книги / Генеральный план и транспорт промышленных предприятий

ки. В этом случае увеличивается вдвое

разности отметок дневной поверхности

длина

реверсивного

тупика

и нижних рабочих горизонтов,

конфи­

(рис. 6.4, б)

и

усложняется

трассиро­

гурации карьера в плане горно-геологи­

вание главных откаточных путей.

По

ческих условий и пр. Принципиальную

второму варианту реверсивные тупики

схему вскрытия

выбирают на основа­

имеют одинаковые отметки

только на

нии технико-экономических

расчетов.

протяжении

длины

поезда и расстоя­

ния от центра перевода до стрелки раз­

6.5. Оборот локомотивосостава

ветвления

(рис.

6.4,в). На

всемже

и его элементы

остальном протяжении элементы отка­

точных путей обоих направлений име­

Перевозки пустой породы в отвал и

ют несколько отличающиеся

отметки.

полезного ископаемого на обогатитель­

Тупиковая схема развития дает ог­

ную фабрику

(при

расположении ее

раниченную

пропускную

способность,

вблизи карьера) производятся по так

поэтому при значительной интенсивно­

называемому замкнутому циклу. Замк­

сти движения желательно

применение

нутый цикл характеризуется

тем,

что

петлевой или спиральной схемы глав­

подвижной состав обращается

только

ных откаточных путей.

капитальные

между двумя

определенными

пункта­

При петлевой

схеме

ми: забой — отвалы

или

забой — обо­

траншеи располагают также' по лежа­

гатительная

фабрика,

и

для

других

чему

(нерабочему) борту,

но вместо

перевозок не используется. Очень

ча­

тупиковых разъездов в торцах карьера

сто поезда специализируются

для

пе­

устраивают

петлевое

соединение

от­

ревозок только пустой породы или

дельных участков наклонных капиталь­

только полезного ископаемого. На не­

ных траншей. В пределах петли глав­

которых карьерах

закрепляют

поезда

ные откаточные пути могут проектиро­

за экскаваторами, что

позволяет

при­

ваться горизонтальными и в этом слу­

менить комплексные транспортно-экс­

чае

необходимо

устройство

выемки

каваторные бригады, обеспечивает сла­

в первой половине петли (участок В на

женность

работы

и увеличивает

про­

рис. 6.5) и насыпи во второй ее полови­

изводительность труда.

Учитывая

от­

не (участок Н).

Это

может

вызвать

носительно небольшую

продолжитель­

разнос бортов и значительное увеличе­

ность погрузки и выгрузки и необходи­

ние вскрыши. Поэтому проектирование

мость передвижки вагонов

в

процессе

всей петли на горизонтальном участке

погрузочно-выгрузочных работ, локо­

применяется в тех случаях, когда по­

мотив не отцепляется от состава и вре­

ложение петли совпадает с положени­

мя оборота вагонов и локомотива оди­

ем

подошвы

полезного

ископаемого.

наково. Поэтому

в

карьерном

тран­

Кроме того, при таком проектировании

спорте и применяется термин

«локомо-

длина петли не используется для

тивосостав». Его оборот для предвари­

уменьшения общего протяжения капи­

тельных

расчётов

определяется

по

тальной траншеи. Поэтому чаще

при­

формуле

бегают к

проектированию

петли

на

7\>б = "M l “Мг +

+ Азм »

уклоне. При

этом

разность

отметок

путей в сечении

АА

будет

nRin,

где

где /п — время

погрузки;

и

/2 — время

R — радиус петли; in— уклон на участ­

хода в грузовом и порожнем состоянии с уче­

ке петли.

том простоя на разминовке и

на

станциях;

При спиральной схеме капитальные

*р — время

разгрузки;

/см — время

простоя

экскаватора во время смены составов (груже­

траншеи

проводят по всему

контуру

ного на порожний).

карьера, они

имеют

вид

постепенно

При

предварительных

расчетах

понижающейся спирали;

на

рис.

6.6

приведена схема вскрытия при помо­

время

простоя на разминовке

и

на

щи спиральной

капитальной

траншеи

станциях в ожидании подачи к экска­

с

показанием

этапиости

разработки

ватору или на отвальный тупик прини­

отдельных горизонтов.

мается 5—10% суммы остальных эле­

Выбор схемы вскрытия месторожде­

ментов

оборота

локомотивосостава.

ния зависит

от

характера

залегания,

При более точных расчетах время ожн-

При отсутствии

закрепления

соста­

вательная разгрузка поездов с пустой

вов кривые

А, В

и П имеют плавный

породой под откос первоначальной на­

характер выпуклостью вверх для Я э и

сыпи; после заполнения откоса на ши­

В и вниз для А.

рину а

(1,8—2 м) пропускается отваль­

Указанные соотношения

и

график

ный струг и разгрузочный путь переме­

позволяют правильно выбрать тип ло­

щается на вновь образованную бровку

комотива и руководящий уклон в зави­

откоса (положение 2 на рис. 6.9). В це­

симости от типа

(производительности)

лях уменьшения

количества

перекла­

экскаватора.

док и улучшения устойчивости откоса

можно увеличить а до 4 м, но для

это­

6.6. Образование отвалов

го необходимо пропускать струг

после

однократной разгрузки по всему фрон­

при рельсовом транспорте

ту отвального пути.

Для увеличения устойчивости откоса

Количество

пустой

породы,

разме­

отвального пути и резкого уменьшения

щаемой в отвалах, обычно в несколько

количества передвижек путей применя­

раз

превышает

объем

добываемого

ют экскаваторные отвалы.

Разгрузка

полезного ископаемого. Отвалы

раз­

пустой

породы

производится

только

личаются по двум

основным

призна­

у места работы экскаватора на длине

кам: по положению и по способу отва-

одного-двух вагонов; разгруженная по­

лообразования.

рода перемещается экскаватором,

ко­

По положению

различают

внутрен­

торый впереди себя отсыпает рабочую

ние и внешние отвалы. Внутренние от­

площадку на отметке h2, а сзади

соз­

валы образуются путем

перемещения

дает отвал

высотой

h0 и шириной С,

пустой породы в выработанное

прост­

равной шагу передвижки путей. Высо­

ранство. Это перемещение может быть

та ho больше отметки разгрузочного

произведено вскрышным экскаватором

пути примерно

на 5 м, необходимых

с удлиненной стрелой или драглайном.

для

последующей

осадки

пути

Иногда применяется вторичная и даже

(рис. 6.10). Шаг передвижки путей при

трехкратная

переэкскавация

пустой

экскаваторных отвалах равен 22—25 м

породы. Вместо многократной переэкс-

в зависимости

от

типа

экскаватора.

кавации

для

внутреннего

отвалообра-

Для отвалообразования

могут

также

зования могут

применяться так назьь

применяться

драглайны,

при

которых

ваемые бестранспортные схемы

с

ис­

шаг передвижки отвальных путей уве­

пользованием

специальных

агрега­

личивается до 70—80 м.

тов — консольных

отвалообразовате-

В связи с тем что

у места

работы

лей

или

транспортно-отвальных

мо­

экскаватора устойчивость откоса

(кар­

стов. Такие схемы дают меньшую сум­

мана) несколько меньше устойчивости

марную

стоимость вскрышных работ и

откоса на всем остальном протяжении

поэтому

их

рекомендуется применять

отвального тупика, пропуск локомоти­

во

всех

случаях,

когда

это возможно

ва мимо кармана, как правило, не до­

по

условиям

залегания

и разработки

пускается. При этом подача состава на

полезного ископаемого. Внутренние от­

отвгльный тупик должна производить­

валы возможны также при перемеще­

ся вагонами вперед,

т. е. с

локомоти­

нии пустых пород в выработанное про­

вом в хвосте поезда.

странство рельсовым транспортом.

Максимальная высота

отсыпаемого

Однако не во всех

случаях

можно

слоя зависит от характера отсыпаемых

применять

внутренние

отвалы.

Так,

пород, геологических условий и спосо­

например, при разработке крутопадаю­

ба отвалообразования. Обычная высо­

щих пластов, а также при мощных за ­

та слоя принимается

15—20 м,

а

при

леганиях

полезного ископаемого

необ­

экскаваторных

отвалах

может

быть

ходимо устройство внешних отвалов.

доведена до 30 м и более. При необхо­

Внешние отвалы при железнодорож­

димости

применяются

двух- и трехъ­

ном

транспорте

породы

могут

быть

ярусные отвалы.

плужными

и

экскаваторными.

При

При разгрузке составов на плужных

плужных отвалах происходит последо­

отвалах

конечная

часть разгрузочного

щем несколько упрощенном виде: под­

готовительные работы, вскрытие место­

рождения, разработка, погрузка и пе­

ремещение пустой породы в отвал

и

полезного ископаемого на обогатитель­

ную фабрику или на внешнюю

сеть.

Работа всех звеньев этой системы

должна быть взаимно увязана. Так,

например, емкость

единицы

подвиж­

ного состава увязывают с емкостью

ковша

экскаватора,

а

грузоподъем­

ность поезда должна обеспечить наи­

лучшее

использование

экскаваторов,

цикл их работы должен

быть

увязан

Насыпано драглайном

с циклом работы транспорта. Тип экс­

каватора, его

производительность

и

Спланировано бульдозером

техническая

характеристика

опреде­

Рис. 6.12. Образование первоначальной насыпи

ляют такие элементы карьера, как вы­

а — на косогоре; б — с возведением насыпи нз резерва

соту

уступа

(в

зависимости

от

горно­

от

ближайшего разъезда (или

пород­

геологических

условий)

и ширину

за-

ходки, а

следовательно, число уступов

ной станции)

до

начала

отвального

и

число

действующих

экскаваторов

пути и по отвальному временному пу­

в забое и на

отвале. От этих величин

ти— от начала отвального пути до ме­

зависит

протяжение

временных

путей

ста разгрузки. При этом принимаются

и частота их перекладки.

Вид

транс­

различные скорости для каждого

уча­

порта и значение максимального укло­

стка.

на,

а также характер примыкания за ­

При экскаваторных

отвалах

число

бойных путей к главным

откаточным

работающих тупиков

равно

числу

эк­

путям определяют длину капитальных

скаваторов и определяется по произво­

траншей, а следовательно, разнос бор­

дительности

экскаваторов. При

отда­

тов карьера, а это

влияет

на

общий

ленном расположении отвальных тупи­

объем вскрышных работ и может выз­

ков

от

ближайшего

разъезда

число

вать изменение числа вскрышных экс­

экскаваторных тупиков проверяется по

каваторов. Все это

показывает

орга­

той же формуле, что

и

для

плужных

ническую связь технологии

и

транс­

отвалов.

порта.

Первоначальная насыпь при распо­

В

первую очередь такая

органиче­

ложении отвала на косогоре имеет не­

ская

связь и взаимное влияние техно­

большую высоту и образуется бульдо­

логии и транспорта должны учитывать­

зером или экскаватором

(рис. 6.12,а);

ся при выборе вида

транспорта

и

ос­

дальнейшая

отсыпка

производится

с

новного оборудования карьера.

постепенным увеличением высоты

от­

Для установления оптимального

ре­

вала. Первоначальная

насыпь в

рав­

шения

необходимо

проанализировать

нинной местности

обычно

возводится

большое число вариантов с различны­

нз резерва сразу на необходимую

вы­

ми'сочетаниями параметров основного

соту

с

последующей

планировкой

оборудования

и транспорта,

опреде­

бульдозером

верха

отсыпанного

драг­

лить

их

технико-экономические пока­

лайном

конуса (рис. 6.12,6).

затели и выбрать наилучший. Как пра­

6.7.

Установление

вило, выбирают

вариант

с

наимень­

оптимальных параметров

шим значением

приведенных затрат.

При

неизменных

типах

основного

карьерного

оборудования

расчеты

производятся

железнодорожного транспорта

на

определенные этапы

эксплуатации

Т ехнологическую

последователь­

карьера — часто на

10-й год

эксплуа­

ность

операций при открытых горных

тации и на конец отработки.

работах

можно представить в следую­

Если

же в

процессе

эксплуатации

карьера предусматривают замену

ос­

При сравнении

вариантов

эксплуа­

новного оборудования

(экскаваторов,

тационные расходы, связанные с тягой

вида транспорта),

то

технико-эконо­

поездов, можно также определять, ис­

мические

расчеты ведут по периодам

ходя из средней стоимости часа поезд­

или даже на каждый

год

эксплуата­

ной и маневровой

работы,

определяя

ции.

время поездной

работы

упрощенным

Естественно, что

выполнение

этих

методом. Поскольку в процессе погруз­

расчетов

«ручным»

методом

потребо­

ки и разгрузки

составов

локомотив

вало бы значительного времени.

При­

подает к экскаватору (забойному или

менение ЭВМ позволяет на базе моде­

отвальному)

каждый очередной вагон,

лирования работы карьера сделать все

то стоимость его работы можно

при­

необходимые расчеты быстрее

и

вы­

нять по стоимости маневровой работы,

брать наилучший

вариант. За послед­

а время

работы

равным времени по­

нее время предложены различные ал­

грузки и выгрузки состава.

параметров

горитмы

и

программы

соответствую­

На

выбор основных

щих

расчетов на ЭВМ;

в

частности,

карьерного

железнодорожного

транс­

можно указать на серьезные

исследо­

порта

весьма

существенное

влияние

вания, приведенные в

работах

акаде­

оказывают также горно-технические

мика

Н.

В.

Мельникова,

проф.

условия (размеры карьера в плане,

И. В. Васильева и В. Л. Яковлева.

глубина на конец отработки,

годовой

На

основании

расчетов

с примене­

объем

перевозок

горной

массы,

даль­

ность

транспортировки, тип и количе­

нием

ЭВМ

устанавливают оптималь­

ство горного оборудования),

а

также

ные

сочетания параметров

транспорт­

горно-геологические

условия

(мощ­

ного и горного оборудования,

выбира­

ность покрывающих пород,

мощность

ют вид тяги, тип

локомотива,

опти­

и конфигурация рудного тела, угол па­

мальную грузоподъемность поезда, ру­

дения залежи, технология разработки,

ководящий

уклон

капитальных

тран­

рельеф местности).

шей, строительные

и

эксплуатацион­

Таким образом, выбор основных па­

ные расходы по

всем

рассмотренным

раметров

карьерного

транспорта —

вариантам и выбирают

оптимальный

сложная задача,

правильное

решение

по минимуму приведенных затрат. При

которой возможно лишь при рассмот­

этом с целью упростить расчеты капи­

рении горнодобывающего предприятия

тальные

затраты

и эксплуатационные

как

единой

транспортно-технологиче­

расходы округляются только

по

эле­

ской системы, в которой

транспорт —

ментам,

изменяющимся в

сравнивае­

важнейшее связующее звено произвол*

мых вариантах, и не учитываются рас­

ственного процесса

предприятия. Как

ходы, общие для всех элементов.

Не­

уже

указывалось,

методика

выбора

которые расходы,

изменение

которых

рациональных параметров

карьерного

в разных вариантах

весьма

незначи­

транспорта

предприятий

сводится к

тельно и не влияет на выбор варианта,

следующему:

можно условно отнести также к неиз­

а)

установлению

конкурентоспособ­

меняемым и эти расходы

или

совсем

ных вариантов;

не учитывать или определять их упро­

б) расчету технико-экономических

щенными расчетами.

показателей принятых вариантов;

Так, например,

при

железнодорож­

в)

выбору по минимуму

суммарных

ном транспорте время хода между ко­

приведенных затрат

наивыгоднейшего

нечными

пунктами

можно

определять

варианта.

не точными

методами,

а

исходя

из

Границы перебора вариантов опреде­

среднего значения скоростей на харак­

ляют следующие факторы: рельеф ме­

терных участках:

1)

на временных

за­

стности,

длина

транспортирования,

бойных и отвальных путях; 2) на полу-

производственная

мощность

карьера

стационарных соединительных

путях;

по полезному ископаемому и вскрыше,

3) на главных откаточных путях в ка­

срок сдачи карьера в эксплуатацию,

питальной траншее и 4)

на постоянных

горнотехнические

факторы

(форма,

путях на поверхности.

размеры

в

плане,

глубина

карьера,

тимизации; объем работы

по

добыче

ливает масса поезда. Определение оп­

и вскрыше с распределением по гори­

тимальной массы поезда производится

зонтам

и годам

эксплуатации;

плот­

с помощью экономико-математической

ность

и

коэффициенты

разрыхления

модели, позволяющей установить

ха­

полезного ископаемого и пород вскры­

рактер зависимости и степень

измене­

ши;

производительность

карьера

по

ния

приведенных

затрат

от

массы

всем видам горной массы;

расстояние

поезда в различных условиях экскава­

транспортирования

в

карьере и на по­

ции, транспортирования и отвалообра-

верхности до приемных устройств фаб­

зования

(разгрузки).

Развертывая

рик и отвалов; шаг переукладки путей

функциональные зависимости

по все&

в карьере и на отвале;

процессам,

включенным в экономико­

б) данные о применяемом погрузоч­

математическую

модель, и минимизи­

ном, транспортном и отвальном обору­

руя целевую функцию, устанавливают

довании: технические

характеристики

формулу для определения

рациональ­

возможных для применения в услови­

ной массы поезда.

ях рассматриваемого карьера экскава­

Здесь же определяется

число думп­

торов,

локомотивов

(электровозы,

тя­

каров в составе, масса прицепной части

говые

агрегаты

с моторными думпка­

поезда,

допустимая

величина

состава

рами), думпкаров;

коэффициент тары

при заданном руководящем подъеме и

думпкаров; масса локомотивов и коэф­

массе электровоза

(тягового

агрега­

фициенты

сцепления

при

установив­

та); проводится проверка его на тро-

шемся движении и при трогании с ме­

гание с места

на руководящем подъ­

ста;

мощность тяговых подстанций;

еме, сравнение с полученной оптималь­

в)

данные о режиме работы

карье­

ной массой прицепной части поезда и

ра и транспорта; число

дней

работы

выбор необходимой массы поезда для

карьера в году; число смен

в

сутки;

дальнейших расчетов. В этом

же

бло­

коэффициент

неравномерности

работы

ке определяется

время рейса

состава.

карьеров и т. д.;

В блоке 6 определяются число соста­

г)

стоимостные параметры для

рас­

вов в работе, число

тяговых

единиц,

чета капитальных и эксплуатационных

инвентарный парк тяговых единиц,

ра­

затрат.

бочий и инвентарный

парк

забойных

В блоке 2 производится выбор на­

и отвальных экскаваторов.

чальных

значений

основных

парамет­

ров и переменных.

В блоках 7 и 8 с учетом изложенных

методологических

принципов

опреде­

В блоке 3 определяются средневзве­

шенная расчетная

с учетом

объемов

ляют расход энергии на тягу

поездов,

мощность и число тяговых подстанций,

горной

массы

по горизонтам

глубина

расход топлива.

карьера, часовая

производительность

карьера. В блоке 4 определяются сред­

В блоке

9 определяются

капиталь­

нее

расстояние

транспортирования

за

ные

затраты на приобретение

тяговых

один рейс по передвижным и постоян­

средств и строительство депо, приобре­

ным

путям;

средняя

протяженность

тение думпкаров,

забойных и отваль­

забойного и отвального тупиков; сред­

ных

экскаваторов,

строительство

тя­

няя

протяженность

соединительного

говой подстанции,

строительство

же­

пути в забое и на отвале; коэффициент

лезнодорожных путей, капитальные за ­

развития

трассы

железнодорожного

траты

на

строительство

постоянной

пути на борту карьера; расстояние

контактной

сети,

строительство перед­

откатки по поверхности; общее рассто­

вижной

(при

варианте)

контактной

яние откатки груза;

время

движения

сети. Здесь же определяют суммарные

поезда за один рейс.

экономиче­

капитальные затраты.

В

блоке 5 определяется

В блоке 10 производится расчет экс­

ски выгодная масса поезда. В услови­

плуатационных

расходов на содержа­

ях замкнутых

перевозок

комплексную

ние горнотранспортного

оборудования

потребность, характер

и

степень

ис­

и устройств транспорта.

Эксплуатаци­

пользования

погрузо-транспортного

онные расходы по вариантам чаще все­

оборудования

и обустройств

обуслов­

го определяют на

единицу оборудова-