Организация перевозок угля автомобильным транспортом

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»     Политехнический институт институт ТРАНСПОРТА                                                                       кафедра           КУРСОВАЯ РАБОТА     Организация перевозок угля автомобильным транспортом тема проекта (работы)       Пояснительная записка               Студент,     ЗФТ 11-08Б           __________           Б.А. Липкин                                 номер группы               подпись, дата          инициалы, фамилия   Руководитель                            __________          Е.В. Фомин                                                     подпись, дата           инициалы, фамилия             Красноярск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение……………………………………………………………………….			3
Глава 1.	Транспортная характеристика груза...............................................		6
	1.1.	Транспортная  характеристика угля ……………………	6
	1.2.	Обзор способов погрузочно-разгрузочных работ при перевозке угля……………………………………………	14
	1.3.	Выбор подвижного состава  при перевозке угля………	21
Глава 2.	Базовые и проектируемые  варианты доставки груза ………..		26
	2.1.	Базовые варианты доставки угля ………………………	26
	2.2.	Проектируемые варианты доставки угля………………	32
Заключение …………………………………….…………………………...			36
Список использованных источников и литературы ……………………..			38
Приложение А………………………………………………………………			43
Приложение Б………………………………………………………………			44
Приложение В………………………………………………………………			45
Приложение Г………………………………………………………………			46
Приложение Д………………………………………………………………			47

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Несмотря на то, что главными экспортными отраслями в России являются аэрокосмическая отрасль, нефтяная и газовая, отрасль энергетического машиностроения, черной и цветной металлургии, а также отрасль лесной и деревообрабатывающей промышленности, добыча угля стоит далеко не на последнем месте.

Уголь остается важнейшим источником электроэнергии, он является исходным технологическим сырьем для многих продуктов химической промышленности, каменноугольный кокс необходим для выплавки металла, значительна доля угля в расходах на коммунально-бытовые нужды, угольная промышленность снабжает топливом железнодорожный и водный транспорт. Независимо от географии страны, популярность этого природного продукта всегда остается высокой.

Как известно, спрос формирует предложение, поэтому актуальным вопросом остается транспортировка угля. В зависимости от количества, которое необходимо доставить в ту или иную область, для транспортировки используются различные виды транспорта. А именно: грузовые судна, грузовые составы поездов и автомобильные перевозки.

Чаще всего перевозка угля автомобильным транспортом осуществляется когда объем перевозимого груза недостаточно большой для транспортировки другим видом транспорта или использование автомобильной перевозки – единственный выход из ситуации, поскольку в пункте назначения нет выхода к морю или железнодорожных путей. Так как уголь является навалочным грузом, то его можно перевозить без какой либо тары. Для сохранности этого природного продукта в дороге, достаточно лишь внимательно производить перевозку, дабы не растерять все во время пути.

Следует помнить, что перевозка угля посредством грузового автомобиля – это сложный производственный процесс, который состоит из ряда операций. А именно: погрузка угля на подвижной состав в пунктах отправления; перемещение его подвижным составом; выгрузка угля с подвижного состава в пунктах назначения. Этот комплекс, связанный с транспортным процессом работ получил название транспортно-экспедиционной работы. В зависимости от того как организована такая работа, таким будет и эффект от перевозки угля.

На данный момент наименее защищенные версты населения – это жители небольших населенных пунктов, которые просто не в состоянии лично приехать за грузом. Именно поэтому очень важно, чтобы автомобильные перевозки срабатывали как часы. Ведь время прибытия в пункт назначения и само качество перевозки может влиять и на судьбы людей. В данном случае лучше приехать чуть раньше, чем опоздать. 
Также следует напомнить, что уголь – очень специфический груз для транспортировки. Ведь при неправильной его перевозке, а особенно на длинные расстояния, можно потерять в качестве (раздробление сырья), что существенно может повлиять на цену, и вдобавок испортит деловые отношения с заказчиком. Поэтому необходимо крайне внимательно относится к выбору транспортного средства для перевозки угля, предварительно проверив техническое состояние.

Всегда следует помнить, что организация перевозок угля заключается в соблюдении порядка на всех этапах транспортно-экспедиционной работы, что состоит из порядка подготовки и выполнения перевозок, руководства, учета или контроля, системы документооборота, системы расчетов за перевозки угля. В свою очередь качество перевозочного процесса (сохранность грузов, своевременность и экономичность перевозок, удобство пользования системой перевозок) зависит от того, как организованы перевозки. Поэтому следует учитывать, что при транспортировке угля, должен осуществляться количественный учет объема сырья, т.е. учет работы подвижного автомобильного состава в тоннах и тонно-километрах. Если же это сделать не является возможным, то количественный учет перевозки угля осуществляется автомобилями, оплачиваемые по временным тарифам, работа которых учитывается в автомобиле-часах.

Следует отметить, что для наибольшей эффективности перевозки, необходимо подбирать максимально подходящие для предстоящей дороги транспортные средства и их оптимальную грузоподъемность. При выполнении всех рекомендаций, заказчик всегда будет снабжен углем, что отразится на финансах сторон и их деловых отношениях.

Целью данной работы является раскрыть особенности организации и порядок перевозок угля автотранспортом.

В работе поставлены следующие задачи:

• выявить транспортные характеристики угля;
• охарактеризовать способы погрузочно-разгрузочных работ при перевозке угля;
• описать виды подвижного состава для перевозки угля;
• определить базовые варианты доставки угля;
• раскрыть проектируемые варианты доставки угля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. ТРАНСПОРТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУЗА

 

В данной главе раскрыты транспортные характеристики груза, их классификация, тип и виды; охарактеризованы способы погрузочно-разгрузочных работ, описана классификация автотранспортных средств-погрузчиков; выделены качества, которые характеризуют уровень автомобильного транспорта, условия, соблюдаемые при выборе подвижного состава для перевозки определенного вида груза.

 

1. Транспортные характеристики угля

 

Совокупность свойств груза, определяющих условия и технику его перевозки, перегрузки и хранения, называется транспортной характеристикой груза. К транспортным характеристикам грузов относятся все свойства объекта перевозки, которые имеют значения и могут повлиять на процесс транспортировки. Это длинный список, куда входят: габариты, упаковка, физические и химические свойства, условия хранения, степень влияния на окружающую среду и другие факторы [19, C. 158].

Существует единая система классификации грузов, которая требуется для установления единых тарифов транспортировки. Грузы классифицируются по:

• способу перевозки;
• происхождению;
• физико-химическим свойствам;
• форме предъявления к перевозке.

Согласно этой классификации можно выделить множество типов и видов грузов. По способу перевозки грузы можно разделить на:

• штучные, которые включают длинный список наименований, перевозимых в ящиках, мешках, бочках и т.д. Также к ним относятся объекты, которые занимают отдельные места в транспорте, например автотехника, металлоконструкции, строительная техника.
• наливные грузы представляют собой жидкие субстанции, такие как нефть, масло, спирт.
• навалочные, то есть те грузы, которые транспортируются без тары и занимают целое судно и фургон автомобиля: сахар, щебень, уголь.

В зависимости от происхождения различают грузы растительные, животные и минеральные. Потребительское назначение подразумевает разделение грузов на промышленные и продовольственные. Степень обработки определяет груз как готовые изделия, сырье и полуфабрикаты. Наконец, по биохимическому составу грузы могут быть органическими и неорганическими [18, C. 122].

По своим физико-химическим свойствам грузы разделяют на две основные группы: скоропортящиеся и устойчиво сохраняющиеся. Грузы можно также разделить на группы по степени огнеопасности, ядовитости, радиоактивности, обладанию определенными агрессивными свойствами – пылящие, выделяющие газы и запахи, грузы, обладающие гигроскопичностью, и так далее. Кроме того, почти все грузы обладают специфическими, присущими им свойствами, определяющими требования, которые необходимо выполнять в процессе их перевозки.

Транспортные характеристики груза взаимно связаны с техникой перевозки. В последние десятилетия форма предъявления грузов к перевозке в значительной степени повлияла на специализацию перевозок. В настоящее время строят не только танкеры, лесовозы, хлопковозы, рефрижераторные суда и суда для перевозки грузов, но создана целая серия принципиально новых специализированных автомобилевозов, контейнеровозов, лихтеровозов для перевозки [23, C. 151].

Для придания грузу транспортабельного состояния его упаковывают в тару, которая должна быть достаточно прочной для условий перевозки и выдерживать перегрузку в пунктах перевалки грузов, легкой, дешевой и минимальной по объему.

Для каждого вида грузоперевозок предусмотрены свои правила. Так же регламентируются и правила перевозки некоторых отдельных видов грузов, в том числе и перевозка насыпных грузов. По своему определению, насыпные грузы – это однородные грузы, которые размещаются в кузове грузового автомобиля или в специальном контейнере, без специальной (отдельной) упаковки [37, C. 648].

Насыпные грузы можно разделить на две основные категории – это собственно насыпные грузы, и навалочные грузы. Официально такого разделения нет, и те и другие с равным успехом можно отнести именно к насыпным грузам, однако для удобства их классификации, разделяют непосредственно на насыпные грузы, т.е. грузы, которые обладают свободной сыпучестью, и навалочные грузы.

Насыпные грузы перевозятся довольно часто, и, как любые другие виды автоперевозок, подчиняются строго определенным, для каждого типа груза, правилам и должны перевозиться с соблюдением некоторых требований к их перемещению.

Насыпные грузы могут быть самые различные, от зерна, кокса или песка, до угля. Их объединяет одно главное свойство – сыпучесть. Именно на основе этого свойства и происходит классификация такого груза как насыпной или навалочный. В нашей работе мы рассмотрим транспортные характеристики угля [30, C. 21].

Угли (древесный, активированный, сажа и пр.) – черный порошок или гранулы; пылящий, чрезвычайно гигроскопический груз, склонен к самосогреванию и самовоспламенению, повышенная температура и влагосодержание активизирует эти процессы. Относиться к категории опасные грузы. Угли, предъявленные к перевозке, должны быть достаточно термообработаны и охлаждены перед упаковкой.

Могут выделять метан, воспламеняющийся газ; смесь метана с воздухом, содержащая 5-16% метана, может привести к взрыву в атмосфере грузового помещения или смежных помещений от воздействия искры или открытого пламени, зажженной спичка или сигареты. Угли могут окисляться, вызывая снижение содержания кислорода и рост содержания диоксида углерода в атмосфере грузового помещения. Некоторые виды углей имеют склонность к самонагреванию, что может привести к их самовоспламенению в грузовом помещении.

Некоторые угли склонны вступать в реакцию с водой и образовывать кислоты, которые могут вызывать коррозию. Возможно также образование воспламеняющихся и ядовитых газов, таких как водород.

Уголь древесный. Твердый, пористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при пиролизе древесины. При контакте с водой склонен к самонагреванию, возможно самовоспламенение. В зависимости от степени подготовки груза к перевозке, его критериев опасности, относится или к опасным грузам или к материалам, опасным только при перевозке навалом. Применяется в производстве кремния, сероуглерода, активного угля и пр., а также, как топливо в быту [30, C. 21].

Рынок угля разделен на коксующиеся и энергетические угли. Коксующиеся угли являются сырьем для производства в металлургической промышленности. Коксующиеся марки углей относятся к каменному виду угля, в отличие от энергетических марок, которые относятся и к каменному и к бурому виду.

Основным направлением использования коксующегося угля является его переработка в металлургический кокс – твердый продукт высокотемпературного (>900C) разложения каменного угля без доступа воздуха, обладающий определенными свойствами. Металлургический кокс можно получить только из углей марки К или из смеси углей (шихты), которая по свойствам приближается к ним [1, C. 55].

В большинстве случаев коксующийся уголь нуждается в переработке, которую осуществляют обогатительные фабрики. В процессе переработки угля выпускается концентрат угля, который поставляется потребителям.

Транспортная характеристика углей приведена в таблице.

 

Таблица 1

Транспортная характеристика углей

 

Наименование свойств	Значения по маркам и группам угля
	К-10	КЖ-14	К9
Насыпная плотность, т/м3	0,92	0,85	0,85-0,95
Зольность, %	7,2-7,9	7,0-7,9	16,9-18,9
Выход летучих веществ, %	19,6-20,3	21,9-23,3	17,0-22,0
Содержание двуокиси кремния, %	20,0	16,0	8,4-10,45
Нижний концентрированный предел взрываемости (НКПВ) отложившейся пыли, г/м3	38-46	42	95
НКПВ взвешенной в воздухе пыли, г/м3	15-18	17	38
Предельно-допустимая концентрация, (ПДК) пыли в рабочей зоне, мг/м3	2	2	4
Общая влажность	6,1-8,6	9,3-8,0	6-7
Гранулометрический состав в % для кусков угля размером:
более 100 мм
от 50 до 100 мм		3,75
от 25 до 50 мм		11,6	0,45
от 13 до 25 мм		13,6	6,6
от 6 до 13 мм	10 мм	69,19	12,0
от 3 до 6 мм		-	13,85
от 1 до 3 мм		-	24,45
менее 1 мм			42,65

 

Продолжение таблицы 1

 

Ряд рудных грузов и углей делится на классы в зависимости от гранулометрического состава. Так, например, угли делят на классы в зависимости от размера куска угля (мм., Таблица 2):

Таблица 2

Классификация углей  в зависимости от гранулометрического состава

 

Плотный	100 и более
Крупный	50–100
Орех	25–50
Мелкий	13–25
Семечко	6–13
Штыб	менее 6

 

Гранулометрический состав груза определяет возможность применения различных схем механизации погрузочно-разгрузочных работ [26, C. 130].

К основным свойствам навалочных грузов так же относятся следующие.

Угол естественного откоса, или угол покоя. Это угол между плоскостью основания штабеля и образующей, который зависит от рода и кондиционного состояния груза. Рыхлые и пористые навалочные грузы имеют больший угол покоя, чем твердые кусковые грузы. С увеличением влажности угол покоя растет. При длительном хранении многих навалочных грузов угол покоя за счет уплотнения и слеживаемости возрастает. Различают угол естественного откоса в покое и в движении. В покое угол естественного откоса на 10–18° больше, чем в движении (например, на ленте транспортера).

Усадка – уплотнение навалочных грузов вследствие перераспределения частиц груза в массе насыпи и сдавливания нижних слоев верхними. На усадку грузов оказывают влияние свойства груза, способ нагрузки, длительность и условия перевозки [25, C. 13].

Сыпучесть – свойства навалочных грузов, которые при наличии свободной поверхности под воздействием движения пересыпаются с одного борта на другой.

Погрузочный объем – объем, занимаемый 1 т груза в грузовом помещении. При перевозке грузов погрузочный объем является критерием, по которому грузы делятся на «тяжелые» – (1,13-1,54 м3/т) и «легкие» – (1,50-3,7 м3/т).

Распыляемость – способность мельчайших частиц вещества образовывать с воздухом устойчивые взвеси и переноситься воздушными потоками на значительные расстояния. Распыляемость гpузов затрудняет работу людей и требует применения специальных средств индивидуальной и коллективной защиты. Для снижения пыления гpузов необходимо: совершенствовать тару и упаковку; создавать специализированный подвижной состав, погpузочно-разгpузочные устройства и складское оборудование.

Влажность – важнейший показатель состояния груза, поскольку от нее зависит самонагревание, возможность и вероятность самовозгорания. Самовозгорание – действие внутренних источников тепла (биологических и химических процессов), которые протекают в грузе. Самовозгоранию подвержены каменные и бурые угли, древесный уголь [26, C. 117].

Решающим фактором самовозгорания углей, является процесс химического взаимодействия вещества угля и в первую очередь углерода с кислородом воздуха и воды. Окисление углей делится на две стадии. В начальной стадии (при температуре 20-25 °С) образуются малоустойчивые перекисные соединения, содержащие кислород. Во второй стадии (при температуре 25-180 °С) происходит расщепление неустойчивых перекисных соединений. При этом освобождается 60-70% всей тепловой энергии окислительного процесса. Выделяющиеся при расщеплении активный кислород и другие элементы вместе с образовавшимся теплом способствуют окислению новых порций исходного вещества груза [7, C. 53].

Температура груза, по достижении которой начинается бурный процесс окисления, переходящий в самовозгорание, называется критической температурой. По действующим инструкциям критической температурой для ископаемых углей считается: в России – 60 °С; в Англии – 58-75 °С; в США – 75-85 °С.

Слеживаемость еще дно свойство навалочных грузов. Она характеризуется прочным сцеплением частиц груза и максимальной плотностью. Это приводит к потере грузом свойств сыпучести. Причинами слеживаемости являются: сцепление частиц груза от сдавливания при большой высоте укладки; кристаллизация солей из растворов и переход соединений вещества из одних модификаций в другие; химические реакции в грузах.

Степень слеживаемости зависит от размера, формы и характера поверхности частиц груза, наличия и свойств примесей, условий хранения груза, его влажности, гигроскопичности, характера воздействия внешней среды, длительности перевозки и высоты укладки.

Грузы, подверженные слеживаемости, следует хранить в условиях, исключающих или уменьшающих влагопоглощение. Для защиты от взаимодействия с окружающей средой эти грузы следует упаковывать в плотную воздухо- и влагонепроницаемую тару. Таким свойством обладают полимерные пленки [29, C. 15].

Смерзаемость – свойство груза при отрицательной температуре превращаться в сплошную массу и терять свою сыпучесть. Это свойство аналогично слеживаемости груза, и по результатам они идентичны. При смерзании также происходит слипание частиц груза и тем больше и сильнее, чем мельче и более шероховата поверхность частиц груза, больше его влажность и пористость. В наибольшей степени смерзаемости подвержены влажные угли. Восстановление сыпучести проводится рыхлением [4, C. 5].

Таким образом, можно  заключить, что уголь относиться к промышленным грузам, является навалочным, склонным к самосогреванию и самовоспламенению. Относиться к категории опасные грузы. Угли, предъявленные к перевозке, должны быть достаточно термообработаны и охлаждены перед упаковкой что обеспечит качество перевозочного процесса.

 

2. Обзор способов погрузочно-разгрузочных работ при перевозке угля

 

Транспортировка грузов на объект связана с необходимостью их погрузки на месте отправления и разгрузки на месте прибытия. В настоящее время операции погрузки-разгрузки почти полностью механизированы. Для этого используют специальные машины и механизмы [17, C. 87].

По принципу работы все машины и механизмы, осуществляющие погрузочно-разгрузочные операции, подразделяют на следующие группы: работающие независимо от транспортных средств и являющиеся частью конструкции транспортных средств. В первую группу входят специальные погрузочно-разгрузочные и обычные монтажные краны, погрузчики цикличного и непрерывного действия, передвижные ленточные конвейеры, механические лопаты, пневматические разгрузчики и др. Ко второй группе относят автомобили-самосвалы, транспортные приборы с саморазгружающимися платформами и автономными средствами разгрузки, средства для саморазгрузки и др.

Специальные погрузочно-разгрузочные и обычные краны (кран-балки, мостовые краны, козловые, башенные, стреловые, на пневмоколесном и гусеничном ходу, автокраны и др.) широко используют на погрузке и разгрузке железобетонных и металлических конструкций, оборудования, материалов, перевозимых в пакетах, контейнерах и др. Краны, оборудованные специальными захватными приспособлениями и грейферами, могут работать на погрузке и разгрузке лесоматериалов, щебня, гравия, песка, угля и других сыпучих и мелкокусковых материалов [37, C. 453].

Погрузчики получили большое распространение. С их помощью уже сейчас выполняют около 15% всех объемов погрузочно-разгрузочных работ. Широкое применение погрузчиков объясняется их высокой мобильностью и универсальностью. Наиболее широко в строительстве используют универсальные одноковшовые погрузчики, автопогрузчики и многоковшовые погрузчики [31, C. 122].

Универсальные одноковшовые самоходные погрузчики (Рисунок 1, а, б, в) оборудованы ковшом для погрузки и выгрузки сыпучих и кусковых материалов, кроме того, вилочными подхватами, челюстным захватом, бульдозерным отвалом, рыхлителем, экскаваторным ковшом (обратная лопата) и др. Одноковшовые погрузчики выпускают с передней разгрузкой ковша, с разгрузкой на сторону поворотом стрелы (полуповоротные) и с разгрузкой назад. Универсальные погрузчики используют для выгрузки и перемещения материалов на небольшие расстояния, подачи их к подъемно-транспортным машинам, загрузки приемных устройств растворных и бетонных узлов, а также и для различных вспомогательных работ. Грузоподъемность одноковшовых погрузчиков 2; 3; 4; 6 и 10 т.

 

Рис. 1. Погрузчики: a – одноковшовый с задней разгрузкой (в момент загрузки и выгрузки); б– одноковшовый фронтальный с опрокидным ковшом; в– то же, с челюстным ковшом; г– многоковшовый; д – автопогрузчик с вилочным подхватом; 1– питатель-шнек; 2– ковшовый элеватор; 3– рама; 4– загрузочный лоток; 5– вилочный подхват; 6– телескопический подъемник

 

Многоковшовые погрузчики (непрерывного действия) предназначены для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов, в том числе и угля, в автосамосвалы и другие транспортные средства. Многоковшовый погрузчик является самоходной машиной, на раме которой укреплены зачерпывающий орган-питатель и ковшовый элеватор, или конвейер (Рисунок 1, г). Такие машины выпускают нескольких типов, отличающихся в основном конструкцией зачерпывающего органа (подгребающие винты, зачерпывающая шаровая головка, загребающие лапы и др.). К этой группе погрузочно-разгрузочных машин относят и передвижные ленточные конвейеры, которые используют при погрузке сыпучих, кусковых и мелкоштучных грузов [37, C. 454].

Автопогрузчики в качестве рабочего органа имеют телескопический подъемник с вилочным захватом (Рисунок 1, д), а в качестве сменного – ковш, зажимы для штучных грузов, крановую стрелу и другие захватные приспособления.

Грузовые автомобили, которые могут не только осуществлять перевозку грузов, но и самостоятельно загружать себя ими и разгружаться, называют автомобилями самопогрузчиками. Эти АТС отличаются от других грузовых автомобилей тем, что на них установлены различные грузоподъемные приспособления и устройства, приводимые в действие от собственного двигателя автомобиля (Рисунок 2, 3, 4, 5) [17, C. 85].

 

          

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Основные компоновочные схемы размещения консольных cтpeловых кранов на автотранспортных средствах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Автомобили-самопогрузчики с бортовыми манипуляторами: а модели 4950; б модели 39631

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Съемные кузова для автомобилей-самопогрузчиков с грузоподъемными устройствами бескранового типа: а, б – универсальная платформа и платформа для легковесных грузов (керамзита, щепы, опилок и др.) соответственно; в, г – цистерна для топлива и битума соответственно; д – базовое шасси; е –контейнер для пищевых отходов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Автомобиль-самопогрузчик с портальной стрелой и кузовом-контейнером для навалочных грузов: а – кузов на земле; б – подъем кузова; в – кузов на раме; г – разгрузка кузова