CC BY
43
• решение двух последних задач для Л^-го количества циклов перегрузки горных пород с одного вида транспорта на другой.
Решение трех первых задач осуществляется на уровне формирования транспортных систем карьера Здесь следует руководствоваться методическими положениями, изложенными в трудах М.Г. Новожилова, М.В Васильева, В.Л. Яковлева и др. Остальные задачи могут быть решены с помощью методики, разработанной автором.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Воробьев Г.П. Исследование технологических параметров дрэбильно-конвейерных комплексов для условий железистых кварцитов КМ А (На примере Стойленского карьера): Дис ... канд. техн. наук / ИГД МЧМ СССР. - Свердловск. 1974. - 165 с.
2. Лель ЮМ. Проблемы позышения энергетической эффективности открытой разработки месторождений полезных ископаемых // Проблемы геотехнологии и недроведения. (Мельниковские чтения): Доклады Международной конференции. 6-10 июля 1998 г. - Т.2. - Екатеринбург: УрО РАН. 1998. - С. 118-121.
3. Новожилов М.Г. Проблемы транспорта при отработке глубоких карьеров Криворожского бассейна // Перспективы развития карьерного транспорта. - Тр. ИГД МЧМ СССР. - Вып. 20. - 1968. - С. 32-40.
4. Разработка рекомендаций по выбору видов карьерного транспорта и нормативной базы к ним. Раздел: разработка системы нормативов капитальных вложений и эксплуатационных расходов по каждому виду карьерного транспорта.: Отчет / Гипроруда. Рук. Козлов В.И. Заказ 5058-84/34. Инв.№ 10845 ПК. - Л.. 1984.-88 с.
5. Хохряков В.С. Экономическая оценка вариантов открытой разработки с учетом фактора времени: Методическое пособие для студентов специальности «Технология и комплексная механизация открытой разработки месторождений полезных ископаемых» - Свердловск: Изд-во СГИ. 1969. - 40 с.
УДК 622.625.28.01
С.Л. Фесенко, Ю.А. Бахтурин, A.A. Чиркин ИГД УрО РАН
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОЭФФИЦИЕНТА СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ В УСЛОВИЯХ КАРЬЕРОВ
В практике карьерного железнодорожного транспорта достоверная информация о фактически реализуемых значениях коэффициента сцсплсння колеса с рельсом при торможении является весьма важной, так как с ростом глубины карьеров обостряется проблема повышения крутизны съездов. Для безопасного спуска поездов в карьеры они должны обладать высокоэффективными тормозными средствами, предельный уровень тормозной силы которых ограничивается коэффициентом сцепления колеса с рельсом (1,2]. Комплексы тормозных средств карьерных поездов включают пневматический поездной автотормоз, электродинамический и магнито-рельсовый тяговых агрегатов. Основным поездным тормозом все же остается пневматический автотормоз, к которому условиями безопасности предъявляются требования обеспечения остановки гружёного поезда, движу щегося на уклоне 60 %о со скоростью 30-35 км/ч. При этом тормозной путь не должен превышать 300 м.
Обеспечение безъюзового торможения возможно при соблюдении условия
<ркЪК<,ч/2Р. (1)
где <р, - коэффициент трения тормозных колодок; X А" - су ммарная сила нажатия тормозных колодок на ось, Н; 2Р - нагрузка от оси на рельс. Н; ^ - реализуемый коэффициент сцепления колеса с рельсом.
По специально разработанной программе на карьерных поездах в промышленных условиях проводились экспериментальные исследования с регистрацией осциллографами скорости движения поезда, проходимого пути, силы прижатия тормозных колодок, давления воздуха в тормозных цилиндрах, времени тормозных процессов и др.
Для карьерных условий значение коэффициента сцепления при торможении ранее не определялось и рекомендуемые величины принимались по данным магистрального транспорта.
Фактически реализуемые коэффициенты могут быть определены косвенным путем по материалам расшифровки экспериментальных осциллограмм Располагая данными из осциллограмм о фактических скоростях движения поезда в любой момент торможения, времени движения и проходимом пути, можем определить величин) реализуемой тормозной силы.
Коэффициент сцепления зависит от целого ряда факторов, состояния поверхности рельсов и колесных пар. скорости движения, температуры окружающего воздуха и пр.
Фактически значения реализуемого коэффициента сцепления колёс рельсами при торможении груженого поезда, полученные по данным испытаний в осенний, летний и зимний периоды года, приведены в таблице. Графически зависимость реализуемого коэффициента от скорости движения при торможении груженого поезда приведена на рисунке.
Зависимость реализуемого коэффици сита сцепления колеса с рельсом от скорости движения при торможении груженого поезда:
1 - зимние опыты, 2 - летние опьпы. 3 - осенние опыты
Следует отметить, что здесь приводятся средние для поезда значения коэффициента, близкие к предельным, так как на отдельных колесных парах поезда наблюдалось явления юза. Корреляционные зависимости V =/(и) имеют следующий вид: 1) для осенних опытов
V =-=----(2)
I 0.025275и + 7,594022т -10.738531
(индекс корреляции /?=0,997, стандартная ошибка 6=0,0931, уточненная ошибка оценки £.=0,101); 2) для летних
_ _у_
^ 0.004877у2 + 7.6209\5У - 20.58818
(индекс корреляции 1< = 0,996, стандартная ошибка Л* =0.1449. уточненная ошибка оценки ¿,=0,1572);
3) для зимних
(4)
и/-. =-
0.015546** + 6.934379г - 19.560764
(индекс корреляции Л = 0,996, стандартная ошибка 5=0.1575, уточненная ошибка оценки
4=0,1708);
Значения коэффициента сцепления определены для скоростей движения от 10 до 45 км/ч и нагрузок 300-310 кН от оси на рельсы Р65.
Опытные значения реализуемого коэффициента сцепления колёс с рельсами при торможении груженого поезда (тяговый агрегат ПЭ2М и 9 вагонов-самосвалов 2ВС-105, воздухораспределители ВР 498000)
Осенний период Летний период Зимний период
скорость скорость скорость
движения. V/ движения. V: движения. V/
км/ч км/ч км/ч
10.29 0.139 10,11 0,147 9.71 0.197
10.50 0.149 10,83 0.179 10,13 0,181
11,25 0.146 13.79 0.164 12.53 0.185
11.80 0,160 11.23 0.170 13.81 0,165
12.50 0.135 12.50 0.155 15.66 0.163
12.70 0.145 15.55 0.170 16.32 0.183
15,08 0.135 17.39 0.150 16.71 0,177
15.51 0,142 21.50 0.151 17,23 0,164
17,48 0,127 22,53 0,136 18,10 0,165
18.03 0.134 23,02 0.147 20.06 0,155
19,47 0.138 24,91 0,141 22,52 0,162
20.11 0,125 25.05 0,158 25.07 0,145
22.63 0,131 27.40 0.134 26.21 0,160
25.30 0,128 23,81 0.146 28.83 0.147
27.04 0.124 32.03 0.140 32,55 0.150
30,37 0.132 35,60 0,136 32.64 0,137
32,68 0.125 37.58 0.143 36.10 0.144
34.60 0,121 38.11 0,137 37.41 0.140
35,10 0.122 43.02 0.139 39,82 0.150
37,41 0.120 43.77 0.132 41,78 0,138
Анализ результатов показывает, что наиболее высокие значения коэффициента сцепления были реализованы в зимних опытах, подтверждались более высокой эффективностью торможения на свободных от снега и незагрязненных рельсах Опыты проводились сериями из 4-6 торможений гружёного поезда на спуске с уклоном 40-60 %о. На поверхности катания колёс снега и признаков обледенения не наблюдалось.
Уровень реализуемых значений коэффициента сцепления достигал 0,17-0,19 в диапазоне скоростей 10-17 км/ч. В летний период были установлены более низкие значения коэффициента сцепления колёс с рельсами 0,14-0,17. Самый низкий коэффициент сцепления колёс с рельсами 0,12-0,13 зафиксирован в осенних опытах при неблагоприятных климатических условиях: резкие колебания температуры окружающего воздуха, обледенения, снег.
В процессе опытных поездок подтверждено, что эффективность торможения движущегося под уклон поезда существенно возрастает с применением локомотивом песка. После специальной серии торможений на уклоне 60 %о с применением песка из песочниц тягового агрегата ПЭ2М эффективность торможения повысилась и оставалась в дальнейших опытах стабильной. При этом повышается эффективность не только локомотива, но и груженого состава В зависимости от режима торможения и начальной скорости тормозной эффект увеличивается на 18-27 %.
Выводы
Экспериментальные исследования движения карьерных поездов в тормозном режиме показали, что для подвижного состава с нагрузками от колесной пары на рельс 260-310 кН при скоростях движения 10-45 км/ч на спусках до 60 %о фактически реализуемые при торможении значения коэффициента сцепления колеса с рельсом находятся в пределах 0,121-0,197.
Принимаемое в расчётах значение коэффициента сцепления 0,12 характеризует нижний предел для карьерного подвижного состава.
,*> »
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
/ Васильев М.В.. Фесенко С.Л., Аюрзанайн З.А. Механизм взаимодействия колесных пар и рельсовых тормозов подвижного состава // Шахтный и карьерный транспорт. - М.: Недра. 1975. - С.219-223.
2. Фесенко С.Л.. Аюрзанайн 3. А. Динамический метод тормозных расчетов карьерного железнодорожного транспорта // Труды / ИГД МЧМ СССР - Свердловск. 1973. - Вып.41. - С.65-71
УДК 622 684:629.114 4-442:622.75
Ю.И. Лель, И.Н. Сандр и гай л о, Е.Ю. Терехин, М.В. Осипов
УГГГА П.И. Тарасов
ИГД УрО РАН
ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ И ПУТИ ЕЕ СНИЖЕНИЯ
Энергоемкость открытого способа добычи полезных ископаемых в значительной степени (50-90 %) определяется энергозатратами на транспортирование горной массы, имеющими тенденцию к увеличению с ростом глубины карьеров.
Основной объем горной массы на глубоких карьерах черной металлургии добывается по технологическим схемам с применением комбинированного автомобильно-жслсзнодорожного транспорта Удельная энергоемкость технологических схем с автомобильно-железнодорожным транспортом составляет 1,47-1,89 кг у.т./т (42,8-55,5 мДж/т) (табл. 1).
При этом энергозатраты на перевозку горной массы комбинированным транспортом составляют 47,1-76,8 % в общей энергоемкости технологической схемы, сборочным автотранспортом - 21,8-27,3, магистральным железнодорожным транспортом - 42,8-53,3 %. Энергозатраты на бурение взрывных скважин составляют 1,7-5,9 % от общей энергоемкости, экскавацию в забое -7,7-13,6, экскаваторную перегрузку - 7,8-10,0, отвалообразование - 5,4-8,6 %.
Таблица 1
Удельная энергоемкость технологических схем с комбинированным автомобнлыю-железнодорожным транспортом, кг у.т/г (мДж/т)
Технологический процесс Карьер
Сарбайский Главный Качхаиарского ГОКа Коршуновский Михайловский Ингулецкий
Бурение 0.073 0.086 0.048 0.032 0.083
Экскавация 0,149 0.167 0.223 0.200 0,136
Сборочный автотранспорт 0.437 0.320 0.387 0,463 0.482
Перегрузка 0.106 0.147 0.127 0.154 0.113
Магистральный транспорт 0.997 0.628 0.712 0.904 0.847
Отвалообразование 0,101 0,113 0.140 0.140 0.122
Всего: кг у.т./т 1,863 1.467 1,637 1.893 1,771
МДж/т 54.520 42.81 47.97 55.46 51.900
Удельная энергоемкость схем циклично-поточной технологии глубоких карьеров составляет 0,98-1,15 кг у.т./т (28,9-33,7 мДж/т). что на 50-64 % меньше энергоемкости технологических
