Систематизация горнотехнических условий эксплуатации карьерного автотранспорта

© Е.В. Фсфслов, 2012

УДК 622.271.68/69 Е.В. Фефелов

СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ КАРЬЕРНОГО АВТОТРАНСПОРТА

Приведены концептуальные предпосылки к систематизации горнотехнических условий эксплуатации карьерных автосамосвалов. Описано, каким образом следует объединить условия эксплуатации в группы с целью выбора рациональных параметров силовых установок для конкретных горнотехнических условий. Ключевые слова: уголь, месторождение, транспортирования горной массы, автосамосвалов.

Прежде чем систематизировать горнотехнические условия, необходимо определить, какими параметрами они характеризируются с точки зрения эксплуатации карьерного автотранспорта.

К горнотехническим условиям относятся высота подъёма, расстояние транспортирования горной массы и их соотношение — продольный уклон автодороги.

Существующие карьеры различаются по горнотехническим условиям. Технологию ведения горных работ и соответственно режимы работы карьерных автосамосвалов и их силовых установок определяют горногеологические условия и форма залегания рудного тела. Форма и условия залегания рудных тел позволяют отнести месторождения алмазов к крутопадающим месторождениям. Карьеры, разрабатывающие эти месторождения, глубокие, округлой формы. В результате понижения горных работ происходит постоянное ухудшение условий транспортирования горной массы.

Месторождения угля распростираются больше в длину, нежели в глубину, залегают обычно пластами и их отработка ведётся однобортовой системой, что позволяет размещать все

транспортные коммуникации на нерабочем борту карьера, при этом благодаря особенности залегания угольных пластов, не требуется ввод трассы с повышенными уклонами. Поэтому их разработка ведется, как правило, послойно и транспортирование при таком методе отработки осуществляется в основном по горизонтали вдоль залегания угольного пласта от постоянной трассы на подъём до забоя.

Вообще на крупных площадных карьерах, особенно уже давно эксплуатируемых, транспортирование на подъём составляет всё меньшую долю по сравнению с транспортированием по горизонтали. Зачастую добычной участок находится достаточно далеко в плане от приёмочного пункта, обогатительной фабрики, склада, пункта перегрузки. В случае нагорных карьеров основной грузопоток направлен на спуск горной массы из карьера на горизонтальную площадку у подножия горы, при этом осуществляется торможение двигателем и тормозной системой автосамосвала. Расстояние транспортирования карьерным автотранспортом при отработке рудных и нерудных месторождений мало изменяется за весь период отработки, а высота подъёма

500

1985 1990

♦ Качканарский ГОК (Главный карьер) А тр. Удачная Ж Михайловский ГОК —I— Ингулецкий ГОК

1995 Годы

2000 2005

-Ураласбест -Лебединский ГОК

-Соколовско-Сарбайское ГПО

Рис. 1. Изменение условий эксплуатации по годам

0

горной массы увеличивается, поскольку при увеличении глубины карьера размеры рабочей зоны сокращаются. На угольных разрезах расстояние транспортирования увеличивается за счёт подвигания фронта работ, при этом высота подъёма горной массы мало изменяется в отличие от карьеров чёрной и цветной металлургии, золото- и алмазодобывающих отраслей (рис. 1).

Разработанная д.т.н. В.Л. Яковлевым систематизация отражает рациональные зоны эксплуатации карьерного транспорта по видам (автомобильный, железнодорожный, конвейерный и их сочетание) и перехода с одного вида транспорта на другой [1].

Разрабатываемая систематизация относится к автотранспорту и устанавливает рациональные зоны (группы условий) эксплуатации силовых ус-208

тановок карьерных автосамосвалов в конкретных горнотехнических условиях. В настоящее время технология ведения горных работ предусматривает зоны эксплуатации карьерного автотранспорта (в том числе и в комбинации с другими видами транспорта), которые различаются расстоянием транспортирования и высотой подъёма горной массы. В соответствии с предлагаемой систематизацией необходимо применять силовые установки с рациональными параметрами, соответствующими каждой группе условий (рис. 2).

Согласно методике [2] при расчёте оптимальных параметров автомобильного транспорта для определённых условий проектируемого года эксплуатации карьера оптимизируется следующая совокупность параметров: грузоподъёмность и тип автосамосвала, тип и

I 4ЛГ)

е

3

L

а 200

100

1

y * *

* л

f M 2 .ш

m и 3

f ж

2 3-15

hamm траискортароимт Lih

1 Карьеры а.1ч»1он и ïaioTa 2 Карьсрычгриои н 2Кармры нерудного сырья

цветной металлургии +У|и,ис6«1(Южшйрул«ю

—Улчкыв ШЮб&мйиыЯ > Нвебиисшй X Кикшшаи!

♦ SW

АСЫ ткиисхий

• М>р>н>*>

•Mantcun 3 Vio.иные pa ipt'iu

ФКс^ЮВкИХЙ • Крлси oûpo.t шЯ

♦Оси я fTa.iiiKDdl Ж Ü14JKKH Я

•кошарам гок

(Гзншйирмр) Ль-беллиешА ГОК ^Cip&itaid арир

• Сш£Лс м1  Костоы>писхкЯ ГОК

• СпАкмскив ГОК

• Имгу.кшма ГОК ХПмакп1ПЖ -Ломтю* ГОК

Коморский ГОК

Рис. 2. Горнотехнические условия открытых горных разработок чёрных н цветных металлов, угля, алмазов и нерудного сырья

Таблица 1

Условия применения карьерных автосамосвалов Caterpillar грузоподъёмностью 120—130 т

Комплектация Область применения

МА2 МА3 МА4 МА5 Для вывозки материала под уклон Для работы на высоких скоростях Для работы на затяжных уклонах при вывозке горной массы на подъём Для работы на больших высотах над уровнем моря

ёмкость ковша экскаватора, уклон автодорог. К этому перечню следует отнести параметры силовой установки карьерного автосамосвала, которые влияют на производительность, энергоэффективность и экологичность про-

цесса транспортирования горной массы, — мощность, расход топлива и выбросы вредных веществ с отработавшими газами.

Проведённые к.т.н П.И. Тарасовым экспериментальные исследования [3]

зга

юоо

\rsoo

I

i 5 /ООО

ТОО

/у

>

X у

0 /Г м te

* * г"""**

\ / \ ° \ 2

з Ч

Уклон траса/, %

Qfi (iв ф &

Рйсстояние, хм

Рис. 3. Зависимость расхода топлива карьерных автосамосвалов с удельной мощностью 5,4 кВт/т

(1, 3) и 4,7 кВт/т (2, 4): а — от уклона трассы; б — от расстояния транспортирования

показывают влияние технологических параметров — расстояния транспортирования и продольного уклона автодорог — на расход дизельного топлива (рисунок 3). Таким образом, необходимо сделать вывод о том, что эксплуатационные режимы работы силовых установок различной удельной мощности должны соответствовать горнотехническим условиям эксплуатации.

На современных карьерах и разрезах России и стран СНГ преимущественно работают автосамосвалы с силовыми установками, несоответствую-

шими по параметрам удельной мощности и эксплуатационного расхода топлива современным горнотехническим условиям, что ведет к уменьшению производительности и снижению топливной экономичности. В то же время карьерный автосамосвал в связи с его мобильностью и гибкостью остается основным видом транспорта на открытых горных работах.

Проектировщики силовых установок для карьерных автосамосвалов не учитывают динамику глубины карьеров, поэтому силовые установки, созданные в 1980-х гг. не соответствуют современным горно-техническим условиям. Но работы в этом направлении ведутся. Так, производитель дорожно-строительной и карьерной техники Caterpillar адаптирует карьерные автосамосвалы к различным условиям эксплуатации (табл. 1) [4]. Как видно из табл. 1, адаптация является обшей для часто встречаемых условий транспортирования горной массы, но имеются предпосылки к адаптации силовых установок к конкретным горно-техническим условиям в соответствии с предлагаемой систематизацией.

Горнотехнические условия эксплуатации карьерных автосамосвалов определяют режимы работы их силовых установок. Применение силовых установок с рациональными параметрами в различных горнотехнических условиях позволит сократить расход топлива и выбросы вредных вешеств и повысить производительность карь-

а

ерного автотранспорта. Рациональные параметры силовых установок определяются в соответствии с систематизацией горнотехнических условий. Применение силовых установок карьерных автосамосвалов с рациональными параметрами повлияет на

1. Яковлев В. Л. Теоретические основы выбора транспорта рудных карьеров. Дисс. ... докт. тех. наук. — Свердловск, 1978.

2. Выбор вида карьерного транспорта (методика). Министерство чёрной металлургии СССР. Институт горного дела. — М.: «Недра», 1973. — 192 с.

технологию ведения горных работ, позволяя принимать свой порядок разработки и календарный план, объёмы горно-капитальных и текущих вскрышных работ, интенсивность ведения горных работ, сроки строительства карьера и т.д.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Тарасов П.И. Исследование влияния горнотехнических факторов на расход топлива карьерным автотранспортом. — Свердловск, 1982.

4. Технико-эксплуатационные характеристики машин компании Caterpillar. Справочник. — Пеория, Иллинойс, США: Издание CAT Caterpillar Inc., 2007. 53S

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -

Фефелов Евгений Васильевич — младший научный сотрудник, е-таП: direct@igd.uran.ru, Институт горного дела УрО РАН (ИГД УрО РАН).

- РУКОПИСИ,

ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»

ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ И КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА ГАЗА

В ГОДОВОЙ ОТЧЕТНОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ГАЗОПОТРЕБЛЕНИЯ

Волошиновский К.И. — кандидат технических наук, соискатель ученой степени, ассистент кафедры «Автоматика и телемеханика», e-mail: volkir@nm.ru,

Московский государственный горный университет.

Приведены результаты расчета плотности на основе данных, полученных в результате промышленного учета газа. Сравнение данных, полученных по месторождениям природного газа, а также в результате промышленного коммерческого и технического учета показывает, что влияние плотности на оконечный объем промышленного потребления газа оказывается существенным. Сравнение установленного значения плотности газа по сравнению с составом газа по месторождениям и направлениям использования показывает, что метрологический коридор допуска может быть достаточно широким..

Ключевые слова: промышленный учет, природный газ, плотность газа.

DENSITY & NATURAL GAS COMPONENT STRUCTURE INFLUENCE

IN SEASONAL INDUSTRIAL GAS CONSUMPTION ACCOUNTING

Voloshenovskey K.I.

In the article adduced the results of density determination based on data received as a result of practical significant industrial gas accounting. Comparing of data received from natural gas deposits & industrial commercial and technical gas accounting data demonstrates that density influence to an end-terminal gas-methane volume appeared to be essential, so as a priority of density parameter. Comparing of installed density with the gas cast at methane deposits reveal that the met-rological tolerance range can be enough wide, so take into account density & gas component structure in the case of concrete gas-distributing station with using mobile radio-net & mobile communications modems and modules appeared to be possible with application of density converters and laser spectral gas component structure sensors.

Key words: industrial account, natural gas, gas density.