22.АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ
22.1.Автомобильные дороги
Взависимости от срока службы карьерные автодороги подразделяются на временные, располагаемые на рабочих уступах, отвалах и скользящих съездах, и постоянные со сроком службы не менее 1—2 лет, устраиваемые в капитальных траншеях и на поверхности.
Всоответствии с показателями грузонапряженности (количеством груза в тоннах, перевозимого по участку дороги в единицу времени) или интенсивности движения (количеством транспортных средств, проходящих через дорогу в единицу времени) постоянные дороги разделяют на три категории с регламентированными максимальными скоростями движения, шириной проезжей части и другими параметрами. Допустимая скорость движения на постоянных дорогах 25—50 км/ч, на временных — до 15 км/ч.
Проезжую часть дороги, воспринимающую основные нагрузки от подвижного состава, оборудуют дорожным покрытием. Ширину проезжей части выбирают в зависимости от размеров подвижного состава, скорости движения и числа полос движения. Возможно встречное движение по одной полосе, встречное по двум полосам (одна грузовая, другая порожняковая) и кольцевое движение по одной полосе. Ширина проезжей части постоянных дорог при двухполосном движении для автосамосвалов грузоподъемностью 27—75 т может составлять 12—20 м,
временных дорог— 10,5÷13,5 м.
Проезжую часть дороги с целью отвода воды выполняют односкатной или двускатной, а на поворотах — уширяют на 10%. На кривых с радиусом менее 200 м устраивают виражи путем придания проезжей части односкатного профиля с уклоном 20—60‰ к центру кривой.
Тип дорожного покрытия выбирают с учетом объемов перевозок и интенсивности движения, грузоподъемности подвижного состава, срока службы дороги, наличия местных строительных материалов.
Дорожное покрытие может состоять из одного верхнего или двух — верхнего и нижнего — слоев. Верхний слой должен быть ровным, износоустойчивым и обладать определенной шероховатостью для обеспечения надежного сцепления колес подвижного состава с дорожным покрытием. Нижний слой, обеспечивающий прочность, располагают на дорожном основании, материалом для которого служат крепкие вскрышные породы. Если дорожное основание представлено песчаниками, известняками или другими крепкими породами, то покрытие выполняют только из одного верхнего слоя.
Оптимальный уклон автодороги выбирают на основании технико-экономического анализа для конкретных горно-технических условий с учетом тягового усилия машины и безопасности движения. Для автосамосвалов величина руководящего уклона составляет 70—90‰. При увеличении уклонов возможно уменьшение объема горно-подготовительных работ и сокращение времени рейса, однако это ведет к повышенному износу ходовой части шин и снижению скорости движения. Уклоны в порожняковом направлении могут достигать 120—150‰.
Содержание и ремонт автодорог обеспечивает специальная дорожная служба, которая осуществляет работы по очистке дорожного покрытия от грязи, снега, ведет борьбу с гололедицей и пылеобразованием, производит текущие и капитальные ремонты дороги.
22.2. Подвижной состав
На отечественных и зарубежных карьерах наибольшее распространение получили автосамосвалы с кузовом, разгружающимся опрокидыванием назад (рис. 22.1, а), и полуприцепы с разгрузкой назад, набок или через дно (рис. 22.1, б, в).
Рис. 22.1. Подвижной состав карьерного автотранспорта: а — автосамосвал; б, в — полуприцепы с разгрузкой назад
Грузоподъемность применяемых карьерных самосвалов 12— 180 т. С увеличением грузоподъемности повышается производительность автотранспорта, упрощается организация движения, снижаются эксплуатационные расходы. Применяемые автосамосвалы характеризуются высокой прочностью кузова, рамы и подвески, допускающие погрузку экскаваторами крупнокусковой скальной горной массы и небольшие радиусы поворота (до 8,5—9,5 м). Кроме этого они отличаются высокой удельной мощностью — порядка 5,2—7 кВт на 1 т брутто машины.
Отечественная промышленность выпускает карьерные автосамосвалы КрАЗ-256Б, БелАЗ540, БелАЗ-48, БелАЗ-549, БелАЗ-7519 и БелАЗ-7521 грузоподъемностью соответственно 12, 30, 45, 86, 110 и 180 т, с дизельными двигателями мощностью соответственно 175, 275, 365, 770, 955 и 1690 кВт.
Автосамосвал типа КрАЗ применяют в карьерах небольшой производительности. Он может работать с экскаватором с ковшом вместимостью до 3 м3. Колесная формула самосвала 6×4.
Автосамосвалы типа БелАЗ-540 и БелАЗ-548 созданы на основе максимальной унификации агрегатов, имеют колесную формулу 4×2, оборудованы гидромехамической трансмиссией, пневмогидравлической подвеской, гидравлическим усилителем рулевого механизма и пневматическими колодочными тормозами. Кузов имеет V-образную форму, благодаря которой обеспечивается снижение центра тяжести и высоты машины. Для предотвращения примерзания увлажненной горной массы кузов оснащен двойным днищем и каналами для прохождения отработавших газов, которыми обогреваются внутренние стенки и днище кузова.
На автосамосвалах БелАЗ-549, БелАЗ-7519 и БелАЗ-7521 применяется электромеханическая трансмиссия с электроприводом задних ведущих колес, что обеспечивает высокий КПД, простоту управления и автоматическое регулирование нагрузки на ведущие колеса в соответствии с величиной сопротивления движению.
Электромеханическая трансмиссия включает в себя генератор постоянного тока, вращаемый от дизеля, и ведущие мотор-колеса. В мотор-колесо встроены тяговый электродвигатель, редуктор и тормозное устройство. Такая конструкция ведущих колес обеспечивает плавную передачу тягового усилия и регулирование скорости движения в широком диапазоне.
Кроме автосамосвалов с ведущими мотор-колесами разработаны другие средства автотранспорта с использованием электромеханической трансмиссии: троллейвозы-самосвалы с тяговыми электродвигателями, получающими питание от двухпроводной контактной сети; дизельтроллейвозы, которые в карьере и на отвалах перемещаются от дизель-электрической установки, а на подъемах и на поверхности — от контактной сети. Дизель-троллейвозы двойного питания развивают высокую скорость при питании от контактной сети, допускают рекуперацию энергии
при движении под уклон, однако масса и стоимость дизель-троллейвозов на 15—20% выше, чем дизельных автосамосвалов.
Полуприцепы, разработанные для транспортирования скальной горной массы, состоят из седельного тягача и одноили многоосного полуприцепа с задней разгрузкой (см. рис. 22.1, б, в). На базе автомобилей типа БелАЗ созданы полуприцепы грузоподъемностью 40, 65 и 120 т (два последних снабжены моторизованными ведущими колесами с встроенными электродвигателями). Преимущество полуприцепов — их большая грузоподъемность, недостатки — низкая маневренность, меньшая удельная мощность, чем у автосамосвалов.
Основным направлением отечественного и зарубежного автостроения является создание карьерных автосамосвалов большой и особо большой грузоподъемности с электромеханической трансмиссией.
За рубежом карьерные автосамосвалы грузоподъемностью от 25 до 318 т выпускают фирмы «Вабко», «Юнит Риг», «Тереке» (США), «Комацу» (Япония) и др.
22.3.Организация работы автотранспорта
Взависимости от способа вскрытия месторождения и горнотехнических условий разработки связь рабочих горизонтов карьера с поверхностным комплексом и расположение автодорог в плане осуществляют по схемам прямых, спиральных и петлевых съездов. Прямые съезды применяют в карьерах небольшой глубины, спиральные, допускающие большие радиусы закруглений, в карьерах большой глубины с ограниченными размерами в плане. Петлевые съезды, соединенные с закруглениями или серпантинами, рациональны при значительной глубине карьера или при разработке на склоне горы, где невозможно преодолеть подъемы прямыми съездами. На многих карьерах используют комбинированные съезды с переходом спиральной формы дороги в петлевую.
Для повышения коэффициента использования и производительности автотранспорта большое значение имеют правильные организация подъезда и установка машин в забое у экскаватора, обеспечивающие непрерывность подачи и сокращение времени маневров машин.
Применяют подъезды: сквозные (рис. 22.2, а) — при одностороннем движении машин; с петлевым разворотом (рис. 22.2, б) — при встречном движении и достаточной площади рабочих уступов; с тупиковыми разворотами (рис. 22.2, в) — в стесненных условиях (например, при проведении траншей).
Рис. 22.2. Схемы подъездов автосамосвалов к экскаватору.
Возможна одиночная или групповая (спаренная) установка машин в забое под погрузкой. При спаренной установке машин с одной или с двух сторон от экскаватора (рис. 22.2, г) обеспечивается его непрерывная работа и повышается производительность автотранспорта.