автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Влияние условий эксплуатации на температурный режим редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов

На правах рукописи

СТЕНИНА Наталья Александровна

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ РЕДУКТОРОВ МОТОР-КОЛЕС КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ

05.05.06 - «Горные машины»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

г о тон 1т

005062145

Кемерово-2013

005062145

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Хорешок Алексей Алексеевич

Официальные оппоненты: Аксенов Владимир Валерьевич,

доктор технических наук, профессор, Институт Угля СО РАН

Ведущая организация: Новационная фирма «КУЗБАСС-НИИОГР»

Защита состоится цнмя 2043г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.102.01 в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева» по адресу: 650000, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28 Факс (384-2) 58-33-80, e-mail: kuzstu@kuzstu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева»

Автореферат разослан «¿Д» мая 2013 г.

Кудреватых Андрей Валерьевич, кандидат технических наук, Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева

Ученый секретарь диссертационного совета

А. Г. Захарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В реализации технологии открытого способа добычи угля и других полезных ископаемых карьерный автотранспорт является одним из главных звеньев в создании систем экскаваторно-автомобильного комплекса (ЭАК).

В настоящее время наибольшее распространение получили автосамосвалы грузоподъемностью 130-220 т.

Тяжелые условия работы карьерных автосамосвалов предъявляют повышенные требования к используемым при эксплуатации горюче-смазочным материалам. Физико-химические свойства масел изменяются значительно быстрее, чем наступает отказ техники. В условиях развития предотказного состояния техники резко увеличивается содержание продуктов износа и температура масла редуктора мотор-колес (РМК) карьерных автосамосвалов. Простои автосамосвалов из-за отказов и неисправностей несущей части составили 28 % от общих простоев, а из распределения этих простоев на долю отказов по причине неисправности РМК приходится 37 %. Температурный режим РМК взаимосвязан с параметрами его технического состояния от работоспособного до предельного или аварийного. Изменение технического состояния РМК, как и других агрегатов карьерных автосамосвалов, зависит от режимов их работы, характеризующихся условиями эксплуатации.

Одной из причин изменения технического состояния РМК и автосамосвала в целом является перегрев его элементов и масла в нем. Исследования по определению зависимости условий эксплуатации от температурного режима РМК карьерных автосамосвалов ранее не проводились. Таким образом, тема диссертационной работы является актуальной.

Цель работы - определение влияния условий эксплуатации на температурный режим редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов.

Идея работы в использовании температуры масла редукторов мотор-колес для определения показателей их надежности и выбора рациональных условий эксплуатации карьерных автосамосвалов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести экспериментальные исследования по определению влияния условий эксплуатации на температурный режим редукторов мотор-колес и на техническое состояние карьерных автосамосвалов;

- разработать модель регрессии температуры масла редукторов мотор-колес от коэффициента использования грузоподъемности, длины ездки с грузом, температуры окружающей среды и продольного уклона;

- установить зависимость температурного режима редукторов мотор-колес от коэффициента использования грузоподъемности и создать модель определения рациональной загрузки карьерных автосамосвалов в конкретных условиях эксплуатации.

Научная новизна работы заключается:

- в определении влияния на температуру масла РМК эксплуатационных показателей, основным из которых является коэффициент использования грузоподъемности;

- в разработке модели регрессии, позволяющей определить влияние основных эксплуатационных показателей на температурный режим РМК;

- в установлении зависимостей показателей надежности редуктора от температуры масла и от коэффициента использования грузоподъемности;

- в создании модели определения рациональной загрузки карьерных автосамосвалов в конкретных условиях эксплуатации.

Практическая значимость работы состоит в разработке:

- алгоритмического и программного обеспечения расчетов для определения рационального коэффициента использования грузоподъемности при различных сочетаниях ЭАК;

- методики определения рационального коэффициента использования грузоподъемности с учетом температурного режима РМК карьерных автосамосвалов.

Методы исследования. При выполнении работы использовались методы статистической обработки данных и построения регрессионных моделей, анализа и синтеза, математическое моделирование и аппарат линейного программирования.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Температурный режим редукторов мотор-колес объективно оценивает их техническое состояние через показатели надежности: количество отказов, коэффициент готовности и коэффициент стоимости эксплуатации. При отклонении температуры масла от критического значения 120° до минимального 95°, количество отказов снижается на 25 %, при увеличении до максимального значения 161° — увеличивается в 9 раз.

2. Температура масла редукторов мотор-колес определяется показателями условий эксплуатации: коэффициент использования грузоподъемности, длина ездки с грузом, температура окружающей среды и продольный уклон. Зависимости температуры масла от данных показателей носят линейный характер. Наибольшее влияние на температуру масла оказывают температура окружающей среды и коэффициент использования грузоподъемности.

3. Зависимость удельных затрат от коэффициента использования грузоподъемности с учетом температурного режима редукторов мотор-колес является параболической и имеет экстремум, при котором удельные затраты минимальны, а коэффициент использования грузоподъемности рациональный.

Степень достоверности научных результатов подтверждена корректным выбором критериев эффективности, результатами эксперимента, сопоставлением результатов моделирования с фактическими показателями эксплуатации карьерных автосамосвалов.

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований и разработке методов их решения; в выполнении аналитических и экспериментальных исследований; в разработке методики определения рационального коэффици-

ента использования грузоподъемности для конкретных условий эксплуатации по минимуму удельных затрат с учетом температурного режима работы РМК карьерных автосамосвалов; в установлении закономерностей и создании модели регрессии между температурой масла РМК и эксплуатационными показателями карьерных автосамосвалов: коэффициентом использования грузоподъемности, длиной ездки с грузом, температурой окружающей среды и продольным уклоном, имеющей линейный характер; зависимости количества отказов РМК, продолжительности простоя в ремонте и затрат на их ремонт от температурного режима работы, носящей экспоненциальный характер и зависимость удельных затрат от коэффициента использования грузоподъемности с учетом температурного режима РМК являющейся параболической.

Объектом исследований являются температурный режим РМК карьерных автосамосвалов, а также характер его влияния на техническое состояние и эффективность эксплуатации карьерных автосамосвалов.

Реализация результатов работы. Основные результаты, разработанная методика и модель используются в учебном процессе при обучении студентов бакалавров направлений: 190601.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 190701.62 «Технология транспортных процессов», 130409.65 «Горные машины и оборудование» Кузбасского государственного технического университета имени Т. Ф. Горбачева и на предприятиях, эксплуатирующих горнотранспортное оборудование.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на: ХП, XIII, IX Международных научно-практических конференциях «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 2008, 2010, 2012); V Международной научной конференции «Инновации в технологиях и образовании» (г. Белово, 2012); II Международной научно-практической конференции «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса» (г. Новокузнецк, 2012).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК России, — 4, монография — 1, свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ — 3.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, включает в себя введение, 4 главы, заключение, список использованной литературы из 154 наименований, 53 рисунка, 29 таблиц, 6 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, сформулирована цель и задачи работы, научная новизна и практическая ценность, а также научные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится обзор исследований, целью которых является повышение производительности и технического состояния карьерных автосамосвалов.

Большая роль в повышении уровня технико-экономических показателей при добыче угля открытым способом, а также решении вопросов эффективного использования карьерных автосамосвалов и в целом ЭАК принадлежит следующим ученым: М. В. Васильеву, К. Е. Винницкому, В. И. Галкину, А. А. Кулешову, Н. В. Мельникову, В. В. Ржевскому, Б. В. Гордиенко, В. С. Хохрякову, Ю. П. Астафьеву и многим другим исследователям.

Обобщенный анализ этих исследований показал, что, несмотря на большую значимость полученных результатов, современное производство ставит задачи дальнейшего поиска путей, повышающих эффективность использования горного оборудования и особенно большегрузного карьерного автотранспорта. В результате были сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Кроме того, проведен анализ состояния современного карьерного автотранспорта, который позволил выявить большое количество простоев карьерных автосамосвалов и связанных с ними потерь при добыче полезных ископаемых. Основная часть простоев происходит по техническим причинам и вызвана отказами и неисправностями различных систем автосамосвалов. Одной из распространенных причин является отказ РМК (37 %).

Во второй главе исследовано влияние на температурный режим РМК эксплуатационных показателей.

Для оценки температурного режима РМК были выбраны следующие показатели: коэффициент использования грузоподъемности (уД расстояние транспортирования груза (£сг), продольный уклон дороги (г) и температура окружающей среды (гос).

Экспериментальные исследования по определению влияния условий эксплуатации на температурный режим редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов проводились в условиях ОАО «Таллинский угольный разрез» филиала «УК «Кузбассразрезуголь».

Замеры осуществлялись на протяжении двух лет в разное время года. В итоге сделано более 4 ООО замеров температуры масла РМК.

Объект исследования - редуктор мотор-колес карьерных автосамосвалов особо большой грузоподъемности. При исследованиях в РМК использовалось российское масло ТАП-15В.

Температура масла РМК (iM) является наиболее информативным показателем его технического состояния. При повышенных температурах масло теряет свои смазывающие свойства, происходит повышенный износ шестерен и подшипников редукторов. В данной работе под температурным режимом понимается режим изменения температуры масла РМК во времени в различных условиях эксплуатации карьерных автосамосвалов. Изменение технического состояния РМК карьерных автосамосвалов зависит от режимов их работы, характеризующихся условиями эксплуатации.

Для исследований были выбраны автосамосвалы с электромеханической трансмиссией следующих марок: БелАЗ-75131, -302, -306, как наиболее распространенные на разрезах «УК «Кузбассразрезуголь».

Наибольший интерес представляет наиболее нагруженный режим работы карьерных автосамосвалов - движение в груженом состоянии на подъем, поэтому замеры проводились в пунктах их разгрузки. При этом, помимо температуры масла редукторов, фиксировались следующие показатели: температура окружающей среды, объем ковша экскаватора, длина маршрута, продольный уклон дороги и номер шасси автосамосвала.

Температурный режим работы РМК оценивался двумя способами и двумя приборами, имеющими высокую точность и малую погрешность: первый способ -фиксировалась температура масла РМК через заливную пробку с помощью цифрового прибора - мультиметр цифровой СММ-40; второй способ - фиксировалась температура непосредственно корпуса редуктора с помощью инфракрасного прибора - инфракрасный неконтактный пирометр Сеп1ег-350. В ходе экспериментальных исследований установлено, что разность при измерении температуры между этими двумя способами и приборами составила значение - 16 С. Чтобы не создавать дополнительных простоев автосамосвалов, измерения температуры проводились вторым способом.

Результаты замеров температуры масла РМК для исследуемых марок автосамосвалов представлены на рис. 1.

БелАЗ-75131 БелАЗ-75302 БелАЗ-75306

tM мин. ■ tM сред. tM макс. Марка а/с

Рисунок 1 - Величина минимальной, средней и максимальной температуры масла РМК (fM) для различных марок автосамосвалов

Несмотря на хорошие условия охлаждения, средняя и максимальная температура масла в РМК превышает критическое значение iM= 120 °С. Максимальная температура масла в РМК достигает значений 161 °С (БелАЭ-75302), а при таких температурах ухудшаются свойства трансмиссионных масел, ухудшаются условия работы всех элементов редуктора. Надежность любых узлов и агрегатов существенно зависит от их температурного режима работы. Поэтому прогнозирование и поддержание температуры масла в допускаемых пределах является актуальной задачей, решение которой позволит поддерживать в технически исправном состоянии РМК и автосамосвал в целом.

Для оценки значимости исследуемых показателей рассчитаны коэффициенты корреляции, значения которых представлены в табл. 1, рассматриваемые как для каждой группы автосамосвалов отдельно, так и для обобщенной совокупности автосамосвалов БелАЗ.

Таблица 1 - Значения линейного коэффициента корреляции для выборки «Все Бе-лАЗы»

Параметры 1er, КМ i, %с ¿ОС» С 7гр гм,°С

Ler, км - -0,0511 -0,159 0,012 -0,068

i, %о -0,0511 _ 0,0826 0,0157 0,162

t °г 'ОС; ^ -0,159 0,0826 - 0,043 0,774

Угр 0,012 0,0157 0,043 _ 0,433

iM,°C -0,068 0,162 0,774 01433 -

При анализе графика, изображенного на рис. 2, видно, что наиболее тесная связь наблюдается между температурой масла РМК и температурой окружающей среды (линейный коэффициент корреляции 0,774), а также между температурой масла РМК и коэффициентом использования грузоподъемности (линейный коэффициент корреляции 0,433).

Ьег, км

0,8 ^

0,774

toc, °С

Рисунок 2 - Значения линейного коэффициента корреляции для выборки «Все БелАЗы»

Так как температура окружающей среды - это показатель, на который повлиять нельзя, то основным показателем для дальнейших исследований считается коэффициент использования грузоподъемности. Оперативное управление этим показателем позволит для любых условий эксплуатации разработать такие рекомендации, при которых ресурс РМК и эффективность использования карьерных автосамосвалов будут максимальными. Однако оставшиеся три показателя также оказывают влияние на температуру масла РМК, хоть и незначительное. Поэтому наиболее достоверным будет рассмотрение влияния всей совокупности показателей, для чего необходимо создание модели регрессии.

Созданы модели регрессии для каждой группы автосамосвалов и для обобщенной совокупности автосамосвалов БелАЗ.

Определение выборочных коэффициентов корреляции для данных моделей осуществлялось методом наименьших квадратов для всех исследуемых групп: Бе-

лАЭ-75131, -75302, -75306 и группы «Все БелАЗы». Неизвестные значения подобраны из условия минимизации суммы квадратов отклонений.

В результате расчетов и обработки данных получены следующие эмпирические зависимости для определения температуры масла РМК при эксплуатации автосамосвалов в различных условиях, представленные в табл. 2.

Таблица 2 - Уравнения регрессии для выборок автосамосвалов «БелАЗ» по

№ Группа выборки Уравнения регрессии

1 БелАЗ-75131 гм = 51,74+35,9 • угр + 0,77 • £ос + 1,03 • ¿ег + 1,95 ■ £

2 БелАЗ-75302 См = 89,77+27,07 ■ угр + 0,92 ■ 10с + 1,38 • ¿ег + 1,73 ■ £

3 БелАЗ-75306 = 70,72+22,99 ■ угр + 0,94 ■ ¿ос + 1,12 ■ ¿ег + 1,28 ■ г

4 Обобщенная «Все БелАЗы» См = 70,83+27,09 ■ угр + 1,04 ■ Гос + 0,38 ■ ¿ег + 1,43 • 1

Для оценки значимости уравнений регрессии использован критерий Фишера. Анализ расчетов показал: с вероятностью 0,95 можно утверждать, что уравнения регрессии статистически значимо.

Для дальнейших расчетов используется общая формула, которая описывает температурный режим работы РМК для всех марок автосамосвалов особо большой грузоподъемности:

См = 70,83+27,09 ■ уГр + 1,04 ■ Сос + 0,38 ■ 1,ег + 1,43 ■ / (1)

Зная зависимость продолжительности простоя автосамосвалов в ремонте (Дрем) (по причине отказа редукторов) от температуры масла в РМК (1М), с помощью представленных уравнений можно получить зависимость Дрем = /(угр).

В третьей главе определены зависимости основных показателей надежности и технического состояния карьерных автосамосвалов от коэффициента использования грузоподъемности (КИТ).

Проблема повышения надежности РМК автосамосвалов имеет большое значение.

Основные работы в области повышения надежности и эффективности карьерного автотранспорта выполнили следующие ученые: М. В. Васильев, А. А. Кулешов, М. Г. Потапов, В. П. Смирнов, В. Ю. Коптев. Наработки выполнены А. К. Вернацким, Е. К. Почтенным, А. А. Ракитским и на заводе-изготовителе карьерных автосамосвалов « БелАЗ» А. Н. Казарезом, П. А. Мариевым, В. И. Мелешем.

Основным показателем качества работы автомобильного транспорта и ЭАК большинство авторов считают производительность транспортного процесса. Основными показателями надежности восстанавливаемых изделий являются коэффициенты готовности использования парка и стоимости эксплуатации.

В результате обработки экспериментальных данных установлено соотношение затрат на ремонт РМК и средней температуры масла в редукторе (рис. 3).

В результате обработки экспериментальных данных установлено соотношение затрат на ремонт РМК и средней температуры масла в редукторе (рис. 3).

БелАЭ-75131 БелАЗ-75302 БелАЗ-75306

__ ^ Марка а/с

и Средняя температура масла ■ Затраты на ремонт

Рисунок 3 - Величина средней температуры масла и затрат на ремонт, приходящихся на один автосамосвал

Установлено, что зависимости затрат на ремонт, количества отказов и числа дней нахождения автосамосвала в ремонте от температуры масла РМК носят экспоненциальный характер (рис. 4-6).

Рисунок 4 - Зависимость затрат на ремонт РМК (Зрем) от температуры масла

(О

0 -4-->-т->-1-I-'-1

100 110 120 130 140 150 160 / Г

М'

Рисунок 5 - Зависимость количества отказов РМК (потк) от температуры масла в редукторе (Гм)

д

■рем 60

40

20

0

Дрем= 0,0093 •е°'0555 'м

100 110 120 130 140 150 160 tM, °С Рисунок 6 — Зависимость количества дней простоя автосамосвалов в ремонте (Дрем) от температуры масла РМК (íM)

В каждом конкретном случае решается, что важнее на данном этапе для горного предприятия - минимальные удельные затраты или производительность по комплексу. Повышение производительности на погрузочно-транспортных работах может привести в отдельных случаях к увеличению удельных затрат и себестоимости продукции из-за большой стоимости оборудования.

Определение влияния коэффициента использования грузоподъемности на показатели эффективности эксплуатации карьерных автосамосвалов осуществлялось по следующей методике:

Удельные затраты определяются по формуле

Зуд = "ТГ . руб./т,

Qr

(2)

где Зрем - затраты на ремонт РМК, руб.; Qr - годовая производительность, т/год. Затраты на ремонт РМК определяются по формуле

Зрем = 967,2916 • Ч руб., (3)

Среднее число отказов РМК, приходящихся на один автомобиль за год:

потк = 0,0034 ■ е0'055 £м , (4)

где tM - температура масла в РМК (формула 1).

Коэффициент использования грузоподъемности определяется по формуле

Чф

(5)

где с/ф - фактическая грузоподъемность, т; - номинальная грузоподъемность, т.

(6)

где пк - количество загружаемых ковшей; Уэ - вместимость ковша экскаватора;

кр '

кнк — коэффициент наполнения ковша; рц — плотность горной массы, т/м3; кр — коэффициент разрыхления горной массы.

Годовая производительность (<2Г) зависит от режимов и продолжительности работы автосамосвалов за год и определяется по формуле

<2г = <?ч-Тр.г, (7)

где (?ч — часовая производительность автосамосвала, т/ч; Тр г — время работы в год, ч.

Тр.г Др.г ' Тсуг, (8)

где Др г - дни работы в год; Т^ — время работы в сутки, ч.

Дрем = 0.0093 ■ е0-0555 ^ . (9)

Часовая производительность ((?ч) определяется по формуле

(10)

пр *т Р

где Щ — грузоподъемность автосамосвала, т; уГр - коэффициент использования грузоподъемности; Ц. — техническая скорость, км/ч; Ьег - длина ездки с грузом, км; Тпр -время простоя автосамосвала за один рейс, ч; (3 - коэффициент использования пробега (для маятниковых маршрутов (В =0,5).

Тпр = ^погр ^разгр ^ож Ч (11)

где (гпогр - время погрузки автосамосвала, ч; £разгр - время разгрузки автосамосвала, ч; Ьож — время ожидания погрузки и разгрузки, ч; £др — время других простоев, ч. Коэффициент готовности определяется по формуле

кг = (12) Дк

Коэффициент стоимости эксплуатации определяется по формуле

*«=|=-- (И)

где Срмк - стоимость РМК.

Результаты определения рационального коэффициента использования грузоподъемности для маршрута на ОАО «Таллинский угольный разрез» представлены в табл. 3.

Исходные данные:

марка а/с - БелАЭ-75302;

средняя техническая скорость - 14 км/ч;

длина груженой ездки - 11 км;

средний продольный уклон дороги - 5 %;

температура окружающей среды - +30 °С.

Результаты расчета представлены в табл. 3.

Результаты расчетов, приведенные в табл. 3, показывают, что с одной стороны, увеличение КИТ влечет за собой рост производительности. С другой стороны, вызывает увеличение температуры масла в редукторах, и, как следствие, снижение их надежности, рост числа отказов, а значит повышение простоев в ремонте, затрат на ремонт и уменьшение коэффициента готовности (табл. 3).

Таблица 3 - Результаты определения рационального КИТ

<1ч. 1„, Дрем» Др.г. Тр.г» <?г. Зрем> Зуд> К к с.э

Угр т/ч °С ДН. ДН. ч т руб. руб./т

0,5 62,1 126,9 10,6 332,3 7976,4 495309,9 226707,3 0,458 0,97 0,011

0,6 74,5 129,6 12,4 330,6 7934,9 591282 254715,4 0,4308 0,966 0,013

0,7 86,9 132,3 14,4 328,6 7886,8 685639,3 286183,6 0,4174 0,960 0,014

0,8 99,3 135,0 16,7 326,3 7830,7 778022,7 321539,6 0,4133 0,954 0,016

0,9 111,7 137,7 19,4 323,6 7765,6 867999,2 361263,5 0,418 0,947 0,018

1 124,2 140,4 22,6 320,5 7689,9 955046,9 405895,1 0,427 0,938 0,020

1,1 136,6 143,2 26,2 316,7 7602,0 1038538 456040,5 0,441 0,928 0,023

1,2 149,0 145,9 30,5 312,5 7499,8 1117719 512381,1 0,459 0,916 0,025

Таким образом, чем меньше КИТ, тем лучше перечисленные показатели эффективности использования автосамосвалов. Но при недогрузе автосамосвалов значительно снижается их производительность.

Следовательно, при определенном значении коэффициента использования грузоподъемности соотношение затрат на ремонт редуктора и производительности автосамосвала будет таковым, что зависимость удельных затрат от КИТ примет вид параболы, а значит будет иметь минимум, при котором коэффициент использования грузоподъемности является рациональным (рис. 7).

ja,

руб./т

0,45 0,44 0,43 0,42 0,41

0,39 40,5

Рисунок 7 - Зависимость удельных затрат (Зуд) от коэффициента использования грузоподъемности (угр)

Таким образом, при эксплуатации автосамосвалов в данных условиях рациональным, с точки зрения минимальных удельных затрат, является коэффициент использования грузоподъемности, равный 0,8.

Необходимо отметить, что в каждом конкретном случае значение рационального коэффициента использования грузоподъемности свое и зависит от условий эксплуатации.

Следовательно, критерий выбора рационального коэффициента использования грузоподъемности выглядит следующим образом:

Зуд = min -» урзц, (16)

В четвертой главе разработана модель определения рационального коэффициента использования грузоподъемности карьерных автосамосвалов с учетом температурного режима РМК.

Вопросам экономико-математического моделирования работы горнотранспортного оборудования посвящены работы М. В. Васильева, 3. JI. Сиротки-на, В. П. Смирнова, Ю. И. Белякова, А. А. Кулешова, А. Г. Шапарь, А. М. Эрперт, JL М. Римм, В. Т. Лашко, К. К. Кузнецова, К. Е. Винницкого и др.

В работе с помощью объектно-ориентированного языка программирования Visual Basic 6.0 была создана модель определения рационального коэффициента использования грузоподъемности, обеспечивающего наилучший температурный режим редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов с учетом влияния на него изменений условий эксплуатации.

Входные данные: Уа - вместимость кузова автосамосвала; Кэ~ коэффициент экскавации; Kv - коэффициент разрыхления горной массы, q - грузоподъемность автосамосвала, т; V3 - объем ковша экскаватора; рц - плотность горной массы; т/м3; toe - температура окружающей среды; Ler - длина ездки с грузом; i - про-

0,6 0.7 0,8 0,9 1 1,1 ^

дольный уклон дороги; Ц. - техническая скорость; Тпр - время простоя автосамосвала за один рейс; Двых - выходные дни в году; Гсут - время работы в сутки, ч; Срмк - стоимость РМК.

Полученные данные оформлены в виде форм, представленных на рис. 8.

ркг-

Рисунок 8 — Пример расчета данных для карьерного автосамосвала БелАЗ-75306 (при температуре окружающей среды гос = +25 □ С)

Программа определения загрузки карьерных автосамосвалов с учетом температурного режима редукторов мотор-колес позволяет для конкретных горнотехнических условий определить рациональную степень загрузки карьерных автосамосвалов и разработать рекомендации по эксплуатации автосамосвалов с максимальной эффективностью. Программа предназначена для использования на любых разрезах, эксплуатирующих карьерные автосамосвалы в составе ЭАК.

На программу получено «Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ» № 2012615125, Стенин Д. В., Стенина Н. А., 8 июня 2012 г.

Необходимость разработки методики для определения рациональной загрузки, с учетом температурного режима РМК карьерных автосамосвалов для различных условий эксплуатации, вызвана постоянно усложняющимися горнотехническими и горно-геологическими условиями работы карьерных экскаватор-но-автомобильных комплексов на разрезах Кузбасса и всей России.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой дано новое решение актуальной научной задачи определения влияния условий эксплуатации на температурный режим редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов, имеющей существенное значение для повышения надежности и эффективности работы экскаваторно-автомобильных комплексов.

Научные и практические результаты выполненных исследований позволяют подвести итоги:

1. Выявлено, что внутрисменные простои карьерных автосамосвалов и связанные с ними потери в добыче вызваны отказами и неисправностями различных систем автосамосвалов. В 2010 г. простои карьерных автосамосвалов составили 85544,9 мото-часов, а потери в добыче - 12084,2 тыс. м3. Наибольшая доля про-

стоев организационно-технического характера связана с отказами работы деталей, узлов и агрегатов автосамосвалов. В условиях филиала ОАО «УК «Кузбассраз-резуголь» «Таллинский угольный разрез» простои автосамосвалов только в 2010 году из-за отказов и неисправностей составили 28 % от общих простоев, на долю отказов по причине неисправности РМК — 37 %.

2. Получены результаты замеров температуры масла РМК для исследуемых марок автосамосвалов: минимальное значение температуры масла РМК /м = 95 °С (БелАЗ-75306), а среднее значение температуры масла /„= 129 °С и максимальное значение fм = 161 °С (БелАЭ-75302) превышают критическое значение в 120 °С.

3. Установлено, что наиболее тесная связь наблюдается между температурой масла РМК и температурой окружающей среды (линейный коэффициент корреляции изменяется в пределах 0,705-0,774) и между температурой масла РМК и коэффициентом использования грузоподъемности (линейный коэффициент корреляции изменяется в пределах 0,361-0,516). Создана модель регрессии температуры масла РМК карьерных автосамосвалов от эксплуатационных показателей:

tM = 70,83+27,09 • Угр + 1,04 • toc + 0,38 • Ler + 1,43 ■ i.

4. Получены зависимости количества отказов РМК, продолжительности простоев автосамосвалов в ремонте и затрат на ремонт РМК от температурного режима РМК, описанные следующими экспоненциальными уравнениями:

Потк = 0,0034 ■ e°-05St"

д^ = 0,0093 ■ e°.°555-tM

Зрем = 967,2916 ■ е°"043 Ч

5. Разработана методика определения рационального коэффициента использования грузоподъемности по минимуму удельных затрат с учетом температурного режима РМК карьерных автосамосвалов. Получена зависимость удельных затрат на ремонт РМК от коэффициента использования грузоподъемности с учетом температурного режима РМК, описанная уравнением второго порядка:

Зу, = а • Уф - в • Угр + с.

6. Определено, что при различных условиях эксплуатации минимальные удельные затраты достигаются при уменьшении коэффициента использования грузоподъемности. При уменьшении коэффициента использования грузоподъемности до 0,8 снизились количество отказов на 25,7 %, затраты на ремонт РМК на 20,8 %, температура масла РМК на 3,85 % (от 140,4 °С до 135 °С), а удельные затраты сократились на 3,21 %.

Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы:

- исследовать влияние условий эксплуатации на температурный режим РМК карьерных автосамосвалов при использовании масел зарубежных производителей;

- разработать устройство, позволяющее охлаждать масло редукторов мотор-колес до номинальных значений.

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации:

1. Стенин, Д. В. Ресурс несущих систем и производительность карьерных автосамосвалов: монография / Д. В. Стенин, Н. А. Стенина // Издательство «LAMBERT ACADEMIC PUBLISHING». - Deutschland, 2012. - 130 с.

2. Стенин, Д. В. Влияние степени загрузки карьерных автосамосвалов на себестоимость перевозок / Д. В. Стенин, Н. А. Стенина, А. С. Фурман // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Материалы XII Международной научно-практической конференции «Сибресурс—2008». - Кемерово, 2008. — С. 190-193.

3. Хорешок, А. А. Загрузка, производительность и ресурс несущей системы карьерного самосвала / А. А. Хорешок, Д. В. Стенин, Н. А. Стенина // Автомобильная промышленность, 2008. -№ 3. — С. 18-19. (ВАК).

4. Хорешок, А. А. Влияние степени загрузки карьерных автосамосвалов на себестоимость транспортирования / А. А. Хорешок, Д. В. Стенин, С. Г. Костюк, Н. А. Стенина // Горное оборудование и электромеханика, 2009. - № 3, -С. 54-56. (ВАК)

5. Стенин, Д. В. Оценка влияния ресурса мотор-колес на эффективность использования карьерных самосвалов / Д. В. Стенин, Н. А. Стенина // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Материалы XIII Международной научно-практической конференции «Сибресурс-2010». - Кемерово, 2010. - С. 109-112.

6. Хорешок, А. А. Влияние условий эксплуатации на тепловое состояние редукторов мотор-колес автосамосвалов БелАЗ / Хорешок А. А., Стенин Д. В., Стенина Н. А. //Вестн. КузГТУ, 2012. -№ 2. - С. 28-30. (ВАК)

7. Стенина, Н. А. К вопросу оценки влияния условий эксплуатации на тепловое состояние редукторов мотор-колес автосамосвалов БелАЗ / Н. А. Стенина, Д. В. Стенин, А. С. Фурман // Инновации в технологиях и образовании: Материалы V Международной научной конференции. - Белово, филиал КузГТУ, 2012. - С. 274279.

8. Стенин, Д. В. Загруженность карьерных самосвалов и тепловое состояние редукторов их мотор-колес / Д. В. Стенин, Н. А. Стенина // Автомобильная промышленность, 2012. - № 10. - С. 26-28. (ВАК)

9. Стенин, Д. В. Использование корреляционного анализа при оценке теплового состояния редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов БелАЗ / Д. В. Стенин, Н. А. Стенина // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири: Материалы IX Международной научно-практической конференции «Сибресурс -2012». -Кемерово, 2012. - С. 133-137.

10. Стенин, Д. В. К вопросу исследования влияния условий эксплуатации на надежность редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов/ Д. В. Стенин, Н. А.

Стенина // Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса: Материалы II Международной научно-практической конференции. - Новокузнецк, 2012.-С. 93-95.

Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ:

1. «Программа определения оптимальной степени загрузки карьерных автосамосвалов с учетом их ресурса» № 2012612459, Стенин Д. В., Стенина Н. А., 6 марта 2012 г.;

2. «Программа определения загрузки карьерных автосамосвалов с учетом тепло-нагруженности редукторов мотор-колес» № 2012615125, Стенин Д. В., Стенина Н. А., 8 июня 2012 г.;

3. «Программа моделирования работы экскаваторно-автомобильных комплексов» № 2012616861, Фурман А. С., Стенин Д. В., Стенина Н. А., 1 августа 2012 г.

Стенина Наталья Александровна

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ РЕДУКТОРОВ МОТОР-КОЛЕС КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ

Подписано в печать 22.05.2013 Формат 60x84/16 Объем 1,2 п.л. Тираж 100 экз. Заказ 2>9£ . Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева» 650000, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28. Отпечатано в типографии ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет имени Т. Ф. Горбачева». 650000, г. Кемерово, ул. Д. Бедного, 4а.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Т. Ф. ГОРБАЧЕВА»

На правах рукописи

0420135?-) а

Стенина Наталья Александровна

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ РЕДУКТОРОВ МОТОР-КОЛЕС КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ

Специальность 05.05.06 - «Горные машины»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор А. А. Хорешок

Кемерово - 2013

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В реализации технологии открытого способа добычи угля и других полезных ископаемых, карьерный автотранспорт является одним из главных звеньев в создании систем автомобильно-экскаваторного комплекса (ЭАК).

В настоящее время наибольшее распространение получили автосамосвалы грузоподъемностью 130-220 т.

Тяжелые условия работы карьерных автосамосвалов предъявляют повышенные требования к используемым при эксплуатации горюче-смазочным материалам. Физико-химические свойства масел изменяются значительно быстрее, чем наступает отказ техники. В условиях развития предотказного состояния техники резко увеличивается содержание продуктов износа и температура масла редуктора мотор-колес (РМК) карьерных автосамосвалов. Простои автосамосвалов из-за отказов и неисправностей несущей части составили 28 % от общих простоев, а из распределения этих простоев на долю отказов по причине неисправности РМК приходится 37 %. Температурный режим РМК взаимосвязан с параметрами его технического состояния от работоспособного до предельного или аварийного. Изменение технического состояния РМК, как и других агрегатов карьерных автосамосвалов, зависит от режимов их работы, характеризующихся условиями эксплуатации.

Одной из причин изменения технического состояния РМК является перегрев его элементов и масла в нем. Исследования по определению зависимости условий эксплуатации от температурного режима редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов ранее не проводились. Таким образом, тема диссертационной работы является актуальной.

Цель работы - определение влияния условий эксплуатации на температурный режим редукторов мотор-колес карьерных автосамосвалов.

Идея работы в использовании температуры масла редукторов мотор-колес для определения показателей их надежности и выбора рациональных условий эксплуатации карьерных автосамосвалов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- провести экспериментальные исследования по определению влияния условий эксплуатации на температурный режим редукторов мотор-колес и на техническое состояние карьерных автосамосвалов;

- разработать модель регрессии температуры масла редукторов мотор-колес от коэффициента использования грузоподъемности, длины ездки с грузом, температуры окружающей среды и продольного уклона;

- установить зависимость температурного режима редукторов мотор-колес от коэффициента использования грузоподъемности и создать модель определения рациональной загрузки карьерных автосамосвалов в конкретных условиях эксплуатации.

Научная новизна работы заключается:

- в определении влияния на температуру масла РМК эксплуатационных показателей, основным из которых является коэффициент использования грузоподъемности;

- в разработке модели регрессии, позволяющей определить влияние основных эксплуатационных показателей на температурный режим РМК;

- в установлении зависимостей показателей надежности редуктора от температуры масла и от коэффициента использования грузоподъемности;

- в создании модели определения рациональной загрузки карьерных автосамосвалов в конкретных условиях эксплуатации.

Практическая значимость работы состоит в разработке:

- алгоритмического и программного обеспечения расчетов для определения рационального коэффициента использования грузоподъемности при различных сочетаниях ЭАК;

- методики определения рационального коэффициента использования грузоподъемности с учетом температурного режима РМК карьерных автосамосвалов.

Методы исследования. При выполнении работы использовались методы статистической обработки данных и построения регрессионных моделей, анализа и синтеза, математическое моделирование и аппарат линейного программирования.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Температурный режим редукторов мотор-колес объективно оценивает их техническое состояние через показатели надежности: количество отказов, коэффициент готовности и коэффициент стоимости эксплуатации. При отклонении температуры масла от критического значения 120° до минимального 95°, количество отказов снижается на 25 %, при увеличении до максимального значения 161° - увеличивается в 9 раз.

2. Температура масла редукторов мотор-колес определяется показателями условий эксплуатации: коэффициент использования грузоподъемности, длина ездки с грузом, температура окружающей среды и продольный уклон. Зависимости температуры масла от данных показателей носят линейный характер. Наибольшее влияние на температуру масла оказывают температура окружающей среды и коэффициент использования грузоподъемности.

3. Зависимость удельных затрат от коэффициента использования грузоподъемности с учетом температурного режима редукторов мотор-колес является параболической и имеет экстремум, при котором удельные затраты минимальны, а коэффициент использования грузоподъемности рациональный.

Степень достоверности научных результатов подтверждена корректным выбором критериев эффективности, результатами эксперимента, сопоставлением результатов моделирования с фактическими показателями эксплуатации карьерных автосамосвалов.

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований и разработке методов их решения; в выполнении аналитических и экспериментальных исследований; в разработке методики определения рационального коэффициента использования грузоподъемности для конкретных условий эксплуатации по минимуму удельных затрат с учетом температурного режима работы РМК карь-

ерных автосамосвалов; в установлении закономерностей и создании модели регрессии между температурой масла РМК и эксплуатационными показателями карьерных автосамосвалов: коэффициентом использования грузоподъемности, длиной ездки с грузом, температурой окружающей среды и продольным уклоном, имеющей линейный характер; зависимости количества отказов РМК, продолжительности простоя в ремонте и затрат на их ремонт от температурного режима работы, носящей экспоненциальный характер и зависимость удельных затрат от коэффициента использования грузоподъемности с учетом температурного режима РМК являющейся параболической.

Объектом исследований являются температурный режим РМК карьерных автосамосвалов, а также характер его влияния на техническое состояние и эффективность эксплуатации карьерных автосамосвалов.

Реализация результатов работы. Основные результаты, разработанная методика и модель используются в учебном процессе при обучении студентов бакалавров направлений: 190601.62 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 190701.62 «Технология транспортных процессов», 130409.65 «Горные машины и оборудование» Кузбасского государственного технического университета имени Т. Ф. Горбачева и на предприятиях, эксплуатирующих горнотранспортное оборудование.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и одобрены на: XII, XIII, IX Международных научно-практических конференциях «Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири» (г. Кемерово, 2008, 2010, 2012); V Международной научной конференции «Инновации в технологиях и образовании» (г. Белово, 2012); II Международной научно-практической конференции «Перспективы развития и безопасность автотранспортного комплекса» (г. Новокузнецк, 2012).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 15 работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК России, - 4, монография - 1, свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ - 3.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, включает в себя введение, 4 главы, заключение, список использованной литературы из 154 наименований, 53 рисунка, 29 таблиц, 6 приложений.

1 ВЗАИМОСВЯЗЬ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПАРКА КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ С ИХ ТЕХНИЧЕСКИМ

СОСТОЯНИЕМ

1.1 Роль карьерного горнотранспортного оборудования в реализации технологии открытой добычи угля

В настоящее время основное направление использования угля в мире -энергетическое. Ежегодное потребление угля на планете Земля превышает 4 млрд т [53]. По объемам угледобычи Российская Федерация занимает пятое место в мире после Китая, США, Индии и Австралии.

Добыча угля в России и Кузбассе за 2003 - 2011 годы представлена на рис.

1.1.

□ Россия 0 Кузбасс

е, -

млн т

0

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Рисунок 1.1- Добыча угля в России и Кузбассе, млн т.

В угольной промышленности России действуют 96 шахт и 148 разрезов [53]. Практически вся добыча угля обеспечивается частными предприятиями.

В России уголь добывается в семи федеральных округах, а потребляется во всех 86 субъектах Российской Федерации. Из угледобывающих регионов самым мощным поставщиком угля является Кузнецкий бассейн.

В условиях постепенного оздоровления мировых экономик и повышения спроса на угольную продукцию по сравнению с периодом финансово-экономического кризиса отмечается рост добычи угля. В 2010 г. по сравнению с 2009 г. отмечено увеличение добычи угля в Кузнецком - на 3,9 млн. т или на 2% (добыто 185 млн. т - рекорд для бассейна [53].

Из угледобывающих регионов самым мощным поставщиком угля является Кузнецкий бассейн. Кузнецкий угольный бассейн является уникальным природным комплексом и по-прежнему главным угольным бассейном России. Благоприятные условия месторождений Кузбасса позволяют развивать добычу угля как подземным, так и открытым способом. При этом балансовые запасы угля, пригодные для разработки открытым способом, составляют примерно 11 млрд т.

Диаграмма по способам добычи угля в России за период 2000 - 2011 годы представлена на рис. 1.2.

б, млн т

100,7

105,9

□ Подземный способ,тыс. т

□ Открытый способ, тыс. т

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Годы

Рисунок 1.2 - Добыча угля в России (по способам добычи) млн т. Основной вклад в добычу угля по Российской Федерации вносят ЗападноСибирский (58 %) и Восточно-Сибирский (26 %) экономические районы (рис. 1.3).

ВосточноСибирский

ЗападноСибирский; 58%

Уральский 0,7%

1,5%

Рисунок 1.3 - Добыча угля по экономическим районам РФ в 2010 г.

Крупнейшей в России Угольной Компанией по добыче угля открытым способом является ОАО «УК «Кузбассразрезуголь». В ее состав входят 6 угольных разрезов: Талдинский, Кедровский, Моховский, Бачатский, Краснобродский, Кал-танский.

Все факторы, влияющие на формирование условий эксплуатации карьерного автотранспорта, можно условно разделить на две группы [18]:

- факторы, оказывающие существенное влияние на транспортный процесс;

- факторы, практически не влияющие на процесс перевозки грузов, включая элемент случайности, присущий любым многофакторным системам.

Среди существенных факторов можно выделить [18]:

- горнотехнические;

- технологические;

- дорожно-транспортные;

- организационные;

- климатические.

К горнотехническим факторам относятся:

- особенности и параметры залегания полезного ископаемого;

- способ вскрытия месторождения;

- система разработки и ее элементы;

1.2 Факторы, влияющие на формирование условий эксплуатации

карьерного автотранспорта

- характер вскрывающих съездов;

- параметры выездных и разрезных траншей;

- протяженность фронта вскрышных и добычных работ. К технологическим факторам относятся следующие:

- технологические схемы транспортирования вскрышных пород и угля;

- характеристика погрузочного оборудования и его соответствие грузоподъемности автотранспортных средств;

- способы погрузки автосамосвалов;

- расстояния транспортирования;

- высота подъема груза;

- физико-механические свойства горной массы. К дорожно-транспортным факторам относятся:

- геометрические параметры автодорог и типы дорожных одежд;

- состояние покрытий;

- сцепление колес автомобиля с поверхностью покрытия;

- характер микропрофиля автодороги;

- продольный уклон автодорог;

- сложность трасс транспортирования;

- наличие смягчающих слабонаклонных и горизонтальных участков;

- величина радиусов круговых кривых, виражей и серпантинов;

- наличие дорожных знаков;

- уровень освещения проезжей части в ночное время. К организационным факторам относятся:

- мощность и оснащение ремонтной базы;

- качество и периодичность технического обслуживания и ремонта;

- условия стоянки и хранения автосамосвалов;

- режим их работы во времени;

- показатели использования парка;

- организация и управление транспортными потоками на разрезе;

- работа автосамосвалов по открытому или закрытому циклу.

К климатическим факторам относятся:

- среднегодовая температура воздуха и количество осадков, гололед, снежные заносы и метели;

- продолжительность зимнего периода;

- число дней с отрицательной температурой;

- продолжительность межсезонных периодов;

- условия видимости.

Все перечисленные факторы, в свою очередь, можно разделить на условия, не зависящие от работы разреза, и условия, характер которых может быть изменен путем проведения различных мероприятий добывающими и транспортными предприятиями.

К первым относятся:

- климатические и географические условия;

- физико-механические свойства разрабатываемых пород;

- высота карьера над уровнем моря;

- среднее расстояние перевозки;

- направление движения с грузом.

К условиям, влияние которых при необходимости может быть изменено, можно отнести:

- состояние и качество автодорог;

- оснащенность и мощность производственно-технической базы разреза и автохозяйства;

- режим работы экскаваторов и автосамосвалов;

- организация погрузки и разгрузки горной массы;

- соотношение количества экскаваторов и автосамосвалов;

- степень износа погрузочных и транспортных машин.

Производительность автомобиля и автопарка принято оценивать двумя основными показателями: объемом перевезенной горной массы и грузооборотом

(транспортной работой) за анализируемый период времени. По объему перевозок первое место занимает Таллинский угольный разрез (рис. 1.4).

Калтанский 79462

Кедровский 97381,1

Таллинский 241517,9

Моховский 87454,3

126441,5

Рисунок 1.4 - Распределение объема перевозок (в тыс. т) в 2010 г. по разрезам ОАО «УК «Кузбассразрезуголь»

По объемам вывоза груза также лидирующее положение занимает Таллинский угольный разрез (уголь 32 %, вскрыша 30 %) (рис. 1.5).

• Кедровский 1« .Моховский в Бачатский .Кедровский 23. Моховский • Бачатский

. Краснобродский ■ Таллинский а Калтанский а Краснобродский а Таллинский 8 Калтанский

Рисунок 1.5- Объемы вывоза по углю (а) и вскрыше (б) за 2010 г.

1.3 Основные технико-эксплуатационные показатели работы карьерного автомобильного транспорта

Транспортирование горной массы является одним из наиболее трудоемких и дорогостоящих процессов при разработке месторождений открытым способом. Как правило, в этом процессе занято до половины работников предприятия, а транспортные затраты составляют свыше половины общих затрат на добычу [139].

Назначением средств карьерного транспорта является перемещение горной массы от экскаваторных забоев до пунктов разгрузки, которыми для вскрышных пород являются отвалы. Для полезного ископаемого - это постоянные или временные склады, приемные бункера дробильных, сортировочных или обогатительных фабрик.

Целесообразность применения того или иного вида транспорта обусловливается оценкой его преимуществ и недостатков при действии множества факторов. К факторам, оказывающими влияние на выбор вида транспорта можно отнести: производственную мощность карьера и расстояние транспортирования (главнейшие факторы); физико-механические свойства вскрышных пород и полезного ископаемого, условия их залегания, принятая схема разработки месторождения, вид применяемого погрузочного оборудования, глубина карьера [64].

Основным видом транспорта в трех четвертях карьеров мира является автомобильный. Им перевозится около 60 % горной массы на карьерах России и 85 % - на зарубежных карьерах [10, 145].

Причиной столь широкого применения автомобильного транспорта является совпадение во многом особенностей работы транспорта в карьерах с его преимуществами [139].

Основными достоинствами автомобильного транспорта, обуславливающими эффективность применения его в качестве основного карьерного транспорта, являются:

- высокая маневренн�