Современное состояние и перспективы развития карьерного транспорта

К основным видам карьерного транспорта, широко применяемым на от­крытых горных работах, относятся железнодорожный карьерный транспорт, ав­томобильный карьерный транспорт и конвейерный карьерный транспорт, применяемые са­мостоятельно, а также комбинированный транспорт, предусматривающий раз­личное сочетание основных видов транспорта. Реже на карьерах используются канатный (скиповые и автомобильные подъемники и канатные подвесные дороги), гидравлический, гравитационный, скреперная доставка и новые виды транспорта (конвейерные поезда, крутонаклонные конвейеры, воздушный транспорт и другие). По характеру грузопотоков, различают цикличный (железнодорожный, автомобильный, скиповой) и непрерывный (конвейерный, конвейерные поезда) виды транспорта.

Железнодорожный карьерный транспорт имеет широкое распространение на карьерах всех горнодобывающих отраслей Украины, России, стран СНГ и на зарубежных карьерах.

Основные достоинства железнодорожного карьерного транспорта:

1-высокая надежность в работе;

2-способность транспортировать горные породы с различными физико-механическими свойствами;

3-относительно низкие энергоёмкость и стоимость транспортирования;

4-малая зависимость от климатических условий и незначительное отрицательное воздействие на окружающую среду.

К недостаткам железнодорожного карьерного транспорта относятся:

1 - небольшие преодолеваемые уклоны пути (2,5…3,5°, 40…..50%0);

2 - низкая производительность труда и высокая трудоемкость;

3 - большие радиусы вписывания в горизонтальной плоскости;

4 - сравнительно высокая стоимость капитальных затрат;

5 - большие объемы горнокапитальных работ, особенно при значительной глубине карьеров;

6 - необходимость создания при электровозном транспорте системы электроснабжения.

На современных карьерах применяют электровозную и тепловозную тяги и вагоны различной конструкции и грузоподъёмности. Благодаря внедрению мощных электро­возов, тяговых агрегатов и вагонов большой грузоподъёмности существенно увеличился полезный вес локомотивосоставов, повысилась произ­водительность железнодорожного транспорта и уменьшились эксплуатационные затраты. В настоящее время на карьерах применяются:

- электровозы Д94 (ДЭВЗ), ВЛ26 (НЭВЗ) и ЕL21 (ФРГ), сцепной массой 94...160 т, мощностью 1100... 21000 кВт и силой тяги 110...250кН;

- тяговые агрегаты типа ОПЭ, ПЭ (ДЭВЗ и НЭВЗ) и ЕL (ФРГ), сцепной массой 360... 370 т, мощностью 5000... 6500 кВт и силой тяги 650... 810 кН;

- тепловозы типа ТЭМ 1,2,3, и 7, сцепной массой 120... 180 т, мощностью дизеля 750... 1450 кВт и силой тяги 200...350 кН;

- думпкары типа ВС, грузоподъемностью от 60 до 180 т.

Железнодорожный транспорт наиболее эффективно используется на круп­номасштабных предприятиях с объёмом перевозок от 10 до 100 млн. т/год и более с большими размерами карьерного поля при значительных расстояниях транспортирования (5...10 км и более), но при незначительных уклонах пути до 40...50 %0 (2...3°) и больших радиусах кривых 80...100 м в любых климатических услови­ях (кроме районов вечной мерзлоты). Рациональная глубина зоны, в которой эффективно применение железнодорожного транспорта, составляет 100...150 м. Иногда применяется и при больших глубинах (пример - карьер ЮГОК).

Перспективы развития железнодорожного транспорта связаны с увеличением уклона пути до 60...80%0 широким применением тяговых агрегатов и карьерных электровозов, тоннельных схем вскрытия глубоких горизонтов карьеров и автоматизацией работы транспорта.

Автомобильный карьерный транспорт благодаря своим преимуществам в сравнении с другими видами транспорта в настоящее время является наиболее распространенным в Украине и странах всего мира. Опыт приме­нения автомобильного транспорта подтвердил его высокие технико-экономиче­ские показатели в определенных горнотехнических условиях. Благодаря созда­нию новых высокопроизводительных автомобилей большой грузоподъёмности и совершенствованию системы технического обслуживания и ремонта, область применения автомобильного карьерного транспорта за последние 10...15 лет существенно расширилась. (В Украине~60…70%).

Достоинства автомобильного карьерного транспорта:

1-высокая мобильность и независимость от внешних источников питание, что позволяет применять автотранспорт в сложных условиях залегания, в период строительства карьера и при разработке месторождений с ограниченными запасами и малом сроке эксплуатации;

2-возможность транспортирования горных пород с различными физико-механическими свойствами;

3-возможность движения по относительно крутым подъемам автодорог, что обеспечивает сокращение длины транспортирования и горнокапитальных работ при строительстве выездных траншей;

4-упрощение процесса отвалообразоваиия;

Недостатки автомобильного карьерного транспорта:

1-зависимость эксплуатации дорог и подвижного состава от климатически условий и состояния автодорог и, как следствие, снижение производительности в период дождей, снегопада и гололеда;

2-ограниченное значение рациональной длины транспортирования (З...4км наиболее рациональное 1,2...1,5 км);

3-высокий уровень запыления и загрязнения атмосферы вредными выбросами (до 200 т в год) отработавших газов при большой интенсивности движения и ограниченных размерах карьера;

4- низкая производительность труда, обусловленная большим количество, водителей;

5 - относительно высокие энергоёмкость и эксплуатационные затраты.

В настоящее время на карьерах применяются большегрузные автосамосвалы и автопоезда БелАЗ с гидромеханической и электромеханической трансмиссией, зарубежные автосамосвалы американских и японских фирм Юнит-Риг, Камацу, Юклид, Катерпиллер и Дрессер, грузоподъемностью от 27 т до 220 т, дизельтроллейвозы. На железорудных карьерах СССР по состоянию на I января 1989г эксплуатировалось около 1800 автосамосвалов (в том числе зарубежных более 350), общей грузоподъёмностью более 130,0 тыс. т, и два дизель троллейвоза.

Автомобильный транспорт эффективно используется при строительств. карьеров, разработке месторождений с неправильными контурами, при селек­тивной выемке полезных ископаемых, при небольших объемах перевозок на ма­лых карьерах и крупных карьерах с объёмом перевозок 60... 80 млн.т в год. Ра­циональное расстояние транспортирования не превышает 3...4 км, поэтому ав­тотранспорт используется на карьерах, которые имеют сравнительно ограниченные размеры плане до 2,0...2,5 км. Уклоны автодорог составляют 4…5 (80…100%0),радиусы поворота на дорогах 40...50 м при наименьших радиусах 8...16 м. Глубина карьеров, на которых применяется автомобильный транспорт обычно не превышает 200…250 м. Основным перспективным направлением развития автомобильного транспорта является его применение на глубоких карьерах в схемах комбинированного транспорта при ЦПТ, совершенствование

схем движения в карьере и разработка автоматических систем управления движением автосамосвалов и совместной их работы с экскаваторами в забое.

Конвейерный карьерный транспорт благодаря высокой производительности, возможности создания непрерывного потока горной массы и полной автоматизации производственного процесса транспортирование горной массы конвейе­рами на карьерах получает всё большее распространение. Одним из существен­ных преимуществ конвейеров перед железнодорожным и автомобильным транс­портом является возможность транспортирования материала под углом до 18°, а на специальных видах конвейеров даже до 40° и более. Поэтому при конвейер­ном транспорте сокращается протяженность транспортных коммуникаций, объ­ем горнокапитальных работ и разнос бортов карьеров, сроки их строительства, что особенно важно при разработке глубоких карьеров. Конвейерные транспорт применяется как самостоятельный, так и в сочетании с другими видами транс­порта - автомобильным, железнодорожным и другими. В общем случае в состав конвейерного транспорта входят передвижные и стационарные конвейеры, монтируемые непосредственно на почве, и конвей­ерные агрегаты - перегружатели, транспортно-отвальные мосты и отвалообразователи.

Основные преимущества конвейерного транспорта:

1-высокая производительность (до 30,0 тыс. м /ч - рыхлых пород и до 3...10 тыс. т/ч - скальных пород);

2 - поточность транспортирования как технологического процесса;

3-возможность перемещать материал с углом наклона трассы до 16°... 18°;

4-относительно малая энергоёмкость и меньшая зависимость от климати­ческих условий по сравнению с автомобильным транспортом;

5-незначительное отрицательное влияние на окружающую среду;

6-безопасность и улучшение условий труда;

Недостатки конвейерного карьерного транспорта:

1-жесткие требования к физико-механическим свойствам транспортируе­мых материалов - абразивность, влажность и кусковатость (размер кусков не должен превышать 400...500 мм);

2 - ограничение срока службы (2…4 года - тканевые, 4...6 – тросовые) и вы­сокая стоимость конвейерной ленты (до 40% стоимости конвейера).

В настоящее время конвейерный транспорт широко применяется в составе комплексов машин непрерывного действия при разработке мягких пород, состоящих из роторных экскаваторов, системы забойных, передаточных, отваль­ных конвейеров и отвалообразователей - при транспортной системе разработки и роторных экскаваторов, транспортно-отвальных мостов или консольных отвалообразователей - при транспортно-отвальной системе.

При разработке скальных пород ленточные конвейеры в основном приме­няются в качестве подъёмного транспорта в схемах ЦПТ в сочетании с другими видами карьерного транспорта.

В настоящее время ленточные конвейеры применяются с жесткими, шар­нирными или податливыми (канатная подвеска) роликоопорами. В качестве тя­гового органа применяются резинотканевые или резинотросовые ленты, с раз­рывным усилием 3000...6000 Н/см ширины прокладки (тканевые) и 15000…60000 Н/см ширины ленты (тросовые). На открытых горных работах применяются ленточные конвейеры, выпус­каемые в Украине и России, производительностью от 1,0 до 6,0 тыс. м3/час, с шириной ленты от 1200 мм до 2000 мм, при длине конвейеров от 250 м до 2000 м и скорости движения ленты 1,5 м/с до 5 м/с.

При транспортировании мягких пород применяются конвейеры со скоро­стью движения ленты 3,0... 5,0 м/с, при транспортировании скальных пород -1,5... 3,5 м/с.

Применение конвейерного транспорта связано, прежде всего, с расшире­нием области поточной технологии при использовании роторных экскаваторов для разработки мягких горных пород в комплексе с консольными отвалообразователями и использования конвейеров в качестве подъёмников в комбинации с другими видами карьерного транспорта при транспортировании скальных гор­ных пород. Конвейерный транспорт наиболее соответствует условиям глубоких карьеров большой производственной мощности, обеспечивая при этом высокую производительность. Конвейерный транспорт эффективно применяется при объ­ёмах перевозки 20...40 млн. т/год и более. Рациональное расстояние транспор­тирования не превышает 4...6 км. При высоте подъема груза на 250...300 м.

Перспективным направлением развития конвейерного транспорта является создание крутонаклонных конвейеров с углом подъёма до 40° и выше, создание специальных конвейеров для транспортирования скальных пород и применение их в схемах поточной технологии (ПТ), повыше­ние скорости движения ленты до 10 м/с, увеличение длины конвейеров за счет повышения разрывного усилия ленты.

Комбинированный карьерный транспорт. Каждому из рассмотренных видов транспорта присущи определенные преимущества и недостатки, определяющие рациональную область их примене­ния. Рост объёмов производства и ухудшение горнотехнических условий с увеличением глубины карьеров, обусловило целесообразность комбинаций раз­личных видов карьерного транспорта, обеспечивающих наиболее эффективное их использование. Применение комбинированного транспорта наиболее эффек­тивно при разработке глубоких месторождений или при большой дальности откатки, когда один вид карьерного транспорта не обеспечивает экономичность разработки месторождения.

Преимуществом комбинированного транспорта является возможность ис­пользования различных видов транспорта на участках, где они наиболее эффек­тивны.

Недостаток комбинированного транспорта заключается в необходимости эксплуатации различных видов транспортных средств (ремонт, содержание) и наличии перегрузочных пунктов, усложняющих технологический процесс и ор­ганизацию работ.

В настоящее время получили распространение следующие виды комбини­рованного транспорта.

Автомобильно-железнодорожный транспорт наиболее эффективен на крупных карьерах большой производственной мощности при разработке нижних горизонтов карьеров с ограниченным развитием железнодорожных путей, при отработке месторождений со сложными конфигурацией и составом полезного ис­копаемого и при необходимости интенсификации горных работ в глубинной части карьера. Автомобили вводятся, как правило, с глубины 150…180 м.

Автомобильно-конвейерный транспорт наиболее распространен на карьерах с крепкими скальными породами и рудами. Ввод его целесообразен с глубины разработки 100…150 м, а эксплуатация при дальности транспортирования автосамосвалами-до 1,5 км и конвейерами – до 3км. Автомобильно-конвейерный транспорт применяется при грузопотоках 18…20 млн. т/год.

Железнодорожно-конвейерный транспорт используется при больших размерах карьеров в плане и значительной (свыше 200м) их глубине. Величина грузопотока при железнодорожно-конвейерном транспорте составляет 20...25 млн.т. в год и выше.

Автомобильно-скиповой транспорт дает возможность транспортировать скипами крупнокусковую взорванную скальную горную массу по борту карьера под углом до 45° и в шахтных стволах до 90°. Применение целесообразно в сравнительно глубоких карьерах (350...400м) с малыми размерами в плане. Вели­чина грузопотока составляет 8...10 млн. т в год.

Кроме основных видов комбинированного транспорта применяются ком­бинации автомобильного транспорта с гравитационным, канатным, гидротранс­портом, пневмотранспортом и другими видами карьерного транспорта.

Развитие карьерного транспорта базируется на создании и совершенствовании способов транспортирования и технических средств, отвечающих критериям технологично­сти, экономичности и ресурсосбережения при соответствующей организации производства. По прогнозам ряда специалистов, сделанных в середине 90-х годов прошлого столетия в перспективе к 2010 г. структура карьерного транспорта по объемам перемещаемой горной массы в странах СНГ будет иметь следующий вид:

-железнодорожный транспорт - 22... 24%;

-автомобильный транспорт - 21...33%;

-конвейерный транспорт в схемах поточной и циклично-поточной технологии - 20...25%;

-конвейерные поезда - 5... 10%;

-другие вида специального транспорта – 8…25%.

Однако сегодня можно утверждать, что данные прогнозы не подтвердятся. В ближайшей перспективе железнодорожный транспорт останется на прежнем уровне, а более интенсивно будут развиваться конвейерный, автомобильный, комбинированный в основном автомобильно-конвейерный. Конвейерный транс­порт будет доминирующим на месторождениях с мягкими породам.

Дата добавления: 2014-01-04