Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Кар’єрний транспорт

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний гірничий університет

Кафедра транспортних систем і технологій

Курсовий проект

На тему «Кар’єрний транспорт»

Завдання №1.4

Виконавець: студент групи ГРг-10-7 Дрьомін И.О.

Керівник: доц., к.т.н. Денищенко О.В.

Дата видачі завдання . .2013

Дата закінчення курсового проекту: . .2013

Планова

Фактична

Дата захисту ______________

Оцінка_________________ Підпис керівника___________________

Дніпропетровськ, 2013

Зміст

Завдання проекту……………………………………………………………3

Розрахунок продуктивності екскаватора………………………………..4

Розразунок автомобільного транспорта……………………………….…4

Задачі розрахунку і вихідні дані…………………………………………4
Вибір типу автомобіля………………………………………………..…..5
Характеристики автомобільних доріг………………………………....6
Фактична вантажопідйомність автомобіля………………………...……7
Розрахункова продуктивність автомобіля і чисельність

машин автомобільного парку…………………………..……………….9

2.6 Технічні показники автотранспортної системи……………………….10

2.7 Перелік устаткування автотранспортної системи……………………..11

3. Розрахунок залізничного транспорту ………………………….………..12

3.1 Задачі розрахунку і вихідні дані………………………………………..12

3.2 Методика розрахунку……………………………………………...……12

3.3 Вибір рухомого составу…………………………………………………13

3.4 Визначення кількості вагонів у составі………….……………………..14

3.5 Гальмові розрахунки…………………………………………………….15

3.6 Швидкість руху потяга і час рейса локомотивосостава………………17

3.7 Визначення кількості локомотивів і вагонів

та продуктивності локомотивосостава…………………………………..…19

3.8 Установлення місць розташування і параметрів

роздільних пунктів і шляхового розвитку на уступах…………………….20

3.9 Перелік устаткування транспортного комплексу…………………..…20

1. Завдання проекту

На виконання курсового проекту на тему «Кар’єрний транспорт»

Завдання 1,3

Вихідні данні (проекту) Об’єкт розробки

Розкрив Корисна копалина

Гірничі породи Щільні Буре вугілля

Довжина кар’єрного транспорту 3,5

Ширина кар’єрного транспорту 2

Висота уступу, м 15 15

Кількість уступів 3 3

Кільк. екскаваторів на уступі 2 2

Вид транспорту АТ ЗТ

Довжина траси поверхні кар’єру 2 10

Відмітка кінцевого пункту кар’єру -60 +200

Кути повороту кривих трас 40/45 -/80

Щільність порід 1,6 1,5

Кількість робочих днів у році 300

Кількість робочих змін 3

Тривалість змін, 8

Схема транспортних комунікацій поверхні кар’єру

1.1 Розрахунок продуктивності екскаватора

По розкриву:

По корисних копалинах:

Гірничі породи	Грузопоток тис. /тис. т
Гірничі породи	За зміну	За добу	За рік
Розкрив	16,8/26,88	50,4/80,64	15120/24192
Корисні копалини	13,5/20,25	40,5/60,75	12150/18225
Гірнича маса	30,3/47,13	90,9/141,39	27270/42417

2. РОЗРАХУНОК АВТОМОБІЛЬНОГО ТРАНСПОРТУ

2.1 Задачі розрахунку і вихідні дані

Задачі розрахунку:

1). Складання схеми автомобільних доріг кар'єру і розрахункових маршрутів;

2). Вибір типу автомобіля;

3). Установлення характеристик автомобільних доріг;

4). Розрахунок фактичної вантажопідйомності автомобіля (автопоїзда);

5). Установлення припустимих швидкостей руху;

6). Розрахунок продуктивності і кількості автомобілів;

7). Розрахунок технічних показників автотранспортної системи;

8). Складання переліку устаткування автотранспортної системи.

Вихідні дані: виробнича потужність кар'єру, вантажопотоки корисної копалини і порід розкриву, характеристики трас, характеристики вантажів, що транспортуються, режим роботи кар'єру, кліматична зона.

Розрахунок виконують по вантажопотоку найбільш завантаженої зміни, окремо по вантажопотоці корисної копалини і порід розкриву, маючи на увазі можливу відмінність кінцевих пунктів і фізико-механічних характеристик вантажів.

2.1 Вибір типу автомобіля

Вибір визначається продуктивністю кар'єру по гірничій масі, характеристикою вантажу, що транспортується, відстанню транспортування, типом екскаваційно – навантажувального устаткування, керуючись наступним: орієнтуватися на застосування великовантажних автосамоскидів і тягачів з напівпричепами серії БелАЗ, і при невеликій продуктивності- автосамоскидів серії КрАЗ і МоАЗ. Для кар'єрів з великим вантажопотоком варто приймати більш важкі машини. Раціональні сполучення різних типів екскаваторів і автотранспортних засобів приведені в табл. 2.1 [ 1, с. 195 ];

область оптимального співвідношення місткості кузова машини і ковша екскаватора знаходяться в межах 4-6 при відстані транспортування до 1,5 км, 6-10 до 5 км, 8-12 до 7 км;

варто прагнути, щоб коефіцієнт використання вантажопідйомності машини був, по можливості, близький до одиниці. Якщо з розрахунку цей коефіцієнт малий, то необхідно приймати машину тієї ж вантажопідйомності, але з більшою місткістю кузова.

Таблиця 2.1.

Раціональні комплекси екскаваційного й автотранспортного устаткування

Екскаватор	Автотранспортні засоби при відстані транспортування, км
Екскаватор	1	2	3	4
ЕКГ-2	МоАЗ-522А КрАЗ-256Б	МоАЗ-522А	БелАЗ-540	БелАЗ-540 БелАЗ-548
ЕКГ-3,2	МоАЗ-522А БелАЗ-540	БелАЗ-540 БелАЗ-548	БелАЗ-540 БелАЗ-548В-5271	БелАЗ-540 БелАЗ-548В-5271
ЕКГ-5 (ЕКГ-1, 6)	БелАЗ-540 БелАЗ-548	БелАЗ-548 БелАЗ-548В-5271	БелАЗ-549 БелАЗ-548В-5271	БелАЗ-549 БелАЗ-548В-5272
ЕКГ-8	БелАЗ-548 БелАЗ-549	БелАЗ-549 БелАЗ-548В-5272	БелАЗ-549В-5275	БелАЗ-549В-5275
ЕКГ-12	БелАЗ-549В-5275	БелАЗ-549В-5275

2.3 Характеристики автомобільних доріг

Автомобільні дороги кар'єрів розділяють на постійні з покриттям і тимчасові без покриття чи побудовані з переносних плит. Постійні дороги споруджують на поверхні кар'єру, у капітальних траншеях, на відпрацьованих уступах у кар'єрі і на відвалах; до тимчасових відносяться дороги на ковзних з'їздах, на робочих уступах у кар'єрі і на відвалах.

Категорію автомобільної дороги вибирають у залежності від інтенсивності руху, а ширину проїзної частини- у залежності від категорії дороги і габаритів рухомого складу.

Постійні виробничі автодороги в залежності від інтенсивності руху поділяються на три категорії (табл. 2.2).

Інтенсивність руху автомобілів на головних дорогах, через які проходить сумарний вантажопотік кар'єру, маш./год,

де Г- річний вантажопотік, т; k - коефіцієнт нерівномірності вантажопотоку;

-номінальна вантажопідйомність автомобіля, т; -коефіцієнт використання вантажопідйомності; - час перебування автомобіля у наряді протягом року при однозмінній роботі, що приймають [4,с.264]: для автомобілів вантажопідйомністю до 20 т при звичайному (305 діб) режимі роботи- 1990 год, при безупинному режимі роботи (365 діб) – 2350 год; для автомобілів вантажопідйомністю більш 20 т – 1900 і 2250 год, відповідно; - кількість робочих змін у добу.

Таблиця 2.2.

Категорії автодоріг кар'єрів по інтенсивності руху

Інтенсивність руху автомашин в одному напрямку (машин на годину) при вантажопідйомності, т	Категорія автодороги
	І		ІІ	ІІІ
	більше			менш
10	100	100-15		15
27	85	85-12		12
20-45	80	80-11		11
65-75	70	70-10		10

Коефіцієнт використання вантажопідйомності попередньо визначають з виразу

де

- коефіцієнт заповнення об’єму кузова машини "із шапкою"; - геометричний об’єм кузова, м³ , - щільність гірничої породи в цілику, т/м³; - коефіцієнт розпушення гірничої породи. Якщо розрахункове значення більш одиниці, то його приймають рівним 1,0, з урахуванням того, що завантажувати машину масою більш номінальної вантажопідйомності не можна.

Середні значення питомого опору руху приймають по дослідним даним (табл. 2.3., 2.4.) [ 2, с. 163, 164 ] .

2.4 Фактична вантажопідйомність автомобіля

Номінальна вантажопідйомність автомобіля відома по його технічній характеристиці, а фактична підлягає розрахунку.

Кількість ковшів екскаватора, що завантажуються в автомобіль, може бути обмежена місткістю кузова та вантажопідйомністю автомобіля.

Кількість ковшів по місткості кузова (по об’єму)

де - коефіцієнт завантаження "із шапкою"; - геометрична місткість кузова,м³; - місткість ковша, м³; і - коефіцієнти наповнення ковша і розпушення породи в ковші (табл. 2.5); - номінальна вантажопідйомність машини,т; - щільність гірничої маси в цілику,т/м³.

З двох значень кількості ковшів по до подальшого розрахунку приймають менше, округлене до цілого числа. =5

Фактична вантажопідйомність автомобіля, тобто фактична маса вантажу в кузові, т,

Коефіцієнти використання вантажопідйомності та об’єму:

Таблиця 2.3.

Питомий опір руху автосамоскиду БелАЗ-540

Характеристика кар’єрної автодороги	Питомий опір руху БелАЗ-540, Н/кН
Характеристика кар’єрної автодороги	Вантаженого	Порожнього
Асфальтована дорога на поверхні	10…16	17…25
Щебнева дорога на поверхні у хорошому стані	25…35	35…52
Укатаний заїзд у рудному забої	35…48	40…54
Укатаний заїзд у забої пухких порід (пісок, опока)	50…62	61…75
Неукатана спланована робоча площадка породного уступа	65…105	75…109

Таблиця 2.4.

Питомий опір руху кар'єрних автомобілів

особливо великої вантажопідйомності, Н/кН

Тип автодороги	БелАЗ-549	БелАЗ-549В-5275
Бетонна	16…29	23…38
Асфальтована	18…34	27…27
Щебнева на скальному підгрунті	29…45	32…61

; .

Повна маса навантаженого автомобіля, т,

Таблиця 2.5.

Коефіцієнти розпушення породи в ковші і наповнення

ковша екскаватора [3, табл. 5.1.]

Категорія породи по важкості екскавації	Розрахункова об’ємна маса у цілику, т/м³	Коефіцієнт розпушення гірничої маси	Коефіцієнт наповнення ковша
Категорія породи по важкості екскавації	Розрахункова об’ємна маса у цілику, т/м³	Коефіцієнт розпушення гірничої маси	Пряма лопата	Драглайн
1	2	3	4	5
І	1,6	1,15	1,05	1,00
ІІ	1,8	1,25	1,05	1,00
ІІІ	2,0	1,35	0,95	0,90
ІV	2,5	1,50	0,90	0,85
V	3,5	1,60	0,90

Прийнятність маси автомобіля, розрахованої по (2.6), перевіряють "по машині" (по дизелю) і "по зчепленню".

Масу автомобіля, припустиму "по машині" ( m_а.м), визначають по режиму сталого руху навантаженого автомобіля на розрахунковому підйомі виїзної траншеї при реалізації автомобілем на одній з нижчих передач швидкості руху, прийнятної за економічними розуміннями, номінальній потужності Р_н , зазначеної в його технічній характеристиці, т:

де = 0,80 - 0,85 ККД трансмісії; - основний опір руху автомобіля, Н/кН; V = 4,5 - 5,5 м/с- швидкість руху автомобіля на одній з нижчих передач.

Масу навантаженого автомобіля по зчепленню визначають з умови зрушення його на розрахунковому підйомі виїзної траншеї при реалізації в несприятливих погодних умовах максимальної сили тяги по зчепленню, т:

де - зчіпна маса автомобіля (автопоїзда), що приблизно дорівнює: автомобілей з одним (заднім) ведучим мостом = 0,7. Дані про зчіпну масу порожніх автомобілів і навантажених при номінальному завантаженні приведені в табл. 2.6; - коефіцієнт зчеплення (табл. 2.7); δ – коефіцієнт інерції обертових мас при русі на одній з нижчих передач; - розрахункове прискорення машини при зрушенні.

Таблиця 2.6

Зчіпна маса автомобілів БелАЗ

Модель	540	548	549	7519	7521	7420-9590
Зчіпна маса, т	32,4/15,5	44,5/22,4	98/32	130/41,5	220/76	183/72

(чисельник-навантаженого автомобіля при номінальному завантаженні, знаменник- порожнього автомобіля)

2.5 Розрахункова продуктивність автомобіля і

чисельність машин автомобільного парку

Продуктивність автомобіля визначається його вантажопідйомністю і тривалістю рейса.

Час рейса, хв,

де - час руху автомобіля протягом рейса; - коефіцієнт швидкості, що враховує зниження технічної швидкості автомобіля з різних причин; - довжина і-го елемента профілю, км; - технічна швидкість руху по і-му елементі профілю обох напрямків (вантажного і порожнякового), км/год; - тривалість кінцевих операцій, хв,

=1,7+1,5+0,8+2=6,

де - час навантажування, розвантаження, маневрів і чекання в пунктів навантаження і розвантаження машин.

Змінна продуктивність автомобіля, т/зм,

де - тривалість робочої зміни, ч; – коефіцієнт використання змінного часу.

Кількість рейсових автомобілів для обслуговування одного навантажувального пункту

де - змінна продуктивність і-го навантажувального пункту, т; K – коефіцієнт нерівномірності вантажопотоку; Т_і - тривалість рейса для i-го пункту навантаження, хв; - дійсна вантажопідйомність машини, т.

Кількість рейсових машин, необхідних для обслуговування одного екскаватора з умови забезпечення безперервності його роботи,

Приймаємо 3 рейсових машини БЕЛАЗ – 549 для обслуговування одного екскаватора ЕКГ-8и. Оскільки одночасно працюють 6 екскаватори в однакових умовах, та усього рейсових машин 6*3=18

Інвентарний парк машин

=1,3*18=24,

- коефіцієнт інвентарності, що враховує резервні машини і машини, що знаходяться в ремонті.

2.6 Технічні показники автотранспортної системи

Загальний пробіг рейсових автомобілів за зміну, км,

де - змінний вантажопотік і -го навантажувального пункту (чи групи однотипних екскаваторів з однаковими характеристиками маршруту), т; - середня дальність пробігу автомобілів, що обслуговують цей навантажувальний пункт при робочому (з вантажем) і холостому ході, км.

Загальна витрата палива за зміну, л,

=0,01*200*312*1,21*0,7=528,6 ,

де - нормативна витрата палива на 100 км пробігу, л; - коефіцієнти, що враховують додаткову витрату палива на маневри і стоянки з працюючим двигуном, на гаражні потреби (регулювання двигунів і ін.), підвищену витрату палива в зимовий час.

Загальна витрата мастильних матеріалів (за зміну), л,

=0,05*528,6=26,43.

Коефіцієнт використання пробігу

Кількість технічно справних машин

=0,8*24=19,2

де = 0,7...0,8 - коефіцієнт технічної готовності автопарку; - інвентарна (облікова) кількість машин.

Пропускна здатність смуги автодороги при русі автомобілів в одному напрямку, автомобілів у годину,

де - середня швидкість руху автомобілів, м/с; - зупинний гальмовий шлях, м; - довжина автомобіля, м; К = 2...3 - коефіцієнт нерівномірності руху.

Кількість смуг головної автодороги для руху в одному напрямку

де - інтенсивність руху.

Провізна спроможність автодороги, год,

де f=1,75-2- коефіцієнт резерву пропускної здатності.

2.7 Перелік устаткування автотранспортної системи

Рухомий склад: автосамоскиди БелАЗ- 549 – 24 шт.
Автомобільні гаражі – 2 гараж на 50% парку (на 24 автомобілів БелАЗ- 549).
Відкриті стоянки – 1 стоянка на 18 автомобілів БелАЗ-549.
Автомобільні дороги:

забійна дорога - без покриття на скельній підставі, довжина дороги 3300 м,

дорога транспортної берми – щебенева, оброблена в'язкими, довжина 2300 м; з розвитком у міру ведення гірничих робіт до 2250 м;

виїзна траншея – цементобетонна, довжина 500м,

дорога на поверхні кар'єру – цементобетонна, довжина 2000 м,

3. РОЗРАХУНОК ЗАЛІЗНИЧНОГО ТРАНСПОРТУ

3.1 Задачі розрахунку і вихідні дані

Задачі розрахунку:

1) складання розрахункової схеми залізничного транспорту кар'єру;

2) вибір рухомого составу;

3) визначення припустимої маси потяга і кількості вагонів у составі;

6) перевірка тягових двигунів на нагрівання;

7) визначення кількості локомотивів і вагонів та продуктивності локомотивосостава;

8) розрахунок витрати електроенергії;

9) установлення місць розташування і параметрів роздільних пунктів і шляхового розвитку на уступах;

10) складання переліку устаткування транспортного комплексу.

Вихідні дані: річна і змінна продуктивність кар'єру по корисній копалині і породам розкриву; план і подовжній профіль внутрішньокар’єрних шляхів і шляхів поверхні до кінцевих пунктів транспортування; тип, кількість і розміщення екскаваторів; загальна організація транспорту(з закріпленням чи без закріплення локомотивосоставів за екскаваторами); режим роботи кар'єру і кліматична зона, в якій він знаходиться.

Розрахунок виконують по вантажопотоку найбільш завантаженої зміни окремо для вантажопотоку корисної копалини та порід розкриву, маючи на увазі можливу відмінність фізико-механічних властивостей гірничої маси, кінцевих пунктів транспортування і типів рухомого складу.

3.2 Методика розрахунку

Підставою для розробки розрахункових маршрутів є схема шляхового розвитку кар'єру . В одному випадку, можна скласти єдину схему шляхового розвитку власно кар'єру і шляхів поверхні; в іншому, коли шляховий розвиток складний, цю схему поділяють на дві: схему внутрішньокар'єрних шляхів і схему шляхів поверхні кар'єру від виходу виїзної траншеї на поверхню до кінцевих пунктів транспортування (збагачувальна фабрика, відвали й ін.).

Кар'єр має три розкривних уступи з вантажопотоками з горизонту 1 з горизонту 2 і 3 добувних- з вантажопотоками. Транспортування корисної копалини на збагачувальну фабрику і розкриву на зовнішній відвал здійснюється по внутрішніх групових траншеях і далі по шляхах поверхні кар'єру.

Розрахунок залізничного транспорту доцільно виконувати для одного чи

декількох характерних маршрутів, розрахункові дані по яких далі використовують для рішення деяких задач по кар'єру в цілому.

Основними характеристиками розрахункового маршруту, що використовуються у наступних розрахунках, є: профіль траси із указівкою пункту навантаження і розвантаження.

3.3 Вибір рухомого составу

Тип засобу тяги - електровоз, тепловоз чи тяговий агрегат приймають з урахуванням продуктивності кар'єру, глибини розробки, розрахункового ухилу виїзних траншей, системи електрозабезпечення, наявності чи відсутності

буровибухових робіт - за даними техніко-економічного аналізу варіантів.

Рекомендується застосовувати [7. с. 244]:

електровози постійного струму зчіпною масою 150-180 т та напругу

1500, 3000 В на кар'єрах з вантажообігом до 20 млн. т/рік з ухилом виїзних траншей до 40‰ і невеликою глибиною кар'єру (до 100-150 м);

тепловози зчіпною масою 2х127т (2 ТЕ-3) і 2х130 т (2ТЕ-10) з ухилами до 30‰, вантажообігом до 25 млн.т/рік і невеликою глибиною кар'єру. Важливим достоїнством цього засобу тяги є відсутність необхідності в контактній мережі усередині кар'єру, захист якої при буровибуховій відбійці утруднений;

тягові агрегати постійного (1500 і 3000 В) і змінного (10000 В) струму зчіпною масою 3х120 т, при великих вантажообігах і глибині кар'єру. Їхнє застосування можливе при ухилах до 50(60)‰. У кар'єрах з буровибуховою відбійкою гірничих порід вигідно застосовувати тягові агрегати, що мають дизельну секцію, яка забезпечує переміщення локомотивосостава по внутрішньокар'єрних шляхах, не обладнаних контактною мережею.

Для перевезення породи у відвали застосовують думпкари, для перевезення корисної копалини на склади й збагачувальні фабрики, розташовані поблизу кар'єру, можливе застосування як думпкарів, так і гондол, а на далекі відстані - гондол, думпкарів, хоперів. В окремих випадках, наприклад для перевезення штучного каменю, можливе використання платформ.

Для розрахунку приймаємо електровоз EL -1 (постійного струму) з наступними характеристиками:

Маса електровоза – 150т

Зчіпна вага = 1500 кН