Определение горизонтального эквивалента автомобильной трассы в карьере по энергетическому критерию Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© И.И. Вашлаев, А.В. Селиванов, 2003

YAK 622.69

И.И. Вашлаев, А.В. Селиванов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ЭКВИВАЛЕНТА АВТОМОБИЛЬНОЙ ТРАССЫ В КАРЬЕРЕ ПО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМУ КРИТЕРИЮ

При обосновании режима горных работ, схем транспортных коммуникаций и количества горнотранспортного оборудования необходимо учитывать изменение горнотехнических параметров, в частности динамику расстояния транспортирования горной массы при изменении глубины карьера, обуславливающего объем транспортных работ. Для сопоставимости схем вскрытия с различными параметрами (угол вскрывающих выработок, коэффициент развития трассы и др.) и нормирования производительности автосамосвалов фактическую длину трассы приводят к условному горизонтальному пути [1, 2]

ь р=ь™+/(и п) + /(И), (1)

где Ь , I™™ - приведенное и фактическое расстояния транспортирования, м; /(И ), /(И ) ~ приращения пути как функции высоты подъема и спуска

груза, м, /(ип) = ЭпНп, /(И) = Э н„; н„, н„

- высота подъема и спуска груза, м; Э , Э - горизонтальные эквиваленты (коэффициент приведения) подъема и спуска горной массы, м/м подъема (спуска).

Коэффициенты приведения рядом авторов [1-4] предложено определять по различным критериям: по времени движения, расходу топлива и стоимости транспортирования. Недостатками данных способов являются необходимость в проведении большого объема экспериментальных работ, значительные отклонения от математического ожидания значения эквивалента, полученные значения эквивалентов имеют частный характер, т.к. определены для конкретных горно-технических параметров и дорожных условий. А так карьер - это динамично развивающаяся система, то для новых параметров трассы или изменившихся дорожных условий вновь требуется уточнение значений коэффициентов приведения. Возникают затруднения при принятии значений эквивалентов в процессе проектирования горных работ, когда невозможно провести экспериментальные работы.

Более надежное определение коэффициента горизонтального эквивалента при транспортировании горных пород карьерными автосамосвалами возможно на основе энергии, затрачиваемой на преодоление наклонного участка пути в грузовом и

порожнем направлениях. По аналогии [2], под гориным эквивалентом перемещения горной массы автомобильным транспортом понимается расстояние, преодолеваемое

самосвалом в грузовом и нем направлениях по горизонтальной дороге, эквивалентное по затратам энергии в грузовом и порожнем направлениях для подъема (спуска) горной массы на 1 м высоты. То есть суммарные затраты энергии в грузовом и порожнем правлениях при перемещении груза д на подъем или на спуск по дороге с уклоном У на расстоянии Ьф и затраты по горизонтальной дороге на расстояние Ь , соответствующее приведенному к горизонтальному пути фактического расстояния транспортирования, должны быть равны (в Дж):

/ТТГдт I ТТГдт ТТГдт ТТГдт\ -г I ,Т-Т-ГП I тття ттгп ттгп т

(Ж„ ±Ж> +Же +Жк)Ьф+V±Ж1+Же+ЖК)Ьф =

(2)

= (Ж 0 +Ж + ЖК ) Ьт + (Ж0 + Ж:+Ж:-> Ьт ,

где д™ , - основное сопротивление движению

в грузовом и порожнем направлении, Н [5]; ,

- сопротивление от уклона дороги в грузовом и

порожнем направлении (знак “плюс” при движении на подъем, знак “минус” - на спуск),

IV 7 ’V е ’Vд ’V е - сопротивление воздушной среды движению в грузовом и порожнем направлениях, Н; V'Ж, VЖ - сопротивление на криволинейных участках пути в грузовом и порожнем направлениях, Н. После ряда преобразований и замен в формуле (2) получены [6] аналитические зависимости коэффициентов горизонтальных эквивалентов на подъем и спуск горной массы.

Коэффициент горизонтального эквивалента на подъем груза ЭП на участке трассы с уклоном У и удельным основным сопротивлением движению <в0:

- при { <Юе

э

(З)

ІОООжо

а>о(Жд+2Жт)

м/м;

■ при І >Юо

1 000( Же+к (1

э =

'•—''и

Що))

Же+2Жт)

м/м

(4)

где К т - коэффициент тары; К p использования грузоподъемности.

коэффициент

Параметры БелАЗ-549 БелАЗ-7519 №-1200

Кт=0.88 Кт=0.77 Кт=0.71

і=20; 00=17; Кг=1.0 24.13 25.83 26.90

і=40; 00=17; Кг=1.0 32.10 33.41 34.23

і=60; 00=17; Кг=1.0 34.75 35.94 36.68

2 ф А с* 0 С і=20; 00=30; Кг=1.0 12.08 13.12 13.77

і=40; 00=30; Кг=1.0 14.73 15.65 16.22

і=60; 00=30; Кг=1.0 17.39 18.18 18.66

I і=60; О0=30; Кг=0.7 15.45 16.15 16.59

і=20; 00=60; Кг=1.0 6.04 6.56 6.89

і=40; 00=60; Кг=1.0 6.04 6.56 6.89

і=60; 0; 6 = 0 3 Кг=1.0 6.04 6.56 6.89

і=-20; 00=17; Кг=1.0 -15.30 -17.01 -18.07

і—40; 00=17; Кг=1.0 1.73 0.41 -0.41

і=-60; 00=17; Кг=1.0 7.40 6.22 5.48

На спуск і=-20; 00=30; Кг=1.0 -12.01 -13.12 -13.77

і=-40; Ю0=30; Кг=1.0 -6.40 -7.32 -7.89

і=-60; 00=30; Кг=1.0 -0.72 -1.52 -2.00

і=-40; 00=30; Кг=0.7 -4.13 -4.95 -5.46

і=-20; 00=60; Кг=1.0 -6.04 -6.56 -6.89

і=-40; 00=60; Кг=1.0 -6.04 -6.56 -6.89

і=-60; 00=60; Кг=1.0 -6.04 -6.56 -6.89

дороги по выше приведенным формулам выполнены расчеты для различных типов автосамосвалов и дорожных условий. Результаты расчетов приведены в таблице.

Следует отметить, в единых нормах выработки [3] коэффициент приведения к горизонтальному пути зависит только от длины трассы область значений составляет при движении на подъем 10.0-14.0, на спуск 6.59.5. Как видно из таблицы, значения коэффициента, определяемого по энергетическому критерию, имеют более широкую область: при движении с грузом на подъем от 6 до 36, а при движении на спуск - от -18 до 7.

При снижении коэффициента грузоподъемности (при постоянстве других параметров) происходит изменение и коэффициента приведения, например: при коэффициенте использования грузоподъемности равном 0.7 значения коэффициентов приведения изменяются на 11-35 %.

В связи с тем, что автомобильная трасса в карьере состоит из участков с различным уклоном и качеством дорожного полотна (рисунок), то приведенное расстояние трассы (Ь.р ) следует определять на основании

формулы (1), исходя из известных параметров

По аналогии (3-4) коэффициент горизонтального эквивалента на спуск груза через известные параметры: определяется следующим образом:

- при І <Ю0

Э„ --

1000жд

00( жд + 2жт)

при І >Юо

м/м;

(5)

1000(жТ - (жд+жТ )°2°) ^0 (К д + 2 КТ ) І

Э„ = -

м/м.

(6)

Наличие знака “минус” в коэффициенте приведения на спуск указывает, что на 1 м высоты спуска груза экономится (по сравнению с движением по горизонтальной дороге) энергия, которой бы хватило на пробег автомобиля в грузовом и порожнем направлениях по горизонтальной дороге на расстояние, равное численному значению эквивалента.

Из формул (3-6) следует, что значения коэффициента горизонтального эквивалента зависят от удельного основного сопротивления движению, уклона трассы коэффициента использования грузоподъемности и коэффициента тары автосамосвала. Таким образом, коэффициент горизонтального эквивалента, рассчитанный по энергетическому критерию адекватно отражает дорожные условия и технические характеристики транспортных средств.

С целью изучения изменчивости коэффициентов горизонтального эквивалента наклонных участков

(7)

Ь, = £ Ь,+0001Е І Э, м

соответственно длина, уклон и

где Ь; , I) , 3;

коэффициент приведения у-го участка трассы.

Так как возникает потребность сравнивать трассы с различным дорожным полотном, то данная проблема решается нахождением средневзвешенной величины основного удельного сопротивления движению (Оо.-р)

(Оо

"(Та>о, Ь,+°-001Е®о, І,Ь,Э,VЬ,

, Н/кН, (8)

хуо; Ь13 / Ь-р

;=1 ;=1

а затем приведением к эталонному (базовому) основному удельному сопротивлению движению (<Ооэт)

Ь. р - Ь. р0о- р Ооээ , м.

(9)

Естественно возникает вопрос, какое основное удельное сопротивление движению принять в качестве эталона (базы). В качестве эталонной (базовой) дороги рекомендуется дорога среднего качества со щебеночным покрытием (значением

О оэт =30 Н/кН). Хотя это не имеет принципиального значения, так как легко произвести переход из одной базы в другую.

Выводы

Для определения горизонтального эквивалента автомобильной трассы необходимо вначале трассу

Фpагмент ^офиля автомобильной ipaccbi

(3-6) рассчитать коэффициенты приведения наклонных участков трассы. Далее по формулам (7-9) определяется горизонтальный эквивалент автомобильной трассы. Установленную длину приведенной трассы можно также использовать для задач нормирования производительности автосамосвалов и расхода горючего. Применение данного метода возможно как для действующих горных предприятий, так и для проектируемых.

разбить на однородные участки, затем по формулам

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Галкин В.А. Исследование коммуникаций для автомобильного транспорта вскрышных пород на карьерах цветной металлургии: Авто-реф. дис. ... канд. техн. наук. - Свердловск, 1979. с. 25.

2. Галкин В.А, Караулов Г.А., Сидоренко В.Н. Горизонтальный эквивалент вертикального перемещения пород карьерными автосамосвалами Изв. вузов. Горный журнал. - 1983. -N7. С. 14 - 18.

3. Дополнение к единым нормам выработки на ОГР для предприятий горнодобывающей промышленности. Экскавация и транспортирование. Часть III. Экскавация и транспортирование горной массы автосамосвалами. - М.: 1985.

4. Файнблит М.А., Ильбульдин Д.Х., Иванченко Н.М. Нормирование производительности автотранспорта на кимберлитовых карьерах АК “Алмазы России - Саха” / Горный журнал. - 1996. - N7. - С. 20 - 21.

5. Справочник. Открытые горные работы К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Виницкий, Н.Н. Мельников и др. -М.: Горное бюро, 1994. 590 с.: ил.

6. Вашлаев И.И., Селиванов А.В. Определение горизонтального эквивалента перемещения горной массы автомобильным транспортом по энергетическому критерию при движении на уклонах / Изв. вузов. Горный журнал. - 1997. - № 10. - С. 78-80.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Bашлаев И.И, Селиванов A.B. - кандидаты технических наук, ИХХТ СО PAH.

Файл: ВАШЛАЕВ

Каталог: G:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB8_03

Шаблон:

C:Шsers\Таня\AppData\RoammgYMicrosoft\Шаблоны\

Normal.dotm

Заголовок: Моделирование основных характеристик взрываемо-

го

Содержание:

Автор: ВВВ

Ключевые слова:

Заметки:

Дата создания: 30.06.2003 15:10:00

Число сохранений: 5

Дата сохранения: 30.06.2003 15:22:00 Сохранил: Гитис Л.Х.

Полное время правки: 15 мин.

Дата печати: 09.11.2008 0:35:00

При последней печати страниц: 3

слов: 1 529 (прибл.)

знаков: 8 720 (прибл.)