Учебная дисциплина: КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ
Реферат на тему: «Карьерные автомобильные дороги»
Выполнил студент: Сергуня
Петрозаводский государственный университет
Костомукшский филиал
Республика Карелия, 2009 год
Содержание:
1. Параметры карьерных автодорог
2. Содержание и ремонт карьерных автодорог
3. Список использованной литературы и источников
ПАРАМЕТРЫ КАРЬЕРНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Наибольшее распространение в мире по количеству карьеров и объему перевозок занимает автомобильный транспорт. Особенно широкое распространение автотранспорт получил в карьерах по добыче цветных и железных руд, горно-химического сырья, строительных материалов. Причем автомобильный транспорт используется и, как основной вид транспорта, и в комбинации с конвейерным и железнодорожным.
В качестве основного вида автомобильный транспорт получил распространение: при строительстве карьеров, при разработке месторождений, имеющих включения пустых пород; при разработке месторождений малой и средней мощности; при сравнительно небольших расстояниях транспортирования (до 3-4 км); при разработке месторождения, расположенного вдали от магистральных дорог и мощных энергетических ресурсов.
Схемы движения автотранспорта определяются горнотехническими условиями разработки месторождения и направлением транспортирования полезных ископаемых и вскрышных пород. Связь рабочих горизонтов с поверхностью может осуществляться прямыми, спиральными, петлевыми съездами и их комбинацией.
При разработке месторождений с горизонтальным и слабонаклонным залеганием полезного ископаемого при небольшой глубине, а также на нагорных карьерах применяются прямые съезды. В глубоких карьерах с ограниченными размерами в плане получили распространение спиральные съезды. При значительной глубине и при разработке месторождений на склоне горы, когда достигнуть заданных отметок прямым съездом не удается, используются петлевые съезды. В большинстве карьеров распространение получили комбинированные съезды, причем чаще комбинация спиральных и петлевых.
Автодороги в карьерах разделяют:
- по характеру перевозимого груза - на производственные (технологические, служащие для транспортирования полезного ископаемого к пунктам разгрузки и вскрыши в отвалы) и служебные (хозяйственные - для перевозки хозяйственных и вспомогательных грузов и оборудования);
- по условиям эксплуатации - на постоянные (стационарные), рассчитанные на длительный срок эксплуатации, и временные со сроком службы до трех лет, перемещаемые вслед за продвижением фронта работ.
Главным признаком, характеризующим конструкцию и параметры автодороги является грузонапряженность (количество груза с учетом всех видов перевозки в тоннах, переводимое по данному участку дороги в единицу времени), в зависимости от которой дороги подразделяются на три категории:
|
|
Грузонапряженность (млн.т брутто в год) при использовании автосамосвалов грузоподъемностью
|
Категория дороги
|
|
|
до 75 т
|
более 75 т
|
|
|
|
свыше 15
|
свыше 25
|
I
|
|
|
5 + 15
|
8 + 25
|
II
|
|
|
до 5
|
до 8
|
III
|
|
|
Основные параметры и конструкция дорог разных категорий должна соответствовать требованиям действующих СНиП 2.05.07-91 «Промышленный транспорт».
Примерное распределение карьерных автодорог по категориям и средней скорости движения приведено в таблице:
|
|
Характеристики и назначение дороги
|
Время существования
|
Средняя скорость движения км/ч
|
Категория дороги
|
|
|
Постоянные дороги
|
|
|
Главные дороги, связывающие карьер с обогатительной фабрикой, складом, перегрузочным пунктом и т.д.
|
Срок разработки месторождения
|
до 50-60
|
I
|
|
|
Главные съезды и заезды в карьер
|
То же, но с изменением длины по мере разработки
|
до 20-25
|
I
|
|
|
Магистральные от главных съездов в карьер до отвалов
|
Срок существования отвала (8-10 лет)
|
до 30-40
|
I
|
|
|
Заезды на отвалы
|
То же
|
до 15-20
|
II
|
|
|
Дороги на поверхности отвала, связывающие ряд участков
|
Срок отработки группы горизонтов (3-5 лет)
|
до 20-25
|
II
|
|
|
Временные дороги
|
|
|
Проезды по уступам и заезды к экскаваторам
|
Срок эксплуатации горизонта (1-2 года)
|
до 10-15
|
III
|
|
|
Проезды на отвалах и дорогах на отсыпаемых участках
|
Срок эксплуатации отсыпаемого участка
|
до 10-15
|
III
|
|
|
Автомобильные дороги состоят из земляного полотна с искусственными сооружениями, проезжей части и обочин. Устойчивость земляного полотна достигается укладкой его из прочных грунтов и устройствами для отвода поверхностных и грунтовых вод.
Ширина земляного полотна складывается из ширины проезжей части и ее двух обочин. Ширина проезжей части карьерных автомобильных дорог определяется в зависимости от скорости движения, габаритов автомобилей и схемы движения.
В карьерах могут быть следующие схемы движения: встречное по одной полосе автодороги, встречное по двум полосам и кольцевое.
При двухполосном движении ширина проезжей части Ш постоянных автодорог определяется по формуле:
Ш = 2 ЕКн + ?Ш
где Е - ширина автомобиля, м;
Кн - коэффициент, учитывающий суммарную скорость встречных автомобилей
(при V = 20-30 км/ч, Кн = 1,6 - 1,9);
?Ш - величина, учитывающая габариты автомобиля.
Для достижения высоких технико-экономических показателей работы карьерных самосвалов рекомендуются следующие значения ширины дороги (Ш, м) для встречного двухполосного движения:
|
|
Грузоподъемность автосамосвала, т
|
Ширина автодороги, м
|
Минимальная ширина, м
|
|
|
цементно-бетонное покрытие
|
щебеночное
покрытие
|
грунтовое
покрытие
|
|
|
|
27-30
|
10,5-14,00
|
10,2-13,8
|
10,0-13,3
|
9,5
|
|
|
40-42
|
11,4-15,3
|
11,1-15,1
|
10,8-15,0
|
10,0
|
|
|
75
|
14,4-20,2
|
14,4-20,1
|
14,0-19,4
|
14,0
|
|
|
110-120
|
18,3-24,5
|
18,0-24,2
|
17,3-24,0
|
15,5
|
|
|
170-180
|
22,8-30,1
|
22,5-29,7
|
21,9-29,4
|
18,5
|
|
|
Рекомендуемая ширина проезжей части представлена ее граничными значениями. Минимальная ширина определяется условиями безопасности движения, максимальная - требованиями наиболее полного использования тяговых качеств автосамосвалов.
При однополосном движении ширина полотна - БелАЗ-7540 - 5,5-6,0 м; БелАЗ-7548 - 5,8-6,6 м; БелАЗ-549 - 8-9,8 м; БелАЗ-7519 - 8,3-10,6 м; БелАЗ-7521 - 10,4-12,8 м.
На криволинейных участках трассы проезжая часть выполняется с уширением (ш, м), размер которого определяется выражением:
ш = l2R-1 + 0,1VR-0,5
где V - скорость движения км/ч;
R - радиус кривой по оси дороги, м;
l - колесная база автомобиля, м.
Уширение производится постепенным (по длине не менее 20 м) уменьшением ширины обочины (при этом ширина обочины должна оставаться не менее 1 м).
Продольные уклоны главных откаточных дорог устраиваются с подъемом в грузовом направлении до 80‰, реже до 100‰, а в порожняковом направлении до 120‰, реже до 150‰.
Для обеспечения благоприятного режима движения самосвалов в тех случаях, когда это технически допустимо, длину участков с большими подъемами следует ограничивать:
|
|
Величина уклона, ‰
|
60
|
80
|
100
|
|
|
Максимальная длина подъема, м
|
300
|
160
|
100
|
|
|
При криволинейных траншеях и радиусах менее 200 м необходимо производить смягчение продольного уклона на величину ?I (‰).
Величина поперечного уклона автодороги зависит от типа дорожного покрытия, ширины, водопроницаемости, скорости движения и составляет 20-40‰. Дороги на уступах выполняются с поперечным уклоном в 20‰ в сторону вышележащего уступа. Величина продольного уклона временных дорог принимается в пределах 60-80‰.
Величина радиуса горизонтальных кривых автодорог в значительной степени влияет на скорость движения и устойчивость автомобиля при движении. Минимальные радиусы кривых автодорог (м) для автосамосвалов различной грузоподъемности приведены в таблице:
|
|
Дорожные условия
|
Грузоподъемность автосамосвала, т
|
|
|
10-20
|
25-30
|
40-45
|
70-80
|
110-120
|
170-180
|
|
|
Постоянные дороги в карьере
|
30
|
50-60
|
50-60
|
50-60
|
50-60
|
50-60
|
|
|
Серпантинные и круговые кривые
|
15-20
|
20-30
|
30-35
|
35-40
|
35-40
|
40-45
|
|
|
Временные автодороги в карьере
|
10-12
|
12-15
|
12-15
|
15-20
|
17-20
|
20-25
|
|
|
Петлевые заезды под погрузку
|
7-10
|
10-11
|
12-13
|
12-14
|
14-15
|
18-20
|
|
|
Поверхность проезжей части выполняют двух- и односкатной. Двухскатные дороги устраивают на прямолинейных участках капитальных траншей и на поверхности. На закруглениях принимают односкатный профиль с уклоном к центру кривой, что увеличивает устойчивость автомобиля против бокового опрокидывания и скольжения под действием центробежной силы. Уклон виража зависит от радиуса поворота.
Проезжая часть дороги покрывается дорожной одеждой. Дорожная одежда выполняется в один или несколько конструктивных слоев. Многослойная дорожная одежда устраивается, как правило, на постоянных дорогах и имеет следующие основные конструктивные слои:
Покрытие - верхний слой дорожной одежды, который в свою очередь состоит из слоя износа, периодически возобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационные свойства покрытия.
Основание - несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачу нагрузок на подстилающий слой или непосредственно на грунт земляного полотна.
Дополнительный слой основания - нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий наряду с передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозо-защитного, дренирующего, выравнивающего и других слоев.
Слои одежды располагаются по принципу снижения их прочности в соответствии с уменьшением напряжений по глубине.
Основные типы дорожных покрытий или дорог разных категорий:
|
|
Категория дорог
|
Типы покрытий
|
Материалы покрытий
|
|
|
I
|
Усовершенствованные
|
|
|
А. капитальные
Б. облегченные
|
Цементобетонные (монолитные и сборные), асфальтобетонные, укладываемые в горячем и теплом состоянии, из прочных щебеночных материалов, обработанных вяжущими битумами.
Из щебеночных и гравийных материалов, обработанных жидкими органическими, вяжущими веществами, из холодного асфальтобетона, из грунта, обработанного вяжущими битумами
|
|
|
II
|
Переходные
|
Щебеночные из каменных материалов и шлака, грунтов и местных слабых минералов, обработанных жидкими, вяжущими органическими веществами, мостовые из булыжного и колотого камня
|
|
|
III
|
Низшие
|
Грунтовые, укрепленные различными местными материалами
|
|
|
Материалами для основания служат щебень, грунтощебень, гравий, грунт, обработанный вяжущими веществами, а для дополнительного слоя - крупнозернистый песок, гравелистые грунты, раздробленная горная порода и другие местные материалы.
На временных забойных и отвальных дорогах устраивается обычно однослойная дорожная одежда из выровненной горной массы с подсыпкой щебеночного или гравийного материала. Для скользящих съездов соединительных и хозяйственных дорог устраивается однослойное покрытие из гравия или взорванной скальной вскрыши слоем в несколько десятков сантиметров, которое разравнивается бульдозерами и автогрейдерами и укатывается движущими автомобилями. Из капитальных покрытий распространение нашли железобетонные и цементообразные покрытия, которые обладают высокой износостойкостью и удовлетворительными характеристиками по сцеплению. Толщина таких покрытий принимается в зависимости от осевой нагрузки: 100-120 кН (машины типа КрАЗ) - 22 см; до 340 кН (БелАЗ-7522, БелАЗ-75401, БелАЗ-7526) - 29-39 см; до 480 кН (БелАЗ-7548, БелАЗ-7523, БелАЗ-7527) - 40-45 см; до 760 кН (БелАЗ-7509) - 48-58 см.
Нижний слой таких дорог делают из песка, ракушечника, щебня, металлургического шлака, песчанно-гравийной массы, а также из породы, обработанной битумом или цементоми. Толщина подстилающего слоя должна быть не менее 15 см.
Для уменьшения температурных напряжений цементобетонные покрытия устраивают из отдельных плит (длиной 6-9 м), разделенных между собой швами сжатия (с упругими прокладками) и расширения, заливаемые битумными мастиками. Получили распространение в карьерах и монолитные цементобетонные покрытия.
Для автосамосвалов грузоподъемностью 110-180 т с высокими нагрузками на ось целесообразно устройство покрытий нового типа - цементобетонных из струно-бетона. При этом толщина их составляет для машин грузоподъемностью 110-180 т - 60-70 см.
Асфальтобетонные покрытия из-за быстрого износа удовлетворительно работают при движении автомобилей грузоподъемностью менее 25 т.
Получили распространение в карьерах одно- и двухслойные покрытия из каменных материалов: щебеночные, грунтощебеночные и гравийные, обработанные черными вяжущими веществами. В двухслойной одежде верхний слой устанавливается из: дробленого щебня, гравия хорошего качества, отходов обогащения. Толщина таких одежд при эксплуатации автомобилей грузоподъемностью 110-180 т превышает 1 м.
Исследования позволяют рекомендовать конструкции дорожных покрытий для самосвалов грузоподъемностью 27-180 т:
|
|
Породы земляного полотна
|
Грузоподъемность автосамосвала, т
|
|
|
27
|
40
|
75
|
110
|
180
|
|
|
Рыхлые
|
|
|
Толщина покрытия, см
|
10-15
|
10-15
|
15-20
|
15-20
|
15-20
|
|
|
Крупность щебня, мм
|
40-20
|
40-20
|
40-20
|
40-20
|
40-20
|
|
|
Толщина основания, см
|
40-50
|
50-60
|
60-70
|
80-85
|
100-105
|
|
|
Крупность щебня, мм
|
70-40
|
70-40
|
70-40
|
150-120
|
150-120
|
|
|
Скальные и полускальные
|
|
|
Толщина покрытия, см
|
10-15
|
10-15
|
10-15
|
15-20
|
15-20
|
|
|
Крупность щебня, мм
|
40-20
|
40-20
|
40-20
|
40-20
|
40-20
|
|
|
Толщина основания, см
|
20
|
25-30
|
30-35
|
30-40
|
30-40
|
|
|
Крупность щебня, мм
|
70-40
|
70-40
|
70-40
|
70-40
|
70-40
|
|
|
На временных дорогах (а также при устройстве дорог в холодное время года и на неустойчивых грунтах) целесообразно устройство железобетонных покрытий (сплошных и колейных).
Пропускная способность полосы П (автомобиль/ч) автодороги в одном направлении
П = 60(К?tм)-1 = 1000н(К?S)-1
где К? - коэффициент неравномерности движения К? = 1,25ч1,75;
tм - интервал времени между автомобилями, мин;
S - расстояние между автосамосвалами, м
Расстояние между самосвалами должно быть не менее тормозного пути.
S ? 0,278 V tp + 3,9 ·дV2/(1000шm + щ0± i) + lм
где tp - время реакции водителя и время приведения тормозов в действие (tp = 1ч2 с);
lм - длина машины, м
д - коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс автомобиля (для автомобилей с гидромеханической трансмиссией при движении с грузом д = 1,03ч1,01; при движении порожняком д = 1,085ч1,07; для автомобилей с электромеханической трансмиссией д = 1,1ч1,15);
шm - коэффициент сцепления колеса с дорогой при торможении;
i - уклон автодороги в ‰.
щ0 - удельное основное сопротивление движению автомобиля, Н/кН:
|
|
Дороги
|
Тип покрытия
|
щ0, Н/кН
|
|
|
Главные откаточные
|
Бетонное, асфальтобетонное, гидронизированное шоссе, брусчатка
|
15-20
|
|
|
Гравийное покрытие
|
25-30
|
|
|
Щебеночное покрытие
|
30-45
|
|
|
Забойные и отвальные дорожные проезды
|
Грунтовые укатанные проезды в забоях
|
50-80
|
|
|
Грунтовые укатанные проезды на отвалах
|
До 150
|
|
|
Грунтовые неукатанные проезды
|
250-300
|
|
|
Провозная способность дороги Ма (т/сутки) определяется:
Ма = Пуq/fp
где Пу - пропускная способность ограничивающего участка дороги (автомобилей/сутки);
fp - коэффициент резерва пропускной способности (fp = 1,75ч2);
q - грузоподъемность автомобиля, т
СОДЕРЖАНИЕ И РЕМОНТ ДОРОГ В КАРЬЕРАХ
Содержание и ремонт дорог в карьерах находится в ведении дорожной службы, в задачу которой входит обеспечение запланированных прочности и ровности покрытий дорог, сцепления колес автомобиля с покрытием и пылеподавление при эксплуатации покрытий переходного и низшего типов.
Прочность дорожной одежды достигается восстановлением слоя износа, ровность - ликвидацией неровностей, сцепление колес с покрытием - удалением снега и грязи, посыпка песком, мелким щебнем и т.д. Обеспыливание производится обработкой покрытий черными вяжущими веществами (битум, дорожный деготь) и пылесвязывающими материалами (универсин, растворы хлористых солей и т.д.). Ровность покрытия определяет скорость движения автомобилей и является важным условием обеспечения требуемой производительности автосамосвала.
Содержание дорог включает работы по уходу за дорогой и дорожными сооружениями.
В весеннее-осенний период важным является поддержание поперечного профиля земляного полотна, обеспечивающего сток воды по водоотливным сооружениям, очистка дорог от грязи, просыпавшейся горной породы и т.д. С этой целью в этот период осуществляется периодическое профилирование карьерных дорог (1-4 раза в месяц). В летний период асфальтобетонные, черные щебеночные и черные гравийные покрытия размягчаются и становятся пластичными, в зимний - появляются трещины. Переменные нагрузки от колес с различной интенсивностью движения вызывают волны и сдвиги на покрытии. В летний период важное значение имеет предотвращение пыли на дорогах, т.к. пыль ухудшает условия работы водителей и повышает износ автомобилей.
В целях обеспыливания рекомендуется обработка разливом пылесвязывающего вещества (хлористого кальция, универсина и др.) на предварительно выровненную сухую поверхность покрытия поливочными машинами. Расход пылесвязывающих веществ составляет 0,5-1,5 л на 1 м2 покрытия, а продолжительность обеспыливания 15-100 суток в зависимости от типа материала.
В зимний период особое значение имеют работы по очистке дорог от снега и борьба с гололедицей. Причем необходимо обеспечить коэффициент сцепления колес с дорогой не менее 0,3. Уборка выпавшего снега осуществляется бульдозерами, грейдерами, снегоочистителями, из которых роторные и фрезерно-роторные наиболее эффективны, т.к. способны разрабатывать слежавшиеся массы снега. Борьба с оледенением осуществляется рассыпкой сыпучих материалов (песка, золы, котельного шлака, гравия и т.д.) с примерным расходом материалов - 0,1-0,4 м3 на 1000 м2 покрытия или обработкой химическими веществами, разрушающими кристаллическую структуру льда (поваренная соль, хлористый кальций и т.д. в составе 50 г/л) с расходом раствора - 120-200 л/м2 (для предупреждения коррозии машин и механизмов в растворы вводятся до 7% антикоррозийных добавок).
К текущему ремонту относятся работы по предупреждению и устранению мелких повреждений дороги и дорожных сооружений: заделка трещин и выбоин, исправления просадок, засыпка выбоин, профилирование дороги, исправление повреждений земляного полотна.
Средний ремонт проводится 1-2 раза в год и включает в себя работы по ликвидации износа дороги: поверхностная обработка асфальтобетонных, черных, щебеночных и гравийных покрытий, замена отдельных плит, выравнивание покрытий с добавлением щебня или гравия, поверхностная обработка дороги.
Капитальный ремонт производится 1 раз в 10-12 лет и заключается в устранении износа всех элементов и сооружений дороги, доведении всех параметров дороги до норм, соответствующих определенной категории.
При обслуживании и ремонте дорог обычно применяются те же машины, что и на основных работах в карьере. Это экскаваторы, бульдозеры и т.д., используемые на крупных ремонтных работах. Применяются также и специальные машины: грейдеры, катки, поливочные машины, снегоочистители и т.д.
Список использованной литературы и источников:
Потапов М.Г. Карьерный трансорт. Учебник для техникумов. - М.: Недра, 1990.
СНиП 2.05.07-91 «Промышленный транспорт». Строительные нормы и правила
Шешко Е.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования транспрортных комплексов карьеров. - М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 1996.
Васильев М.В. Транспортные процессы и оборудование на карьерах. - М.: Недра, 1996.
Транспорт на горных предприятиях. Под общ.ред.проф. Б.А.Кузнецова. - М.: Недра, 1986.
Интернет:
1. http://www.vashdom.ru/snip/20507-91/
2. http://dik.academic.ru/
|
