книги / Транспорт глубоких карьеров

меняется на карьере Центрального Криворожского горно-обогати­ тельного комбината. Перегрузочный пункт состоит из подъездной эстакады для автосамосвалов и бункеров, каждый из которых имеет емкость, равную емкости думпкара. Днище бункера состоит из двух створок, раскрывающихся при выпуске руды с помощью гидравли­ ческих цилиндров.

Продолжительность загрузки локомотивосостава, включающего щесть-семь думпкаров, из одной секции бункера составляет 15—

25 мин.

При использовании бункерной перегрузки наиболее целесообраз­ но иметь бункера с числом секций, равным числу загруженных думп­ каров. В этих случаях время загрузки локомотивосостава может быть в 8—10 раз меньше по сравнению с экскаваторным перегрузоч­ ным пунктом. Исследованиями установлено, что время загрузки од­ ного думпкара может не превышать 1,4—1,5 мин.

На перегрузочном пункте, например, с увеличением числа секций бункеров-перегружателей с четырех до восьми простои автосамосвалов снижаются на 30 %, а увеличение числа локомотивосоставов на 15—20 % приводит к снижению простоев автосамосвалов на 15—30 %. Зависимость простоев горнотранспортного оборудования от числа секций бункеров-перегружателей показана на рис. 29.

Бункерная перегрузка позволяет значительно уменьшить динами­ ческие напряжения в элементах конструкции думпкаров. При загруз­ ке из бункеров они на 70—80 % меньше, чем при погрузке экскавато­ ром. Бункерная загрузка обеспечивает симметричное расположение горной массы в поперечном сечении думпкара, что подтверждается равномерностью прогибов в рессорных тележках думпкаров.

При использовании бункеров возможно совмещение перегрузки руды с усреднением пути дозировки руд различного качества. Однако это требует расширения сооружения, увеличения объема бункеров, а следовательно, и увеличения занимаемой ими площади, что ослож­ няет возможность их применения на ограниченных по размерам рабо­ чих площадках цижних горизонтов.

Перегрузочные бункера рассматривались также в проектах рекон­ струкции ряда карьеров в связи с ростом их глубины. Институтом Гипроруда предложен перегрузочный пункт для Соколовского карье­ ра ССГОКа, состоящий из ряда перегрузочных бункеров-дозаторов, соединенных эстакадой с поверхностью уступа. Бункера выполнены из железобетонных конструкций и состоят из 28 однотипных ячеек. Скальная горная масса подается автосамосвалами грузоподъемнос­ тью 40 т к бункерам, из которых перегружается в железнодорожные составы. Высота перегрузочного пункта равна 21 м. Вместимость бун­ керов по руде рассчитана на односменный запас и составляет 11 тыс. т, вместимость по породе — на полусменный запас и составляет 8 тыс. т. Расположение бункеров однорядное. Их разгрузка производится че­ рез боковые спускные желоба, оборудованные пальцевыми затвора­ ми с подъемными лотками. Состав загружается рудой одновременно в два думпкара из четырех ячеек.

А-А

Рис. 30. Эстакадно-бункерный перегрузочный пункт:

Институтом Центрогипроруда запроектирован эстакадно-бункер­ ный перегрузочный пункт для Лебединского ГОКа (рис. 30). Конст­ рукция перегрузочного пункта состоит из эстакады с двумя рядами бункеров. Каждый ряд бункеров состоит из девяти секций (по числу вагонов в составе), оборудованных пластинчатыми питателями. Вмес­ тимость каждого бункера 139 м3, а вместимость всего ряда бункеров рассчитана на три состава. Питатели работают под завалом. Каждый ряд бункеров на поверхности имеет автомобильный подъезд и разво­ ротную площадку, а внизу — тупиковый погрузочный железнодорож­ ный путь.

Недостатком эстакадно-бункерных перегрузочных пунктов в рас­ смотренном ввде является значительная сложность устройства и не­ обходимость достаточно длительного времени для их сооружения.

Кроме того, перенос бункеров на ниже расположенные горизонты, за исключением сборных конструкций, практически невозможен.

Серьезным недостатком является также наличие подъездной эста­ кады для автосамосвалов, что увеличивает площадь, занимаемую пе­ регрузочным пунктом. Учитывая это, на карьерах за рубежом (Эри Майнинг, Минитак и др. — шт. Миннесота, США) применяют перегру­ зочные пункты бункерного типа в нишах, устраиваемых в откосе рабочего уступа. Ниша имеет вид воронки, образующей естествен­ ный приемный бункер вместимостью 400—500 т руды. Наружная бо­ ковая сторона воронки перекрыта шпунтовой стенкой, состоящей из двух рядов металлических свай, связанных между собой хомутами. На поверхности шпунтовая стенка покрыта гофрированными сталь­ ными листами. С одной стороны верхнего уступа в воронку разгру­ жаются автосамосвалы, с другой — в это время может работать буль­ дозер, подвигая разгруженную руду в воронку. В процессе производ­ ства работ места разгрузки самосвалов и работы бульдозера меняют­ ся. В выпускном проеме, сделанном в шпунтовой стенке, установлен вибропитатель с амплитудой колебания 14,3 мм. Проем перекрывает-

Рис. 31. Перегрузочный пункт бункерного типа на бетонном основании, выполненный в откосе уступа (НКГОК)

ся затвором, выполненным в виде свободно подвешенных металли­ ческих стержней, или в виде пластин (шириной до 15 см) с продоль­ ными вырезами; для предотвращения продвигания локомотива к вы­ пускному окну при погрузке имеется специальное стопорное устрой­ ство.

Процесс перегрузки автоматизирован. Машинист локомотива (он же и оператор перегрузки) поднимается на рядом стоящую вышку, откуда с помощью радиоуправляющего устройства, находящегося у него в руках, руководит всеми операциями, связанными с погруз­ кой думпкаров. С помощью радиоуправляющего устройства он уп­ равляет передвижкой состава, пуском и остановкой вибропитателя, регулирует загрузку бункера. Кроме того, он следит, чтобы в думп­ кар вместе с рудой не попадали металлические части (зубья ковшей, обломки металла и др.), а также, чтобы руда не просыпалась на же­ лезнодорожный путь. После погрузки состава машинист спускается с вышки и переходит на локомотив для его ведения в пункт назначе­ ния. В хвостовом вагоне имеется кабина управления, что позволяет машинисту локомотива находиться в голове поезда.

Используя зарубежный опыт, институты Гипроруда, Южгипроруда запроектировали подобные перегрузочные пункты для некоторых отечественных карьеров, на которых применяется автомобильно-же­ лезнодорожный транспорт. На рис. 31 изображен перегрузочный пункт, предназначенный для нижних горизонтов карьеров Ново-Криворож- ского ГОКа. Производительность перегрузочного пункта составляет 10,5 млн. т руды в год. Сооружение выполнено в откосе уступа на бе­ тонном основании. На поверхности уступа в образованной выемке размещен бункер, стенки которого выложены железобетонными пли­ тами. Вместимость бункера 375 м3 руды. Заезд автосамосвалов уст­ роен над бункером, что позволяет машинам двигаться поточно и раз­

но один за другим. В работе одновременно находятся две пары питателей, третья пара — в резерве. Расстояние между осями пита­ телей 4250 мм, угол наклона 8°

С вибропитателей руда попадает на погрузочные лотки с отбой­ ном щитом (мощность электродвигателя 11 кВ т), с которых ссыпа­ ется в думпкар. Вертикальная наружная стенка перегрузочного уст­ ройства выполнена из металлических швеллеров и железобетонных плит. На нижнем уступе, где осуществляется погрузка думпкаров, расположены помещение для оператора перегрузочных работ и необ­ ходимое электрооборудование пункта. Кроме того, пункт оснащен электрической талью, подвесным ручным однобалочным краном гру­ зоподъемностью 1 т и монтажной лебедкой.

Описанный перегрузочный пункт предназначен для разгрузки в бункер автосамосвалов БелАЗ-548А и загрузки думпкаров ВС-105. Число думпкаров в составе равно 10, интервал между разгружающи­ мися автосамосвалами — 1,5 мин, время загрузки состава — 15 мин, интервал между загружающимися составами 40 мин. Бункер может демонтироваться и легко переноситься на нижние горизонты с макси­ мальным использованием отдельных узлов и механизмов. Расчетная производительность перегрузочного пункта достигает 3000 т/ч, затра­ ты на строительство перегрузочного пункта составляют 600 тыс. руб.

Достоинствами рассмотренного перегрузочного пункта при его высоких пропускной способности и производительности являются: компактность, малая, требующаяся для размещения площадь; поточ­ ность и автоматизация процесса перегрузочных работ, небольшие ка­ питальные затраты. Такие перегрузочные пункты наиболее полно от­ вечают условиям ограниченного фронта и размерам рабочих площа­ док нижних горизонтов глубоких карьеров (рис. 32).

Производительность перегрузочного пункта Qnjl зависит от про­ пускной способности приемной площадки для маневров автотранс­ порта 2 Э, пропускной способности бункера и питателя Q6jl и про­ пускной способности пункта по возможности обмена железнодорож­ ных составов Qc .

ния; гда г, гдвх1 — время движения груженого и порожнего самосвала

в границах одной полосы маневрирования, мин; tx, t2 — время ма­ неврирования соответственно порожнего и груженого самосвала на выезде из площадки, мин; гпп — продолжительность поворота гру­ женого самосвала передним ходом, мин.

Пропускная способность бункера и питателя (в м3/ч)

где v — скорость вибротранспортирования, м/с; ВQ— ширина выпуск­ ного отверстия, м; Вп — ширина рабочего органа питателя, м; Я, — высота слоя горной массы, выходящей из бункера, м; ун — насыпная плотность горной массы, т/м3; ф х — коэффициент неравномерности выпуска (ф j = 0,7-^0,85).

Пропускная способность пункта (в м3/ч) по обмену железнодо­

продолжительность загрузки состава, мин; tQ5 — время обмена сос­ тавов, мин.

§ 6. ПЕРЕГРУЗОЧНЫЕ СКЛАДЫ В КАРЬЕРЕ

Несмотря на большие достоинства непосредственной (безбункерной) и бункерной перегрузки горной массы из автосамосва­ лов в думпкары (простота процесса перегрузки, отсутствие крупных перегрузочных механизмов, незначительная площадь, занимаемая пе­ регрузочным пунктом, и сравнительно невысокие затраты на пере­ грузочные работы), перегрузочные пункты в ввде эстакад, бункеров

идругих сооружений имеют и серьезные недостатки.

Ких числу относятся:

1) жесткая связь между автомобильным и железнодорожным транспортом, особенно при отсутствии какой-либо аккумулирующей емкости;

2) сложность достижения кратной емкости автосамосвалов и думпкаров для обеспечения их полной загрузки;

3) необходимость выполнения маневровых операций с думпкара­ ми при подаче на перегрузочный пункт многосортных руд;

4) возможность повреэвдения и быстрый износ думпкаров, бунке­ ров от больших динамических нагрузок при разгрузке горной массы из автосамосвалов;

5) сложность или невозможность переноса перегрузочных эста­ кад, бункеров и других сооружений на ниже расположенные гори зонты.

Кроме того, при этих видах перегрузок наблюдается значительное засорение железнодорожных путей загружаемой горной массой» за-

Рис. 33. Схемы наиболее распространенных карьерных перегрузочных складов:

а — штабельный односторонний; б — штабельный двусторонний; в — бортовой фронтальный; г — бортовой торцовый; д — заглубленный

пыленность при одновременной разгрузке большого объема горной массы в вагон, трудность выгрузки и застревание крупных кусков при разгрузке из бункеров и др. Поэтому наряду с безбункерной и бункерной перегрузками на большинстве современных карьеров пе­ регрузка горной массы производится с помощью промежуточных складов. Перегрузочные склады (рис. 33) выполняют функции пере­

грузки и временного аккумулятора необходимых объемов транспор­ тируемого материала.

Благодаря промежуточным складам отдельные процессы добычи руды стали независимыми один от другого и ликвидировалась обяза­ тельная связь между железнодорожным транспортом, обогатительной фабрикой и отгрузочными пунктами, упростилась организация авто­ мобильного транспорта в забоях.

На перегрузочных складах рудных карьеров в настоящее время перегружается до 55—60 % добываемой горной массы.

Промежуточные склады обеспечивают ритмичность технологичес­ ких процессов и позволяют устранить взаимосвязанные простои карьера и обогатительных фабрик. Кроме того, промежуточные скла­ ды, являясь сортировочными и усреднительными, имеют большое значение для решения проблемы повышения качества руды, обеспечи­ вая стабильность последней, направляемой на обогащение в режиме усреднения. Они оправдывают затраты на их строительство и содер­ жание, в том числе с применением погрузочных средств (экскавато­ ров, погрузчиков). При складировании руд 60—70 % экономического эффекта достигается за счет снижения взаимосвязанных простоев карьера и фабрик и 30—40 % — за счет усреднения. Затраты на пере­ грузку по данным ряда карьеров составляют около 0,05—0,06 руб/т.

На глубоких карьерах создаются внутрикарьерные перегрузочные склады у горловин выездных траншей, вблизи железнодорожных станций и обменных пунктов.

По назначению склады делятся на перегрузочные, аккумулирую­ щие, сортовые, усреднительные, но в большинстве случаев они одно­ временно выполняют несколько функций. Склады бывают штабель­ ные, бортовые, фронтальные и торцовые (см. рис. 33). Штабельные отсыпаются на ровной площадке и имеют вид насыпи. При выполне­ нии только одной функции перегрузки склады нередко устраиваются в специально выполненном углублении, в которое разгружаются автосамосвалы. Бортовые склады представляют собой призму отсы­ паемого материала под откос уступа.

В глубоких карьерах при наличии достаточно широких рабочих площадок возможно устройство штабельных складов или складов отсыпаемых в выемки-приямки. Однако это, как правило, удается лишь на верхних горизонтах. При переходе на нижние горизонты, где рабочее пространство весьма ограничено, предпочтение отдается бор­ товым (фронтальным или торцовым) складам.

В зависимости от расположения железнодорожных путей (по одну или обе стороны склада) они являются соответственно односторон­ ними и двусторонними. По причинам, указанным выше, на глубоких карьерах возможно в основном устройство односторонних складов. Автомобильные заезды на склад располагаются с одной или двух его сторон они бывают сквозными или тупиковыми. Подъездными авто­ дорогами к складам служат, как правило, временные скользящие съезды. Склады в карьерах глубинного типа переносят на ниже распо­ ложенные горизонты через три-четыре уступа. Каждый склад имеет

зоны разгрузки (для автосамосвалов) и зоны погрузки (в средства железнодорожного транспорта). На сортовых складах каждый сорт руды в зависимости от содержания металла, текстурных свойств и других признаков размещается отдельно один от другого.

Вместимость складов бывает различной: от 10—20 до 200— 300 тыс. м3, наиболее часто они имеют вместимость 25—30 тыс. м3 Более крупные склады располагают ближе к поверхности. Вмести­ мость 1 м склада штабельного типа при работающих на складе экска­ ваторах с ковшами емкостью 3—5 м3 составляет 180—300 м3, при экскаваторах с ковшами емкостью 8—10 м3 — 350—500 м3 Вмести­ мость склада зависит от масштаба и организации производства, раз­ меров рабочих площадок, расстояния перевозки автотранспортом, применяемых погрузочных средств. Обычно в карьерах устраивается несколько складов: породные, рудные и в редких случаях совмещен­ ные. Склад обслуживается одним или двумя экскаваторами. Два ра­ ботающих экскаватора называют спаренными, если они располагают­ ся последовательно на одной стороне склада. Расстояние межу экска­ ваторами принимается не менее 60—70 м.

Ширина площадки (в м) склада штабельного типа (односторон­

где Я&— радиус поворота автосамосвала на верхней площадке скла­ да, м; /0 — горизонтальное заложение откоса склада, м; — радиус черпания экскаватора, м; Я рэ — радиус разгрузки экскаватора, м (обычно Япз + R рз) , принимается равным 1,5—1,8 радиуса разгруз­ ки; /j — расстояние между осями железнодорожного пути и контакт­ ной сети, м; /2 — расстояние от оси контактной сети до верхней бров­ ки ниже расположенного уступа, м.

Ширина площадки бортового склада (в м)

где Ьп — ширина отсыпаемой призмы руды (породы) под откос усту­ па, м.

Высота склада обычно принимается не более высоты черпания экскаватора, работающего на складе. В особых случаях при транспор­ тировании мелкокускового сыпучего материала она может быть на 1—1,5 м более. Угол откоса склада образуется при отсыпке в зависи­ мости от свойств складируемого материала и в большинстве случаев для руд и скальных пород составляет 35—38° (свежеотсыпанной гор­ ной массы до 40—42°).

Ширина верхней площадки склада составляет не менее двух ра­ диусов поворота автосамосвала, доставляющего горную массу на склад. Кроме того, на крупных складах с большим грузооборотом дополнительно предусматривается транспортная полоса для сквозно­ го проезда. Длина складов в основном не ограничивается и достигает

одной-двух длин железнодорожного состава, обслуживающего склад. Минимальный фронт разгрузки для одного автосамосвала составляет 20 м. Зона разгрузки обычно засыпается в четыре-пять родов без при­ менения бульдозера. В зоне погрузки ширина экскаваторных заходок изменяется от 14 до 22 м в зависимости от параметров используемых экскаваторов.

Материал складируется при отсыпке под откос. Для безопасности работ автосамосвалов по всей бровке откоса склада оставляется предохранительный вал высотой не менее 0,7 м и шириной не менее 1,5 м. Участок полосой 5—7 м вдоль всего склада отсыпается с попе­ речным уклоном до 3° от бровки откоса. На бортовых перегрузоч­ ных складах, построенных на уступах из монолитной породы и не имеющих призмы обрушения, предохранительный вал отсыпается на расстоянии не менее 1 м от края уступа до подошвы ограждающего вала. При отсутствии предохранительного вала подъезд к бровке раз­ грузочной площадки ближе чем на 3 м не допускается. Р&згрузка ав­ тосамосвалов должна производиться на расстоянии не менее 10—12 м от оси работающего экскаватора. Скорость движения автосамосвалов на складе должна составлять 15—20 км/ч.

На складах стремятся применять те же экскаваторы, что и в карь­ ере. Производительность экскаваторов на складе, как правило, на 35—40 % выше, чем в забоях, и для экскаваторов с ковшами емкос­ тью 4—5 м3 составляет 300—350 тыс. т/мес, а для экскаваторов с ков­ шами емкостью 8—10 м3 — 500—550 тыс. т/мес.

Для удобства погрузки экскаватором погрузочные железнодо­ рожные пути располагают выше уровня стояния экскаватора на 1,5— 3 м. Вдоль склада устраивают один погрузочный тупик, а при длине склада более 150 м и работе на складе двух экскаваторов — два ту­ пика. Расстояние между осями погрузочного тупика и обгонного пути принимается 4,5—5,5 м.

С увеличением глубины карьеров возможность использования в качестве перегрузочных пунктов внутрикарьерных промежуточных складов для размещения значительных объемов горной массы резко уменьшается. При этом необходимо изыскивать с одной стороны спо­ собы перегрузки не требующие крупных сооружений (эстакад, бун­ керов) из-за недолговременности их эксплуатации, с другой сторо­ ны — способы, не требующие больших по ширине рабочих площадок.

Для этого при ограниченных по ширине рабочих площадках созда­ ются несколько часто перемещаемых (мигрирующих) складов, об­ разуемых за счет отсыпки горной массы под откос рабочих уступов. Они могут быть фронтальные и торцовые, иметь вместимость от од­ ного до двух-, трехсуточного запаса руды при одной-двух заходках погрузочного экскаватора. Минимальный запас горной массы на складе составляет 2—3 тыс. м3, хотя обычно принято иметь не менее 5 тыс. м3

Часто перемещаемые склады встречаются на роде отечественных карьеров большой глубины, что вызвано ограниченными размерами рабочего пространства и стремлении опустить ниже железнодороис-