Характеристика транспортных машин и понятие перевозимого груза

Реферат Характеристика транспортных машин и понятие перевозимого груза

1. Общие сведения о внутришахтном транспорте Транспортные установки рудников служат для перемещения горной массы от забоев до поверхности, а в обратном направлении — породы для закладки выработанного пространства, крепи, оборудования и материалов. Все эти грузы перемещаются различными способами и средствами: под действием собственного веса, самоходными машинами, скреперными установками, конвейерами, в вагонах электровозами или лебедками. Кроме грузовых операций, на транспортных установках перевозят людей от ствола до забоя и обратно. Транспортирование осуществляется по горизонтальным, наклонным и вертикальным выработкам. Большая разветвленность транспортной сети связана с одновременной работой значительного числа забоев на разных горизонтах.

Подземные транспортные установки находятся в тяжелых и сложных условиях, что объясняется изменением рабочего места и длины транспортирования в связи с непрерывным перемещением забоев; стесненностью, обусловленной небольшим поперечным сечением подземных выработок; влажностью, запыленностью, а в ряде случаев взрывоопасностью среды; переменным характером нагрузок, действующих на установки. Поэтому транспортные машины должны быть приспособлены к быстрому изменению длины транспортирования, иметь высокую маневренность, стойкость к коррозии, а в некоторых условиях быть во взрывобезопасном исполнении, обладать высоким запасом прочности.

Для бесперебойной работы добычных машин необходимо, чтобы транспорт работал четко, полностью обеспечивал своевременную перевозку руды, вскрышных пород, закладочных материалов и оборудования. Кроме того, к транспорту предъявляются требования высокой степени безопасности и возможно меньшей себестоимости при эксплуатации.

Дальнейшее совершенствование внутришахтного транспорта идет по пути:

Применения самоходного высокопроизводительного забойного оборудования;

Переход на поточную технологию транспорта руды в блоках;

расширение области применения машин непрерывного действия для погрузки и транспортирования крепкой абразивной горной массы;

увеличение мощности и грузоподъемности подземных транспортных машин;

увеличение энерговооруженности труда рабочих забоя;

применение дистанционного и автоматического управления транспортной техникой.

Горнорудный транспорт имеет многовековую историю, относящуюся еще к ранним временам возникновения горного дела. Значительная роль в развитии промышленного транспорта принадлежит русским инженерам и ученым.

В 1764 г. изобретателем К. Д. Фроловым был осуществлен механизированный транспорт на поверхности Карабашского рудника (Алтай) с помощью водоналивного колеса. В 30-х годах XIX столетия машиностроители Е.А. и М. Е. Черепановы изготовили первый в мире паровоз, который использовался на одном из заводов Урала.

В 1861 г. изобретателем И. А. Лопатиным был создан ленточный конвейер и успешно применен на Ленских золотых приисках. В 1854 г. при разработке железных руд на горе Высокой (Урал) неизвестным русским механиком был построен и применен экскаватор с паровым приводом.

В 1876 г. инж. Ф. А. Пироцкий провел первые опыты по разработке и применению электровоза для движения поездов.

Важным событием в горной науке и науке о рудничном транспорте следует считать издание в 1843 г. «Курса горного искусства» А. И. Узатисом, преподавателем Петербургского горного института. В этой книге рассматриваются вопросы транспорта на горных предприятиях. Среди современных отечественных авторов, работы которых сыграли большую роль в развитии науки о подземном транспорте, необходимо выделить труды академиков А. М. Терпигорева и Л. Д. Шевякова, чл.-кор. АН СССР А. О. Спиваковского, акад. АН УССР Н. С. Полякова, профессоров Я. Б. Кальницкого, И. Г. Штокмана, А. А. Ренгевича, С. А. Волотковского и других ученых.

В 1901 г. инж. А. М. Терпигорев издал труд «Доставка», в котором были рассмотрены вопросы теории, даны расчеты и описано оборудование подземного транспорта. В 1932 г. им издана книга «Рудничный транспорт», положившая начало курсу того же названия в учебных горных заведениях.

Работы акад. Л. Д. Шевякова, относящиеся к 1921 — 1950 гг., посвящены теории и технико-экономическим исследованиям в области рудничного транспорта.

Чл.-кор. АН СССР проф. А. О. Спиваковскнй является основоположником науки о рудничном транспорте и автором курсов того же названия.

2. Классификация транспортных установок В зависимости от места функционирования транспортных машин различают подземный транспорт, транспорт на поверхности (строительной площадке и до отвалов) и внешний, предназначенный для доставки материалов и оборудования от заводов-изготовителей до строительной площадки.

Подземный транспорт разделяют на участковый, служащий для доставки грузов между забоями и основным горизонтом шахты, и магистральный — для доставки грузов от участковых транспортных средств до околоствольного двора. Транспорт грузов от околоствольного двора на поверхность по наклонным или вертикальным выработкам называют подъемом.

В зависимости от вида транспортируемых грузов различают транспорт основной, предназначенный для перемещения породы из забоя и добываемого полезного ископаемого, и вспомогательный, обеспечивающий перемещение в подготовительный забой различных материалов, оборудования и людей.

Транспортные машины рудников можно классифицировать по принципу действия, способу перемещения груза и грузонесущего органа, конструкции тягового органа и способу передачи тягового усилия, длительности работы на одном месте, конструктивному выполнению.

В зависимости от конструктивного исполнения и способа транспортирования различают следующие виды транспорта:

? локомотивный по рельсовым путям,

? конвейерный (включая конвейерные перегружатели),

? самоходный,

? канатный (с канатной тягой по наземным рельсам или подвесным канатным путям),

? скреперный,

? гравитационный,

? трубопроводный (гидравлический или пневматический),

? монорельсовый подвесной.

По принципу действия и характеру работы во времени транспортные машины разделяют:

? установки непрерывного действия — перемещающие грузы непрерывным потоком с загрузкой и разгрузкой при движении рабочего органа;

? установки периодического действия — работа которых характеризуется периодами во времени (циклами). Загрузка и разгрузка транспортных машин периодического действия обеспечивается при полной их остановке или на малой скорости.

По типу привода и роду потребляемой энергии различают транспортные машины с электрическим приводом, питаемым через контактный провод, гибкий кабель или от аккумуляторных батарей, с дизельным, дизель-электрическим, гидравлическим или пневматическим приводом.

По длительности работы на одном месте различают транспортные машины:

? передвижные, которые перемещают постоянно вслед за продвиганием подготовительного забоя или периодически через небольшие промежутки времени (до 15 сут),

? полустационарные, перемещаемые через относительно большие промежутки времени, чем передвижные,

? стационарные, находящиеся в эксплуатации на одном рабочем месте не менее 1,5—2 лет.

По способу перемещения грузов различают транспортные установки:

? на которых груз транспортируется скольжением по наклонной плоскости под действием собственного веса или принудительным волочением по желобам или почве;

? на грузонесущих элементах, например на ленте конвейера, в кузове вагонетки, ковше погрузочно-транспортной машины;

? в рабочей среде (водной или воздушной).

В зависимости от конструкции тягового органа тяговое усилие в транспортных машинах может передаваться различными способами:

? в установках с тяговыми приводными колесами или гусеницами тяговое усилие передается сцеплением;

? в транспортных машинах непрерывного действия с тяговыми цепями и приводными звездочками — зацеплением;

? в установках непрерывного действия с тяговыми лентами или канатами и гладкими приводными барабанами и шкивами — трением;

? в установках периодического действия с концевыми канатами и барабанными лебедками — навивкой;

? в пневмои гидротранспортных установках — рабочей средой;

? в установках гравитационного транспорта — силой гравитации (силой веса).

? тяговое усилие может передаваться силой инерции (вибрационные конвейеры), электромагнитным способом (промежуточные магнитные приводы).

Область применения различных видов транспорта зависит от физико-механических свойств транспортируемых грузов, производительности, длины транспортирования и других факторов.

Кроме этого к подземным транспортным установкам относятся погрузочные и закладочные машины. Широко применяется вспомогательное транспортное оборудование: опрокидыватели, толкатели, лебедки, питатели, затворы, путевые стопоры, компенсаторы высоты и др. В приведенной выше классификации виды транспортных машин и вспомогательного оборудования имеют большое количество конструктивных разновидностей и типоразмеров, что обеспечивает их использование в различных условиях эксплуатации. В пределах каждого конструктивного вида имеется параметрический ряд машин, различающихся по производительности, мощности и размерам. Параметрическим рядом машин называется последовательность числовых значений основного параметра того или иного оборудования. Основным параметром для вагонов принят объем их кузовов, для локомотивов—сцепной вес, для конвейеров — ширина транспортирующего полотна и т. д. Параметрический ряд, дополненный конкретными размерами и характеристиками машин, называется размерным рядом или типажом машин. Типажи разработаны на все основные виды транспортных установок. На основании их составлены и утверждены ГОСТы, которые регламентируют параметры транспортных машин.

3. Характеристика основных грузов На рудниках транспортируют: насыпные грузы (породу и полезное ископаемое), штучные грузы (материалы, доставляемые раздельно, в пакетах или контейнерах, оборудование), растворы (цементно-песчаные, бетонная смесь), наливные грузы (горюче-смазочные материалы, вода, эмульсии). Для балластировки рельсовых путей доставляют также насыпные грузы (щебень, гравий, песок). Для выбора конструкции транспортной машины и правильной ее эксплуатации необходимо учитывать вид грузов и их основные свойства и характеристики.

Основными характеристиками насыпных грузов являются:

? кусковатость (гранулометрический состав) — количественное соотношение кусков различных размеров в отделенной от массива горной массе. Крупность определяется линейным размером куска груза в наибольшем измерении. Насыпные грузы называют рядовыми, если отношение максимального размера куска к минимальному равно или больше 2,5, и сортированными, если это соотношение меньше 2,5.

Для породы, угля и других насыпных грузов, исключая руду, принята следующая градация по крупности кусков:

крупнокусковые (размер куска более 160 мм);

среднекусковые (60— 160 мм);

мелкокусковые (10—60 мм);

зернистые (0,5—10 мм);

порошкообразные (0,05—0,5 мм);

пылевидные (менее 0,05 мм).

Градация кусковатости для руды:

очень крупная (более 600 мм);

крупнокусковая (300—600 мм);

среднекусковая (100—300 мм);

рудная мелочь (менее 100 мм).

Наибольший размер куска руды, который выдается из забоя и может перемещаться транспортными средствами, называют кондиционным. Кусок руды, превышающий по размерам кондиционный, называется негабаритом, не подлежащим транспортированию и разрушаемым в забое вторичным дроблением. Долю негабаритных кусков в отбитой горной массе называют выходом негабарита.

? плотность — отношение массы груза к занимаемому объему (т/м³). Различают плотность монолитной породы в целике г_м и плотность разрыхленной горной массы г — насыпную плотность. Плотность горной массы зависит от крупности кусков и влажности. Отношение плотности в целике к насыпной плотности называют коэффициентом разрыхления горной массы kp=г_м/г >1, который характеризует увеличение объема разрыхленной горной массы по сравнению с объемом в целике. Для некрепких пород и угля kp=l, l… l, 4, для крепких пород kp=1,4…1,8.

? угол естественного откоса — угол между образующей конуса из свободно насыпанной горной массы и горизонтальной плоскостью, величина которого характеризует степень подвижности отдельных частиц горной массы. Для одной и той же горной массы в зависимости от влажности, кусковатости и других параметров угол естественного откоса принимает различные значения.

Различают угол естественного откоса в покое сп и в движении сд. При перемещении насыпного груза происходит его встряхивание или ворошение, а потому угол естественного откоса в движении для одного и того же груза меньше, чем угол естественного откоса в покое: сд = (0,35…0,7) сп.

? крепость горных пород характеризуют коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьяконова f = дсж/10,

где дсж — временное сопротивление разрушению образца породы, МПа.

Для всех горных пород f = 0,5…20. Различают породы некрепкие (f = 3…4), средней крепости (f = 4…9), крепкие (f = 10…14) и весьма крепкие (f = 15…20). При проведении выработок по некрепким породам возможно применение проходческих комбайнов, по средним и крепким используют обычно взрывную отбойку;

? абразивность — свойство горной массы истирать (изнашивать) взаимодействующие с нею рабочие поверхности машин в процессе загрузки, транспортирования и разгрузки. Степень абразивности зависит от крепости, размеров и формы частиц горной массы.

По степени абразивности транспортируемые насыпные грузы разделяют на четыре группы:

А — неабразивные;

В— малоабразивные;

С — средней;

D — высокой абразивности.

При выборе и эксплуатации транспортных машин, используемых для перевозки абразивных грузов, необходимо принимать меры по уменьшению износа грузонесущих элементов машин путем соответствующего выбора вида и типа машины, использования защитных футеровок, надежных уплотнений.

На выбор транспортных средств и их эксплуатацию оказывают влияние такие характеристики насыпных грузов, как влажность, липкость, склонность к слеживаемости и самовозгоранию и др.

В забои доставляют следующие основные штучные грузы: крепь и изделия из железобетона (стойки, затяжки, лотки, шпалы), металлическую крепь (верхняки и стойки), металлопрокат (рельсы, трубы, двутавры, швеллеры), лесные материалы (стойки, брусья, затяжки, шпалы), машины и оборудование (погрузочные и погрузочно-транспортные машины, проходческие комбайны, буровые установки, канаты, электрооборудование и др.).

Штучные грузы, транспортируемые раздельно или в укрупненных грузовых (затаренных) единицах (пакетах, контейнерах, кассетах), характеризуются тремя основными параметрами: массой, формой и габаритами. В зависимости от характеристики штучных грузов выбирают вид и параметры транспортных установок для их перемещения.

Для перевозки людей к месту работы и обратно применяют специализированные транспортные машины, обеспечивающие комфорт и безопасность движения.

Основными характеристиками бетонной смеси являются плотность, срок схватывания и подвижность — способность растекаться без расслоения и заполнять форму под влиянием силы веса или небольшого механического воздействия. Поэтому время транспортирования от бетоносмесителя до места укладки бетонной смеси должно быть меньше времени ее схватывания, и при транспортировании смесь не должна расслаиваться. Однородность смеси заметно нарушается в местах перегрузки, поэтому готовую бетонную смесь желательно транспортировать до места укладки без промежуточных перегрузок. Этим условиям наиболее полно удовлетворяет трубопроводный транспорт бетонной смеси.

Наливные грузы, основной объем которых составляют горюче-смазочные материалы для самоходного оборудования с дизельным двигателем, эмульсии для различных гидрофицированных установок перевозят в автоцистернах или специализированных вагонетках, а также подают с поверхности в шахту по трубам.

4. Грузооборот и грузопотоки Количество перемещаемых насыпных грузов (м³ или т) из подготовительных забоев и материалов и оборудования в единицу времени (смену, сутки или год) называют грузооборотом по горной массе или по вспомогательным грузам. Грузооборот действующей шахты, определяемый перемещением количества полезного ископаемого в единицу времени, характеризует производственную мощность шахты (т/год).

Количество груза, транспортируемое по определенной трассе в единицу времени, называют грузопотоком.

Изменение грузопотока во времени характеризуется коэффициентом неравномерности

k_Н=(Qmax/Qcp)

где Qmax — максимальное значение грузопотока в единицу времени, т/ч (т/мин);

Qcp — среднее значение грузопотока за время работы машины в течение смены, т/ч (т/мин).

Расчетный грузопоток Qp (т/ч), по которому выбирают производительность транспортной машины:

Qp = Qcм kн / tм = Qcм kн / tсм kи где Qcм — сменный грузопоток, т/см;

tм — машинное время, в течение которого работает машина за смену, ч (мин);

tсм — длительность смены, ч (мин);

kи = tм / tсм <1 — коэффициент использования машины во времени (коэффициент машинного времени),.

Коэффициент неравномерности грузопотока для транспортных установок работающих в забое kн = 1,75…2; в блоках, выемочных участках и панелях kн = 1,4…1,7; в магистральных выработках kн = 1,2…1,3; а коэффициент использования погрузочных и транспортных установок времени kи = 0,3…0,7.

Производительность выбранной транспортной машины должна быть больше расчетного грузопотока на 15—20%.

Для снижения (сглаживания) неравномерности грузопотоков используют промежуточную бункеризацию горной массы путем установки в транспортной линии аккумулирующей емкости.

В рудных шахтах в качестве аккумулирующей емкости применяют рудоспуски, накопление руды в составах вагонов.

При конвейерном транспорте регулирование грузопотоков во времени и по производительности можно осуществлять изменением скорости движения несущего полотна конвейера.

Литература

транспорт подземный груз

1. История грузовых железнодорожных перевозок в России. XIX—XX вв.ека: — Москва, Книга-Пента, 2008 г.- 200 с.

2. Руководство: Артемий Лебедев — Санкт-Петербург, Издательство Студии Артемия Лебедева, 2009 г.- 508 с.

3. Комментарий к Федеральному закону «Устав автомобильного транспорта и Москваского наземного электрического транспорта» (постатейный): А. Н. Борисов, С. М. Карачун — Москва, Юстицинформ, 2009 г.- 112 с.

4. Подвижной состав автомобильного транспорта: В. К. Вахламов — Москва, Академия, 2003 г.- 480 с.

5. Постатейный комментарий к Федеральному закону от 8 ноября 2007 г. № 259-ФЗ «Устав автомобильного транспорта и Москваского наземного электрического транспорта»: С. Ю. Морозов — Москва, Ай Пи Эр Медиа, 2009 г.- 152 с.

6. Правила автотранспортных перевозок. Сборник нормативных документов: — Санкт-Петербург, Феникс, 2010 г.- 384 с.

7. Справочник по перевозке грузов, пассажиров и багажа автомобильным, Санкт-Петербургским наземным электрическим транспортом (+ CD-ROM): С. Ю. Морозов — Санкт-Петербург, СПС ГАРАНТ, 2009 г.- 152 с.

8. Статистика автомобильного транспорта. Учебник: И. М. Алексеева, О. И. Ганченко, Е. В. Петрова — Санкт-Петербург, Экзамен, 2005 г.- 352 с.

9. Устав автомобильного транспорта: — Москва, Книга сервис, 2005 г.- 48 с.

10. Экспорт лесопродукции. Справочник: Э. О. Салминен, Ю. А. Бит, А. А. Борозна — Санкт-Петербург, ПрофиКС, 2008 г.- 712 с.