Проблемы транспорта глубоких карьеров на ближайшее будущее
Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Проблемы транспорта глубоких карьеров на ближайшее будущее

Проблемы транспорта глубоких карьеров на ближайшее будущее



Существенная особенность технической революции на транспорте заключается не только в значительных преимуществах современных силовых установок, но и в пока практически неограниченных возможностях дальнейшего увеличения тягово-мощностных параметров применяемой и проектируемой транспортной техники, что создает предпосылки для полноценного и эффективного ее использования в обозримой перспективе, в том числе и в глубоких карьерах.
Однако к концу столетия выявятся различия в технологических транспортных схемах между давно действующими и новыми предприятиями. Во-первых, будут в основном продолжать использоваться действующие виды транспорта с внедрением на отдельных участках работ, главным образом на глубинных горизонтах, новых транспортных систем, во-вторых, получат более современное к тому времени оборудование. Поэтому прогресс будет происходить как по пути совершенствования существующих транспортных средств, так и по линии создания новых типов оборудования с внедрением в обоих случаях достижений в области организации направления, механизации и автоматизации основных и вспомогательных транспортных процессов.
Как было сказано выше, большинство крупных рудных карьеров к тому времени достигнут глубины 300—350 м и более. Около 10 % из них будут близки к 400 м. На глубоких карьерах в основном будут применяться известные менее традиционные виды транспорта. Предполагается, что в ведущих отраслях горнодобывающей промышленности доля автомобильного транспорта возрастет за счет большего применения в транспортных комбинациях. Удельный вес железнодорожного транспорта несколько снизится за счет увеличения глубины карьеров. Значительно возрастет доля комбинированных видов транспорта. Автомобильно-конвейерный транспорт будет иметь удельный вес порядка 15 %, а вместе с собственно конвейерным транспортом — свыше 20 %.
Стремление к переводу транспортного процесса на поток будет проявляться во все возрастающей степени.
С достижением больших глубин и применением поточных видов транспорта будут разрабатьшаться Ингулецкий, Сарбайский, Качарский, Северный, Южный и Ново-Криворожский карьеры черной металлургии, Каджаранский, Жайренский, Кальмакырский, Печенганикель и другие карьеры цветной металлургии, ряд карьеров горной химии и нерудного сырья (Каратау, Ураласбест) и другие, угольные: им. 50-летия Октября, Сибиргинский и др.
Основные пути развития отдельных видов транспорта представляются в следующем виде.
Железнодорожный транспорт будет по-прежнему использоваться в крупных карьерах, главным образом при разработке верхних горизонтов и транспортировании вскрышных пород в отвалы. Глубина ввода железнодорожного транспорта в карьерах достигнет 350—400 м, где он преимущественно будет применяться в комбинациях с автомобильным и конвейерным транспортом. Этому в большей степени будет способствовать внедрение на железнодорожных путях уклонов 60—80 %о, а также вскрытие глубинных горизонтов карьеров наклонными железнодорожными штольнями. В глубоких карьерах в качестве тяговых средств железнодорожного транспорта доминирующее положение займут тяговые агрегаты ’’второго поколения”, которые почти полностью вытеснят применяющиеся в настоящее время на некоторых карьерах электровозы. Это будут агрегаты постоянного тока напряжением 1,5/30 кВ и переменного тока напряжением 10 кВ с источником автономного питания и без него. Уже к концу восьмидесятых годов будут применяться два типа агрегатов: ОПЭ-1 переменного тока и ПЭ-ЗТ постоянного тока с тиристорно-импульсной системой управления. Введение тиристорно-импульсного управления позволит увеличить тяговые и тормозные возможности локомотивов на 10—12 %.
Последующее развитие электрической тяги пойдет по пути сохранения основных конструктивных особенностей при условии дальнейшей модернизации тяговых средств, заключающейся в увеличении на 20—30 % устойчиво реализуемой силы тяги и до 7000—9000 кВт мощности локомотивов, а также в дальнейшем совершенствовании автономных источников питания. Напряжение в контактной сети постоянного тока будет увеличено с 3000 до 6000 В, переменного — с 10000 до 25000 В. Повышение напряжения в контактной сети приведет к некоторому удорожанию ее конструкции й в некоторой степени усложнит условие ее эксплуатации. Для этого на нижних горизонтах карьеров необходимо будет исключить участки передвижной контактной сети, а локомотивы оснастить автономными источниками питания мощностью 1104—2208 кВт.
Для более отдаленного времени ставится задача применения на глубоких горизонтах железнодорожного транспорта при уклонах 150—200 %о. Это потребует создания специальных карьерных электропоездов, оборудованных вращающимися короткозамкнутыми асинхронными двигателями (на каждом вагоне по четыре двигателя) и особыми тормозными средствами.
Следует заметить, что для движения на крутых уклонах будет целесообразно применять моторвагонную тягу и специальные средства, способствующие повышению коэффициента сцепления колес с рельсами.
Кроме указанных систем, для железнодорожного транспорта в глубоких карьерах предусматривается освоение автоматизированных систем управления движением поездов на замкнутых маршрутах (например, на участках перегрузочный склад — фабрика), дистанционного управления стрелочными переводами с локомотива, создание комплекса вспомогательных машин автономного действия для резкого сокращения трудоемкости путевых работ.
Путевые машины будут в основном самоходные, многооперационные, составляющие комплексы для выполнения укладки, выправки, постановки на балласт, текущего содержания и ремонта пути, полностью высвобождающие ручной труд. Для работ на крутых уклонах они будут оснащены усиленными тормозными средствами.
Необходимое развитие получит также карьерное вагоностроение. В основу создания карьерного парка будут положены два принципиальных требования: специализация для доставки различных грузов и соответствие типу применяемых экскаваторов. В связи с этим наибольшее внимание будет уделено созданию ряда модификаций восьмиосных думпкаров, приспособленных для транспортирования мягких пород и руд. Последние должны будут выпускаться усиленной конструкции с особо прочным, амортизирующим днищем кузова.
Пневматическая система управления разгрузкой будет заменяться дистанционно управляемой электрогидравлической системой, обеспечивающей более быструю индивидуальную или групповую разгрузку и дающую снижение массы думпкаров.
Для увеличения грузоподъемности думпкаров свыше 220—240 т и рационализации их погрузки ставится вопрос о введении для замкнутых карьерных маршрутов внегабаритной ширины, а также применения четырехниточной колеи, позволяющей снизить предельное давление на колеса.
Среди многих предложений дальнейшего развития карьерного железнодорожного транспорта могут рассматриваться принципы применения воздушной подушки высокого давления между опорными скользунами подвижного состава и рельсами, магнитной подвески за счет мощного электромагнитного поля, взаимодействующего с рельсами, и др. Однако возможности применения новых принципов для движения железнодорожных составов, особенно в глубоких карьерах, оценить пока еще очень трудно.
Автомобильный транспорт. С ростом глубины значение автотранспорта будет непрерывно возрастать. Наряду с самостоятельным использованием автотранспорт будет непременным звеном всех транспортных комбинаций.
При использовании автотранспорта с увеличением его грузоподъемности будут снижаться общие затраты на транспортирование. Грузоподъемность автосамосвалов будет значительно увеличена. Кроме серийно выпускаемых автосамосвалов грузоподъемностью 180 т намечается создание и производство автосамосвалов грузоподъемностью 220—240 T и более. Такие машины получат преимущественное применение на вскрышных работах в верхней зоне карьеров. Для работы на глубоких горизонтах с целью уменьшения ширины рабочих площадок, автодорог и радиусов закруглений и, как следствие, для уменьшения угла откоса бортов карьера, а также для большей потенциальной надежности всей транспортной системы будут применяться автосамосвалы грузоподъемностью 110—150 т.
Рациональное расстояние транспортирования автосамосвалами особо большой грузоподъемности увеличится примерно до 5 км.
Автосамосвалы грузоподъемностью 75 т и более будут снабжены электрической трансмиссией, эффективной электродинамической системой торможения, гидропневматической подвеской передних и задних колес, кузовами из специальных сталей и алюминия. Автосамосвалы будут оснащены быстроходными дизельными двигателями мощностью 956,8—1690 кВт. Машины грузоподъемностью свыше 180 T будут выпускаться в трехосном исполнении.
Ориентация на специализацию карьерных автомобилей позволит выпускать на базе создаваемых машин полуприцепы или самосвалы для транспортирования мягких пород, в том числе с донной разгрузкой для транспортирования угля. На базе автосамосвалов грузоподъемностью 70 T будут выпускаться автопоезда грузоподъемностью 120 т.
Особое внимание при производстве и эксплуатации автосамосвалов большой грузоподъемности будет уделено повышению их надежности и уровня их использования. Автосамосвалы грузоподъемностью 110—180 т и более будут эффективны при сроке их службы не менее 10—12 лет (при круглосуточной работе). Для облегчения их нормальной эксплуатации должны быть построены хорошо оснащенные ремонтные базы, созданы оборудование для технического обслуживания и ремонта, заправки топливом и смазкой, приборы для диагностического обследования состояния машин, а также приспособления для контроля и учета их работы.
Немалое значение будет иметь обеспечение карьеров типовыми комплектами дорожной техники для строительства, содержания и ремонта дорог с улучшенными покрытиями (щебеночных, обработанных битумными эмульсиями, бетонных и асфальто-бетонных с добавками крошеной резины и др.).
Одним из существенных недостатков применения автотранспорта в его современном виде на глубоких горизонтах является загазованность атмосферы.
Проблема эта в связи с углублением карьеров будет усугубляться и к исходу столетия приобретет первостепенное значение. Поэтому одной из основных задач дальнейшего развития автомобильного карьерного транспорта следует считать создание принципиально новых, ’’бездымных” типов двигателей и видов топлива.
Эта проблема будет решаться путем создания контактно-аккумуляторных автомобилей, движение которых в глубинной части карьеров и в забоях должно осуществляться с помощью аккумуляторных батарей, а при выезде из карьера по траншеям с помощью контактной сети. Для карьеров более отдаленного будущего наряду с аккумуляторными автономными источниками питания перспективно применение топливных элементов, в которых газообразное или жидкое топливо подвергается электрохимическому окислению (водород + кис-пород).
Конвейерный транспорт наиболее соответствует требованиям современных глубоких карьеров, обеспечивая непрерывность, высокую производительность и крутизну подъема из карьера транспортируемой горной массы. С помощью конвейерного транспорта будет осуществляться частичная или полная конвейеризация карьеров. При частичной конвейеризации конвейерный транспорт, как правило, будет использоваться только при подъеме и выдаче горной массы на поверхность. При полной конвейеризации весь транспортный процесс от погрузки в забоях до пунктов приема горной массы на поверхности будет выполняться конвейерами. Наряду с ленточными конвейерами большой длины в рабочей зоне карьера будут широко применяться мобильные короткозвенные конвейеры, отличающиеся легкостью перемещения и служащие связующими элементами между более длинными и реже перемещаемыми конвейерами. Однако основными функциями конвейерного транспорта будет бесперегрузочный подъем горной массы из карьера независимо от его глубины. Это потребует применения вспомогательных промежуточных приводов, передающих тяговую силу трения на одну расположенную по всей длине подъема грузонесущую ленту. Расширится применение двухбарабанных приводов блочного типа, оснащенных усовершенствованной пуско-регулировочной аппаратурой. На конвейерах малой мощности будут использоваться преимущественно мотобарабаны.
В качестве новых средств повышения фрикционного взаимодействия ленты и барабана будет испытываться вакуум, избыточное давление воздуха, магнитные силы и др. Наряду с вакуумбарабанами будут применяться различные присасывающие элементы, устанавливаемые на обечайке барабана.
Особое значение в передаче больших тяговых усилий будут иметь высокопрочные резиновые ленты. Возрастет использование лент из синтетических волокон. В основном будут распространены ленты с многоосновными и многослойными прокладками. Ho на подъемных конвейерах будут преимущественно использоваться резинотросовые ленты, предельная прочность которых будет достигать 60 кН на 1 см ширины, а упругая вытяжка не будет превьш1ать 0,25 % длины. Ширина резинотросовых лент будет достигать 3000 мм; длина подъемных ставов — 1000—1200 м.
Широко распространенные роликоопоры жесткого типа будут заменены более податливыми шарнирно-подвесными роликоопорами, допускающими более глубокий лоток роликоопор, укрепляемых на жестких или канатных секциях. Такие роликоопоры будут иметь противокоррозионные покрытия или будут выполняться из пластмассовых материалов с долговременной закладной смазкой, обеспечивающей длительный безремонтный срок службы.
В глубоких карьерах значительно расширится область применения ленточных конвейеров для транспортирования крупнокусковых руд и вмещающих скальных пород. При этом для транспортирования дробленой горной массы будут применяться особо податливые роликоопоры с роликами, подвешенными в шахматном порядке на дополнительных продольных канатах с автоматической регулировкой их натяжения, а для транспортирования недробленой взорванной массы ленточно-тележечные конвейеры. Дальнейшая задача будет заключаться в создании изгибающихся ленточных конвейеров с углом наклона до 40—45°, а также приспособленных для работы в условиях низких температур Крайнего Севера. Возможно промышленное освоение конвейеров на воздушной подушке, где поддержание ленты осуществляется слоем воздуха повышенного давления.
Большое внимание будет уделяться конструкциям перегрузочных устройств для снижения износа лент и роликов. Амортизирующие свойства роликоопорам будут сообщать: упругая подвеска, футеровка эластичными материалами и др. Предполагается использование авиационных и автомобильных шин, насаженных на вращающиеся оси, применение лотков криволинейного профиля на упругих опорах и других устройств, обеспечивающих плавную перегрузку материала, транспортируемого конвейерами. В более редких случаях возможно применение на перегрузочных конвейерах вибрационных питателей и питателей-грохотов с лотковыми и колосниковыми грузонесущими органами.
При транспортировании налипающих материалов наиболее радикальным средством, по-видимому, будет зарекомендовавшее себя переворачивание холостой ветви конвейерных лент. Кроме ленточных конвейеров при большой дальности транспортирования на поверхности возможно применение ленточно-канатных конвейеров. Для успешного осуществления полной конвейеризации глубоких карьеров особое значение приобретает комплексная механизация технического обслуживания и ремонта мощных конвейерных установок. Значительно должны быть усовершенствованы средства автоматики конвейерных весов и способы автоматического регулирования скорости ленты в зависимости от величины грузопотока.
Комбинированный транспорт. Комбинированные виды транспорта будут наиболее распространенными в глубоких карьерах. В комбинациях будут участвовать несколько видов транспорта и вспомогательных средств, ибо чем глубже карьер, тем сложнее его разработка, тем больше требуется гибкости и приспособленности транспорта к возникающим трудностям эксплуатации.
Наибольшее развитие получит автомобильно-железнодорожный транспорт. С увеличением глубины карьера применение крупных внутрикарьерных перегрузочных складов, а также бункерной перегрузки будет все более затруднительно ввиду ограниченности размеров рабочих площадок и транспортных берм. В связи с этим наибольшее распространение должны получить временные склады, создаваемые путем отсыпки с верхней бровки уступа перегружаемой горной массы объемом на одну-две заходки стоящего у подошвы погрузочного механизма. Такие склады можно быстро создать по мере опускания железнодорожных путей на ниже расположенные горизонты; на их устройство потребуется мало времени и небольшие затраты средств. Погрузку горной массы с такого склада наряду с экскаваторами будут выполнять мощные колесные и гусеничные погрузчики.
Получат также распространение перегрузочные пункты устраиваемые в теле уступа, снабженные вибропитателями для подачи разгружаемой горной массы из автосамосвалов в думпкар. Основным требованием для организации таких перегрузочных пунктов будет несложность их создания и возможность быстрого переноса.
С ростом глубины разработок автомобильно-железнодорожный транспорт на многих карьерах будет вытесняться автомобильно-конвейерным. В некоторых случаях автомобильно-конвейерный транспорт, а иногда и железнодорожно-конвейерный будут вводиться на вновь осваиваемых участках месторождения.
Во всех комбинациях конвейерный транспорт будет преимущественно использоваться в виде конвейерных подъемников. Если расширение области применения конвейерных подъемников для руды и других твердых полезных ископаемых не подлежит сомнению, то эффективность перемещения конвейерами пустых пород зависит от экономичности их дробления и, в частности, от создания специальных отвалообразователей для скальных пород. Процесс дробления скальных пород только для их дальнейшего транспортирования, в принципе, не рационален. Кроме того, значительные трудности с переносом дробильных установок в карьере и монтажом их в зоне взрывных работ приводят к неизбежному отставанию их размещения во времени и пространстве от мест добычных работ и периодическому ухудшению показателей работы сборочного (как правило, автомобильного) транспорта. Поэтому основное внимание в глубоких карьерах будет уделено совершенствованию способов разрушения горных пород в карьерах, а также применению эффективных грохотильных устройств на перегрузочных пунктах для отделения негабарита.
Для дробления руды и, в исключительных случаях, пустых пород на перегрузочных пунктах будут преимущественно использоваться конусные дробилки, работающие ’’под землей”. Применение грохотов-питателей будет, по-видимому, зависеть от усовершенствования их конструкции и повышения надежности в работе.
Комбинированный автомобильно-скиповой транспорт в связи с углублением карьеров и возможностью подъема недробленого материала под углом до 40—45° к исходу столетия возможно будет эксплуатироваться на трех-пяти рудных карьерах. Его применение будет перспективно на глубине, не превышающей 350—400 м; грузоподъемность скипов будет достигать 75 т и более.
Большие возможности совершенствования этого вида оборудования заключаются в применении для тяги транспортных сосудов специального индивидуального привода (B.C. Берсенева). В этом случае на трассе крутонаклонного подъема одновременно сможет находиться несколько скипов, что позволит резко повысить производительность установки, при этом отпадет необходимость в приводных станциях и т. д.
При доработке рудных месторождений открытым способом не исключается возможность применения вертикалных подъемных стволов для выдачи горной массы на поверхность. При этом перепуск руды будет производиться через рудоспуски на горизонт откаточной штольни, и далее после перегрузки в скипы руда будет подаваться на поверхность.
Специальные виды транспорта. Среди специальных видов карьерного транспорта наиболее перспективны конвейерные поезда. Особенностью их является то, что они сочетают принципы действия и положительные конструктивные качества традиционных видов транспорта — конвейерного и железнодорожного. Большие достоинства их заключаются в том, что они могут транспортировать недробленый скальный материал по борту карьера и на поверхности до отвалов или обогатительных фабрик при углах наклона трассы до 20°, при радиусах закруглений до 25 м, способствуя при этом автоматизации работы всей транспортной системы. Конвейерные поезда будут создаваться с фрикционными и линейными двигателями в зависимости от условий эксплуатации и характеристики приводов. Для оптимальных условий использования конвейерных поездов в глубоких карьерах, по-видимому, можно признать рациональными следующие их параметры: сечение груза на полотне 1,7—2 м; грузоподемность 300—400 т; скорость движения с грузом 7—10 м/с.
Из других специальных видов транспорта в глубоких карьерах можно отдать предпочтение монорельсовым дорогам для перемещения кюбелей, а также съемных кузовов колесных транспортных средств. He исключается возможность транспортирования в карьере и особенно на поверхности в контейнерах по трубам (пневмо-контейнерный транспорт). Однако при этом необходимо решить вопросы дозировки груза в контейнерах сравнительно малой емкости, а также об уплотнении движения контейнеров в трубе и о быстрой и полной их разгрузке на приемных пунктах.
Применение воздушного транспорта в глубоких карьерах, в частности вертолетов, маловероятно из-за создающихся сложных потоков воздуха в ограниченном замкнутом пространстве карьера, затрудняющих управление вертолетом.
Для доставки людей и материалов в глубокий карьер помимо колесных видов транспорта (автомобилей, железнодорожных вагонов) будут применяться канатные дороги, фуникулеры, эскалаторы.
В итоге можно отметить, что в перспективе на ближайшие 15—20 лет не следует ожидать больших принципиальных изменений в способах транспортирования горной массы из глубоких карьеров. В различных горнотехнических условиях будут применяться в той или иной степени все выше рассмотренные способы транспортирования горных пород и полезных ископаемых. Неизбежен лишь рост объемов технологических перевозок, особенно вторичных (после перегрузок) , и повышенное внимание, которое будет уделяться транспортным процессам для стабилизации себестоимости продукции и увеличения производительности труда.

Добавлено Serxio 4-03-2017, 12:27 Просмотров: 1 275
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent