CC BY
58
гулированисм скорости - 1.44 кВт ч/т. Таким образом, применение тяговых агрегатов 0ПЭ-1А взамен ЕЬ-20 обеспечивает экономию электроэнергии на технологических перевозках Коршунов-ского ГОКа в количестве 8,6 млн кВт-ч в год [2].
На карьерах с цикличной технологией наиболее эффективным методом является регулирование элсктропотребления с использованием электрифицированного железнодорожного транспорта. Суть метода заключается в использовании в часы максимума нагрузки энергосистемы тех экскаваторов, маршруты к которым характеризуются минимальными среднемаршрутными мощностями, включающими мощности эксказаторов и обслуживающих их локомотивов [2].
Приведенный далеко не полный перечень технологических и технических мероприятий свидетельствует о значительных резервах повышения энергетической эффективности транспортных систем глубоких карьеров.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Анализ расхода ГСМ на технологическом автотранспорте, разработка комплекса мероприятий по их экономии и корректировка норм расхода ГСМ для автосамосвалов грузоподъемностью 75-120 т: Отчет о НИР (заключит.) / ИГД МЧМ СССР. Рук. Воробьев Г.П.. Тарасов П И. - № ГР 01860074814, Инв. № 02870075217. - Свердловск, 1987. - 103 с.
2. Голубев ВА., Лотов А.И. Пути экономии энергетических ресурсов при эксплуатации горнотранспортного оборудования карьеров // Техническое перевооружение железорудных карьеров: Сб. науч. тр. / ИГД МЧМ СССР. - Свердловск, 1988. - Вып. 86. - С. 86-90.
3. Катан ВМ. Разработка автоматизированного метода оптимизации схем автотранспортных коммуникаций карьеров: Дне.... канд. техн. наук. - Свердловск: ИГД МЧМ СССР, 1987. - 1% с.
УДК 622.012.3:625.7.001.63
Ю.В.Стенин
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ДОРОЖНЫХ УСЛОВИЙ КАРЬЕРНОГО АВТОТРАНСПОРТА
На долю транспортного процесса приходится 40-60 % от всех затрат на добычу полезных ископаемых открытым способом. На большинстве карьеров в качестве технологического используется автомобильный транспорт. Поэтому от состояния автотранспортных коммуникаций в значительной мере зависит эффективность открытой разработки месторождений в целом. Оно определяется в основном совокупностью таких факторов, как геометрические параметры и ровность автодорог, средневзвешенный уклон и сложность трассы в плане, коэффициент сопротивления движению, коэффициент сцепления колеса с дорогой и надежность ограждающих устройств. Именно от этих факторов зависят расход дизельного топлива, износ шин, техническое состояние, техническая и эксплуатационная надежность автосамосвалов, безопасность и скорость движения и их производительность, а следовательно, и основная сумма затрат по транспортному процессу. Кроме того, существенна роль автодорог и в формировании экологических условий в карьере.
На основных крупных железорудных карьерах России и государств СНГ на строительство и содержание технологических автодорог ежегодно тратится порядка двух - двух с половиной миллионов долларов, причем не менее двух третей - на содержание и ремонт. Однако транспорт-но-эксплуатационные качества их оставляют желать лучшего.
Так, исследованиями по оценке ровности автодорог, проведенными в ряде карьеров на базе автосамосвалов БслАЗ-7519 (110т), установлено, что колебания кузова автосамосвала при движении по карьерным дорогам составляют от 260-280 до 450-480 см/км. Абсолютная величина
ускорений автомобиля при преодолении неровностей достигает в отдельных случаях 7,0-7,3 м/с", а среднее значение её по отдельным трассам изменяется от 1.23 до 3,7 м/с' в грузовом и от 1,8 до 4.17 м/с" - в порожняковом направлениях.
Ширина проезжей части внутрикарьерных автодорог, как правило, ниже требуемой согласно действующим СНиП и нормам технологического проектирования и существенно ниже аналогичных показателей на карьерах стран Запада и Америки.
Из-за несоответствия конструкции дорожных одежд фактическому грузообороту и срокч службы автодорог и несоблюдения технологии их строительства они имеют низкую работоспособность. Контрольные испытания опытных участков показывают, что работоспособность карьерных автодорог может быть повышена в 4 - 5 раз и во столько же раз снижены затраты на их содержание и ремонт.
Расчеты показывают, что совершенствование и оптимизация дорожно-транспортных условий на карьерах с автомобильным транспортом позволит на 17 - 20 % снизить стоимость автотранспортной работы, обеспечит существенное снижение расхода дизельного топлива и автошин, повышение надежности и производительности автосамосвалов Однако предлагаемые отдельными исследователями научно-технические решения в этом направлении либо не находят практической реализации, либо не дают ожидаемого эффекта.
Реальное повышение качества автотранспортных коммуникаций карьеров, по нашему мнению, может быть достигнуто на основе системного подхода к их проектированию, строительству и содержанию. Необходима разработка комплекса взаимоувязанных на\-чно-тсхнических решений по геометрическим параметрам и конструкциям одежд карьерных автодорог, технологии и механизации их строительства и содержания, включая вопросы безопасности и экологии, по организации дорожной службы карьеров.
Исходя из этого, выполнены исследования по обоснованию ширины проезжей части карьерных автодорог, конструкций дорожных одежд на основе использования местных строительных материалов, технологии и типовых комплексов механизации строительства и содержания дорог и рациональных структур дорожных служб карьеров
На основе экспериментов определены зазоры между встречными автосамосвалами: минимальные по условиям безопасности и максимальные по условиям свободного движения автомобилей. С учетом этого предложены интервалы изменения ширины проезжей части автодорог. Они составляют соответственно: для автосамосвалов грузоподъёмностью 27 - 30 т - 9 и 14 м; 40 - 42 т
- 9,5 и 15 м; 75 - 80 т - 13 и 23 м; 110 - 120 т - 15 и 26 м. При изменении ширины проезжей части в указанных интервалах соответствующим образом изменяется среднетехническая скорость и производительность автосамосвалов Величина и степень изменения их определяется длиной трассы и интенсивностью движения и в относительных единицах составляет 3 12 % для среднетехнической скорости и 1 - 10 % - для производительности. Ближе к нижнему значению ширины проезжей части изменение этих показателен наиболее заметное. Подобным же образом меняются и затраты на транспортирование горной массы.
Одновременно с изменением ширины дороги меняются параметры и экономические показатели разработки карьеров. Меняются угол рабочего борта карьера на 1.5 - 2.0 градуса, угол нерабочего борта на 2,5 - 4,0 градуса. На 13 - 17 % могут изменяться затраты на горно-строительные работы.
Следовательно, назначение ширины проезжей части является задачей технико-экономической, учитывающей дорожно-транспортные затраты, затраты на горно-вскрышныс работы и на экологические мероприятия.
Для обоснования конструкций дорожных одежд выполнен анализ физико-механических свойств вскрышных скальных пород на предмет использования их в качестве строительных материалов, а также анализ условий работы технологических автодорог. Установлено, что максимальная грузонапряженность отдельных участков дорог изменяется от 2 до 15 млн т нетто в год и не превышает 55 - 60 % от общих годовых объемов перевозки горной массы автосамосвалами. Срок службы дорог колеблется от нескольких месяцев до 5 -13 лет при среднем значении от 1 года до 4
- 5 лет. Максимальные нормальные напряжения в одеждах действующих дорог достигают 0,520 -0,640 МПа, а касательные - 0,027 - 0.047 МПа. Время воздействия нагрузок на дорожную одежду от колеса карьерных автосамосвалов составляет от 0,1 до 0.5 с, что в 10 - 15 раз больше по сравнению со временем воздействия от колеса обычного автосамосвала
Определены значения коэффициента, учитывающего повторяемость воздействия нагрузки от колеса движущегося автосамосвала Они равны:
- при годовом объеме перевозок до 10 млн т нетто - 0.7:
- при годовом объеме перевозок свыше 10 млн т нетто - 0,5.
Установлено, что значения коэффициентов прочности дорожной одежды должны приниматься:
- для дорожных одежд переходного типа (щебеночное покрытие) - 0.63;
- для дорожных одежд облегченного типа (щебеночное покрытие с пропиткой вяжущими) при суммарном объеме перевозок за срок эксплуатации до 30 млн т нетто - 0,94. от 30 до 70 млн т нетто - 1,0, свыше 70 млн т нетто -
В зависимости от условий работы технологические автодороги разделены на пять групп, различающихся объемом перевозок, типом подвижного состава, грузонапряженностью и сроком службы. Для них разработаны типовые конструкции дорожных одежд. Сравнительные испытания опытных участков автодорог показали достаточную надежность и работоспособность дорожных одежд. Прочность опытных участков автодорог в межсезонный период года составила 70 - 72 % от требуемой расчетной, в то время как для контрольного участка - лишь 51 Удельный расход материалов на содержание и ремонт опытных участков был в 4 - 5 раз ниже по сравнению с контрольным.
Одновременно с конструкцией дорожных одежд рассмотрены вопросы технологии и механизации строительства и содержания карьерных автодорог.
С учетом предложенных конструкций дорожных одежд, требований к технологии их сооружения и опыта строительства и содержания дорог в карьерах рекомендуется в качестве основных звеньев механизации принимать автосамосвалы грузоподъемностью 30 - 40 т - для транспортирования каменных материалов к месту строительства и ремонта; автоскрспсры - для транспортировки и отсыпки слоев дорожной одежды заданной толщины, бульдозеры на базе трактора класса 25 и класса 15 - для планировки поверхности земляного полотна и формирования слоев дорожной одежды; катки вибрационные - для уплотнения земляного полотна и слоев дорожной одежды; для содержания и ремонта дорог - автогрейдеры ДЗ-98А, поливооросительныс машины, автогудронаторы, снегоочистители, погрузчики для расчистки и погрузки грязевых отложений в весенний период. По каждой из пяти групп рассчитаны укрупненные нормативы потребности в дорожно-строительной технике в расчете на средние условия и удельные на километр строительства и на километр содержания дорег, учитывающие объем грузоперевозок, суммарную протяженность автодорог и объем работ по их строительств) и содержанию
Протяженность обслуживаемых дорожной службой карьеров технологических автодорог изменяется от 15-20 до 80-90 км. В зависимости от этого дорожная служба представлена от ог-дсльных специалистов в составе горных участков до самостоятельных участков в составе рудоуправлений и ГОКов. В целом обеспеченность ее штатами составляет 60 - 70 % от потребности.
Установлено, что основными недостатками дорожной службы карьеров России являются: низкая специализация дорожно-строительных и дорожно-рсмонтных работ; слабая технологическая дисциплина; отсутствие учета дорожно-строительных работ, материалов и затрат по ним: от-cntctbhc в составе дорожной службы подразделений контроля за качеством дорожно-строительных материалов и транспортно-эксплуатационными характеристиками покрытий автодорог; отсутствие простых и надежных методик оценки результатов работы дорожной службы
По результатам проведенного анализа предложена структура дорожной службы ГОКов как самостоятельного производственного подразделения, функционирующего на основе хозрасчетных взаимоотношений со смежными подразделениями (рудник, автоцех др.) В обязанности этого подразделения должно входить строительство и содержание как внутрикарьерных технологических и вспомогательных дорог, так и производственных дорог на поверхности.
Таким образом, изложенные результаты являются основой системного подхода к проектированию автотранспортных коммуникаций карьеров и разработке нормативов их строительства и эксплуатации. Для успешной практической реализации их необходима разработка применительно к условиям открытых работ достаточно простой и надежной системы показателей и методики оценки результатов работы дорожной службы карьеров, позволяющей контролировать и стимулировать требуемое в конкретных условиях качество автодорог.
