РАБОТА 10 Определение производительности карьерных автосамосвалов

Основные теоретические положения

Грузопотоки берут начало в забоях и оканчиваются на отвалах пустых пород, некондиционных руд или на складах полезного ископаемого.

Трассой называется линия, определяющая положение оси железнодорожного пути или автодороги в пространстве. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом, а проекция развернутой трассы на вертикальную плоскость – продольным профилем пути. Направление трассы определяется положением заданных пунктов в карьере и на поверхности. Трассу обычно прокладывают по кратчайшему расстоянию, но топографические условия и различные препятствия вынуждают отклонять ее от принятого направления. Поэтому автодорога или железнодорожный путь в плане представлена прямыми участками, соединенными круговыми кривыми, а профиль представляет собой ломаную линию, составленную из подъемов, площадок и спусков.

Трассирование в карьерах непосредственно связано со способом вскрытия. План трассы определяется в соответствии с размерами карьерного поля, глубиной карьера и элементами продольного профиля. При необходимости преодолевать значительную разность отметок в пределах установленных размеров карьерного поля трассу приходится искусственно развивать. Если протяженность трассы больше длины борта карьера, на которой производится трассирование, возможны два случая:

а) Трасса размещается на одном борту карьера и отдельные ее прямые отрезки соединяются между собой тупиками или петлями;

б) Трасса переводится с одного борта карьера на другой, образуя спираль.

Как было сказано, прямые участки пути в плане соединяются круговыми кривыми различного радиуса, при этом наименьший радиус кривой назначается в соответствии с типом подвижного состава и, главным образом, локомотивов, так как думпкары допускают обычно меньшие радиусы. Величина уклона пути i измеряется в тысячных долях и определяется как отношение разности отметок конца и начала участка пути h к горизонтальной проекции этого участка 1. Иногда уклоны могут обозначаться числом тысячных (промилле) и записываются знаком ‰.

Руководящим уклоном Iр называется наибольший уклон пути, по которому устанавливается весовая норма подвижного состава при движении с расчетно-минимальной установившейся скоростью.

Величина Iр изменяется в зависимости от вида транспорта, высоты подъема горной массы (по вертикали карьера), типа дорожных покрытий, интенсивности движения и других факторов.

Трассирование автодорог или железнодорожных путей с целью обеспечения рационального режима работы подвижного состава производят в продольном направлении (вертикальной плоскости) следующим образом:

1) непрерывным с постоянным продольным уклоном.

2) ступенчатым с горизонтальными или слабонаклонными вставками (участками трассы).

3) непрерывным с переменным продольным уклоном.

Ступенчатые трассы обычно применяются при значительных затяжных подъемах внутрикарьерных автодорог, в этом случае уклон смягчающих участков (длиной не менее 50 м) не должен превышать 15 ‰ для автосамосвалов и 10‰ для автополуприцепов и автопоездов. Параметры трассы с переменным продольным уклоном должны предусматривать полное использование инерции подвижного состава при входе на подъем.

Различают три вида примыкания вскрывающих выработок к рабочим горизонтом карьера: примыкание на руководящем подъеме, (рис. 1 а) на смягченном подъеме (рис. 1 б) и на площадках (рис.1. в).

Примыкание на руководящем подъеме упрощает трассирование и обеспечивает минимальную действительную длину трассы и соответствующий объем горно-подготовительных работ. Смягчение профиля в этом случае производится только в местах укладки стрелочных переводов и кривых. При таком продольном профиле требуется увеличение мощности локомотивов на 10-15 %. Второй вид продольного профиля предусматривает смягчение уклона капитальной траншеи при подходе ее к рабочему горизонту на 35 % от руководящего подъема (i_п = 0,65i). Смягчение подъема обеспечивает трогание и разгон автосамосвала или поезда, полезная масса которого рассчитана из условия равномерного движения на подъеме при транспортном средстве нормальной мощности. Такое примыкание эффективно при высоте уступов более 12-15 м и длинных перегонах.

В зависимости от интенсивности движения пункты примыкания со смягченным подъемом устраивают на каждом уступе или реже. Примыкание на площадках обеспечивает наиболее благоприятный режим работы подвижного состава. Однако при таком профиле объем горно-подготовительных работ будет максимальным, т.к. трасса усложняется ввиду увеличения числа пунктов примыкания. Длина площадок примыкания капитальных траншей к рабочим горизонтом зависит от конструкции применяемых разъездов и постов примыкания.

Техническая характеристика наиболее распространенных видов карьерного транспорта

№	Техническая характеристика	Ед. изм.	Вид транспорта
Железно-дорожный	Автомо-бильный	Конве-йерный	Скиповой
	Руководящий подъем	‰	25-35	80-100	250-325	840-1200
	Угол руководящего подъема	град	1,5-2	4,5-6,0	14-18	40-50
	Угол предельного подъема	град	4-5	25-30		45-60
	Минимальный радиус закруглений	м	50-100	8-12	-	-
	Скорость движения внутри карьера	Км/ч	20-30	15-20	-	5-10
	Максимальная производительность одного грузопотока (путь, полоса и т.д.)	Тт/ч	8-10	4-6	10-15	0,8-1,0

Содержание лабораторной работы

Основными параметрами трассы являются длина, радиус кривых, руководящий подъем, длина и профиль примыкания траншей к рабочим горизонтам карьера.

Выездные траншеи примыкают к рабочим (транспортным) горизонтам карьера на руководящем или смягченном подъеме, на горизонтальных площадках. Для примыкания на руководящем подъеме характерен малый объем траншей, а также наименьшая длина и простота трассы.

Теоретическая длина трассы:

H

L_м = ——— , м

i_р

где Н – разность отметок или глубина траншеи, м;

Iр – величина руководящего подъема в тысячных.

Действительная длина трассы:

L_д = L_м + ΔL_п + ΔL_к , м

Где: ΔL_п – увеличение длины трассы за счет смягчения профиля, м;

ΔL_к – удлинение трассы от смягчения подъема на криволинейных участках.

Коэффициент удлинения трассы:

Lд

Ку = ————

Lм

Его значения находятся в следующих пределах: при примыкании без смягчения подъема Кд = 1,1-1,25; на смягченном подъеме Кд=1,2-1,35; и на площадках Кд = 1,4-1,6.

Длина уклонной части траншеи (Lт + Lп) может быть определена в соответствии со схемой, представленной на рис. 2. На этом рисунке 1₁, 1₂, 1₃, и 1₄ – соответственно длина первой, второй, третьей и четвертой переходных кривых, м; 1р – длина разделительной площадки (1р = 100 м); 1₀ – длина траншеи с руководящим уклоном iр; Rр – радиус кривизны капитальной траншеи, м; Rп – радиус кривой примыкания, м. Переход от горизонтальной площадки на поверхности карьера к уклону iр в капитальной траншее и от уклона iр к горизонтальной площадке на рабочем горизонте осуществляется по переходным кривым переменной крутизны длиной 1₁, 1₂, 1₃, 1₄. Длина переходных кривых определяются из выражений:

1₁ = 1₄ = Δi₁R

1₂ = 1₃ = Δi₂R

где: Δi₁ и Δi₂ – уклоны элементов переменной крутизны, (в тысячных). Они не должны превышать значений, указанных в таблице 1.

Таблица 1

Значения элементов переменной

Значения руководящего уклона траншеи, iр	Значения уклона элементов переменной крутизны (Δi)
0,025-0,040 0,045-0,060 0,065-0,080	0,020 0,030 0,040

Радиус кривых в вертикальной плоскости, соединяющих сложные прямолинейные элементы продольного профиля, составляет: для постоянных путей – 500 м; для временных – 2000 м.

Длина трассы I с уклоном I определяется из выражения:

h₀

I₀ = —— , м

i_р

где: h₀ – глубина траншеи с уклоном i_р, ‰.

h₀ = Н-2(h₁+ h_р+h₂),

где: h₁, h_р,h₂ – разность отметок между началом и концом переходных кривых и разделительных площадок, м;

Н – глубина траншеи, м

Величины h₁, h_р,h₂ –определяются из выражений:

Δi₁ Δi₂

h₁ = —— I₁; h₂ = ———— I₂; h_р = i₁Iр

2 2

Общая длина уклонной части траншеи:

L_т = ΔL_п = I₀ + 2(I₁+Ip+I₂)

НА криволинейном участке (начало спирального или петлевого съезда) величина подъема трассы должна смягчаться и определяться по формуле:

i_к = i_р - ———

R_п

Где: R_п – радиус закругления кривой на участке примыкания, м.

Удлинение трассы от смягчения подъема на криволинейных участках ΔLк принимается равным ½ ΔLп.

Задание на выполнение лабораторной работы

Рассчитать и построить в масштабе план и профиль трассы и определить коэффициент удлинения трассы в соответствии с данными, представленными в таблице 2.

Таблица 2.

№ вариантов
Н, м
Iр	0,025	0,030	0,040	0,045	0,050	0,033	0,040	0,045	0,055	0,060
Rр, м