CC BY
89
----------------------------------- © П.И. Тарасов, А.Г. Журавлев,
Е.В. Фефелов, В.О. Фурин, А.Г. Ворошилов, А.П. Тарасов, С.Л. Бабаскин, 2008
УДК 622.648:621.43.019.9
П.И. Тарасов, А.Г. Журавлев, Е.В. Фефелов,
B.О. Фурин, А.Г. Ворошилов, А.П. Тарасов,
C.Ё. Бабаскин
СОКРАЩЕНИЕ ЗАГАЗОВАННОСТИ КАРЬЕРНОГО ПРОСТРАНСТВА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ НОВЫХ ВИДОВ КАРЬЕРНОГО ТРАНСПОРТА
Семинар № 16
Всем известны неоспоримые преимущества открытого способа разработки. Однако с увеличением глубины карьера гигиенические условия труда значительно ухудшаются. Загазованность рабочего пространства карьера нередко становится причиной остановки работ в карьере. Простои оборудования по причине сверхнормативного загрязнения атмосферы достигают 1000 часов в год и более.
Технологический автотранспорт и техника с двигателями внутреннего сгорания являются одним из основных загрязнителей атмосферы карьера. Более того, технологический транспорт нередко является причиной уменьшения угла откоса бортов карьера для расположения транспортных коммуникаций. С этой точки зрения совершенствование конструкции автотранспортных средств позволит уменьшить объемы вскрыши и соответственно размеры карьера в плане, а также площадь земель, занимаемых отвалами.
Институтом горного дела УрО РАН ранее предложен ряд новых транспортных средств для открытых горных работ [1, 2]. Они отличаются повышенной производительностью,
позволяют оптимизировать технологию ведения горных работ в ее транспортной составляющей (в частности, повысить продольный уклон транспортных коммуникаций и, следовательно, углы откоса бортов карьера).
Исследования и работы по новым транспортным средствам проводятся ИГД УрО РАН совместно с Институтом «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА», ОАО Институт «Уралгипроруда», ФГУП КБТМ, ФГУП УКБТМ, ОАО «ЧТЗ Уралтрак», ООО «УДМЗ», ФГУП «Завод им. В.Я. Климова» и др.
При разработке предложений по этим транспортным средствам ставилась задача снижения выброса вредных веществ с отработавшими газами и снижение общей загазованности карьерного пространства. В конечном итоге, все положительные качества предлагаемых транспортных средств позволят снизить негативное влияние на экологию при отработке месторождений открытым способом.
Предпосылками к развитию новых транспортных технологий служат современные проекты отработки месторождений, в которых за счет более высоких требований к технике, увеличиваются объемы добычи, снижают-
ся объемы горнокапитальных работ, продляются сроки службы карьеров.
Вторым негативным фактором является повышенная загазованность рабочего пространства карьера. По мере понижения горных работ про-ветриваемость карьера ухудшается и отработавшие газы дизельных двигателей карьерной техники (главным образом, автотранспорта) накапливаются в карьере и в определенные моменты не только превышают ПДК, но и ухудшают видимость. Поэтому даже несмотря на применение местных и индивидуальных средств защиты для операторов техники, работающей в карьере, работы нередко останавливаются именно по причине недостаточной видимости и невозможности безопасно проводить работы в карьере. Так, простои техники на кимбер-литовых карьерах Якутии достигают 1000 и более часов в год. Этот фактор негативно влияет как на экономические показатели, так и на здоровье рабочих и на окружающую среду в целом.
Обширные исследования, проведенные в направлении нормализации атмосферы карьеров [3], показали, что затраты на проветривание карьеров значительны, требуют создания технически сложных и дорогостоящих вентиляционных установок, и как правило не оправданы экономически и требуют значительных энергетических затрат [4].
Решением перечисленных проблем может стать комплекс предлагаемых Институтом горного дела УрО РАН транспортных средств. При их разработке основной целью ставится повышение продольного уклона автомобильных дорог, повышение производительности, снижение выброса вредных веществ в атмосферу, снижение объемов вскрышных работ, что в конечном счете позволяет уменьшить
негативное влияние открытых горных работ на окружающую среду.
Использование комбинированной энергосиловой установки с газотурбинным двигателем и электромеханической трансмиссией, наряду с присущими современным дизель-электри-ческим автосамосвалам достоинствами, обеспечивает ряд преимуществ:
• сокращение энергетических
затрат на транспортную работу (из
расчета на т);
• низкую токсичность отработавших газов;
• возможность применения автосамосвалов на карьерах с крутыми уклонами (12-14 %), что позволяет сократить объем вскрышных работ;
• увеличение скорости движения в грузовом направлении и производительности на 15-20 %.
Наибольшие перспективы по применению карьерных автосамосвалов с КЭУ в ближайшем будущем имеются на кимберлитовых карьерах Якутии. Карьеры характеризуются ограниченными размерами в плане, большой глубиной, нецелесообразностью проведения реконструкции при одновременной потребности в повышении извлекаемых открытым способом запасов и высокой стоимости добываемого сырья. Условия эксплуатации автосамосвалов: низкие температуры, высокие уклоны автодорог, большая высота подъема горной массы, плохая проветриваемость карьера.
Внедрение автосамосвалов с КЭУ позволит существенно снизить загазованность рабочей зоны и исключить профилактические работы по проветриванию карьеров.
Полностью исключается использование на троллейвозах дизельных двигателей и снижается общее количество выбрасываемых отработавших газов при транспортировке руды из карьера.
Новый углубочный комплекс в составе гусеничного самосвала и углу-бочного экскаватора представляет собой высокоэффективный погрузочно-транспортный комплекс для форсированного понижения открытых горных работ и отработки глубинной части карьеров, приближающихся к своей проектной глубине. Возможность работы в условиях сжатого в плане пространства за счёт высокой манёвренности и преодоления повышенных уклонов (до 36 %) позволяет значительно сократить объёмы вскрышных пород в контуре карьера, повысить угол откоса бортов карьера, максимально приближая его к допустимому по условию устойчивости, сократить длину транспортирования, а, следовательно, и парк транспортного оборудования. Большее, в сравнении с колёсной техникой, сцепление с дорожным покрытием гусеничного шасси позволяет вести разработку труднодоступных участков месторождений полезных ископаемых, особенно нагорных, не предъявляя строгих требований к качеству дорог.
Выбросы вредных веществ дизельным двигателем автосамосвалов в атмосферу карьера непосредственно зависит от количества израсходованного дизельного топлива. Исходя из этого были проведены исследования выделения отработавших газов за транспортный цикл на основании полученных данных были проведены расчеты выбросов различными видами предлагаемых транспортных средств и проведено сравнение с традиционным дизельным автосамосвалом.
В общем случае валовое сокращение выделения вредных веществ карьерным автосамосвалом за весь срок отработки карьера складывается из сокращения за счет повышения топливной экономичности и снижения токсичности отработавших газов
транспортного средства. Это выражается в сокращении выбросов вредных веществ за транспортный цикл. С другой стороны, предлагаемые виды горнотранспортной техники позволяют сократить общий объем вскрыши, на перевозку которой расходуется дизельное топливо и, соответственно, пропорционально объему транспортной работы выделяются вредные вещества в атмосферу карьера.
Сокращение выбросов вредных веществ с отработавшими газами проводилось на основе данных производителей двигателей внутреннего сгорания с учетом данных и методик [5], [6].
Сокращение выброса вредных веществ за счет сокращения объема вскрышных работ оценивается посредством расчета суммарного выделения вредных веществ при перемещении дополнительного объема горной массы. Дополнительный объем вскрыши определяется по методике приведенной в работе [7].
Благодаря применению в конструкции автосамосвала газотурбинного двигателя, обладающего на порядок меньшей по сравнению с дизельным двигателем токсичностью и дымностью, а также использование газотурбинного двигателя (ГТД) только на 40-50 % всего транспортного цикла, обеспечивают автосамосвалам с КЭУ существенно меньшие выбросы вредных веществ в атмосферу.
Для сравнения приняты дизель-электрический автосамосвал с двигателем 8ДМ-21АМ производства ООО «УДМЗ» и автосамосвал с КЭУ, в составе ГТД ВК-2500 производства ФГУП «Завод им. В.Я. Климова» и маховичный накопитель кинетической энергии.
Показатели выбросов токсичных веществ отработавших газов приняты по экспериментальным данным испытаний двигателя 8ДМ-21АМ (предос-
тавлены ООО «УДМЗ») [8, 9, 10]. Показатели токсичности отработавших газов ГТД приняты по данным ФГУП «Завод им. В.Я. Климова».
В результате моделирования установлено, что для автосамосвала с КЭУ по сравнению с дизель-электрическим автосамосвалом сокращение выбросов вредных веществ, приведенное к СО, составляет 301139 у.кг (условных килограмм) или 82,3 %, т.е. 5,67 раза. При этом выброс вредных веществ автосамосвалом с КЭУ составляет 17,6 % от выбросов дизель-электрического автосамосвала.
Проведены расчеты выбросов вредных веществ автосамосвалами за весь срок отработки карьера. При этом интенсивность выбросов вредных веществ принималась средней: для автосамосвала с КЭУ - по результатам моделирования (табл. 5), для дизель-электрического автосамосвала - по данным испытаний 8ДМ-21АМ и усредненному испытательному циклу разработанному и согласованному совместно ПО «БелАЗ» и ООО «УДМЗ» для испытания двигателей ООО «УДМЗ» на токсичность отработавших газов [11]. За базовую модель принят автосамосвал БелАЗ-7512.
Расчеты проводились для различной глубины карьера с целью выявления зависимости между суммарного выброса вредных веществ с отработавшими газами и глубиной карьера (табл. 1).
Производительность карьера 5 млн. т/год. Средневзвешенный уклон автодорог для традиционных дизель-электрических автосамосвалов 6%. Ширина автомобильных дорог 22 м. Ширина бермы безопасности 5 м. Высота уступа 15 м. Угол заоткоски уступа 75°. Размеры карьера по дну одинаковы для обоих видов транспортных средств и равны 100x100 м.
Установлена зависимость сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу карьера от глубины карьера при замене дизель-электрических автосамосвалов на автосамосвалы с КЭУ (рис. 1).
Были проведены расчеты выбросов вредных веществ в атмосферу для традиционной и новой технологии с применением гусеничного самосвала. При использовании традиционной технологии предполагалось применение традиционных карьерных автосамосвалов, при использовании новой технологии - гусеничных самосвалов в глубинной зоне карьера и традиционных автосамосвалов в качестве магистрального транспорта от перегрузочного пункта в карьере до рудного склада на борту карьера. Характеристики сравниваемых
транспортных средств приведены в табл. 2.
Расчеты показали существенное сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу за весь срок отработки карьера при использовании предложенной технологии и новых транспортных средств (гусеничных самосвалов) (табл. 3).
Однако отмечено, что в суммарные выбросы в атмосферу карьера в сутки в некоторых случаях не исключают возможности превышения ПДК вредных веществ в атмосфере карьера. Это объяснятся повышенной удельной мощностью гусеничных самосвалов и, соответственно, большими удельными выбросами на 1 т перемещаемой горной массы. В то же время, существенное сокращение вероятности такой ситуации (а значит остановки работ в карьере), несомненно, определяют существенные выгоды предложенной технологии и транспортных средств, в том числе сокращение общего выброса вредных веществ за весь срок отработки карьера.
264
Таблица 1
Изменение параметров открытых горных работ н выбросов вредных веществ автотранспортом в атмосферу карьера в зависимости от глубины карьера при использовании автосамосвалов с КЭУ по сравнению с традиционными дизель-электрическим автосамосвалами
Показатель Глубина карьера, м
200 250 300 350 400 450 500
Уклон автодорог (1), % 12 12 12 12 12 12 12
Угол откоса борта карьера (у), град 5,58 5,1 4,7 4,4 4,1 3,9 3,7
Площадь по поверхности(8тах), тыс. м2 -49,37 -63,56 -78,16 -93,1 -108,34 -123,82 -139,52
Разница объемов г.м. в карьере (ДУ), млн. м3 -4,465 -6,962 -10,032 -13,683 -17,923 -22,756 -28,187
Разница объемов г.м. в карьере (ДУ), млн. т -9,823 -15,315 -22,070 -30,103 -39,430 -50,063 -62,011
Средн. Ск-ть, км/ч 11 11 11 11 11 11 11
Расстояние трансп., км 1,67 2,08 2,5 2,9 3,3 3,75 4,17
Суммарные выбросы приведенные к СО, у. кг В том числе: -145,7 -176,7 -207,7 -238,8 -269,9 -300,9 -332
СО, кг -0,988 -1,195 -1,402 -1,610 -1,817 -2,025 -2,232
N0, кг -3,468 -4,207 -4,946 -5,685 -6,423 -7,162 -7,901
СН, кг -0,069 -0,091 -0,113 -0,135 -0,157 -0,179 -0,201
С, кг -0,044 -0,053 -0,062 -0,071 -0,080 -0,089 -0,098
Выбросы 1 а/с в год, тыс. у. т/год -1001 -1001 -1001 -1001 -1001 -1001 -1001
Сумм. выбросы в атмосферу карьера, тыс. у. т/год -5671 -6927 -8157 -9951 -10617 -11847 -13078
Сокращение выбросов без учета сокращения разноса бортов, млн. у. т. 17 27 46 74 112 163 229
Общее сокращение вредных выбросов, млн. у. т -51,2 -100,3 -176,1 -285,7 -437,2 -639,1 -900,9
Сокращ. площади под карьер, га 7 8 10 12 14 16 18
Сокращение площади отвалов*, га 11 18 26 35 46 59 73
Общее сокращение землеотвода, га 18 26 36 48 61 75 91
Примечания.
+ - увеличение, - - уменьшение, отсутствие знака - абсолютное значение параметра. * при высоте отвала 50 м._________________________________________________________
АО,
млн.у.т
сокращение объемов у горно-капитальных работ
снижение токсичности отработавших газов
Н, м
Рис. 1. Зависимость сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу карьера за весь срок отработки от глубины карьера при замене дизель-электрических автосамосвалов на автосамосвалы с КЭУ: 1 - общее сокращение выбросов вредных веществ, 2 - сокращение за счет снижения токсичности выбросов автосамосвала
Троллейвоз представляет собой карьерный самосвал не имеющий автономного дизельного двигателя и снабженный токоприемным устройством для получения питания от контактной сети. Поскольку данный вид транспорта не имеет двигателя внутреннего сгорания, он не образует при работе выхлопных газов и таким образом при его использовании сок-
ращение выбросов вредных веществ с отработавшими газами составляет 100 %.
Как отмечено в предыдущем разделе, применение гусеничного самосвала совместно с традиционным ди-зель-электрическим автосамосвалом несмотря на общее сокращение объема выбросов вредных веществ с отработавшими газами в ряде случаев не
Таблица 2
Технические характеристики сравниваемых карьерных самосвалов
Показатель БелАЗ-75483 ГС-40 УКБТМ
Грузоподъемность, т 42 40
Полная масса, т 71,5 84
Двигатель КТА19-С
Мощность двигателя, л.с./кВт 609/448 1000/736
Тип трансмиссии гидромеханическая гидростатическая
Максимальная скорость, км/ч 50 10
Скорость движения с грузом на уклоне 18°, км/ч - до 6
Удельный расход топлива, г/ткм 101 185
Габаритные размеры д /ш /в, мм 8090/4400/4340 9500/3200/4600
Таблица 3
Сравнение традиционной технологии и новой технологии с использованием гусеничньж самосвалов
Показатель Традиционные автосамосвалы Гусеничные самосвалы + традиционные автосамосвалы Разница (+ - увеличение, - - сокращение)
Глубина карьера (Н), м 400 400 0
Высота уступа (Ь), м 15 15 -
Средневзвешенный уклон автодорог (і), % 6 3 24
Угол заоткоски уступа (а), град 80 80 0
Длина карьера по дну (а), м 142 142 0
Ширина карьера по дну (Ь), м 86 86 0
Ширина дороги (Вт), м 15 - -
Ширина предохр. бермы (Ьп), м 5 - -
Угол откоса борта карьера (у), град 55 60 5
Длина карьера по поверхности (атах), м 703 604 -99
Ширина карьера по поверхности (Ьтах), м 647 549 -98
Площадь по дну (5тіп), м 9605 9605 0
Площадь по поверхности(8тах), м 356857 260298 -96559
Разница объемов г. м. в карьере (ДУ), -10
млн. м3
Разница объемов г. м. в карьере (ДУ), -20
млн. т
Традиционный автосамосвал
Среднее расстояние транспорт-я, км 18 12
Объем г.м. в карьере, тыс.т 44300 24300
Транспортная работа, тыс. ткм 797400 291600
Удельный расход топлива, г/ткм 100 100
Общий расход топлива, т 79740 29160
Общие выбросы отработавших газов, 3 тыс.м 2552 933
Гусеничный самосвал
Среднее расстояние транспорт-я, км Объем г.м. в карьере, тыс.т Транспортная работа, тыс. ткм Удельный расход топлива, г/ткм Общий расход топлива, т Общие выбросы отработавших газов, тыс.м Общие выбросы отработавших газов, 3 тыс.м 0,5 5488 2744 185 0,112 507,64 16
Общие выбросы отработавших газов по варианту, тыс.м3 2552 949 1602 (62,8%)
исключает превышения допустимых что является отрицательным факто-
концентраций вредных веществ отра- ром, поскольку может повлечь оста-ботавших газов в атмосфере карьера, новку работ в карьере.
Дв, доли
КЭУ 40 % глубины карьера, 3 - при глубине ввода автса карьера
Рис. 2. Зависимость относительного сокращения выброса отработавших газов комбинированным транспортом <гусеничный самосвал + автосамосвал с КЭУ» по сравнению с традиционными автосамосвалами за цикл от глубины карьера и глубины ввода автосамосвалов с КЭУ: 1 - при глубине ввода автосамосвалов с КЭУ 60 % глубины карьера, 2 - при глубине ввода автосамосвалов с мосвалов с КЭУ 20 % глубины
Для устранения этого недостатка, а также получения дополнительных преимуществ в технологии отработки карьеров предложены схемы применения комбинированного транспорта: «гусеничный самосвал + автосамосвал с КЭУ», «гусеничный самосвал + троллейвоз».
Были проведены расчеты по сокращению выбросов вредных веществ с отработавшими газа автотранспорта.
Для указанной транспортной схемы проведены исследования и установлены зависимости сокращения выброса отработавших газов автотранспортом за 1 транспортный цикл, за год и за весь срок отработки карьера от глубины карьера и глубины ввода автосамосвалов с КЭУ (рис. 2, 3, 4).
Сравнивались схемы с использованием БелАЗ-75483 и комбинации ГС-40 + автосамосвал с КЭУ. Здесь за цикл принят 1 рейс 120-тонного автосамосвала. Таким образом, при использовании традиционных дизельных автосамосвалов грузоподъемностью 40 тонн необходимо совершить 3 рейса, для комбинированного транспорта «гусеничный самосвал + автосамосвал с КЭУ» гусеничный самосвал грузоподъемностью 40 т должен совершить 3 рейса, а самосвал с КЭУ - 1 рейс.
По графику на рис. 2 можно сделать выводы:
1. Зависимость имеет степенную форму с дробным показателем степени.
2. Общее сокращение выбросов вредных веществ с отработавшими газами с увеличением глубины карьера повышается. При этом интенсивность сокращения выбросов за 1 транспортный цикл с увеличением глубины карьера снижается.
3. С увеличением глубины ввода магистрального транспорта - автосамосвалов с КЭУ - сокращение выбросов вредных веществ с отработавшими газами увеличивается. Это увеличение пропорционально глубине ввода автосамосвалов с КЭУ. Явление объясняется уменьшением объема транспортных работ, приходящегося на гусеничные самосвалы, которые по удельным показателям имеют значительно больший выброс вредных веществ с отработавшими газами нежели автосамосвалы с КЭУ.
По графику зависимости на рис. 3 можно сделать следующие выводы:
1. Суммарное сокращение выбросов вредных веществ с отработавшими газами за 1 год пропорционально глубине карьера. Это объясняется пропорциональной зависимостью ме-
де,
тыс. у. т / год
3 - при глубине ввода автосамосвалов с КЭУ 20 % глубины
Рис. 3. Зависимость относительного сокращения выброса отработавших газов комбинированным транспортом <гусеничный самосвал + автосамосвал с КЭУ» по сравнению с традиционными автосамосвалами за год от глубины карьера и глубины ввода автосамосвалов с КЭУ: 1 - при глубине ввода автосамосвалов с КЭУ 60 % глубины карьера, 2 - при глубине ввода автосамосвалов с КЭУ 40 % глубины карьера; карьера
жду количеством выбросов вредных веществ и расходом топлива. Расход топлива в свою очередь в первом приближении пропорционален расстоянию транспортирования, а расстояние транспортирования при прочих равных условиях пропорционально глубине карьера.
2. Сокращения выбросов с увеличением глубины карьера увеличивается. Это сокращение прямо пропорционально глубине ввода автосамосвалов с КЭУ. Явление объясняется пропорциональным увеличением плеча откатки магистральным транспортом и сокращением плеча откатки гусеничными самосвалами. При этом суммарные выбросы вредных веществ автосамосвалами с КЭУ возрастают менее интенсивно, чем уменьшается количество выбросов гусеничными автосамосвалами, соответственно общее количество выбросов вредных веществ с отработавшими газами уменьшается.
По графику зависимости на рис. 4 можно сделать следующие выводы:
1. Зависимость имеет параболическую форму и с увеличением глубины сокращение выбросов увеличивается более интенсивно. Это объясняется
тем, что решающее значение имеет сокращение объемов вскрыши за счет применения больших уклонов транспортных коммуникаций и сокращения разноса бортов по технологическим условиям.
2. Общее сокращение выбросов вредных веществ с отработавшими газами за весь срок отработки карьера уменьшается с увеличением глубины ввода магистрального транспорта (автосамосвалов с КЭУ). Это объясняется увеличением объема разноса бортов при более глубоком вводе магистрального транспорта, поскольку уклон транспортных коммуникаций для автосамосвалов с КЭУ меньше. Соответственно увеличивается объем транспортной работы на величину дополнительного объема вскрыши.
3. Сокращение выбросов вредных веществ уменьшается интенсивнее при больших глубинах ввода магистрального транспорта. Это объясняется увеличением разноса бортов с увеличением глубины ввода магистрального транспорта.
Технология применения гусеничного самосвала предполагает использование его как сборочного транспорта, и, следовательно, обязательное наличие перегрузки. Гусеничный са-
до,
млн.у.т
Рис. 4. Зависимость сокращения выброса отработавших газов комбинированным транспортом «гусеничный самосвал + автосамосвал с КЭУ» за весь срок отработки карьера от глубины карьера и глубины ввода автосамосвалов с КЭУ: 1 - при глубине ввода автосамосвалов с КЭУ 20 % глубины карьера, 2 - при глубине ввода автосамосвалов с КЭУ 40 % глубины карьера, 3 -при глубине ввода автосамосвалов с КЭУ 60 % глубины карьера
мосвал имеет более высокий выброс отработавших газов в сутки. Очевидно, чтобы обеспечить приемлемые показатели по суммарным выбросам транспорта, второй вид транспорта должен иметь меньшие выбросы вплоть до полного их исключения. Такими свойствами обладает предлагаемый ИГЛ УрО РАН троллейвоз-ный транспорт.
Лля транспортной схемы «гусеничный самосвал + троллейвоз» проведены исследования и установлены зависимости сокращения выброса отработавших газов автотранспортом за весь срок отработки карьера от глубины карьера и глубины ввода троллейвозов (рис. 5), а также зависимость относительного сокращение выброса отработавших газов за транспортный цикл от глубины ввода троллейвозно-го транспорта (рис. 6).
Указанная транспортная схема обладает следующими преимуществами:
1. Автосамосвалы с КЭУ, используемые в качестве магистрального транспорта позволяют использовать их на дорогах со средневзвешенным уклоном 12 %. Тем самым сокращает
ся объем разноса бортов и соответственно, площадь земель, занимаемая карьером и площадь отвалов.
2. Повышается производительность транспортного оборудования по сравнению с традиционными ди-зель-электрическими автосамосвалами.
3. Снижается загазованность карьера.
4. Исключаются простои горнотранспортного оборудования по причине сверхнормативного загрязнения атмосферы карьера.
По графику зависимости на рис. 5 можно сделать следующие выводы:
1. Зависимость имеет параболический характер, сокращение выбросов возрастает с увеличением глубины карьера, что объясняется решающим влиянием сокращения разноса бортов и соответственно суммарной транспортной работой по перемещению горной массы из карьера.
2. С увеличением глубины ввода магистрального троллейвозного транспорта сокращение выбросов вредных веществ с отработавшими газами уменьшается. Очевидно, это происходит по причине сокращения транс-
Дв,
Рис. 5. Зависимость сокращения выброса отработавших газов комбинированным транспортом «гусеничный самосвал + Троллейвоз» за весь срок отработки карьера от глубины карьера и глубины ввода троллейвоза: 1 - при глубине ввода троллейвозов 80 % глубины карьера, 2 - при глубине ввода троллейвозов 40 % глубины карьера
портной работы гусеничных самосвалов, увеличение же транспортной работы троллейвозным транспортом не приводит к увеличению выбросов вредных веществ.
Зависимость относительного сокращения выбросов отработавших газов за 1 транспортный цикл от глубины ввода магистрального троллейвоз-ного транспорта (рис. 6) имеет степенную форму с дробным показателем. Эта зависимость справедлива для всех глубин карьера, поскольку сокращение выбросов от глубины карьера не зависит. Такой характер объясняется отсутствием выброса отработавших газов у троллейвозов и соответственно, пропорциональной зависимостью между глубиной карьера
и выбросами отработавших газов гусеничными автосамосвалами.
Предложенные в работе мобильные транспортные средства для открытой разработки месторождений полезных ископаемых позволяют повысить производительность, снизить объем горно-капитальных работ, обеспечивают добычу дополнительного объема полезного ископаемого за счет возможности совершенствования технологии ведения открытых горных работ.
В работе предложены схемы применения новых транспортных средств как в монотранспортной системе, так и в комбинации. Проведено моделирование транспортного цикла этих транспортных средств. Оценено сокращение выбросов кА за цикл, так и
Дв, доли
Рис. 6. Относительное сокращение выброса отработавших газов (в % от выброса традиционных дизельных автосамосвалов)
комбинированным транспортом «гусеничный самосвал + Троллейвоз» за 1 транспортный цикл по сравнению с дизельным автосамосвалом в зависимости от глубины ввода троллей-возного транспорта (в % от общей глубины карьера)
3
млн. м
за весь срок отработки карьера. проведены расчеты сокращения землеотвода при применении новой технологии.
Проведенные исследования показали, что данные транспортные средства позволяют значительно сократить выбросы вредных веществ с отработавшими газами, как за счет токсичности отработавших газов и суммарного выброса вредных веществ транспортным комплексом в единицу времени, так и за счет уменьшения транспортной работы при сокращении объема вскрышных работ.
1. Яковлев В.Л., Тарасов П.И., Журавлев А. Г. Теория и практика использования топливно-энергетических ресурсов на открытых горных работах / Яковлев В.Ё., Тарасов П.И., Журавлев А.Г. // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - №1.
2. Ворошилов А. Г. Разработка карьеров с применением новых транспортных средств / А. Г. Ворошилов, А. Г. Журавлев, А.П. Тарасов, В.О. Фурин, С.Л. Бабаскин // Горный журнал. - 2006. - №8. - С. 35-39.
3. Филатов С. С. Вентиляция карьеров.
- М.: Недра, 1981. - 206 с.
4. Морин А. С. Трубопроводная вентиляция на карьерах. // Горная промышленность. - 2002. - №3. - С. 40-43.
5. Кулешов А.А. Экологические проблемы эксплуатации дизельной техники на карьерах и пути их решения / А.А. Кулешов // Горный журнал. - 1994. - №1. - С. 3540.
В работе использованы данные совместных исследований ИГЛ УрО РАН с Институтом «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА», ФГУП КБТМ, ФГУП УКБТМ, ОАО «ЧТЗ Уралтрак», ООО «УЛМЗ», ФГУП «Завод им. В.Я. Климова» и др.
Результаты работы показывают высокую эффективность предложенных транспортных средств не только в плане повышения производительности и снижения себестоимости продукции, но и в плане снижения экологической нагрузки.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Лиханов В.А., Сайкин А.М. Снижение токсичности автотракторных дизелей.
- 2-е изд., испр. и доп. - М.: Колос, 1994. -224 с.
7. Горшков Э.В. Обоснование рациональных параметров технологического автотранспорта при повышенных уклонах карьерных автодорог. Лисс. на соискание степени канд. техн. наук. - Свердловск, 1984. - 178 с.
8. Карьерная техника ПО «БЕЛАЗ»: Справочник / Под ред. П.Ё. Мариева, К.Ю. Анистратова. - М.: ООО «КА технокомплект», 2005. - 448 с.
9. Тарасов П.И. О создании комбинированных энергосиловых установок для карьерных автосамосвалов / П.И. Тарасов, А. Г. Журавлев // Проблемы карьерного транспорта. Материалы VIII Международной научно-практической конференции, 20-23 сентября 2005 г. - Екатеринбург: УрО РАН, 2005. - С. 183-187. ЕЕЕ
— Коротко об авторах------------------------------------------------------------
Тарасов П.И., Журавлев А.Г., Фефелов Е.В., Фурин В.О., Ворошилов А.Г., Тарасов А.П., Бабаскин С.Л-Институт горного дела УрО РАН.
Локлад рекомендован к опубликованию семинаром № 16 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. В.С. Кузьмин.
