Залізничний транспорт при відкритій розробці рудних родовищ.

Кар'єрний транспорт є сполучною ланкою в загальному технологічному процесі. Від чіткої роботи кар'єрного транспорту залежить ефективність суміжних виробничих-них процесів -- виймальних-вантажних і відвальних робіт.

Умови розробки рудних кар'єрів сприяють переважному застосуванню для вивезення гірничої маси

автомобільного транспорту. Автомобілями перевозяться на кар'єрах чорної металургії 64,6% і кар'єрах кольорових металів більше 80% всіх кар'єрних вантажів.

На другому місці за обсягом перевезень знаходиться залізно-

дорожній транспорт, яким перевозиться на кар'єрах чорної металургії 30,4% всієї гірничої маси. Інші види транспорту мають підлегле значення і загальний обсяг перевезень ними не перевищує 5% всіх вантажів.

Значна глибина рудних кар'єрів створює умови для використання комбінованого транспорту. Так, на залізорудний кар'єрах комбінованим транспортом вивозиться 41,5% гірської маси, у тому числі 79% видобутої руди.

Залізничний транспорт доцільно застосовувати на кар'єрах з великим річним вантажообігом (25 млн. тонн і більше) при значній довжині транспортування (4 км і більше). До основних достоїнств залізничного транспорту слід віднести невеликі витрати енергії, можливість забезпечення практично будь-якої величини вантажообігу при будь-якій відстані перевезень, можливість застосування автоматизованої системи управління (АСУ), надійність роботи в різних кліматичних і гірничо-геологічних умовах і відносно невеликі витрати на 1 тоннокіломерт перевезень.

У порівнянні з іншими видами кар'єрного транспорту залізничний вимагає найбільших радіусів кривих

(100 - 120 метрів), значної протяжності фронту робіт (500 - 600 метрів) і допускає мінімальні підйоми шляху (40 - 60 проміле). Ці умови забезпечувала-вуються при великих розмірах кар'єра в плані. При залізничному транспорті щодо великі обсяги гірничо-капітальних робіт, капітальні витрати, витрати на утримання транспортних комунікацій та їх експлуатацію і найбільш складна організація руху.

Залізничні перевезення на кар'єрах чорної металургії здійснюються електрифікованим транспортом (77% вантажів, що перевозяться) і тепловозами

(23%). Як локомотивів використовується 356 тягових агрегатів, 245 електровозів, а також 448 тепловозів потужністю 2 - 6 тис. к. с. Тепловози використовуються на більшості кар'єрів Криворізького басейну.

Основними умовами ефективного формування ЕКСКО-ваторно-залізничних комплексів при використанні екскаваторів механічних лопат на навантаженні гірничої маси та залізничних складів при її транспортуванні є визначення раціональних якісних сполучень вантажних і відвальних екскаваторів і локомотівосос-тавов; кількісна взаємоув'язку навантажувального, транспорт-

ного і відвального обладнання в вантажопотоках.

Засобами залізничного транспорту є рейкові шляхи і рухомий склад.

* Рейкові шляхи.

За умовами експлуатації рейкові кар'єрні шляху поділяються на стаціонарні, що зберігають своє становище постійно або протягом тривалого часу (колії на поверхні, транспортних бермах і в капітальних траншеях), і тимчасові шляху, періодично переміщуються (на виступах і відвалах). На кар'єрах в основному застосовується стандартна колія шириною 1520 міліметрів.

Мінімальний радіус кривих визначається типом рухомого складу і шириною колії. Для всіх стаціонарних кар'єрних шляхів при ширині колії 1520 мм стандартний радіус кривих дорівнює не менше 200 метрів. Для тимчасової колії він знаходиться в межах 100 - 120 метрів.

Величину підйому i (ухилу) в поздовжньому напрямку прийнято виражати в проміле (кількість тисячних одиниць тангенса кута підйому, тобто i = 1000 tg a, де а - кут підйому). Так як при малому куті підйому sin a = tg a, то при відомих значеннях i і висоти підйому можна визна-ділити довжину ділянки підйому без тригонометричних таблиць.

Максимальний підйом шляху у вантажному напрямку називається керівним підйомом i p. За величиною керівного підйому розраховується маса поїзда. Економічне ефективна величина керівного підйому для електрифікованого залізничного транспорту при одноразової тязі не перевищує 40 і 60 проміле відповідно з використанням електровозів і тягових агрегатів.

Схема будови залізничної колії.

1 - земляне полотно

2 - баласт

3 - шпала

4 - підкладка

5 - рейок

6 - водовідвідних канава

7 - накладка

8 - ширина колії

* Рухомий склад.

Рухомий склад на кар'єрах складається з вагонів і локомотивів. Для перевезення корисного викопного широко використовуються вагони типу "гондола" вантажопідйомністю 60 - 90 тонн і, частково, типу "хопер", вантажопідйомністю 60 тонн. У вагонів типу "гондола" дно складене з окремих щитів, що обертаються на шарнірах у хребтової балки. Опущені щити обрзуют похилі площини, по яких вантаж висипається на обидві сторони від осі колії. Вагон типу "хопер" має похилі торцеві стінки і розвантажується через люки, розташовані нижче рами вагона. Вантаж зсипається між рейками або на бік.

Для перевезення розкривних порід застосовуються саморозвантажувальні вагони - Думпкари з одностороннім або двостороннім розвантаженням. Конструкція думпкарів розрахована на сприйняття значних динамічних навантажень від падіння великих шматків породи масою 3-5 тонн з висоти 1,5 - 3 метри (при навантаженні екскаваторами).

Думпкари також широко застосовуються і для транспорт-ірованія руди.

Думпкари

Локомотиви.

Як локомотивів на кар'єрах застосовуються електровози, тепловози і тягові агрегати. Достоїнствами електровозів є відносно високий ККД, рівний 14 - 16%, висока швидкість руху на керівному підйомі, здатність подолання підйомів до 40 проміле, постійна готовність до роботи, простий обслуговування і надійна робота в суворих кліматичних умовах. Недоліками електровозів є залежність від джерела енергії і значні початкові витрати на будівництво контактної мережі та тягової підстанції. Наявність контактної мережі на забійних шляхах ускладнює організацію вибухових і виймальних - вантажних робіт.

Тепловози.

Тепловози - локомотиви, обладнані двигунами внутрішнього згоряння (дизелями). ДВС, встановлений в тепловози, забезпечує його автономність і виключає необхідність контактної мережі, вартість якої становить 12 - 15% загальної вартості транспортування. Тепловози володіють високим ККД, що дорівнює 24 - 26%, і здатні долати значні підйоми. Застосовувані на кар'єрах тепловози призначені для роботи на коліях Державної адміністрації залізничного транспорту і не відповідають специфічним особливостям роботи кар'єрного транспорту. Вони різко знижують швидкість при русі на підйом. До недоліків тепловозів відноситься також складність їх ремонту.

Тягові агрегати.

Тягові агрегати являють собою поєднання електровоза управління, секції автономного харчування

(дизельна секція) і декілька моторних думпкарів.

Наявність моторних думпкарів у складі тягового агрегату дозволяє значно збільшити зчіпний вагу і корисну масу поїзда (у 2 - 2,5 рази в порівнянні з електровозами)

або керівний підйом (до 60 проміле). Наявність же дизельної секції в складі тягового агрегату забезпечує можливість виключення контактної мережі на пересувних шляхах.

Тенденції розвитку промисловості свідчать про збільшення одиничної потужності застосовуваного на кар'єрах обладнання. Збільшення зчіпного ваги локомотивів тягне за собою підвищення корисної маси поїзда до 1200 - 1500 тонн. При використанні потужних екскаваторів зменшується їх загальна кількість у кар'єрі, спрощуються схеми колійного розвитку на виступах і руднику в цілому.

Найбільшого поширення набула в даний час тупикова схема з розташуванням обмінного пункту за межами фронту робіт. Вона забезпечує мінімальні обсяги путепереукладочних робіт, низькі витрати на утримання колії, просту організацію руху поїздів на виступі. Недоліком схеми є низький коефіцієнт забезпечення забою порожняком. Особливо він знижується при великій протяжності фронту робіт.

Інтенсифікація роботи вантажного і транспортного устаткування може бути досягнута за рахунок вдосконалення тупикових схем колійного розвитку на уступі шляхом влаштування додаткового обмінного пункту на забійних шляхах. Але впровадження таких схем стримується через складність змісту і великої частоти переміщення додаткових обмінних пунктів.

Із - за того, що вартість одного тоннокілометрів перевезень автотранспортом у 6 - 10 разів вище, ніж железнодорожнеим, на великих глибоких кар'єрах, викорис-

зующіх на верхніх горизонтах залізничний транспорт,

прагнуть завести його на більш глибокі горизонти.

Однак, це призводить до ускладнення траси капітальних траншів за рахунок будівництва додаткових глухих кутів, що в кінцевому підсумку знижує ефективність використання рухомого складу залізничного транспорту і підвищує витрати на перевезення кар'єрних вантажів.

При веденні гірничих робіт на першому етапі розробки глибоких кар'єрів створюються сприятливі умови для використання залізничного транспорту: великий вантажообіг, значна довжина фронту робіт на виступах, невелике ускладнення траси капітальних траншей при розтині нижніх горизонтів за рахунок проведення зовнішніх капітальних траншей великої глибини-ни. При переході до другого етапу розробки можли-ності ефективної роботи залізничного транспорту

на нижніх уступах вичерпуються. Це пов'язано зі зменшеним-ням розмірів робочої зони, ускладненням траси капітальних траншей, зростанням тривалості рейсу локомотівосоставов і зниженням їх виробник-ності.

Назріває необхідність вирішення питання транспортірова-ня гірничої маси з друга зони по глибині кар'єра. На другому етапі розробки виконання транспортних робіт в першій зоні, як правило, не викликає ускладнень і транспортування ведеться по сформованій системі транспортних комунікацій. При переході гірських робіт до другого етапу з'являється необхідність у проведенні першого реконструкції кар'єра, вузловим рішенням при якій буде забезпечення переміщення кар'єрних вантажів за межі другої зони.

Практика відкритих гірських робіт на глибоких кар'єрах показує дві основні напрямки вирішення транспортної проблеми:

- перехід на комбінований транспорт;

- збереження для робіт у другій зоні залізничного транспорту з глибоким введенням залізничних колій з відносно простою формою траси.

Перехід на комбінований транспорт дає ефект при вирішенні питання перенесення перевантажувальних пунктів слідом за

пониженням гірничих робіт. Без вирішення цього питання відстань перевезення автотранспортом швидко зростають, що різко підвищує витрати на переміщення кар'єрних вантажів.

Глибокий введення залізничних шляхів можливо і раціонально здійснювати тільки в певних гірничо-тех-

нічних умовах.

Остаточні рішення транспортної проблеми при розробці глибоких кар'єрів повинні вирішуватися за проектуванні реконструкції кар'єра на основі техніко -

економічного порівняння варіантів:

· система внутрішніх траншей з максимальним використанням довжини бортів кар'єра

· похилі залізничні тунелі.