Организация технологических перевозок в условиях угольного разреза

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский государственный индустриальный университет Кафедра Организации перевозок и управления на транспорте Курсовая работа по дисциплине: Организация перевозок на автомобильном транспорте на тему: Организация технологических перевозок в условиях угольного разреза Новокузнецк

Открытые горные разработки — комплекс работ по добыче полезных ископаемых в совокупности открытых выемок на поверхности земли.

Технология открытой горной разработки заключается в перемещении пород к различным пунктам их приема и складирования. Обычно такое перемещение производится в четыре последовательных этапа. Первый — это перемещение горной массы в процессе подготовки к добыче (например, проведение разрезных траншей, подготовка к взрывным работам), второй — при выемочно-погрузочных работах, третий — при транспортировке, четвертый — при складировании.

Автомобильный транспорт является одним из основных видов карьерного транспорта. В последние годы он качественно видоизменился и значительно потеснил железнодорожный транспорт.

По сравнению с железнодорожным автомобильный транспорт имеет следующие технико-экономические преимущества: гибкость и маневренность; автономность энергоисточника; меньшая требовательность к плану и профилю автомобильных дорог (радиусы кривых 10… 20 м и уклоны до 80…100‰, что позволяет уменьшить размеры рабочих площадок и расстояние перевозок в 2… 3 раза; меньшие объемы земляных работ по строительству (до 50%), а следовательно, меньшие сроки и затраты (до 25%) на строительство карьеров; отсутствие рельсовых путей и контактной сети обеспечивает увеличение использования погрузочного горного оборудования на 20…30%; значительно снижается стоимость отвальных работ.

К недостаткам применения автотранспорта относятся: более жесткая зависимость от климатических условий и состояния автодорог; загазованность атмосферы карьера; ограниченная экономическая целесообразность дальности перевозки 2…5 км, в зависимости от грузоподъемности автомобиля; большой парк дорогих автомашин и значительный штат водителей и обслуживающего персонала; большая стоимость содержания и ремонта автомобилей, достигающая 33…35% стоимости перевозок; сравнительно высокие цены на топливо и смазочные материалы, большой расход автомобильных шин (стоимость автошин достигает 20…22% стоимости перевозки) и др.

Условия применения автомобильного транспорта следующие: в карьерах со значительной глубиной, на пластах малой и средней мощности, при быстром продвижении рабочего забоя, при вводе в эксплуатацию карьера.

Таким образом, организация технологических перевозок автомобильным транспортом в условиях угольного разреза — это важная и сложная задача обеспечения высокой четкости и надежности перевозочного процесса, т.к. транспорт является важнейшим звеном в общем технологическом процессе карьера, и одновременной рациональной минимизацией затрат.

1. Построение диаграммы грузопотоков

1.1 Определение расстояния перевозки угля и породы

Диаграмма грузопотоков представлена в Приложении 1.

Схема транспортных связей представлена в Приложении 2.

1.2 Определение категории внутренней дороги

На диаграмме грузопотоков определяется максимально — загруженное звено. Рассчитывается количество автомобилей необходимых для перевозки груза по участку

(1)

где, А — количество автомобилей по углю и по породе, Qгодгодовой объём перевозок по расчётному звену, гст — средний коэффициент статического использования грузоподъёмности (гст=0,85), nоб — количество оборотов.

(2)

где Тм — время на маршруте, tоб — время оборота,

(3)

где lег — длина расчётного звена, в — коэффициент использования маршрута (в=0,5), Vтех — техническая скорость движения (Vтех=26км), Tпр — время простоя под грузовыми операциями (Tпр=0,5ч).

1.3 Объём перевозок в брутто

(4)

где Qп, Qуг — объём перевозок по породе и углю для расчётного звена, Ап, Ауг — годовое количество автомобилей для перевозки угля и породы по расчётному звену, Мсн.пор., Мсн. уг — масса снаряжённого автомобиля для перевозки угля и породы.

По объёму перевозок в брутто определяем категорию дороги по СНиПу 2.05.07−91.

Таблица 1. Параметры внутренней дороги.

2. Определение времени оборота

Время оборота считается отдельно для породы и для угля.

(5)

где lег, lпор — длина перевозки груза и порожнего движения по схеме транспортных связей, км; Vг, Vпор — скорость движения автомобиля в порожнем и гружёном состоянии; Tп — время погрузки автомобиля по технологической карте, мин; Tв — время выгрузки автомобиля по технологической карте, мин; Кс — коэффициент снижения скорости по различным причинам (0,75 — 0,9);

Время погрузки.

(6)

где tдоп — дополнительное время на фронте погрузки, состоящая из следующих параметров:

1.Постановка автомобиля под фронт погрузки — 90 секунд;

2.Выход водителя из кабины — 40 секунд;

3.Дополнительное время — 90 секунд;

4.Выезд автомобиля с фронта — 40 секунд; tдоп = 40+90+90+40=260 секунд=4,33 минуты Tп, к — время погрузки груза экскаваторами по количеству ковшей:

(7)

где tц — время цикла работы экскаватора (26 секунд); nк — количество ковшей;

2.1 Определение количества ковшей

1. По грузоподъёмности автомобиля:

(8)

где с — плотность груза (порода — 2,6; уголь — 1,6); Vк — объём ковша (5 м3); Г — грузоподъёмность автомобиля, т; кэ — коэффициент экскавации (0,9); Кр — коэффициент разрыхления (1,4);

2. По объёму кузова автомобиля:

(9)

где Vкуз — объём кузова автомобиля (породовоз — 49 м³, углевоз — 35 м3); Vк — объём ковша (5 м3); Кш — коэффициент загрузки платформы с шапкой (1,3); Кнк — коэффициент наполняемости ковша (1,27);

Из получившихся значений выбираются минимальные по углю и по породе.

2.2 Время погрузки автомобиля

Технологическая карта погрузки породы представлена в приложении 3.

Технологическая карта погрузки угля представлена в приложении 4.

Время выгрузки автомобиля:

(10)

где tпост — время постановки на фронт (60 секунд); tвыезд — время выезда с фронта (40 секунд); tдоп — дополнительное время (90 секунд); tвыгр — время выгрузки (64 секунд);

Технологическая карта выгрузки и технологические карты погрузки представлены в приложении 5.

3. Определение необходимого количества автомобилей и выбор схемы работы карьера

3.1 Определение количества автомобилей

Количество автомобилей определяется по формуле:

(11)

где nсм — количество смен (2 смены); Tтд — количество рабочих дней (320 дней); nоб — количество оборотов;

(12)

Таблица 2. Расчёт времени оборота

Тогда, количество оборотов будет равно:

(13)

Забой Б:

Забой В:

Забой Г:

Забой Б:

Забой В:

Забой Г:

Таблица 3. Количество автомобилей.

3.2 Определение количества экскаваторов в забое

Работа погрузочного комплекса считается рациональным, когда время подхода грузовых автомобилей равно ритму работы комплекса.

(14)

где R — ритм работы фронта;

(15)

где Э — количество экскаваторов в забое; з — коэффициент неравномерности (з=1); tп — время погрузки кузова;

(16)

Забой Б:

Забой В:

карьер перевозка уголь порода Забой Г:

Итого:

в забое Б: 0,12 + 0,35 = 0,47 — 1 экскаватор;

в забое В: 0,12 + 0,36 = 0,48 — 1 экскаватор;

в забое Г: 0,12 + 0,36 = 0,48 — 1 экскаватор.

3.3 Определение максимального количества автомобилей, которое может обслужить экскаватор

(17)

Забой Б:

Забой В:

Забой Г:

Характеристика фронта погрузки угля и породы характеризуется наличием экскаватора с объемом ковша, автосамосвала и бульдозера. Экскаватор непосредственно грузит уголь и породу, бульдозер подвигает упавший груз. Схема погрузки осуществляется следующим способом: автосамосвал подается под погрузку задним ходом после тупикового разворота и устанавливается так, чтобы ковш экскаватора не проходил над кабиной водителя, а угол поворота экскаватора от забоя был минимален. Количество машин на фронте погрузки — одна (см. рис. 3).

Погрузка ковшей в кузов автосамосвала должна производиться в строгой последовательности и направленности соответственно рис. 1 и 2.

Рисунок 1 — Последовательность погрузки ковшей с углем в кузов Рисунок 2 — Последовательность погрузки ковшей с породой в кузов

Характеристика фронта выгрузки — наличие бульдозера и автосамосвала. Бульдозер выполняет планирование территории, устройство дорожной полосы, формирование штабелей.

Схема отвалообразования имеет следующие параметры:

· в плане проезда автосамосвала схема тупиковая,

· расстояние между осями автодорог — 10,5 м,

· радиус разворота автосамосвала — 10,2 м,

· минимальная ширина рабочей площадки — 30 м,

· фронт выгрузки — 2 самосвала.

4. Построение суточного плана-графика

4.1 Годовой календарный план

Определение количества дней работы забоя:

(18)

где Q — годовой объём перевозки по грузу (уголь и порода); А — максимально возможное количество автомобилей;

Забой Б:

Забой В:

Забой Г За 134 дня 2 породовоза перевозят породу из забоя Б в отвал, в это время 2 углевоза перевозят породу из забоя В.

(19)

(20)

Остаток породы в забое В составляет:

1 400 000 — 1 811 328 = 1 188 672 тонны;

Двум породовозам потребуется:

444 848/10752 = 42 дня,

чтобы вывезти остатки. После окончания вывоза породы из забоя Г, 2 углевоза начинают перевозить породу из забоя Б:

1 251 622,4 /(12 364,8+4098,6)16463,4 т;

Т.о углевозам понадобится 76 дней на вывоз породы В итоге на перевозку угля породы со всех забоев потребуется 318 дней.

Годовой календарный план представлен в Приложении 6.

4.2Месячный календарный план.

Забой Б:

Qуг = 25 000 т/мес; Qпор = 116 667 т/мес. Забой В: Qуг = 25 000 т/мес;

Qпор = 116 667 т/мес.

Забой Г:

Qуг = 25 000 т/мес;

Qпор = 116 667 т/мес.

Определение количества дней работы забоев.

(21)

где Q — годовой объём перевозки по грузу (уголь и порода); А — максимально возможное количество автомобилей;

Забой Б:

Забой В:

Забой Г:

В итоге на перевозку угля породы со всех забоев потребуется 30 дней.

Так как в забое в перевозку породы на отвал осуществляют 2 углевоза, то необходимо определить время погрузки углевоза породой.

Заключение

В данной курсовой работе была рассмотрена организация перевозок в условиях угольного разреза. В ходе выполнения расчётов, были определены расстояния перевозок для угля и породы, после чего построена диаграмма грузопотоков и выбрано расчётное звено (Q=4 200 000т). Кроме этого были определены значения: 1. Времени оборота для каждого забоя по углю и породе, 2. Времени погрузки автомобиля (Туг = 8,66мин; Тпор = 8,23 мин) и количества ковшей (nуг =10; nпор = 9); 3. Необходимого количества автомобилей (одновременно могут работать 2 породовоза и 2 углевоза); 4. Построены календарный и месячный графики работы карьера. 5. Определено время простоя автомобилей и экскаваторов. По окончании расчётов построен суточный план-график работы карьера.