается техническая производительность экскаватора за счет сокращения его угла поворота на погрузку, а передвижки экскаватора совмещаются в основном с междусменными перерывами, зачисткой подъездной площадки и другими кратковременными вспомогательными работами. Спаренная установка возможна при условии, что хотя бы один автосамосвал находится в ожидании погрузки. Тогда при тупиковом подъезде автосамосвала его простой (время ожидания) не увеличивается. Число ожидающих погрузки автосамосвалов N_ож=1 при числе автосамосвалов в комплексе разветвленной структуры N≈1,1 Nр. При такой организации работы, например, сменная производительность экскаватора ЭКГ8И на карьере ЦГОКа (Кривбасс) достигала 6700 м³/смену. При использовании автотранспорта в комбинации с другими видами транспорта и отсутствии между ними промежуточного склада большой вместимости, как правило, экскаваторное и автотранспортное звенья должны иметь нагруженный резерв для компенсации их аварийных простоев и неравномерности работы.