автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Обоснование рациональной структуры автомобильно-экскаваторного комплекса открытого горнорудного карьера

На правах рукої

ВУЕИКОВА Ольга Николаевна

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ АВТОМОБИЛЬНО-ЭКСКАВАТОРНОГО КОМПЛЕКСА ОТКРЫТОГО ГОРНОРУДНОГО КАРЬЕРА

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

и

Оренбург-2013

005061941

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «ЮжноУральский государственный университет (национальный исследовательский университет)».

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Ларин Олег Николаевич

Официальные оппоненты:

Якунин Николай Николаевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», заведующий кафедрой автомобильного транспорта;

Маняшин Александр Владимирович,

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», доцент кафедры эксплуатации автомобильного транспорта

Ведущая организация —

ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный технический университет»

Защита состоится 3 июля 2013 г. в 14:00 на заседании диссертационного совета Д 212.181.02, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет», по адресу: 460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 6205.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».

Автореферат разослан 31 мая 2013 г.

Ученый секретарь

""-І

диссертационного совета ЬР^і ^ В.И. Рассоха

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Автомобильный карьерный транспорт получил широкое распространение на открытых разработках горнодобывающих от. раслей во всем мире. Целесообразность применения автотранспорта в горном деле обусловлена его высокими технико-экономическими показателями при использовании в различных условиях. Объем перевозок горнорудной массы автомобильным транспортом, с 2004 по 2011 гг. на АО «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение» (г. Рудный, Республика Казахстан) увеличился более, чем в два раза, однако при этом сохраняются высокие экономические потери от простоев автомобильно-экскаваторных комплексов. В сложившихся условиях вопросы повышения эффективности работы этих комплексов являются актуальными.

Совершенствование работы карьерных автосамосвалов путем их рационального распределения по экскаваторам с учетом влияния различных технико-эксплуатационных факторов и структуры парка позволит увеличить производительность карьерных автотранспортных средств, уменьшить простои автомобильно-экскаваторного комплекса, увеличить объемы перевозимой горнорудной массы и, как следствие, - снизить себестоимость ее перевозки.

Цель исследования - повышение эффективности использования автомобильно-экскаваторного комплекса на основе разработки методических положений обоснования его рациональной структуры с учетом параметров открытых горнорудных карьеров и структуры парка автосамосвалов.

Задачи исследования:

1) изучение особенностей процесса планирования работы автомобильно-экскаваторных комплексов и оценка эффективности их работы в открытых горнорудных карьерах;

2) исследование влияния эксплуатационных параметров открытых горнорудных карьеров на показатели работы различных типов карьерных автосамосвалов;

3) исследование влияния структуры парка автосамосвалов на простои автомобильно-экскаваторных комплексов открытых горнорудных карьеров;

4) разработка методики рационального планирования работы автомобильно-экскаваторного комплекса с учетом параметров карьера и структуры парка автосамосвалов в открытом горнорудном карьере;

5) разработка алгоритма и программная реализация методики рационального планирования работы автомобильно-экскаваторного комплекса в открытом горнорудном карьере.

Объект исследования - процессы погрузки и транспортировки горнорудной массы автомобильно-экскаваторными комплексами в открытом горнорудном карьере.

Предмет исследования - структура парка автосамосвалов, влияющая на эффективность функционирования автомобильно-экскаваторных комплексов при технологических перевозках.

Научная новизна исследования:

1. Установлены зависимости влияния эксплуатационных параметров открытых горнорудных карьеров на показатели работы карьерных автосамо-

з

свалов.

2. Теоретически и экспериментально обосновано влияние структуры парка карьерных самосвалов на простои автомобильно-экскаваторных комплексов открытых горнорудных карьеров.

3. Разработана методика рационального распределения парка автосамосвалов разнотипной структуры по экскаваторам в открытых горнорудных карьерах.

4. Разработан алгоритм программы планирования работы разнотипного парка автосамосвалов открытых горнорудных карьерах.

Практическая значимость работы. Разработанные методические рекомендации по формированию рационального по структуре автомобильно-экскаваторного комплекса путем распределения автосамосвалов различных типов по экскаваторам с учетом параметров открытого горнорудного карьера используются на практике при вывозе горнорудной массы технологическим транспортом из крупных карьеров. Внедрение результатов диссертационного исследования позволяет снизить совокупные простои автосамосвалов и экскаваторов и связанные с ними экономические потери предприятий.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели влияния эксплуатационных параметров карьеров на показатели работы автосамосвалов в открытых горнорудных карьерах.

2. Зависимости простоев автомобильно-экскаваторных комплексов от структуры парка карьерных автосамосвалов в открытых горнорудных карьерах.

3. Методика рационального распределения автосамосвалов по экскаваторам для разнотипной структуры парка автосамосвалов, обеспечивающая снижение совокупных простоев автомобильно-экскаваторных комплексов в открытых горнорудных карьерах.

4. Алгоритм компьютерной программы планирования работы разнотипного парка автосамосвалов с учетом параметров открытых горнорудных карьеров.

Теоретико-методологические основы исследования: системный подход, математическая статистика, теории вероятностей и массового обслуживания, математические методы имитационного и оптимизационного моделирования, которые позволили достоверно обосновать полученные результаты и сделанные выводы.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследования применяются:

- в АО «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение» и ТОО «Горнорудная компания Тохтар» (Республика Кат захстан) при планировании работы автомобилыю-экскаваторных комплексов для снижения их простоев в ожидании пофузочных операций в открытых горнорудных карьерах и увеличения объемов перевозок горнорудной массы;

- в учебном процессе кафедры транспорта и технологических машин РГП «Рудненский индустриальный институт» (Республика Казахстан) и кафедры эксплуатации автомобильного транспорта ВГБОУ ВПО «ЮжноУральский государственный университет (национальный исследовательский

университет)».

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных научно-практических конференциях «Роль стратегии индустриального развития Республики Казахстан в условиях глобализации: проблемы и перспективы» (Рудный, 2009); «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран» (Челябинск, 2009-2011, 2013); «Алдамжаровские чтения - 2010» (Костанай, 2010); «Инновации в образовании и науке в условиях политической и экономической модернизации Казахстана» (Рудный, 2011); «Инновации в образовании и науке в условиях политической и экономической модернизации Казахстана» (Рудный, 2011); республиканской научно-практической конференции «Интеграция инженерной науки и исполнительной власти - необходимое условие реализации программы форсированного индустриально-инновационного развития экономики Казахстана» (Рудный, 2011); межкафедральном научном семинаре транспортного факультета ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» (Оренбург, 2012).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 15 статей, в том числе 5 — в журналах, включенных в «Перечень ...» ВАК;'и получено свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения,' 4 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 144 наименований и 7 приложений. Объем диссертации составляет 120 страниц основного текста, 28 таблиц, 38 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены цель, задачи и методы исследования, сформулированы научная новизна, практическая значимость работы и положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ работы транспорта в открытых горнорудных карьерах. В настоящее время наибольшее распространение на открытых горных работах получил автомобильный транспорт, основными преимуществами которого являются маневренность, автономность и мобиль-* ность.

Основные научные положения по применению автомобильного транспорта на открытых карьерах изложены в трудах академиков И.Р. Ворошилина, И.В. Зырянова, профессоров М.В. Васильева, Ю.А. Анистратова, В.А. Галкина, В.А. Михайлова, М.Г. Новожилова, М.Г. Потапова, В.П. Смирнова,.B.C. Хохрякова. Проблемы повышения эффективности использования карьерного автотранспорта рассматривались в работах A.B. Буянкина, М.В. Дадонова, A.A. Кулешова, В.П. Смирнова и других ученых.

Анализ научных публикаций показал, что при совершенствовании работы автомобильного транспорта в карьерах недостаточное внимание уделяется методам планирования перевозок горнорудной массы для разнотипной

5

структуры парка карьерных самосвалов с учетом влияния совокупности эксплуатационных факторов на результаты их работы.

Организация движения автотранспорта в карьерах осуществляется по замкнутому циклу, когда группа различных типов автосамосвалов закрепляется за определённым экскаватором. В настоящее время планирование работы автомобильно-экскаваторных комплексов ведется без учета существенных различий в технико-эксплуатационных показателях работы автосамосвалов и экскаваторов, взаимодействующих как единый автомобильно-экскаваторного комплекс.

По результатам проведенных исследований сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе проанализирована совокупность технологических и дорожно-транспортных факторов, оказывающих существенное влияние на показатели работы карьерных самосвалов, проведен отбор наиболее значимых. Получены многофакторные математические модели, отражающие влияние этих факторов на показатели работы автосамосвалов: зависимости времени погрузки самосвала, скорости движения гружёного самосвала от грузоподъёмности самосвала q, плотности груза р, объёма ковша экскаватора VK, общего сопротивления движению (w„+0, коэффициента, учитывающего сложность трассы Кс в заданной области значений их уровней. При совместном влиянии двух факторов на показатели строились частные зависимости показателей от них.

В результате обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, связывающее:

- время погрузки самосвала с объёмом ковша плотностью груза (х2), грузоподъёмностью самосвала (х3);

— скорость движения гружёного самосвала с грузоподъёмностью самосвала (*3), общим сопротивлением движению, учитывающим удельное сопротивление качению и уклон трассы. (х»), коэффициентом, учитывающим сложность трассы (jcj).

В уравнениях (1) и (2) представлены полученные эмпирические зависимости:

у,, = 2,228- 1,788х, -0,67х2 +0,&66х, + 1,029л:,2 + 0,337*,хг -0,52бх,х3-0,165х2х3 ^ у2 = 24,654-3,95667*3 -8,6433л, +3,929*,2 -5,67*?-3,8333*,*., + 2Д25хЛ -2,1333х4х5 (2)

где у\ — время погрузки самосвала, мин; у2 - скорость гружёного самосвала, км/ч.

В результате анализа уравнения (1) установлено, что с увеличением объёма ковша с 6,3 до 27 м3, плотности груза с 2,4 до 3,8 т/м3, грузоподъёмности самосвала с 80 до 180 т время погрузки уменьшается с 6 до 0,8 мин. На рис. 1 (а) показана зависимость времени погрузки от объёма ковша и грузоподъёмности самосвала при среднем значении плотности груза, а на рис. 1 (б) - зависимость времени погрузки от объёма ковша и плотности груза при среднем значении грузоподъёмности.

а) б)

Рис. 1 - Зависимость времени погрузки от объёма ковша экскаватора, грузоподъёмности автосамосвала и плотности транспортируемого груза

В результате анализа уравнения (2) установлено, что с увеличением общего сопротивления движению с 2 до 14%, коэффициента учета сложности трассы с 0,77 до 0,9, грузоподъемности самосвала с 80 до 180 т скорость движения груженого самосвала уменьшается с 34 до 7 км/ч. На рис. 2 (а) показана зависимость скорости от грузоподъёмности самосвала и коэффициента учёта сложности трассы при среднем значении общего сопротивления движению, а на рис. 2 (б) - зависимость скорости от общего сопротивления движению и грузоподъёмности самосвала при среднем значении коэффициента учёта сложности трассы.

1 8 2 %

г о

г /я<ь % 'L e-i If

Яр С ° с в.

к т ■■ о и

а) б)

Рис. 2 - Зависимость скорости груженого самосвала от грузоподъёмности автосамосвала, общего сопротивления движения и коэффициента учёта сложности

трассы

Для оценки влияния структуры парка автосамосвалов на простои автомобильно-экскаваторного комплексов были собраны и проанализированы данные об основных параметрах перевозочного процесса. График частоты появления времени ожидания погрузочных операций при обслуживании экскаватора однотипными и разнотипными автосамосвалами приведен на рис. 3.

—♦—Частотапоявления значений времени ожиданий погрузки при разнотипной

структуре парка самосвалов (минимальный суммарный простой), мин —в—Частота появлении значений времени ожидания погрузки при разнотипной

структуре парка самосвалов (максимальный суммарный простой), мин —А— Частота появления значений времени ожидания при однотипной структуре парка самосвалов, мин

Рис. 3 - Частота появлений времени ожиданий погрузки

Анализируя графики на рис. 3, можно сделать следующие выводы о влиянии структуры парка на простои автосамосвалов в ожидании погрузки.

При обслуживании экскаватора однотипными автосамосвалами характерны относительно незначительные простои времени ожидания погрузки, которые обусловлены влиянием факторов случайной природы на отклонение фактических значений параметров работы автосамосвалов от плановых значений.

Влияние однотипной структуры парка автосамосвалов на время ожидания *<»* не выявлено. При разнотипной структуре парка автосамосвалов потери на ожидание погрузки, во-первых, достигают значительных значений, во-вторых, обусловлены отклонениями фактических от плановых значений параметров работы разнотипных автосамосвалов, у которых существенно отличаются технико-эксплуатационные показатели, в-третьих, Имеют четко выраженную нелинейную зависимость от структуры парка закрепленных за экскаватором автосамосвалов.

В теории организации грузовых перевозок одной из основных причин возникновения простоев автосамосвалов в ожидании погрузки является несоответствие ритма работы экскаватора Я интервалам движения автомобилей /, вследствие чего возникают простои либо подвижного состава в ожидании погрузки, либо экскаваторов. Организация ритмичной работы автомобильно-экскаваторного комплекса предполагает обеспечение равномерной загруженности экскаватора, отсутствие задержек в процессе маневрирования автомобилей при въезде на погрузочные площадки и съезде с них, стабильную продолжительность погрузки.

Плановый интервал движения автосамосвалов по маршрутам определяется по известным зависимостям.

Для обеспечения бесперебойной работы экскаватора интервалы движения автосамосвалов по маршруту I должны соответствовать ритму работы экскаватора Я, который фактически задается величиной времени погрузки автосамосвала /„:

R = J. (3)

При этом следует отметить, что для различных /-х типов автосамосвалов AMh имеющих разную грузоподъемность qh ритм работы будет различаться.

Для выполнения условия (3) при планировании работы самосвалов следует на маршрут выпускать следующее количество машин Ам:

Л = —

" ~ I R (4)

Если происходит отклонение фактического интервала движения самосвалов ¡ф от планового значения /„, то возникают простои как самосвала, так и экскаватора:

1) при 1ф>1м экскаватор находится в ожидании самосвала: « > 0;

tа

2) при 1Ф<1Ю самосвал находится в ожидании под погрузкой »»> 0. Оптимизация работы автомобильно-экскаваторного комплекса должна

быть направлена на снижение его совокупных простоев, связанных с ожида-

тЛЭ1С

нием погрузки ож , для всего задействованного на карьере количества AMi автосамосвалов i'-го типа (/= 1, 2 ... л) и количества Av экскаваторов j-ro типа A3j0=l,.2...m):

Тлэк-f\t° ,+f.f ->min,

М м (5)

где °ж1 - суммарное время ожидания погрузки автосамосвалами, мин;

m

2.К

j-i °ж' - суммарное время простоя экскаваторов в ожидании самосвала, мин.

При этом приоритетным является снижение времени простоя экскаваторов в ожидании погрузки, так как только при непрерывной их работе может быть получена максимальная прибыль горнодобывающим предприятием в результате наибольшего вывоза, переработки и реализации горнорудной массы.

При разнотипной структуре парка самосвалы Ам, имеют разную грузоподъемность qt и, соответственно, различное время загрузки /„,. В этом случае ритм работы у'-го экскаватора, чтобы обеспечить непрерывность его работы,

^min

должен назначаться по наименьшему значению времени погрузки "" из возможных значений для всех эксплуатируемых с данным экскаватором типов автосамосвалов:

= С = min№„,}). (6)

Однако, чтобы обеспечить ритм работы J-го экскаватора по (6), необходимо осуществлять подачу самосвалов к экскаватору с наименьший интервалом движения. Тогда:

1 min

г

Кгп/ /ял/ Кпйп/ Лп:п/ ' С^)

При разнотипной структуре парка автосамосвалов А^ для каждого /-го типа машин время оборота /ой также будет отличаться. Поэтому, чтобы опре-

делить плановое количество машин, которое обеспечит выполнение условия (6), при расчете Ащ (Лт!п) следует использовать наибольшее из возможных

^ шах

значений времени оборота ш> автосамосвалов на >м маршруте, определяемых для всех эксплуатируемых с данным экскаватором типов автосамосвалов:

С7=тах({^})

(о)

Тогда необходимое количество самосвалов для обеспечения бесперебойной работы экскаватора находится следующим образом:..

^ max ^ max

n ^min

min і rrij ^g^

Соотношение структуры парка характеризуется показателем который

л шах

отражает долю большегрузных самосвалов в общем количестве машин:

А"

(Ю)

принимая во внимание, что при планировании работы на маршруте различных типов самосвалов в количестве AMI (Rmm), имеющих разное время оборота, неизбежны отклонения в их работе и образование простоев автосамосвалов, и возможно, простоев экскаваторов в ожидании погрузки.

^тах

Так как время погрузки большегрузного самосвала 1« будет больше используемого для расчета ритма работы экскаватора времени погрузки:

^Dux ^ ^min

* "' , то следующий за ним автосамосвал, прибывающий через интервал Im, будет ожидать в очереди время '«», которое рассчитывается как:

*а _ АВІДХ _ Г I _ |/гаах іШІП I

'»Ж! |'и/ П*!- I ЛІ Ш I'

Суммарное время простоя автосамосвалов за смену составит:

я

(11)

(12)

где пе, - число ездок /-го типа автосамосвалов за смену, ед.

Для исследования зависимости потерь времени автомобильно-экскаваторных комплексов на ожидание погрузки от структуры парка проведено имитационное моделирование работы комплекса, в результате которого установлены закономерности формирования потерь времени на ожидание погрузки при разнотипной структуре парка самосвалов. В результате исследования установлено, что при одинаковом количестве автосамосвалов, но при разном соотношении разнотипных машин и различной очередности их подачи к экскаваторам, простои самосвалов будут существенно отличаться, в ряде случаев наблюдаются простои экскаваторов в ожидании погрузки. Причем простой самосвалов больше при использовании меньшего количества машин с меньшей грузоподъемностью. Кроме того, для работы системы характерна тенденция увеличения потерь времени самосвалов по мере увеличения количества выполняемых ездок. Результаты имитационного моделиро-

ю

вания согласуются с фактическими данными простоев самосвалов, приведенными на рис. 3.

На основе результатов имитационного моделирования построен график простоя самосвалов для различных их типов, направляемых к одному экскаватору, а также график суммарного простоя для разнотипной структуры парка самосвалов {°ж для различных значений доли большегрузных самосвалов г]м (рис. 4).

—♦—Простои самосвала большей грузоподъемности -в- Простой самосвала меньшей грузоподъемности Суммарный простой

Рис. 4 - Зависимость времени ожидания самосвала »* от коэффициента соотношения парка самосвалов цм

. Анализируя данные графиков на рис. 4 можно сделать следующие выводы: во-первых, потери самосвалов на ожидание погрузки <•* стремятся к нулю при 77„ = 0 и г)м = 1, то есть однотипной структуре парка; во-вторых, в области действительных значений показателя ц„ от 0 до 1 существует такое рациональное соотношение количества автосамосвалов различных типов, при котором их работа с конкретным типом экскаватора характеризуется минимальными совокупными потерями всех автосамосвалов в ожидание погрузки.

Запишем в общем виде модель формирования оптимального закрепления автосамосвалов различной грузоподъемности за экскаватором:

= ->С>Р^ (13)

где - вектор оптимальных параметров закрепления автосамосвалов за

экскаватором, обеспечивающих минимальные потери времени .

Однако оптимальное решение по (13) не всегда достижимо на практике, так как необходимого количества самосвалов каждого типа может не быть в наличии у предприятия. Поэтому задача (13) может иметь ограничения на структуру парка и сводиться к поиску рационального закрепления самосва-

11

Т"

лов за экскаваторами с целью минимизации .

Задача рационального закрепления имеющегося количества AMiJ автосамосвалов различных /-х типов за j-ми экскаваторами формулируется следующим образом: необходимо найти такой вектор s' из множества соотношений структуры парка самосвалов S, чтобы величина совокупных потерь времени на ожидание погрузки всех автосамосвалов к экскаватору =F (•$*,

fa * Т»

(s )), была меньше, чем =F (s, (s)) для любого другого jeS:

TZ=F(s\t;js-))->min, прЛА~*йА"" (14)

В третьей главе на основе методов линейного программирования выполнена математическая постановка задачи рационального закрепления автосамосвалов за экскаваторами при обеспечении бесперебойной работы экскаваторов и с учетом структуры парка самосвалов. Оптимизационная задача обеспечивает выбор такого варианта распределения, при котором совокупные простои автомобильно-экскаваторного комплекса в карьере будут минимальными.

Пусть в карьере работает некоторое A3j количество j-го типа экскаваторов, для обслуживания которых имеется определенное количества AMi автосамосвалов i-го типа, различающихся технико-эксплуатационными показателями, в том числе величиной номинальной грузоподъемности qh Транспортировка руды оту'-х экскаваторов осуществляется на несколько перегрузочных складов по j-м маршрутам гу заданной длины /у. Перевозка руды г-м самосвалом по j-y маршруту характеризуется совокупностью условий: скоростью движения автосамосвала в груженном u,plJ и порожнем ипор0 состояниях, временем погрузки t„ij и разгрузки tpij автосамосвала.

Для бесперебойной работы экскаваторов при любых возможных вариантах закрепления автосамосвалов за экскаваторами должно соблюдаться условие (8), поэтому для каждого /-го самосвала рассчитывается величина при его работе су'-м экскаватором. Соблюдение планового ритма работы /?„,/ у-го экскаватора обеспечивается путем выпуска на j-й маршрут достаточного количества самосвалов AMj по формуле (10).

Потери времени на ожидание самосвалами погрузки 1ОЖ11 образуются, если время погрузки i-го типа самосвала tn!J при работе с j-м экскаватором будет превышать величину планового интервала движения /„.,,. Тогда с учетом (9):

t =t -I -t

ож; ttij mj г.ч rjij (15)

Обозначим через хи количество самосвалов /'-го типа, распределенных к у'-му экскаватору; ах, а2, ... а„ — количество самосвалов каждого типа, работающих в карьере; b\, Ь2, ... bn - количество самосвалов по (10), необходимых для закрепления к каждому экскаватору, чтобы исключить их простои.

Целевая функция распределения самосвалов имеет вид:

F = £tt„MJx„->min,

при условиях

Tix<=bj'.

i = 1

tx„-=a.>

м • j=l...m,

ta, = tbj,

I-1 />1

Для решения сформулированной задачи были применены методы линейного программирования. С использованием разработанной модели произведено перераспределение автосамосвалов для Качарского карьера. В карьере с автотранспортом ,работают 8 экскаваторов различных типов (ЭКГ-8, САТ-993К, Hitachi 3600, Hitachi 5500); парк самосвалов состоит из 35 машин различных типов (БелАЭ-7513, БелАЗ-7514, САТ-777 и Hitachi ЕН-3500), которые перевозят руду на два перегрузочных склада с разной дальностью перевозки. Плановый интервал движения 1т установлен по величине tn для САТ-777. Были рассчитаны все необходимые показатели и найдено решение рационального закрепления самосвалов за экскаваторами. Результаты расчетов приведены в таблице.

Полученное решение является рациональным из возможых, но его реализация связана с совокупными простоями самосвалов в количестве 11,1 мин за один цикл оборота всех машин.

В четвертой главе приведены рекомендации по практическому использованию результатов исследования. На основе разработанных в диссертации методических положений по оптимизации работы автомобильно-экскаваторных комплексов предложен алгоритм (рис. 5) формирования плановых показателей работы автосамосвалов с учетом параметров карьеров и структуры парка машин, а также разработана и зарегистрирована компьютерная программа «Оптимизация парка технологического автотранспорта железорудных карьеров».

Таблица - Рациональное распределение самосвалов по экскаваторам

Автосамосвалы Количество самосвалов в кфьере A« Экскаваторы

ЭКГ - 8 Hitachi S500 CAT -993К Hitachi 3600

1 -> 3 4 5 6 7 8

БеЛАЗ-7513 15 LM. LSL 1 0,6 1 0,1 L2iL LM1 4 1 038 6

2 3

БелАЗ-7514 9 L5J1 Ш± | 0,61 |о,1 4 10,4

5

HitadiiEH-3500 - . 5 Ш. .....ÜUL ULLJ I 1.4 10,85 10,85 10,98 5 1 0,98

САТ-777 6 1®_ в [о_, 1® io [0_

А* 15 [0_ |_0_ 5 (_а_ j 1° 1° LS_ l_o_ [O_

6

Необходимое количество самосвалов А*л 50 ,/iO 6 5 3 9 S 4 9 6

Начало'^^

. * ~~--

/Ввод данных ■ /

X е.а.в.у и.р.га/

| л<а-о/£р | I ну.у/е [

^Дв Нет

« ,

¿ / /

М г

18 19

го 21 22

„ ЗбвОЫх п*КО

ЯГ! и

УСР-УСб/О.8

ус-

уса+уср

■ .2 ,.—

N=0/8 А

24

N. а А

Рис. 5 — Алгоритм расчета плановых показателей работы автосамосвалов

Разработанная программа позволяет формировать рациональные по структуре автомобильно-экскаваторные комплексы, планировать показатели их работы с учетом параметров карьеров, обеспечивающие снижение простоев машин и повышение объемов вывезенной горнорудной массы. Программа предназначена для практического использования на горнорудных предприятиях, эксплуатирующих технологический карьерный автомобильный транспорт.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. В диссертационной работе проведены исследования, которые выявили недостатки в существующих методиках организации процесса планирования работы автомобильно-экскаваторных комплексов, которые не учитывают особенности формирования показателей работы разнотипного парка автосамосвалов с учетом особенностей параметров открытых горнорудных карьеров и экскаваторов.

2. В результате исследований установлены основные факторы, влияющие на простои автомобильно-экскаваторных.комплексов: время погрузки, время движения гружёного самосвала, время оборота. Получены многофакторные модели влияния эксплуатационных параметров открытых горнорудных карьеров на показатели работы карьерных самосвалов, с учетом которых должны определяться плановые временные и списочные показатели работы самосвалов для обеспечения бесперебойного вывоза горнорудной массы от забоя к перегрузочному складу.

3. В результате теоретических и экспериментальных исследований установлены зависимости простоев автомобильно-экскаваторного комплексов в ожидании погрузки от структуры парка самосвалов в открытых горнорудных карьерах.

4. Выполнена математическая постановка задачи рационального распределения разнотипной структуры самосвалов по экскаваторам, разработана оптимизационная модель и предложено ее решение с использованием методов линейного программирования. Полученное решение позволяет сформировать рациональные по структуре автомобйльно-экскаваторные комплексы открытых горнорудных карьеров с минимизацией простоев в ожидании погрузочных работ при обеспечении работы экскаваторов с минимальными простоями.

5. Результаты диссертационного исследования использованы при совершенствовании работы технологического автотранспорта в открытых горнорудных карьерах Республики Казахстан: АО «Соколовско-Сарбайское горнообогатительное производственное объединение» и ТОО «Горнорудная компания Тохтар». Общий экономический эффект на предприятиях составил около 40666,9 тыс. рублей в год.

ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В изданиях из «Перечня...» ВАК:

1. Ларин, О.Н. Факторный анализ производительности карьерного автотранспорта Сарбайского карьера / О.Н. Ларин, О.Н. Вуейкова // Транспорт: наука, техника, управление. -2011.-№1.-С 29-32.

2. Вуейкова, О.Н. Оценка влияния горнотехнических факторов на эксплуатационные параметры карьерных автосамосвалов / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин // Транспорт: наука, техника, управление. - 2011. - № 7. - С 34-36.

3. Вуейкова, О.Н. Вопросы повышения эффективности работы карьерного автотранспорта / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин // Вестник Оренбургского государственного университета.-2011.-№ 10.-С. 20-25.

4. Вуейкова, О.Н. Моделирование работы автомобилей в карьерах / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин, В.И. Куватов // Транспорт: наука, техника, управление,- 2013. -№ 3. - С. 49-52.

5. Вуейкова, О.Н. Моделирование работы автомобильно-экскаваторных комплексов при перевозке горнорудной массы в карьерах / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин, В.И. Куватов // Транспорт Урала. - 2013. - № 1. - С. 20-24.

В прочих изданиях:

6. Вуейкова, О.Н. Современное состояние карьерного автотранспорта на АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Роль стратегии индустриального развития Республики Казахстан в условиях глобализации: проблемы и перспективы : сб. докладов междунар. научно-практ. конф. - Рудный: Изд-во РИИ, 2009. - Т. 1. -С. 76-79.

7. Вуейкова, О.Н. Особенности эксплуатации карьерного автотранспорта в условиях АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова И Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран : сб. докладов междунар. науч.-практ. конф. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2009. - С. 87-89.

8. Вуейкова, О.Н. Анализ технико-эксплуатационных показателей карьер-

ного автотранспорта АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран : сб. докл. второй междунар. науч.-практ. конф. -Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2010. - С. 23-28.

9. Вуейкова, О.Н. Анализ технико-эксплуатационных факторов работы карьерных самосвалов АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Алдамжаровские чтения -2010 : сб. докл. междунар. науч.-практ. конф. - Костанай: Изд-во КСТУ, 2010. -С. 43-48.

10. Вуейкова, О.Н. Исследование параметров влияния на производительность карьерного автотранспорта на примере Сарбайского карьера АО «ССГПО» / О.Н. Вуейкова // Алдамжаровские чтения - 2010 : сб. докл. междунар. научн.-практ. конф. - Костанай: Изд-зо КСТУ, 2010. - С. 48-56.

11. Вуейкова, О.Н. Исследование функциональных зависимости эксплуатационных параметров карьерных самосвалов от горнотехнических факторов / О.Н. Вуейкова // Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран : сб. докл. третьей междунар. научн.-практ. конф. - Челябинск: Изд-во КСТУ, 2011. -С. 55-61.

12. Баюк, О.В. Исследование влияния технико-эксплуатационных факторов на работоспособность карьерных самосвалов / О.В. Баюк, О.Н. Вуейкова // Интеграция инженерной науки и исполнительной власти - необходимое условие реализации программы форсированного индустриально-инновационного развития экономики Казахстана : сб. трудов республиканской научн.-практ. конф. -Рудный: Изд-во РИИ, 2011. - С. 108-112.

13. Вуейкова, О.Н. Оптимизация процесса транспортирования горнорудной массы / О.Н. Вуейкова // Инновации в образовании и науке в условиях политической и экономической модернизации Казахстана : сб. трудов мезвдунар. научн.-практ. конф. - Рудный: Изд-во РИИ, 2011. - С. 65-67.

14. Вуейкова, О.Н. Определение простоев автомобильно-экскаваторного комплекса при выполнении погрузочных работ / О.Н. Вуейкова // Вестник науки Косганайстого социально-технического университета имени академика Зулхар-ная Алдамжар. - Костанай.: Изд-во КСТУ, 2012. - 64-70.

15. Вуейкова, О.Н. Влияния горно-технических и эксплуатационных факторов на возникновение простоев карьерных самосвалов в ожидании погрузочных работ / О.Н. Вуейкова // Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран : сб. докл. пятой междунар. научно-практ. конф. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2013. - С. 291-293.

16. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012616586 «Оптимизация парка технологического автотранспорта железорудных карьеров», 23.07.2012 / О.Н. Вуейкова, О.Н. Ларин / Заявка № 2012614346, 29.05.2012.

Усл.-печ. Л 1,0 Тираж 100 экз. заказ № 275 ООО "Печатный салон "ТиКс" г. Оренбург ул. Шевченко, 24 оф. 208 тел: (3532) 43-00-64,60-95-60

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕСИТЕТ)

На правах рукопис

П4/Гп "Я947л

Вуейкова Ольга Николаевна

ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ АВТОМОБИЛЬНО-ЭКСКАВАТОРНОГО КОМПЛЕКСА ОТКРЫТОГО ГОРНОРУДНОГО КАРЬЕРА

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель доктор технических наук, доцент Ларин О.Н.

Челябинск -2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА НА ОТКРЫТЫХ ГОРНОРУДНЫХ КАРЬЕРАХ 10

1.1. Особенности организации транспортирования горнорудной массы в карьерах 10

1.2. Анализ состояния эксплуатации карьерного автомобильного транспорта на АО «ССГПО» 18

1.3 Методика расчета парка карьерных самосвалов 32

1.4 Оценка величины простоев и экономических потерь для однотипной структуры парка самосвалов 36 1.5. Анализ научно-технической литературы 43 Выводы по первой главе 49 Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНО-ЭКСКАВАТОРНОГО КОМПЛЕКСА 52

2.1 Анализ факторов, влияющих на формирование условий эксплуатации 52

2.2 Исследование зависимости показателей работы карьерных автосамосвалов и автомобильно-экскаваторных комплексов от параметров карьеров 57

2.3 Аналитическая обработка экспериментальных данных работы автомобильно-экскаваторного комплекса 67

2.4 Определение простоев автомобильно-экскаваторного комплекса при выполнении погрузочных работ 71 Выводы по второй главе 80 Глава 3. РАЗРАБОТКА ОПТИМИЗАЦИОННОЙ МОДЕЛИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРКА КАРЬЕРНЫХ САМОСВАЛОВ 82

3.1 Использование методов линейного программирования при

планировании работы автомобильно-экскаваторного комплекса 82 3.2 Разработка оптимизационной модели распределения самосвалов к

экскаваторам 85

Выводы по третьей главе 103 Глава 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ 104

4.1 Разработка программы оптимизации парка технологического автотранспорта железорудных карьеров 104

4.2 Оценка эффективности внедрения результатов исследования 114 Выводы по четвертой главе 117 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 119 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 121 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 137 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 141 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 144 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 146 ПРИЛОЖЕНИЕ 5 148 ПРИЛОЖЕНИЕ 6 150 ПРИЛОЖЕНИЕ 7 151

ВВЕДЕНИЕ

Автомобильный карьерный транспорт получил широкое распространение на открытых разработках горнодобывающих отраслей во всем мире. Целесообразность применения автотранспорта в горном деле обусловлена его высокими технико-экономическими показателями при использовании в различных условиях. Объем перевозок горнорудной массы автомобильным транспортом с 2004 по 2011 г. на АО «ССГПО» увеличился более чем в два раза, однако при этом сохраняются экономические потери от простоев автомобильно-экскаваторных комплексов. В сложившихся условиях вопросы повышения эффективности работы автотранспорта являются достаточно актуальными.

В современных условиях одной из главных задач любого предприятия является повышение эффективности транспортного процесса при минимальных расходах.

Вопросы повышения эффективности эксплуатации грузового автотранспорта в различных транспортно-технологических системах рассмотрены в работах многих отечественных ученых: Воркута А.И., Резника Л.Г., Корчагина В.А., Миротина Л.Б., Гудкова В.А., Рассоха В.И., Вельможина A.B., Ларина О.Н., Спирина И.В., Горева А.Э., Беляева В. М., Витвицкого Е.Е., Ванчукевича В.Ф., Седюкевича В.Н., Лукинского B.C., Троицкой Н.А, Якунина H.H.. и др.

Несмотря на значительное число работ, посвященных рассматриваемым вопросам, некоторые задачи до настоящего времени остаются нерешенными. Это связано в основном с тем, что применяемые в настоящее время методы моделирования и планирования работы карьерных автосамосвалов созданы на основе описания этого процесса как локального объекта и не в полной мере учитывают особенности формирования структуры парка автотранспортных средств на современных карьерах. Это имеет ряд недостатков и приводит к

потерям рабочего времени как автосамосвалов, так и экскаваторов. Комплексный подход к данной проблеме расширяет возможности поиска альтернативных решения и путей по повышению эффективности транспортировки горнорудной массы в карьерах. Поэтому задача совершенствования работы автосамосвалов с учетом и в комплексе с работой экскаваторов, как единого автомобильно-экскаваторного комплекса, является актуальной и имеет важное научное и хозяйственное значение.

Совершенствование работы карьерных автосамосвалов путем их рационального распределения по экскаваторам с учетом влияния различных технико-эксплуатационных факторов и структуры парка позволит увеличить производительность карьерных автотранспортных средств, уменьшить простои автомобильно-экскаваторного комплекса, увеличить объемы перевозимой горнорудной массы и, как следствие, - снизить себестоимость ее перевозки.

Цель исследования - повышение эффективности использования автомобильно-экскаваторного комплекса на основе разработки методических положений обоснования его рациональной структуры с учетом параметров открытых горнорудных карьеров и структуры парка автосамосвалов.

Задачи исследования:

1) изучение особенностей процесса планирования работы автомобильно-экскаваторных комплексов и оценка эффективности их работы в современных открытых горнорудных карьерах;

2) исследование влияния эксплуатационных параметров открытых горнорудных карьеров на показатели работы различных типов карьерных самосвалов;

3) исследование влияния структуры парка автосамосвалов на простои автомобильно-экскаваторных комплексов открытых горнорудных карьеров;

4) разработка методики рационального планирования работы автомобильно-экскаваторного комплекса с учетом параметров карьера и структуры парка автосамосвалов в открытом горнорудном карьере;

5) разработка алгоритма и программная реализация методики рационального планирования работы автомобильно-экскаваторного комплекса в открытом горнорудном карьере.

Объект исследования - процессы погрузки и транспортировки горнорудной массы автомобильно-экскаваторными комплексами в открытом горнорудном карьере.

Предмет исследования - структура парка автосамосвалов, влияющая на эффективность функционирования автомобильно-экскаваторных комплексов при технологических перевозках.

Научная новизна исследования:

1. Установлены зависимости влияния эксплуатационных параметров открытых горнорудных карьеров на показатели работы карьерных автосамосвалов.

2. Теоретически и экспериментально обосновано влияние структуры парка карьерных самосвалов на простои автомобильно-экскаваторных комплексов открытых горнорудных карьеров.

3. Разработана методика рационального распределения парка автосамосвалов разнотипной структуры по экскаваторам в открытых горнорудных карьерах.

4. Разработан алгоритм программы планирования работы разнотипного парка автосамосвалов открытых горнорудных карьерах.

Практическая значимость работы. Разработанные методические рекомендации по формированию рационального по структуре автомобильно-экскаваторного комплекса путем распределения автосамосвалов различных типов к экскаваторам с учетом параметров открытого горнорудного карьера, используются на практике при вывозе руды технологическим транспортом из крупных карьеров. Внедрение результатов диссертационного исследования позволяет снизить совокупные простои автосамосвалов и экскаваторов и связанные с ними экономические потери предприятий.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Математические модели влияния эксплуатационных параметров карьеров на показатели работы автосамосвалов в открытых горнорудных карьерах.

2. Зависимости простоев автомобильно-экскаваторных комплексов от структуры парка карьерных автосамосвалов в открытых горнорудных карьерах.

3. Методика рационального распределения автосамосвалов по экскаваторам для разнотипной структуры парка автосамосвалов, обеспечивающая снижение совокупных простоев автомобильно-экскаваторных комплексов в открытых горнорудных карьерах.

4. Алгоритм компьютерной программы планирования работы разнотипного парка автосамосвалов с учетом параметров открытых горнорудных карьеров.

Теоретико-методологические основы исследования. Теоретико-методологической основой исследования являются системный подход, математическая статистика, теории вероятностей и массового обслуживания, математические методы имитационного и оптимизационного моделирования, которые позволили достоверно обосновать полученные результаты и сделанные выводы.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационного исследования применяются в «Автотранспортном управлении» АО «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное

объединение» (Республика Казахстан), ТОО «Горнорудная компания Тохтар» (Республика Казахстан), при планировании работы автомобильно-экскаваторных комплексов в открытых горнорудных карьерах. Использование разработанных методик позволяет снизить простои автомобильно-экскаваторных комплексов в ожидании погрузочных операций и увеличить объемы перевозок горнорудной массы.

Основные теоретические положения и методики, разработанные в диссертации, используются в учебном процессе кафедры «Транспорта и технологических машин» Рудненского индустриального института (Республика Казахстан), кафедры «Эксплуатация автомобильного транспорта» ЮжноУральского государственного университета (национального исследовательского университета).

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 гг.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на международных научно-практических конференциях: «Роль стратегии индустриального развития Республики Казахстан в условиях глобализации: проблемы и перспективы» (Рудненский индустриальный институт, Рудный, 2009); «Проблемы и перспективы развития Евроазиатских стран» (Южно-Уральский Государственный университет, Челябинск, 2009-2011, 2013); «Алдамжаровские чтения - 2010» (Костанайский социально-технический университет, Костанай, 2010); «Инновации в образовании и науке в условиях политической и экономической модернизации Казахстана» (Рудненский индустриальный институт, Рудный, 2011); «Инновации в образовании и науке в условиях политической и экономической модернизации Казахстана» (Рудненский индустриальный институт, Рудный,, 2011), Республиканской научно-практической конференции «Интеграция инженерной науки и исполнительной власти - необходимое условие реализации программы форсированного индустриально-инновационного развития экономики Казахстана» (Рудненский индустриальный институт, Рудный, 2011); межкафедральный научный семинар транспортного факультета (Оренбургский Государственный университет, Оренбург, 2012).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликованы 15 статей, в том числе 5 - в журналах, включенных в «Перечень ...» ВАК, и свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка использованной литературы из 144 наименований и 7 приложений. Объем диссертации составляет 120 страниц основного текста, 28 таблиц, 38 рисунков.

ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА НА ОТКРЫТЫХ ГОРНОРУДНЫХ КАРЬЕРАХ

1.1 Особенности организации процесса транспортировки горнорудной массы в карьерах

Основным видом транспорта, используемым для транспортировки горной массы при открытом способе разработки месторождений, является карьерный транспорт. Назначение карьерного транспорта - перемещение вскрышных пород (от экскаваторных забоев до отвалов) и руды (от забоев до обогатительной фабрики или до склада готовой продукции).

Различные виды карьерного транспорта делятся на две группы:

1. Транспорт прерывного действия:

- железнодорожный - наиболее распространенный вид карьерного транспорта;

- автомобильный - широко применяемый на карьерах в основном малой и средней производственной мощности;

- скиповые подъёмники, кабельные краны и т.д.

2. Транспорт непрерывного действия:

- конвейерный - получил широкое распространение благодаря непрерывности процесса, высокой производительности установок и способности транспортировать материал при угле подъема до 18° (при специальных конструкциях конвейеров - до 35°), что приводит к сокращению длины транспортных коммуникаций на карьере и уменьшению объема горнокапитальных работ,

- подвесные канатные дороги;

- трубопроводный (гидравлический и пневматический) и др.

Вследствие изменяющихся условий, как в глубоких, так и в нагорных

карьерах широко применяют комбинации различных видов транспорта

(например, автомобильный и железнодорожный, автомобильный и конвейерный или скиповой и т.д.). В этом случае каждый вид транспорта в наиболее благоприятных для него условиях эксплуатации обеспечивает наивысшие технико-экономические показатели.

Карьерный транспорт имеет следующие особенности эксплуатации:

- быстрая оборачиваемость и высокая интенсивность движения;

- большая ударная нагрузка при погрузке пород экскаваторами;

- большие объёмы перевозок;

- односторонняя направленность перемещения от забоев к пунктам приёма грузов;

- большие уклоны на трассе;

- нестационарность пунктов погрузки горной массы и пунктов приёма пустых пород.

Автомобильный карьерный транспорт широко используется в России, Казахстане, Англии, Канаде и других странах. Области эффективного применения автомобильного карьерного транспорта: строительство карьеров, разработка месторождений с неправильными контурами или месторождений, залегающих в гористой пересечённой местности; разработка горизонтальных или слабонаклонных пластов при быстром продвижении фронта работ; выемка полезных ископаемых по сортам или выемка отдельных прослоек и блоков; разработка месторождений, залегающих на большой глубине (с использованием автотранспорта в сочетании с другими транспортными средствами на коротком плече откатки).

В большинстве случаев карьеры, в которых применяется автомобильный карьерный транспорт, имеют ограниченные размеры (длину в плане обычно не более 2-3 км, глубину 150-200 м). Оптимизация автомобильного карьерного транспорта связана с наиболее максимальной загрузкой экскаваторов в забоях. Поэтому схема подъездов под погрузку выбирается с учётом наименьшего времени на манёвры, подачу и смену автосамосвалов (рисунок 1.1). На

продолжительность загрузки оказывают влияние производительность экскаватора (погрузчика) и объём кузова автосамосвала, который должен быть кратным вместимости ковша экскаватора (от 3:1 до 8:1).

в

'НЧЧФ

а

с

£<дшии

Рисунок 1.1. Схема подъездов автосамосвалов под погрузку в карьерах

Режим движения подвижного состава определяется, в первую очередь, типом карьера.

В зависимости от формы залегания, параметров рудного тела, глубины карьера, масштабов производства и других факторов используют спиральные, петлевые, прямые, скользящие и комбинированные виды съездов, обеспечивающие транспортную связь вскрышных и добычных горизонтов с технологическим комплексом на поверхности.

Спиральные автомобильные съезды (рисунок 1.2) обеспечивают отработку залежи на больших глубинах (150...450 м) при ограниченной протяженности фронта горных работ на нижних горизонтах, а также достаточно большие радиусы поворота, хорошую видимость на трассе, относительно высокие скорости движения. Недостатком спиральных съездов является сложность организации поточного движения автосамосвалов.

Рисунок 1.2. Спиральные карьерные автомобильные съезды

Петлевые автомобильные съезды (рисунок 1.3) эффективны на карьерах глубинного и нагорного типов. Их располагают на нерабочем или временно необрабатываемом борту карьера. Петлевой съезд требует устройства петлевых кривых, серпантин и виражей малых радиусов, соединяющих прямолинейные участки.

Рисунок 1.3. Петлевые автомобильные съезды

Рудные тела сложной конфигурации вскрываются комбинированными съездами (рисунок 1.4). Их применяют на большинстве карьеров, где применяется автотранспорт. При использовании таких съездов устраиваются сопрягающие кривые, соединяющие одну форму трассы с другой. Наиболее типичны комбинированные постоянные съезды в карьерах, где спиральная форма переходит в петлевую. В глубоких карьерах элементы спиральной и петлевой