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 ЕКν
+ ∆Ш
где Е – ширина автомобиля, м;
Кν
– коэффициент, учитывающий суммарную скорость встречных автомобилей
(при V = 20-30 км/ч, Кν
= 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 = l2
R-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
= 1000ν(К∂
S)-1
где К∂
- коэффициент неравномерности движения К∂
= 1,25÷1,75;
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 ·δV2
/(1000ψm
+ ω0
± i) + lм
где tp
– время реакции водителя и время приведения тормозов в действие (tp
= 1÷2 с);
lм
– длина машины, м
δ – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс автомобиля (для автомобилей с гидромеханической трансмиссией при движении с грузом δ = 1,03÷1,01; при движении порожняком δ = 1,085÷1,07; для автомобилей с электромеханической трансмиссией δ = 1,1÷1,15);
ψm
– коэффициент сцепления колеса с дорогой при торможении;
i – уклон автодороги в ‰.
ω0
– удельное основное сопротивление движению автомобиля, Н/кН:
| Дороги |
Тип покрытия |
ω0,
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
= Пу
q/fp
где Пу
– пропускная способность ограничивающего участка дороги (автомобилей/сутки);
fp
– коэффициент резерва пропускной способности (fp
= 1,75÷2);
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:
1. Потапов М.Г. Карьерный трансорт. Учебник для техникумов. - М.: Недра, 1990.
2. СНиП 2.05.07-91 «Промышленный транспорт». Строительные нормы и правила
3. Шешко Е.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования транспрортных комплексов карьеров. – М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 1996.
4. Васильев М.В. Транспортные процессы и оборудование на карьерах. – М.: Недра, 1996.
5. 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/
|
