Лекции по "Геологии"

Станция – это раздельный пункт, имеющий сложное путевое  развитие и предназначенное для  обгона, скрещивания, приема и отправления  поездов, маневровой работы, технического осмотра и мелкого ремонта, экипировки локомотивов, формирования и расформирования поездов. На станциях обычно располагаются диспетчерские посты, где осуществляется управление движением поездов от забоев до мест разгрузки.

Эффективное использование  горного и транспортного оборудования в определенной степени зависит от схемы развития путей и организации обменных операций на уступах. Эксплуатационная производительность экскаватора в значительной степени зависит от их использования во времени, которое характеризуется коэффициентом обеспечения забоя порожними составами

η = t_П/t_П + t_О , где t_П – время погрузки состава, мин; t_О – время обмена составами, мин.

Путевая схема должна быть простой, иметь минимальное  число путей и стрелочных переводов  и учитывать специфику ведения  буровых работ.

В зависимости от числа  транспортных выходов с уступа движение поездов в его пределах может  быть организовано по маятниковой –  тупиковой (один выход) и поточной –  сквозной (два выхода) схемам. Сквозные схемы увеличивают производительность как погрузочного, так и транспортного оборудовании, однако их применение требует дополнительного строительства транспортных коммуникаций и затруднено на нижних горизонтах глубоких карьерах.

Производительность  ж/д транспорта

Техническая производительность локомотивосостава (т/ч) определяется из выражения

 

Q_t = nGN,

 

где n – число вагонов в составе, G – грузоподъемность вагона, т; N – число рейсов в час.

Эксплуатационная производительность

 

Q_СМ = Q_tТk_И,

где – Т – длительность смены, ч; k_И – коэффициент использования локомотивосостава в течение смены (k_И = 1).

Количество рейсов в  час зависит от продолжительности  рейса. Продолжительность рейса (ч)

 

t_P = (t´_Д + t´´_Д) + t_П+ t_О + t_P,

 

где t´_Д – время движения груженого поезда, ч; t´´_Д – время движения порожнего поезда, ч; t_П – время погрузки состава, ч; t_О – продолжительность обмена поездов, ч; t_P, - время разгрузки поезда, ч.

Число рейсов всех локомотивсоставов  в сутки определяется из выражения 

 

N_Р = k_Н.Р.Q_Г.О./(nG),

 

где k_Н.Р. = 1,1 – 1,2 – коэффициент неравномерности работы транспорта; Q_Г.О. – грузооборот карьера в сутки, т

Число рейсов одного локомотива в сутки N´_Р = Т_С/t_Р, где Т_С – продолжительность работы ж/д транспорта в сутки, ч; t_Р – продолжительность одного рейса, ч.

Необходимое число в  работе локомсоставов определяется из выражения

 

N_С = k´_Р. N_Р/N´_Р,

вагонов

 

nN_С = k´´_P (k_Н.Р. Q_Г.О t_P/GT_C),

где k – коэффициенты резерва соответственно локомотива и вагона (1,1 – 1,2).

При длине грузопотока  на карьере 6 – 10 км каждый экскаватор обычно обслуживает 2 локомотивсостава при грузоподъемности поезда 300 – 500 т и производительности локомотивсостава 1300 – 3000 м³ в сутки.

Пропускная  способность карьеных путей, сигнализация и блокировка

Производительность  ж/д транспорта зависит от пропускной способности карьерных путей, под которой понимается наибольшее число поездов, пропущенных по ограничивающему перегону в единицу времени.

Ограничивающим  называется перегон, требующий наибольшего  времени прохождения поезда из-за наиболее тяжелого профиля пути, плана  или имеющий наибольшую длину. В большинстве случаев ограничивающим перегоном является путь в капитальной траншее.

Пропускная способность  ограничивающего перегона зависит  от количеств путей на перегоне, времени занятия перегона и способа  связи между раздельными пунктами.

Для однопутной линии пропускная способность ограничивающего перегона составляет

 

N = T_C/(L_П/V_П + L_П/V_Г +2τ),

 

где T_C - Т_С – продолжительность работы ж/д транспорта в сутки, ч; L_П - длина перегона, км; V_П ,V_Г скорость порожнего и груженого состава, км/ч; τ – время затрачиваемое на связь между обменными пунктами. Из формулы видно, что пропускная способность перегона повышается при уменьшении его длины, увеличении скорости движения в грузовом и пороженем направлениях, а также сокращения времени, затрачиваемого на связь между обменными пунктами.

До недавнего времени  существовали три вида связи между  различными пунктами: телефонная, жезловая и автоматическая. Сейчас развивается  радиосвязь. На богатых карьерах используют корпоративную, например сотовые телефоны внутри предприятия. При телефонной связи на следующий перегон путь открывается после получения телефонного сообщения, что идущий впереди состав прошел следующий раздельный пункт и освободил перегон. На эту связь при однопутном перегоне затрачивается 4 - 6 мин, при двухпутном 3 – 4 мин.

При жезловой связи машинист передает жезл (ключ) дежурному раздельного поста, который вставляет его в автомат, открывающий перегон. А машинисту вручается ключ (жезл) от следующего перегона. Операция передачи занимает 3 – 4 мин при однопутном и 2 – 3 мин при двухпутном.

Полная автоматическая связь и блокировка перегонов  предусматривает автоматическую передачу сигналов от обменного пункта к предыдущему  для открытия перегона и экстренное автоматическое торможение поезда, если он проедет запрещающий красный сигнал светофора. Автоматическая сигнализация и блокировка в настоящее время осуществляется централизованно и сокращенно называется СЦБ. Система СЦБ выводится на пульт железнодорожного диспетчера. При автоматической СЦБ на карьерах применяется двух и трехзначная система сигнализации. Двухзначная система с применением красного и зеленого огня обеспечивает большую частоту движения поездов, т.е. большую производительность ж/д транспорта. Участок пути разбивается на блоки, в конце которого устанавливается красно-зеленый светофор. Длина блока принимается не менее тормозного пути ≥ 300 м.

При трехзначной системе  сигнализации расстояние между движущимися  поездами равно двум или трем блок-участкам, т.е машинист, проезжая зеленый сигнал, видит впереди зеленый или желтый сигнал. Помимо СЦБ каждый локомотив имеет радиосвязь с центральным пунктом транспортного диспетчера и дежурным раздельных пунктов, для чего используют радиостанции, позволяющие иметь надежную связь в радиусе 10 км.

 

Путевые работы на карьере при ж/д транспорте

 

К путевым работам  относятся: возведение и планировка земляного полотна; сборка рельсо-шпальной решетки; укладка и перемещение  путей; балластировка путей и  очистка шпальных ящиков; выравнивание, рихтовка, текущее содержание и ремонт пути; вспомогательные работы, связанные с монтажом, переносом и текущим содержанием контактной сети.

Возведение и планировка земляного полотна путей на уступах осуществляется в процессе основной работы выемочными и отвальными машинами по маркшейдерским пикетам. При подготовке трассы путей экскаваторы подсыпают земляное полотно, выравнивают его. Нарезают кюветы и т. д. окончательную планировку осуществляют бульдозерами.

Сборка и ремонт рельсо-шпальных решеток на карьерах часто выполняется  непосредственно на трассе пути. На крупных карьерах создаются централизованные звеносборочные площадки и базы, где производится разборка звеньев, ремонт путевых материалов, сборка звеньев и стрелочных переводов с использованием механизации трудоемких работ.

Перемещение путей большой и трудоемкий процесс. В среднем на 100 тыс. м³ породы, разрабатываемой в карьере и разгружаемых в отвалах, перемещается соответственно 0,8 -1 км и 0,4 – 0,6 км путей.

Различают два способа  перемещения временных путей  на новую трассу.

1. Передвижку без разборки.
2. Переукладку (пернос) пути отдельными звенями.

В первом случае используют Турнодозер. Это колесный или гусеничный трактор, оснащенный крановой стрелой со специальным устройством для захвата рельсы. Рельсозахват накладывают на головку рельса и турнодозер поднимает участок пути, затем смещается на разовый шаг передвижки и двигаясь вдоль пути по челноковой схеме перемещает путь на новое место. Затем производится ремонт полотна и рихтовка путей.

Укладка рельсо-шпальных решеток на карьерах чаще всего производится краном с платформы. Используются рельсоукладчики для укладки отдельных элементов звеньев, а также путеукладочные поезда.

Балластировка ж/д путей  включает: доставку и разгрузку балласта, разравнивание балластного слоя, подбивку и подштопку шпал, рихтовку и выправку пути (см. сх.).

Перевозка горной массы автомобильным транспортом

 

Автодороги  в карьере и их эксплуатация. По характеру перевозимого груза автодороги в карьере разделяются на производственные и хозяйственные.

Производственные  предназначены для перевозки вскрышных пород и полезного ископаемого, хозяйственные для перевозки хозяйственных и вспомогательных грузов.

Производственные автомобильные  дороги карьера существенно отличаются от дорог общего пользования большими нагрузками, постоянным грузопотоком, высокой интенсивностью движения.

Производственные  дороги карьера делятся на стационарные и временные.

Стационарные автодороги сооружаются в капитальных траншеях, на поверхности и на соединительных транспортных бермах на длительный срок, имеют дорожное покрытие и двухполосное движение.

Временные дороги, сооружаются  на уступах и на отвалах, периодически  перемещаются вслед за продвиганием фронта работ и, как правило, не имеют  дорожного покрытия.

Автомобильные дороги состоят  из земляного полотна с искусственными сооружениями и проезжей части, расположенной на его верхней площадке (Рис. III.6 из Андр.).

Проезжей частью дороги называют часть верхней площадки земляного полотна, по которой в  нормальных условиях происходит движение. Две боковые полосы, расположенные между проезжей частью и бровками земляного полотна, называют обочинами. Обочины служат для упора проезжей части дороги, для предохранения ее краев от разрушения, а также для складирования строительных материалов при ремонте дороги. В некоторых случаях обочину используют для обгона и разъезда автомобилей, для временной стоянки и ремонта.

По сторонам земляного  полотна устраиваются канавы или  кюветы, имеющие треугольное или  трапециевидное сечение и служащее для отвода воды. Если кюветы отодвинуты от земляного полотна, то полосу земли между кюветами и откосами называется бермой.

Ширина проезжей части  автодорог зависит от габарита подвижного состава, скорости и числа полос  движения (рис III.7).

Для однополосного движения : П₁ = с + 2у,

Для встречного движения двухполосного движения: П₁ = с + а + 2у + 2х, где х = у = 0,5 + 0,005 V, м.

На кривых участках пути проезжая часть дороги выполняется  с уширением равным

b = l²/R + 0,1V/R^-2, где l – колесная база автомобиля, м; R – радиус кривой по осям дороги, м; V – скорость движения, км/ч.

Дорожная  одежда (рис. III. 8) выполняется в один или несколько конструктивных слоев из различных материалов. Для нормальной эксплуатации подвижного состава дорожная одежда должна иметь следующие качества:

- прочность, выражающуюся в отсутствии просадок и высоком сопротивлении износу;

- ровность, необходимую  для обеспечения движения без  ударов и колебаний автомобиля  и с минимальным сопротивлением движению;

- шероховатость поверхности, обеспечивающую необходимое сцепление колеса с поверхностью качения.

Многослойная дорожная одежда устраивается, как правило, на стационарных (постоянных) дорогах  и состоит из трех конструктивных слоев, располагающихся по принципу убывания их прочности в соответствии с уменьшением напряжений по глубине.

1. Покрытие - верхний слой, который может в свою очередь состоять из слоя износа, периодически возобновляемого по мере истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия. Верхний слой обычно состоит из асфальтобетона или щебня и гравия, обработанный черными вяжущими материалами. Например, битумом.

2. Основание – несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на подстилающий слой или непосредственно на грунт земляного полотна. Основание может состоять из нескольких слоев, прочность которых книзу уменьшается, а водопроницаемость повышается. Материалами служат щебень, грунтощебень, гравий, обработанный вяжущими материалами.

3. Дополнительный слой  основания - конструктивный нижний слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозозащитного, дренирующего, выравнивающего и других слоев. Материалами служит крупнозернистый песок, гравелистые грунты, раздробленная горная порода и другие местные материалы.