Применение карьерного автотранспорта.

Анализ тенденций и перспектив развития отечественных горнодобывающих предприятий и республики Казахстан, показывает, что поверхностные карьеры скоро иссякнут и неизбежен переход к извлечению запасов из глубоких горизонтов (500-1000 и более метров глубины). В обозримом будущем мы будем основными поставщиками сырья на Запад. Новые месторождения находятся на горной части страны, и как правило в неосвоенных районах. Разработки глубинных месторождений в сложных и стеснённых условиях определяют использование автомобилей как основного вида (или в комбинации с другими) транспорта. Примеры глубоких карьеров (качканарский, оренбургский асбестовый, «ванадий» и другие) исеют ряд специфических особенностей:

· сложный рельеф

· большая крутизна склонов (перепад 300-500 и более метров)

· высота 3000-5000 над уровнем моря

· пониженное атмосферное давление (затруднённая работа ДВС)

· высокая сейсмичность (колебания до 10 баллов)

· лавиноопасность и камнепады

· вечная мерзлота и обледенения

· плохая видимость

· др.

Так добываются руды полярного Урала, Иркутской области, Забайкалья, Саян и так далее. В этих районах совершенно отсутствует необходимое количество электроэнергии, поэтому использовать непрерывные виды транспорта и железнодорожный транспорт не представляется возможным. Кроме того, начало строительства требует также применения автотранспорта, который дороже других видов. Сегодня в среднем стоимость автосамосвала Белаз – 30млн руб. В Канаде General Motors был создан самосвал грузоподъёмностью 600т. Сам он весит 250т, длина 20,5м, ширина 8м, мощность 3000лс. Был проект самосвала на 1000т. Для транспортировки руды рекомендуется автотранспорт грузоподъёмностью 120 тонн, а для вскрышки – 200тонн. На мет. заводах существуют запасы сырья на месяц автономной работы на случай нестабильной работы транспорта.

Эксплуатация большегрузных самосвалов в карьерах очень опасна (лёд, плохая видимость, грязь). Кроме того, внизу глубоких карьеров от дизелей скапливается смог в большом количестве (вплоть до того, что машинисты экскаваторов работают в противогазах).

Вспомнить о применении в 60-70х годах отечественной разработки дизель-троллейвозов. Внизу эта машина работает как троллейбус. На дизеле машина работает только во время ПРР.

Непрерывные виды транспорта.

Больше половины времени на жд и автотранспорте затрачивается на погрузо-разгрузочные операции, поэтому стали широко применяться непрерывные виды: конвейерный, канатно-подвесной, напольный канатный, пневматический, гидравлический, пневмоконтейнерный, скребковый, рольгангные и другие. Это происходит от значительных преимуществ непрерывных видов по сравнению с другими видами транспорта:

1) Автоматизация работы управления и ПРР;

2) Непрерывность движения;

3) Перевозка по кратчайшему расстоянию;

4) Перевозка без перегрузок;

5) Возможность увязки с технологическим процессом;

6) Незначительное отчуждение земель;

7) Преодоление больших уклонов;

Итого: жд с локомотивом – 30 тысячных, жд с моторвагоном – 60 тысячных (3 градуса), автомобиль – 100 тысячных, ленточный конвейер 325 тысячный (20 градусов).

8) Экономия топлива (электродвигатели дают рекуперацию);

9) Экологичность;

10) Отсутствие негативных последствий;

11) Сокращение площади предприятий за счёт применения;

12) Большая производительность труда.

Недостатки:

1. Узкая специализация (один вид груза);

2. Одностороннее движение грузополока;

3. Энергоёмкость, металлоёмкость;

4. Наличие другого вида транспорта для перевозки людей, продуктов, материалов и др.;

5. При малых грузопотоках нерентабелен;

Кроме того, применение непрерывных видов решает вопросы рациональной застройки площади заводов.

Конвейерный транспорт.

В 70-х – 90-х годах прошлого столетия он получил широкое распространение в СССР и за рубежом. Существует около 14 видов конвейеров. Конвейер является машиной непрерывного действия и предназначен для перевозки сыпучих, кусковых и штучных грузов. В СССР было свыше 600000 конвейерных установок. Львиную долю среди всех видов занимает ленточный конвейер. Его прототип существовал ещё в древнем Египте. В России в 1859 году в газетах в Восточной Сибири было сообщение, что енисейский золотпромышленник А.М. Лопатин изобрёл машину, которую назвал «песковоз». Это 2 барана с лентой, привод и поддерживающие ролики. Привод поначалу был от водяного колеса, потом от лошади. Он подал на оформление патента. Ему в ответ написали, что американец Эванс в 1795 году изобрёл такую-же машину и в привилегии отказали. Песковозы Лопатина применялись примерно 10 лет на 15 приисках. Лента была из холста.

1885 г – Робинс изобрёл трёхроликовую опору ленты, которая до сих пор используется.

На тысячу тоннокилометров расход условного топлива:

· железная дорога – 10 кг

· нефтеналивной – 6 кг

· автомобильный – 150 кг

· конвейерный – 7 кг

 

Схема ЛК

 

 

Состоит из:

· хвостовой барабан

· загрузочной воронки

· натяжной станции

· головной барабан

· электродвигателя

· роликов

· ленты

Некоторые конвейры имеют разгрузочную тележку.

груз	макс угол
сухой песок
влажный песок
гравий и щебень
бетонная смесь
кирпич

Мин вертикальный радиус 5 м, 10м при ширине ленты 800мм.

Производительность ЛК для ориентировочных расчётов

где В – ширина ленты

- скорость ленты

– насыпной вес груза

Для сыпучих – желобчатые ленты.

Для штучных грузов

где: - расстояние между порциями груза

Производительность наклонного конвейера зависит от угла наклона. Так, что 10 градусов это 0.95.

 

Ширина ленты принимается от 400 до 2000мм.

В США имеется лента шириной 6м.

Большинство лент – хлопчатобумажные с долей лавсана (27%). Существуют более прочные – капроновые, анидные, вискозные. Для тяжёлых работ закупаются японские и немецкие ленты. Они работают более 2-х лет. Самой дорогой и прочной является резино-тросовая (работает до 5 лет).

Скорости: уголь, щебень 3-5м/с, песок 5-6м/с, штучные 0,5-1,5м/с.

Стоимость ленты составляет 50-60% капитальных расходов, эксплуатационные расходы на ленту около 30-40%.

Сегодня производительность конвейеров при ширине 2м составляет 4000м³/час. Конвейерной линия в Криворожском бассейне имела очень интересные характеристики. Она шла из забоя под углом 16 градусов длиной 3 км до поверхности земли. Шли 2 параллельные нитки с производительностью 12млн т/год при ширине 2м. После выхода на поверхность была перегрузка и ещё одна линия на 6 км.

Дальность транспортировки всё время возрастает. Например в Руре есть лента длиной 168км, в Индии 240км, в США есть линия более 200 км. В России самая длинная на Михайловском ГОК длиной 15км.

Мощность электродвигателей 500-900кВт, в мире применяются двигатели до 1500кВт. Температурный диапазон от -10 до +30. Морозы обуславливают невозможность применения чрезвычайно длинных конвейеров. В зимних условиях применяют галереи с отоплением и проходом. Стоимость отапливаемой галереи в 2 раза выше, чем у неотапливаемой. Капитальные затраты возрастают в 2-3 раза.

Длину транспортировки ленточных конвейеров можно увеличить до бесконечность за счёт многоприводных ленточных конвейеров МПЛК (когда под лентой находятся промежуточные двигатели). В России таких было 2 штуки. На этом типе конвейера 74% грузонесущей ленты лежит на фрикционной ленте и 26% лежит на роликоопорах.

Канатно-ленточный конвейер. В нём нагрузка воспринимается натянутым канатом. Это очень надёжная система, но с высокими затратами. Ширина ленты 1200 (в мире до 3600мм).

 

В 70-90х годах в стране было организовано СКБ «ТрансПрогресс», которое разрабатывало опытные системы промтранспорта.

На изображениях, показанных на лекциях, изображены конвейеры для транспортировки крупнокусковой массы с кусками до 1200мм. Ленточный конвейер, как правило, берёт на себя груз после дробления. В карьерах чаще всего применяют комбинированный вид транспорта – чаще всего автомобильно-конвейерный, который практически всегда применяется на вскрышных работах. Сегодня вскрышные работы имеют коэффициент 1:10 – 1:20. Раньше этот коэффициент был 1:3 – 1:4

 

лекция 6 29.03.12

Трубопроводный транспорт.

Это гидротранспорт, пневмотранспорт и пневмоконтейнерный транспорт.

Гидротранспорт.

Наибольшее распространение гидротранспорт получил в технологических схемах гидромеханизации горных и земляных работа для перемещения сыпучих материалов, пребывание которых в воде не ухудшает их качеств. Намыв насыпей, дамб, целых портов, мелиоративные работы, работа в котельных, работа с гранулированным шлаком, работа в карьерах (подъём на поверхность угля, руды и др). Особенно активно применяется на вскрышных работах.

Гидротранспорт ежегодно перемещает несколько миллиардов тонн на расстояния 10-100км. Самый крупный углепровод находится в Канаде длиной около 500км. В России Белово-Новосибирская ТЭЦ около 250км для водно-угольной суспензии.

Преимущества ГТ:

· высокая производительность

· большая длина транспортировки без перегрузки

· перевозки по сложной трассе с подъёмами и поворотами

· несложное техническое облуживание

· полная автоматизация

· невысокая трудоёмкость

Недостатки:

· ограничение по роду и характеристикам перевозимого груза (по крупности)

· необходимость дробления крупных кусков перед перевозкой

· повышенный износ трубопровода от гидросмеси абразивных грузов (для исключения этого недостатка изнутри трубы снабжаются вкладышами, которые легко заменяются)

· удорожание из-за вкладышей

· увеличенный расход энергии

· потребность в больших количествах воды

· опасность замерзания зимой при вынужденных остановках

По принципу действия ГТ можно разделить на 2 группы:

1) Самотёчная. Пульпа передаётся по желобам, лоткам имеющим необходимый уклон 0,03-0,04. А при высоком содержании твёрдого груза 0,04-0,06. Этот вид имеет ограниченное применение, так как идёт вниз за счёт уклона.

2) Напорная. а) С замкнутой схемой обращения воды.Пульпа выкачивается насосом после смешения и перемещается в приёмный бункер, где через сетка разделяется б)С раздельной системой. Смешение происходит после выкачивания воды из ёмкости в трубе. В приёмочном бункере сбрасывается в большой склад, где вода сама стекает под штабель с грузом.

Современные установки напорного действия перевозят груз на большие расстояния с производительностью от 50 до 1000т/час. Транспортировка угля в трубе в 4 раза дешевле чем по железной дороге.

Сегодня перевозка угля по железной дороге занимает 1 место. Руду сегодня перевозят на Норильском, Новооскольском металлургическом

Пневмотранспорт.

Этот вид транспорта возник в Англии и назывался «атмосферические дороги» 1827 года. Например Лондон-Кройдон почти 17 км со скоростью 72 км/ч. Груз транспортировался в виде порошка в струе воздуха вследствие разности давлений в начале и конце трубы благодаря нагнетанию воздуха или создания вакуума. Кроме того, в этих системах применялись компрессоры, вентиляторы, воздуходувки в нагнетательной системе, а в вакуумных (всасывающих) применялись вентиляторы и вакуумные насосы. Существуют и комбинированные с производительностью 30-100т/час.

Основные преимущества:

· герметичность

· безопасность

· лёгкость обслуживания

Недостатки:

· большой расход энергии

· большой износ труб(особенно на поворотах)

Всасывающая установка представляет собой следующую систему:

Например из вагона выгружается всасыванием и первый бункер где отсеивается мелкая фракция и отправляется конвейером. Крупные фракции далее засасываются в следующий бункер, который соединён трубой с вакуум-насосом.

Нагнетательная система работает следующим образом: В нагнетательной установке происходит загрузка груза и он следует до приёмных бункеров в которых осуществляется выпуск воздуха и перегрузка на другие виды промтранспорта.

Этот вид транспорт натолкнул конструкторов на мысль создать пневмоконтейнерный транспорт для перевозки сухих грузов.

Пневмоконтейнерный транспорт.

Первая в мире системы была построена в СССР в 1968 году в Грузии, Шулавери для доставки гравия из карьера на завод ЖБИ с производительностью 640000т/год. Систему назвали ЛИЛО-1. Даже в Мособласти на Сычёвском ГОК была построена система с производительностью 8млн/тгод.

Это перемещение одиночных или объединённых в поезда сосудов по трубопроводу под действием перепада давлений на торцах подвижного состава. Давление создавалось воздуходувными агрегатами. Скорость 17м/с.

В перспективе дорогие стальные трубы (в некоторых случая были заменены на ЖБ, асбестовые и пластиковые с толщиной трубы 10мм. Контейнерные поезда имели 2-3 пневмовоза и 8-10 пневмоконтейнеров. Контейнеры имели около 5 радиальных колёс. На станции погрузки есть погрузочные окна, которые автоматически закрываются крышками. Загрузочные бункера имеют дозаторы, которые обеспечивают дозировку по объёму. Станция разгрузки располагается на эстакаде.

 

лекция 7 05.04.12

Подвесные канатные дороги.

Среди различных видов промтранспорта особое место занимают ПКД (подвесные канатные дороги). Они обеспечивают полную механизацию и автоматизацию транспортно-перегрузочного процесса с высокой производительностью труда. Особо их эффективность проявляется в сложном рельефе местности. Их работа почти не зависит от климатических и природно-геологических условий.

Грузовые подвесные канатные дороги, пассажирские подвесные канатные дороги.

Первая ПКД в России была построена в 1871 году в Покровском уезде Владимирской губернии. Она перевозила дрова с дальних делянок на боковую ветку московско-нижегородской жел дороги. Движение каната производилось с помощью паровой машины. Длина дороги составляла 9 вёрст.

Сегодня канатные дороги применяются в металлургической промышленности (18%), в ГОКах (по руде 22%, по углю 25%), цементных и кирпичных заводах (7%), в химической промышленности (15%), леспромышленность в горах (10%).

В мире насчитывается порядка 30000 канатных дорог.

ПКД подразделяются на 2 типа:

1. Двухканатные (один несущий канат, на который опираются ролики и другой тяговый)

2. Одноканатные

Также подразделяются на дороги с кольцевым движением, и дороги с маятниковым движением.

Диаметр несущего каната от 30 до 70мм.

 

 

Производительность около 400т/час (до 1000т/час в мире). Вагонетки бывают до 2,5м³. Опоры обычно высотой 10-15 метров (бывают и до 50-140 метров). Скорости движения 1-3м/с (на ПРР 0,5м/с). Мощность ЭД до 500кВт.

Достоинства:

· малая зависимость от рельефа

· большие допускаемые уклоны пути (до 50 градусов)

· большие пролёты (больше 500 метров)

· трасса прокладывается по кратчайшему пути (пересекает реки и ущелья)

· гибкость трассы в лане (радиус кривых до 5м)

· малая зависимость от атмосферных условий

· минимальное количество обслуживающего персонала

ПКД применяют и для доставки трудящихся на рудник. Так, на тернаусском ГОКе подъём из города занимает около 7 минут, а автотранспортом больше часа.

Наземные канатные дороги.

НКТ применяется и на автомобильном транспорте. При строительстве ГЭС в Киргизии использовалась тележка на канате с г-п 14т. Эти системы широко применяют для подъёма судов через плотины.

На Красноярской ГЭС установлен судоподъёмник, опирающийся на балку. Сам подъёмник представлял собой огромную чашу для судов, которая поднимается с помощью тягового каната. Длина подъёмника составляет 1 км, уклон 18^о.

 

лекция 8 12.04.12

Генеральный план промышленных предприятий.

Генеральный от лат Генеральный от лат generalis – общий, главный. ГП является комплексным решением практически всех инженерных вопросов проектирования. ГП промпредприятий называется план, определяющий положение предприятий на местности и взаимное расположение цехов, сооружений, транспортных и инженерных коммуникаций. Главной задачей ГП является создание наилучших производственных связей, к которым относятся транспортные (жд, авто, спецвиды), энергетические сети (газ, электричество, пар, воздух, тепло и др), сети водоснабжения и канализации, сети связи и др. Разработка генплана является весьма сложной технико-экономической задачей, над решением которой трудятся большие коллективы в течение длительного времени (проект крупного металлургического завода разрабатывается 2 года). Проектирование генплана производится по специальным правилам и требованиям, несоблюдение которых приводит к большим финансовым расходам. Главными производственными связями при проектировании ГП являются транспортные, поэтому принято всегда говорить «генеральный план и транспорт промышленных предприятий».

Состав проекта генплана разрабатывается как комплект чертежей, на котором в определённом масштабе показаны:

· рельеф местности

· гидрография

· населённые пункты

· существующие пути сообщения

· взаимное расположение инженерных и транспортных коммуникаций

Различают проектный, строительный и исполнительный генплан.

Проектный генплан – это основной документ, определяющие местоположение будущих зданий, дорог и др.

Строительный генплан разрабатывается на основе проектного и определяет, где размещаются временные сооружения (в основной для нужд строительства): склады, монтажные площадки, места сборки конструкций, станков и так далее, бытовые и столовые для строителей.

Исполнительный генплан – это документ, на котором фиксируется фактическое положение с возможным отступлением от проекта.

В состав генплана включается пояснительная записка, в которой даётся характеристика района, площадки строительства, геодезическая привязка к топоснове.

История развития ГП.

были запроектированы: церковь, монетный двор, больница, дома для рабочих, склады, цеха, заводоуправление и так далее. Этот генплан был сделан как образец.

Генплан в виде рисунков были найдены даже на развалинах Карнахского храма в Египте. Современные чертежи появились в 14-15 веке в Англии, а затем в России. Первые заводы возникли в России в Туле. Слово «завод» произошло от сочетания «за водой». Имелось в виду, что движущей силой была река, которая через механизмы и валы приводила действие различные машины. Первый научный генплан завода создал сподвижник Петра I Татищев В.Н.

казармы

барские дома

 

план верхнесельского завода (сейчас на этом месте Екатеринбург)

До октябрьской революции науки о генпланах не было и первые генпланы появились в 1926 году для РостСельМаша и Магнитогорского метзавода. Для первых генпланов были приглашены американские специалисты, но их варианты генпланов не удовлетворили всем требованиям и были отклонены. Советская школа для проектирования приглашала технологов, архитекторов, инженеров по транспорту, сантехников, экологов и других специалистов. Все крупные металлургические заводы (36 заводов) были построены исключительно советскими инженерами.