Обмен автомашин в забоях и на отвалах

Процесс отвалообразования при автотранспорте состоит из разгрузки автомашин на верхней площадке отвального уступа, перемещения породы под откос ии планировке ее на площадке, поддержания дорог на отвале. Последние два вида работ выполняются в основном бульдозерами.

Строительство бульдозерных отвалов на равнинной местности заключается в подведении автодорог к отвальному отводу и создания первоначального отвала шириной 70 -100 м и высотой 2 – 5 м. Отвал наращивается до проектной высоты путем послойного складирования пород. Практикуется также увеличение высоты отвала до проектной путем разгрузки автосамосвалов под откос при ширине насыпи 40 – 50 ми подъеме 5 – 7 %. На косогорах создается площадка для разворота самосвалов в полутраншее, плувыемке или на насыпи. При крутых склонах может быть сооружен эстакадный отвал с железобетонным м или бутобетонным барьером.

В эксплуатационный период отвалообразование производится двумя способами: периферийным или площадным.

В первом случае породу разгружают прямо под откос или в непосредственной близости от него, а затем бульдозерами перемещают к верхней бровке отвала. Во втором случае породу разгружают на всей площади отвала, а затем ее планируют бульдозерами и укатывают катками, после чего отсыпают следующий слой породы и т. д.; расстояние перемещения породы бульдозерами при этом составляет 5 – 15 м. Обычно экономичнее периферийное отвалообразование вследствии меньших объемов планирования и дорожных работ. Площадный способ иногда применяют при складировании малоустойчивых мягких пород.

Объем бульдозерных работ при периферийном отвалообразовании зависит от расстояния между разгружающимися автомашиной и верхней бровкой отвала, значение которого приведены ниже

Грузоподъемность автосамосвалов, т ......................................................................... 12 27 40

Расстояние между автомашиной и верхней бровкой отвала, м:

при разгрузке всей породы под откос ..................................................................... 2 2 2

при оставлении всей породы на отвальной площадке .......................................... 3.3 3.6 5.1

Это расстояние при отсыпке взорванных пород составляет 1.4 – 4.5 м, а в ночное время увеличивается на 40 %. Мягкие породы разгружают на расстоянии 2.5 – 5 м от верхней бровки, чтобы избежать разрушение верхней части отвального откоса. При этом до 60 % породы разгружается на площадке. Высота породного развала составляет 0.8 – 1.8 м, а ширина 1.2 – 5 м.

При устойчивом основании отвала разрушенные породы стремятся разгружать непосредственно под откос. Безопасная разгрузка автомашин обеспечивается устройством у верхней бровки отвала предохранительного породного отвала высотой 0.4 – 0.8 м и шириной 1 – 1.5 м, создаваемого периодически профилируемого при поперечно-продольных проходах бульдозера.

Бульдозер с неповоротным лемехом перемещает породу на отвале при поперечных проходах под углом 90° к верхней бровке откоса; планировка разгрузочной площадки осуществляется при параллельных бровке отвала (продольных) проходах с подъемом 1 - 2° к бровке. При использовании бульдозера с поворотным лемехом сокращается число их холостых перегонов, а производительность возрастает на 10 – 13 %. Среднее расстояние перемещения породы составляет 3.5 – 7 м.

При большом объеме планировочных работ и возможности увеличения фронта отсыпки его целесообразно разделить на два-три участка и попеременно производить на каждом участке отсыпку и планировку. Особенно эффективна попеременная отсыпка пород отдельными участками шириной 50 – 70 м при неустойчивом основании отвала. Отвалообразование на каждом участке осуществляется в течении 2 – 3 суток, перерыв для осадки пород составляет 4 – 7 суток. Такой порядок отсыпки предотвращает внезапное обрушение отвальных откосов и уменьшает объем планировочных работ.

Длина одного отвального участка (м) определяется условиями как планировки, так и разгрузки автомашин.

По условиям планировки

L`о.у = Qб /Wо, (27.15) где Qб – производительность бульдозера, м³/смену; Wо – удельная приемная способность отвала м³/м;

Wо = Vо / b, (27.16) где Vо – вместимость кузова автосамосвала, м³; - коэффициент кратности разгрузки по ширине кузова; b – ширина кузова автосамосвала, м.

Длина отвального участка по условиям беспрепятственной разгрузки автомашин

L`` = Nа а tр.м/Tр, (27.17) (27.17) где Nа – число автомашин, обслуживающих отвальный участок; а – ширина полосы, занимаемая автосамосвалом при маневрировании и разгрузке, м (а = 20 – 30 м);

tр.м – продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала на отвале, (tр.м = 1 – 2 мин); Тр – продолжительность рейса автосамосвала, мин.

Из значений, рассчитанных по формулам (27.15) и (27.17) принимается максимальное.

Число рабочих отвальных участков

Nо = Wс/ (nб Qб), (27.18) где Wс – объем вскрышных пород, складируемых на отвале, м³/смену; nб – число бульдозеров, работающих на отвале.

Общая длина отвального фронта

Lф.о =kо Nо Lо.у , (27.19) где kо – коэффициент одновременности работы отвальных участков (kо = 1 – 4)

На равнинных отвалах длина отвального разгрузочного участка составляет 50 – 80 м.

При разделении операций разгрузки и планировки длина фронта отсыпки увеличивается до 200 – 250 м.

Форма бульдозерных отвалов в плане определяется расположением подъездных дорог, числом участков разгрузки, схемой движения автомашин на отвале и рельефом поверхности.

При центральном расположении въезда на отвал пробег машин меньше, чем при фланговом. При большом объеме отвальных работ увеличении числа въездов на отвал сокращает расстояние транспортирования по насыпной породе, увеличивает скорость движения, позволяет избежать столкновений автомашин.

При складировании взорванных и смешанных пород обычно принимают схему движения с веерным расположением отвальных дорог для сокращения пробега машин. При отсыпке мягких пород рациональна кольцевая схема движения на отвале по улучшенным дорогам (см. рис. 27.8).

Высота равнинных бульдозерных отвалов Но ограничивается условиями и рациональным расстоянием пробега машин на отвальной площадке. На практике высота отвальных уступов в равнинных условиях обычно не превышает 30 – 40 м. На нагорных карьерах высота отвального уступа определяется прочностью пород самого отвала и его основания. При отсыпке взорванных скальных пород на склонах, покрытых четвертичными отложениями небольшой мощности, высота отвальных уступов достигает 100 – 150 м и более. По числу рабочих горизонтов бульдозерные отвалы разделяются на одно- и многоярусные. Последние применяют при ограниченной площади отвального отвода, для уменьшения расстояния транспортирования породы на отвале, при ограничении высоты отвальных уступов по условиям устойчивости. Коэффициент заполнения второго яруса обычно не превышает 0.5 – 0.7.

Ширина отвальных площадок многоярусных отвалов должна обеспечивать достижение общего угла системы отвальных откосов по условиям устойчивости, а также размещения и безопасность работы транспортного и отвального оборудования.

По последнему условию

Шо.п = Z + Шд + Шр.п, (27.20) где Z – ширина зоны разлета породных кусков от нижней бровки вышележащего яруса, м (Z = 3 – 25 м при высоте отвального яруса 4 – 30 м); Шд – ширина автодороги, м; Шр.п – ширина разгрузочной площадки, м [Шр.п = (3 – 4) Rп]; Rп – радиус поворота автосамосвала, м.

Общая ширина отвальной площадки составляет 60 – 80 м.

Производительность бульдозерных отвалов достигает 10 – 15 млн. м³/год. Производительность труда отвальных работ составляет 350 – 500 м³/смену.

Достоинства бульдозерного отвалообразования: простая организация, малый срок строительства отвалов, высока мобильность оборудования, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты на собственно овальные работы, высокий коэффициент использования фронта отвалообразования.

6. Вспомогательные работы при эксплуатации подвижного состава

К трудоемким вспомогательным работам относится борьба с налипанием и примерзанием пород к кузовам автосамосвалов.

Налипание связных пород влажностью более 10 – 15 % возрастает с увеличением числа рейсов машин, уплотнении и слеживаемости транспортируемой горной массы, ведет к увеличению Пт, уменьшению использования вместимости кузова на 25 – 30 %, соответствующему снижению производительности и росту затрат на перевозки. Ручная очистка кузова на отвалах лопатами или скребками (4 – 5 мин) весьма трудоемка, машины при этом простаивают до 1.5 ч в течении смены, а производительность снижается на 15 – 20 %.

Применяемые способы борьбы с налипанием пород сводятся к его предотвращению, механической очистке, совершенствованию конструкции кузовов машин.

Предотвращение налипания достигается: механизированной (на специальных площадках или через бункер в течении 0.5 – 1 мин) посыпкой кузовов сухими сыпучими материалами (песок, шлаки, высевки щебня), расход которых составляет 2 – 3 т на 1000 м³ перевозимой породы; обработкой кузовов через пять-семь рейсов отработанными маслами (в течении 1.5 – 2 мин); использованием является электроосмоса при прохождении электрического тока по полосовым электродам, расположенным на резиновой прокладке под днищем кузова. Все эти способы эффективны при небольших объемах перевозок (до 5 – 7 тыс. м³/смену) и использовании машин грузоподъемности до 7 – 10 т.

При эксплуатации большегрузных автосамосвалов более прогрессивна механическая очистка посредством скребков, монтируемых на тракторах иногда на экскаваторах строительного типа. Очистка до 3 – 4 м³ налипшей породы (через пять-шесть рейсов) занимает 2 – 5 мин.

Предотвращение примерзания горной массы к кузовам машин осуществляется тепловым методом или проведением профилактических мероприятий по снижению влажности транспортируемых пород и изоляции их от кузова.

Эффективен обогрев кузова отработанными газами, для чего кузовы большегрузных самосвалов оснащены двойным днищем с газопроводящими каналами. При отсуствии обогрева кузов машин широко применяется, особенно при организации внутрикарьерных складов, способ снижения влажности путем их промораживания с синтетическим перелопачиванием для предотвращения смерзания частиц при кристаллизации влаги. Применяется также обработка негашеной известью (расход ее 1.5 -2 % от массы перевозимых пород при влажности 4 – 5 %), изолирующие материалы, используемые и для предотвращения налипания, смачивающие жидкости, обработка которыми внутренней поверхности кузовов машин аналогична по используемым средствам и принципиальным и принципиальным схемам обработке при эксплуатации железнодорожного транспорта.

Для повышения производительности автотранспорта необходимо рациональное техническое обслуживание и ремонт машин, затраты на которые составляют 35 – 38 % затрат на перевозки. Периодичность технического обслуживания и ремонта большегрузных автосамосвалов определяется их пробегом.

Вид обслуживания или ремонта Периодичность, Трудоемкость

км пробега чел. ч

Ежедневное техническое обслуживание (ЕО) 80 – 120 0.66 – 1

Техническое обслуживание № 1 (ТО-1) 1500 – 1800 14 – 20

Техническое обслуживание № 2 (ТО-2) 8000 – 9000 30 - 50

Средний ремонт 45 000 – 50 000 400 – 600

Капитальный ремонт 90 000 – 100 000 1200 – 1600

Ремонтные работы производятся с использованием специальных стендов, металлорежущих станков, сварочных аппаратов и т. д. Механизация подъемно-транспортных операций осуществляется с помощью автокранов, портальных и мостовых кранов, автопогрузчиков с вилочными захватами, электрокаров, прицепных транспортных тележек.

7. Строительство карьерных дорог

Первым этапом строительства являются подготовительные работы: разбивка трассы дороги и отдельных ее элементов на местности, очистка дорожной полосы, обеспечение водоотвода. Далее следуют земляные работы: возведение и профилирование земляного плотна, устройство водоотводных сооружений, укрепление обочин и откосов. Земляные работы при строительстве дорог на поверхности карьеров выполняются с помощью бульдозеров, экскаваторов строительного типа, скреперов с ковшами емкостью 6 – 10 м³, прицепных и самоходных грейдеров, колесных погрузчиков. Земляное полотно и дорожные одежды возводятся участками-захватками длиной 250 – 1000 м (на косогорах 50 – 100 м). В период строительства карьера для сооружений земляного полотна используют породы резервов, а в дальнейшем целесообразно применять породы вывозимые из карьера. Строительство дорог в карьере осуществляют, как правило, основным карьерным оборудованием, которое может использоваться и на поверхности при больших объемах насыпей и выемок.

Требуемый продольный профиль дорог в капитальных траншеях и полутраншеях при скальных породах получают при их проведении посредством взрывания скважин переменной глубины с последующей выемкой и перемещением породы. Временные съезды шириной понизу 20 – 30 м сооружают в основном по взорванным породам экскаваторами с использованием автотранспорта или с частичной перевалкой породы на нижний горизонт. Узкие съезды проводят также мощными бульдозерами.

Насыпи возводят горизонтальными или слабонаклонными (до 20 %) слоями с уплотнением каждого слоя предотвращения осадок земляного полотна, вызывающих разрушение дорожного покрытия. Толщина уплотняющего покрытия равна 25 – 50 см при работе катков массой 10 – 50 т и 50 - 110 см при использовании виброуплотняющих машин, виброкатков массой 2.5 – 3 т, трамбующих плит (на экскаваторах) массой до 2 т при падении с высоты 2 м, самоходных машин ударно-трамбующего действия.

Планировка откосов небольших насыпей и выемок производится планировщиками, навешиваемыми на автогрейдеры и бульдозеры, а отделка обочин – автогрейдерами.

Сооружение дорожного покрытия начинается с устройства корыта под дорожное покрытие посредством перемещения породы из-под будущего дорожного покрытия на обочины или отсыпка на обочины привозной породы. В корыто укладывается с укаткой основание, а затем слои дорожного покрытия. При гравийном и щебеночных материалах минимальная толщина слоя hmin изменяется от 8 до 15 см соответственно при твердом и песчаном основании; при обработке органическими вяжущими путем смещения или пропитки hmin = 4 – 8 см. Асфальтобетон укладывается слоями толщиной 2 – 5 см, а цементобетон – 18 – 22 см. Максимальная толщина слоя hmax 1. 5 hmin . Цементобетонные покрытия сооружаются с помощью комплекта бетоноукладочных машин, включающего профилировщик основания, распределитель цементобетона, бетоноотделочную машину, нарезчик и заливщик швов и др. Для дорог с щебеночным покрытием широко используется щебень, получаемый путем дробления и сортировки скальных вскрышных пород (производительность применяемых при этом дробильно-сортировочных установок 10 – 50 м³/ч). Покрытия из каменных материалов (щебень, гравий и др.) устраиваются методом заклинки и плотных смесей (рис. 27.9).

Рисунок 27.9 Схемы покрытий из каменных материалов: а – щебеночные, устроенные методом заклинки; б – гравийные (грунтощебеночные), устроенные по методу плотных смесей; 1 – щебень размером куска 40 – 70 или 20 – 40 мм; 2 – клинец размером 20 – 40 или 10 – 20 мм и каменная мелочь; 3 – основание дорожного покрытия; 4 – гравий размером куска 20 – 25 мм или щебень размером куска 35 – 45 мм; 5 – вяжущие из связных грунтов

Метод заклинки заключается в том, что поверх укатанного основного слоя щебня размером 40 70 мм рассыпается мелкий и более прочный клинец. При последующей укатке с поливкой клинец вдавливается между более крупными частицами, расклинивая их и образуя плотную и ровную кору. Прочность покрытий, возводимых методом плотных смесей из местных материалов (мелкораздробленные скальные породы, отходы обогащения, горелые породы, гравий различной крупности и прочности с включением мелкоизмельченных и пылеватых частиц), обеспечивается заполнением мелких фракций оптимальной влажности промежутков между крупными частицами при укатке. Предотвращение волнистости покрытия достигается профилированием и укаткой поверхности пневматическими катками.

Хотя прочность щебеночных покрытий, возводимых методом заклинки, на 25 – 35% больше, чем при методе плотных смесей, последний на карьерах применяется гораздо чаще вследствии меньших затрат и трудоемкости работ как при сооружении, так и ремонте покрытий.

Обычно на карьерных временных дорогах с устойчивым основанием для машин грузоподъемности менее 10 т устраивают однослойные каменные покрытия толщиной до 30 – 50 см, а при интенсивном движении машин грузоподъемностью 27 – 40 т – двухслойное толщиной до 1 м.