Обмен автомашин в забоях и на отвалах
В связи с различными типами забоев и заходок, шириной заходок, характером движения машин на уступе (односторонним или встречным), соотношением направлений движения машин и экскаватора, высокой маневренностью автотранспорта возможно большое число схем подачи машин под погрузку (рис. 27.5).
Рисунок 27.5 Схемы подачи автомашин под погрузку:
Rmin - минимальный радиус поворота автомашин; m – зазор между автомашиной и бортом траншеи
По отношению к направлению перемещения экскаватора по мере отработки заходки движение машин на уступе может быть попутным и непопутным. По способу подъезда автомашин к экскаватору (характеру маневров) все схемы подачи разделяются на три группы: сквозные, с петлевым разворотом, с тупиковым разворотом. Погрузка горной массы в кузов машин должна производиться сбоку или сзади, перенос ковша над кабиной не разрешается. В ожидании погрузки машина должна находится вне радиуса действия ковша.
Сквозные схемы могу применяться при одностороннем непопутном движении машин на уступе (исключение возможно при фронтальном забое). При встречном и одностороннем попутном движении используются петлевые, а в стесненных условиях – тупиковые схемы подачи машин.
При торцевом забое в сквозной заходке и одностороннем движении машин (два транспортных выхода на уступе) распространены в случае непопутного перемещения сквозные схемы 1, 3, 9 (см. рис. 27.5), а при путном - петлевые 2, 10 или тупиковые 12, 14 (при забойной сортировке или большом выходе негабарита). При встречном движении машин используют петлевые схемы 19, 20 (широкие рабочие площадки) и 23, 24 (узкие площадки), предпочтителен разворот порожних автосамосвалов при попутном перемещении (схемы 20, 24). При широких сквозных заходках применяют принципиально аналогичные предыдущие петлевые схемы 27, 28, а также тупиковая схема 30.
В тупиковых эксплуатационных заходках обычно применяется схема 24 реже 26, в широких тупиковых траншейных заходках – петлевая схема 33 и тупиковая 34.
При фронтальных забоях (обычно по условиям раздельной выемки) чаще применяют тупиковые схемы подачи 17, 18, 38, а также петлевая 36.
По числу машин одновременно находящихся под погрузкой, различают одиночную и групповую (спаренную) их установку; при сквозных и петлевых схемах подачи практически возможна только одиночная установка машин. Спаренная двухсторонняя установка машин под погрузку целесообразна при торцевом забое для сквозных широких заходок (особенно при раздельной выемке, рис. 27.6, а), а также для тупиковых эксплуатационных и траншейных заходок (рис. 27.6, б и в) и фронтальных забоев (рис. 27.6, г) с целью обеспечения непрерывной погрузки и уменьшения угла поворота экскаватора.
Рисунок 27.6 Схемы спаренной двухсторонней установки автомашин под погрузку
По возможному времени обмена все схемы подачи машин под погрузку можно разделить на три группы:
І. Все сквозные схемы и схемы с петлевым разворотом машин в забое, при которых машина за время обмена проходит путь равный расстоянию Lн (м), между загружаемой и порожней машинами. Время обмена (с) для этой группы схем
t`о = Lн/ 
о, (27.7) где о – средняя скорость движения автомашин при обмене с учетом времени трогания, м/с ( о = 6 – 8 км/ч).
Время простоя экскаватора при обмене
tпр = t`о – tц, (27.8) где tц – продолжительность рабочего цикла экскаватора (без учета времени разгрузки ковша), с.
Как правило, t`о < tц и простои экскаватора при обмене отсутствуют.
ІІ. Схемы с тупиковым разворотом машин за время погрузки предыдущей машины, при которых машина за время обмена проходит расстояние 2Lн. В этом случае
t``о = 2Lн/ о . (27.9)
Здесь t`о < tц и экскаватор во время обмена простаивают. Ликвидация простоев возможна только посредством спаренной установки автосамосвалов, при которой время подачи под погрузку совмещают с временем погрузки предыдущей машины.
ІІІ. Схемы, при которых каждый автосамосвал за период обмена проходит расстояние 2Lн (м) и совершает дополнительные маневры при тупиковом развороте за время tм, типичным для узких траншейных заходок. При этом
t```о = 2Lн/ о + tм. (27.10)
Схемы этой группы характеризуются небольшими простоями экскаватора (25 – 30 % рабочего времени). Несмотря на увеличение угла попорота экскаватора при сквозных и петлевых схемах подачи машин, они более рациональны ввиду сокращения времени обмена машин. При этом целесообразны непопутное движение экскаватора и порожних машин и установка последних с правой стороны экскаватора.
Обмен карьерных автопоездов в забое производится челноковым способом подобно обмену железнодорожных поездов. При встречном движении в пределах уступа маневры с изменением направления движения совершает порожний (рис. 27.7, а) или груженый (рис. 27.7, б) автопоезд в зависимости от расположения забойного экскаватора относительно основной дороги на уступе. Рациональнее первая схема.
Рисунок 27.7 Схемы подачи карьерных автопоездов под погрузку и разгрузку
Подъезд карьерных автопоездов к пункту разгрузки на отвале в зависимости от размеров площадки, развития отвальных дорог и их расстояния от верхней бровки отвала может производится с петлевым и тупиковым разворотом или челноковым способом (рис. 27.7, в, г, д ).
На отвалах применяется кольцевое и возвратное (при веерном расположении отвальных дорог) движения машин (рис. 27.8). Временные отвальные дороги расширяются в площадки для тупикового разворота машин и подъезда их задним ходом к разгрузочному пункту. Длительность тупикового разворота и выезда машин на отвальную дорогу определяется расстоянием от нее до разгрузочного пункта и схемой разворота;
в среднем она равна 0.5 – 1 мин.
Рисунок 27.8 Схема кольцевого (а) и веерного (б) расположения автодорог на отвале
4. Пропускная и провозная способность карьерных автодорог
Пропускная способность дороги (машин/ч) определяется как максимальное число машин, которые могу пройти в единицу времени через определенный пункт дороги, и зависят от числа полос движения, качества и состояния проезжей части дороги, скорости движения автомобилей:
N = 1000 n Kн /S, (27.11) где - расчетная скорость движения, км/ч; n – число полос движения; Кн – коэффициент неравномерности движения (Кн = 0.5 – 0.8); S – интервал следования машин (расстояние видимости), м;
S = a + ℓa+ tд + Lт ; (278.12) а – допустимое расстояние между машинами при их остановке, м; ℓa - длина машины, м; tд – время реакции водителя, ч (tд = 0.5 – 1 с); Lт – длина тормозного пути.
На дорогах с уклоном до 5 % возможная скорость движения ограничивается максимальной конструктивной скоростью машины, условиями безопасности движения и ровностью покрытия. Практически скорость движения не превышает 75 – 85 % конструктивной при бетонных покрытиях на постоянных дорогах, 70 – 80 % - при черных щебеночных и гравийных покрытиях, 50 – 70 % - при щебеночных и гравийных, 12 – 16 км/ч – на неукатанных забойных и отвальных дорогах (таблица 27.4). В траншеях с уклоном 8 % скорость автосамосвалов составляет 14 – 15 км/ч. Скорость подъезда автомашин к погрузочным и разгрузочным пунктам не превышает 8 – 10 км/ч, в том числе при движении задним ходом. Продолжительность разгона груженых автосамосвалов до стадии установившегося движения 30 – 35 с.
Таблица 27.4 Рекомендуемые для технологических расчетов скорости , км/ч, движения карьерных автомобилей
| Тип покрытия и удельное сопротивление качению | Автосамосвалов | Тягачей с полуприцепами | ||
| грузоподъемность, т | ||||
| До 7 | 10 - 27 | 40 - 75 | 45 - 120 | |
| Усовершенствованное капитальное, 200 Н/т Усовершенствованное облегченное, 300 Н/т Переходное, 400 Н/т Низшее (грубоспланированное), 600 Н/т |
При расстоянии перевозок менее 1.5 км средние скорости движения снижаются: при 1 км – на 10 % , при 0.5 км – на 20 %, при 0.25 км – на 30 %. Скорость движения порожних машин на 15 – 25 % выше, чем груженых. В весенний и осенний периоды указанные выше значения скоростей снижаются в среднем на 23 – 28 % . Скорости снижаются также в ночное время ( на 8 – 10 % у груженых и на 16 – 17 % у порожних машин) и при интенсивном движении ( 200 – 300 машин в час) – в случае отсутствия дополнительного уширения проезжей части дорог на 2 – 3 м.
Безопасная скорость движения (м/с) по криволинейным участкам дороги радиусом R, м
без = 
. (27.13) где g – ускорение свободного падения, м/с2.
Длина тормозного пути Lт при движении большегрузных автосамосвалов на спусках с уклоном 4 – 8 % (щебеночная дорога) составляет 22 – 25 м; при скорости движения около 50 км/ч тормозной путь при уклоне 10 % равен 80 – 120 м для груженых и 60 – 80 м для порожних автосамосвалов.
На горизонтальных прямолинейных участках дорог в обычных условиях величина S должна быть не менее 50 м для машин, следующих друг за другом. Расстояние видимости встречных машин при пересечении дорог должно соответственно вдвое больше. С повышением категории дороги и расчетной скорости движения S возрастает с 50 до 75 м. На наклонных участках дорог расстояние видимости также возрастает вследствии увеличения Lт.
Провозная способность дороги (м3/ч) определяется возможным объемом груза, перевозимого по дороге в единицу времени:
W = N Vа. ф, (27.14) где Vа. ф – фактический объем породы, перевозимой автомобилем, м3.
При недостаточной провозной способности одной полосы дороги обеспечить требуемый грузооборот возможно путем перехода к одностороннему (кольцевому) движению машин и увеличении числа дорожных полос, а также за счет рассредоточения грузопотоков и увеличения грузоподъемности машин. В конкретных условиях эффективным может оказаться одно или комбинация перечисленных мероприятий.
Учет вывезенной горной массы по числу рейсов автомашин, их грузоподъемности и плотности породы весьма неточен (до 
8 – 10 %). Применение средств автоматики позволяет повысить точность и оперативность учета, а также оценить в процессе работы фактические показатели для контроля за использованием оборудования.
Основным учетным показателем является масса груза в автомашине, для определения которой используются автомобильные весы, устанавливаемые обычно на стационарных пунктах разгрузки, или весовые устройства, вставляемые в дорожное полотно. Однако эти устройства не дают возможности регулировать загрузку машины. Такое регулирование достигается при использовании системы автоматического учета и контроля, монтируемом на самом автомобиле.