Железнодорожный транспорт при открытой разработке рудных месторождений

Карьерный транспорт является связующим звеном в общем технологическом процессе. От четкой работы карьерного транспорта зависит эффективность смежных производствен- ных процессов — выемочно-погрузочных и отвальных работ.

Условия разработки рудных карьеров способствуют преимущественному применению для вывозки горной массы

автомобильного транспорта. Автомобилями перевозятся на карьерах черной металлургии 64,6% и карьерах цветных металлов более 80% всех карьерных грузов.

На втором месте по объему перевозок находится железно-

дорожный транспорт, которым перевозится на карьерах черной металлургии 30,4% всей горной массы. Остальные виды транспорта имеют подчиненное значение и общий объем перевозок ими не превышает 5% всех грузов.

Значительная глубина рудных карьеров создает условия для использования комбинированного транспорта. Так, на железнорудных карьерах комбинированным транспортом вывозится 41,5% горной массы, в том числе 79% добываемой руды.

Железнодорожный транспорт целесообразно применять на карьерах с большим годовым грузооборотом (25 млн. тонн и более) при значительной длине транспортирования (4 км и более). К основным достоинствам железнодорожного транспорта следует отнести небольшой расход энергии, возможность обеспечения практически любой величины грузооборота при любом расстоянии перевозок, возможность применения автоматизированной системы управления (АСУ), надежность работы в различных климатических и горно-геологических условиях и относительно небольшие затраты на 1 тоннокиломерт перевозок.

По сравнению с другими видами карьерного транспорта железнодорожный требует наибольших радиусов кривых

(100 — 120 метров), значительной протяженности фронта работ (500 — 600 метров) и допускает минимальные подъемы пути (40 — 60 промилле). Эти условия обеспечива- ются при больших размерах карьера в плане. При железнодорожном транспорте относительно велики объемы горно-капитальных работ, капитальные затраты, затраты на содержание транспортных коммуникаций и их эксплуатацию и наиболее сложная организация движения.

Железнодорожные перевозки на карьерах черной металлургии осуществляются электрифицированным транспортом (77% перевозимых грузов) и тепловозами

(23%). В качестве локомотивов используется 356 тяговых агрегатов, 245 электровозов, а также 448 тепловозов мощностью 2 — 6 тыс. л.с. Тепловозы используются на большинстве карьеров Криворожского бассейна.

Основными условиями эффективного формирования экска- ваторно-железнодорожных комплексов при использовании экскаваторов механических лопат на погрузке горной массы и железнодорожных составов при ее транспортировании является определение рациональных качественных сочетаний погрузочных и отвальных экскаваторов и локомотивосос- тавов; количественная взаимоувязка погрузочного, транспорт-

ного и отвального оборудования в грузопотоках.

Средствами железнодорожного транспорта являются рельсовые пути и подвижной состав.

*Рельсовые пути.

По условиям эксплуатации рельсовые карьерные пути делятся на стационарные, сохраняющие свое положение постоянно или в течение длительного времени (пути на поверхности, транспортных бермах и в капитальных траншеях), и временные пути, периодически перемещаемые (на уступах и отвалах). На карьерах в основном применяется стандартная колея шириной 1520 миллиметров.

Минимальный радиус кривых определяется типом подвижного состава и шириной колеи. Для всех стационарных карьерных путей при ширине колеи 1520 мм нормальный радиус кривых равен не менее 200 метров. Для временных путей он находится в пределах 100 — 120 метров.

Величину подъема i (уклона) в продольном направлении принято выражать в промиллях (число тысячных единиц тангенса угла подъема, т. е. i = 1000 tg a, где а — угол подъема). Так как при малом угле подъема sin a = tg a, то при известных значениях i и высоты подъема можно опре- делить длину участка подъема без тригонометрических таблиц.

Максимальный подъем пути в грузовом направлении называется руководящим подъемом i p. По величине руководящего подъема расчитывается масса поезда. Экономически эффективная величина руководящего подъема для железнодорожного электрифицированного транспорта при однократной тяге не превышает 40 и 60 промилле соответственно с использованием электровозов и тяговых агрегатов.

Cхема строения железнодорожного пути.

1 — земляное полотно

2 — балласт

3 — шпала

4 — подкладка

5 — рельс

6 — водоотводная канава

7 — накладка

8 — ширина колеи

*Подвижной состав.

Подвижной состав на карьерах состоит из вагонов и локомотивов. Для перевозки полезного ископаемого широко используются вагоны типа «гондола» грузоподъемностью 60 — 90 тонн и, частично, типа «хоппер», грузоподъемностью 60 тонн. У вагонов типа «гондола» дно составлено из отдельных щитов, вращающихся на шарнирах у хребтовой балки. Опущенные щиты обрзуют наклонные плоскости, по которым груз высыпается на обе стороны от оси пути. Вагон типа «хоппер» имеет наклонные торцовые стенки и разгружается через люки, расположенные ниже рамы вагона. Груз ссыпается между рельсами или на сторону.

Для перевозки вскрышных пород применяются саморазгружающиеся вагоны - думпкары с односторонней или двухсторонней разгрузкой. Конструкция думпкаров рассчитана на восприятие значительных динамических нагрузок от падения крупных кусков породы массой 3−5 тонн с высоты 1,5 — 3 метра (при погрузке экскаваторами) .

Думпкары также широко применяются и для транспорт- ирования руды.

Думпкары

Локомотивы.

В качестве локомотивов на карьерах применяются электровозы, тепловозы и тяговые агрегаты. Достоинствами электровозов являются относительно высокий КПД, равный 14 — 16%, высокая скорость движения на руководящем подъеме, способность преодоления подъемов до 40 промилле, постоянная готовность к работе, простой обслуживания и надежная работа в суровых климатических условиях. Недостатками электровозов являются зависимость от источника энергии и значительные первоначальные затраты на строительство контактной сети и тяговой подстанции. Наличие контактной сети на забойных путях усложняет организацию взрывных и выемочно — погрузочных работ.