книги из ГПНТБ / Васильев М.В. Автомобильный транспорт карьеров

УДК 629.114.4 : 622.271

© Издательство «Недра», 1973

ПРЕДИСЛОВИЕ

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану разви­ тия народного хозяйства СССР на 1971—1975 годы предусматри­ вается проведение широких работ по техническому перевооружению ведущих отраслей тяжелой индустрии. Важное значение придается дальнейшему развитию горнодобывающей промышленности. В ча­ стности, перед угольной и горнорудной промышленностью поста­ влена задача значительного повышения производительности труда на основе внедрения новейших достижений науки и техники.

Большая роль в дальнейшей интенсификации горного производ­ ства принадлежит открытому способу разработки месторождений. Открытый способ ведения горных работ обеспечивает большие мас­ штабы производства, позволяет использовать наиболее совершенное, крупногабаритное и высокопроизводительное оборудование, способ­ ствующее наиболее эффективной и экономичной добыче полезных ископаемых. При открытом способе разработки создаются условия для наиболее быстрого повышения производительности труда и даль­ нейшего снижения затрат на выемку, погрузку и транспортирование горных масс.

Среди технологических процессов открытого способа разработки ведущее положение занимает карьерный транспорт, на него при­ ходится около половины всех трудовых и стоимостных затрат по добыче полезных ископаемых. Средствами карьерного транспорта пустые породы перемещают в отвалы, а полезные ископаемые — в пункты переработки или в места погрузки на внешний транспорт. Грузооборот карьерного транспорта достигает десятков миллионов тонн в год при сравнительно небольших — до 10—15, редко 20 км — расстояниях перевозок. Особенностями работы транспорта в карь­ ерах являются наличие значительных подъемов и спусков, непосто­ янство положения дорожных трасс, пунктов погрузки и разгрузки, высокая интенсивность и плотность движения транспортных средств.

Все виды карьерного транспорта могут быть разделены на две группы:

транспорт прерывного действия — рельсовый и безрельсовый (автомобильный, железнодорожный, кабельные краны, скиповые подъемники) и выемочно-транспортные машины (тракторные скре­ перы, бульдозеры, погрузчики);

транспорт непрерывного действия — конвейерный, гидравличе­ ский и пневматический (по трубам), подвесные канатные дороги, самотечный по рудоскатам и рудоспускам под действием собственного веса горной массы.

По направлению транспортирования горной массы различают че­ тыре группы схем: транспортирование в выработанное пространство карьера в поперечном направлении, в выработанное пространство по периметру карьера, за пределы карьера в поперечном к нему направлении и за пределы по периметру карьера. Первые две группы используют преимущественно для перемещения вскрыш­ ных пород, третью и четвертую — как вскрышных пород, так и по­ лезного пскопаемого. Наибольшее распространение получила чет­ вертая группа, позволяющая рационально расположить транспорт­ ные коммуникации, имеющие при карьерном транспорте различную форму — простую, тупиковую, петлевую, спиральную, смешанную.

Применяют либо один вид карьерного транспорта, либо их разные сочетания в пространстве и во времени, В соответствии с этим раз­ личают самостоятельное (параллельное, совместное, комбиниро­ ванное) и последовательное использование транспортных средств.

Иа современных карьерах все большее распространение получает автомобильный транспорт. Создание новых крупных специализи­ рованных карьерных автомобилей способствует повышению эффек­ тивности этого вида транспорта и увеличению его удельного веса в общих объемах карьерных перевозок. Автомобильный транспорт, помимо самостоятельного его использования, является непременным звеном в основных транспортных комбинациях, т. е. при автомо­ бильно-железнодорожном и автомобильно-конвейерном транспорте.

Прогнозирование технического прогресса в области открытых горных работ подтверждает большую перспективность использования на карьерах автомобильного транспорта.

В настоящей книге описываются технология и технические сред­ ства автомобильного транспорта, а также излагаются пути его совер­ шенствования. В книге использованы материалы исследований, выполненных в лаборатории карьерного транспорта Института гор­ ного дела Министерства черной металлургии СССР под руководством М. В. Васильева. Предисловие и главы книги I и II написаны

М.В. Васильевым, III глава — 3. Л. Сироткиным, IV—XIII главы —

М.В. Васильевым и В. П. Смирновым. Общее редактирование кипгп

произведено М. В. Васильевым.

Критические замечания и пожелания по содержанию предлага­ емой читателям книги авторы примут с глубокой благодарностью.

Если не считать карьеров по добыче строительных материалов, где автомобильный транспорт занимает доминирующее положение, наибольшего развития и технического уровня этот вид транспорта достиг на открытой добыче руд черных, цветных металлов и сырья для горнохимической промышленности.

Развитие автомобильного транспорта в этих отраслях промышлен­ ности в основном определяется горно-геологическими особенностями месторождений, свойствами разрабатываемых пород и руд, горно­ техническими условиями разработки, производственной мощностью предприятий и масштабом перевозок.

Преобладающий характер залегания месторождений полезных ископаемых — круто- и наклоннопадающие рудные тела от относи­ тельно небольшой до весьма значительной мощности, простира­ ющиеся на большие глубины. В более редких случаях это мощные пластообразные залежи, имеющие слабонаклонное падение. Как правило, залежи полезных ископаемых характеризуются сложным, несогласным залеганием и состоят из ряда неоднородных по составу рудных тел, требующих раздельной добычи. Суммарная мощность вскрыши на некоторых месторождениях достигает 120—150 м, что обусловливает широкий диапазон изменения коэффициентов вскрыши и объемов вскрышных работ.

Около 60% всей добываемой горной массы представлено скаль­ ными породами и рудами с коэффициентами крепости по шкале М. М. Протодьяконова более 10. Объемная масса пород на карьерах колеблется в пределах 1,8—3 т/м3 и руд 2,9—4 т/м3. Многие из них отличаются высокой абразивностью. Более 85% пород и руд в карь­ ерах требуют применения бурения и взрывания, что в большой сте­ пени определяет продолжительность выемочно-погрузочных операций.

Параметры большинства карьеров, применяющих автомобильный транспорт, сравнительно невелики (обычно не превышают 2—3,5 км) и притом значительно уменьшаются с глубиной. При высокой произ­ водственной мощности карьеров по горной массе и большом количе­ стве транспортных средств это вызывает стесненность работ. Большое число рабочих горизонтов, характерное для рудных карьеров глу­ бинного типа, усложняет трассу движения автомобилей из-за много­ численных поворотов, часто малого радиуса. Ежегодное понижение горных работ увеличивает объем работы транспорта на подъем.

Автомобильный транспорт применяется на карьерах различной производственной мощности, начиная от нескольких тысяч тонн и до 30 млн. т в год, а в перспективе будет использоваться и при большем объеме добычи.

Наряду с транспортированием полезного ископаемого, на боль­ шом числе предприятий автомобили используются и для перемещения в отвалы вскрышных пород. В связи с этим объемы перевозок зна­ чительно возрастают. Так, уже сейчас на некоторых карьерах, раз­ рабатывающих руды цветных металлов, автомобилями перевозится до 35—40 млн. т горной массы в год, а на карьерах, разрабатыва­ ющих железную руду, — до 70 млн. т.

6

7

S

Расстояния транспортирования на большинстве рудных карьеров колеблются в пределах 1—5,5 км, но чаще не превышают 2,5—3 км. Исходя из этого объемы перевозок уже в настоящее время достигают 120—140 млн. ткм, а на Северном Криворожском комбинате в 1970 г. они достигли 149 млн. ткм. В дальнейшем предполагается, что на некоторых крупных горнорудных предприятиях объемы перевозок возрастут до 170—250 млн. ткм в год. Увеличение это в основном будет происходить за счет наращивания производственной мощности предприятий, что же касается расстояний транспортирования, то они возрастут незначительно. Объясняется это тем, что, несмотря на рост глубины карьеров, в основном будут применяться комби­ нированные виды транспорта, при которых расстояния транспорти­ рования будут короткими.

Условия, в которых применяется автомобильный транспорт на карьерах, разрабатывающих руды цветных и черных металлов, приведены в табл. 1 и 2.

Указанные в этих таблицах проектные глубина и длина карьеров, безусловно, не очерчивают область применения собственно авто­ мобильного транспорта. В большинстве случаев ввиду сложности применения автомобилей на больших глубинах разработки пред­ полагается использование их в сочетании с другими видами транс­ порта.

§ 2. Развитие перевозок автомобильным транспортом на открытых горных разработках

В Советском Союзе автомобильный транспорт начал использо­ ваться с 1932 г., вначале на земляных работах и при разработке гравийных и песчаных карьеров. Для перевозки использовались автосамосвалы малой грузоподъемности (до 3 т), а в ряде случаев бортовые автомобили с ручной разгрузкой.

В 1942—1943 гг. автосамосвалы грузоподъемностью 5 т были применены на Североуральских бокситовых рудниках, а вслед за ними на Кимперсайском и Уфалейскомникелевых карьерах. Несмотря на небольшую емкость кузовов автосамосвалов применение их по­ зволило увеличить производительность экскаваторов на 35—38% по сравнению с их производительностью при железнодорожном транспорте. С этого времени автомобильный транспорт начал быстро распространяться на ряде действующих и вновь открываемых карьеров.

В конце 40-х годов автомобили вводятся в качестве основного вида транспорта на меднорудных карьерах Урала: Сибаевском, Бурибаевском, Чернушинском, Кабановском, а затем при разра­

9