Форма трасс капитальных траншей
Для уменьшения расстояния транспортирования горной массы выход на поверхность внешней капитальной траншеи, согласно исходным данным, должен быть направлен на Юг, Юго-запад. Так как Южный борт карьера рабочий, то траншею закладываем с Западной стороны карьера и её нижняя часть должна выходить на горизонт + 75 м северного борта. Примерная конструкция узла примыкания внешней капитальной траншеи к борту карьера представлена на рисунке 5.2. Радиус поворота трассы траншеи Rт = 400 м принят из условий минимизации дополнительного удельного сопротивления движению железнодорожного транспорта от кривизны пути, а также минимизации влияния массы груженых локомотивсоставов и вибрации ж.д. путей на устойчивость борта карьера в наносах. Верхние уступы карьера сдвоены и находятся в конечном положении. Расположение внешней траншеи позволяет, при необходимости, разнести западный борт или провести по этому борту внутреннюю капитальную траншею для глубокого ввода ж.д. транспорта в карьер. Ниже горизонта + 75 м залежь вскрывается капитальной наклонной полутраншеей на северном борту карьера. Траншея формируется при постановке борта в конечное положение.
Форма трассы траншеи – тупиковая. Примыкание рабочих горизонтов к трассе двухстороннее на рабочих площадках, которые служат промежуточными разъездами. Полная длина промежуточного разъезда (300 ÷ 350) м. Тупики также являются разъездами и служат как для скрещения и обмена поездов, так и для изменения направления движения. При двухпутных траншеях для увеличения пропускной способности в тупиковых пунктах примыкания устраивают телескопические разъезды их 3-х путей, полная длина тупика составляет (500 ÷ 600) м.
а)
+ 200 (hп.н.)
| + 200 (hп.н.) |
| Рис. 5.2. Схема к расчету объема внешней капитальной траншеи (α), узел примыкания внешней траншеи к борту карьера (б) : 1 - подошва траншеи шириной ВТ ; 2 – борт карьера; 3 - борт траншеи; ip – подъём траншеи. |
5.4 Расчёт параметров перемещения грузов по внешней капитальной траншее карьера
Провозная способность карьерных путей и производитель-ность транспортной системы карьера определяется по ограничи-вающему перегону и полезной массе поезда Gпол. Ограничивающим перегоном является внешняя капитальная траншея карьера.
Характеристики подвижного состава (Привести характеристику тягового агрегата Таблица 9.22 [1] и думпкара 2ВС – 105, Таблица 9.23 [1]).
5.4.1 Расчёт полезной массы поезда
Величина полезной массы (груза) поезда с тяговым агрегатом:
Gпол = nд * gд + nм.в. * gм.в., т (5.1)
где: nд , gд – число и грузоподъёмность, соответственно, думпкаров в локомотивосоставе gд =105 т (см. характеристику);
nм.в. и gм.в – число и грузоподъёмность моторных вагонов тягового агрегата, соответственно.
Для ОПЭ 2 число вагонов nм.в. = 2 шт., грузоподъёмность моторного думпкара gм.в = 45 т (по данным ЛГОКа).
Число думпкаров nд в составе зависит от расчетной массы (Мс) прицепной части поезда, которая определяется из условия равномерного движения поезда на руководящем уклоне с полным использованием сцепного веса локомотива [1]
Мс = Мл (1000 * ψ * кс - ω0 – ip – wR) / (ω0 + ip + wR), т (5.2)
где: Мл = 372 т – сцепная масса ОПЭ 2;
Ψ = (0,27 ÷ 0,29) – расчётный коэффициент сцепления тягового агрегата ОПЭ 2 при движении;
кс = (0,95 ÷ 0,96) – коэффициент использования сцепной массы для тяговых агрегатов;
ω0 = 2,5 Н/кН – основное удельное сопротивление движению поезда;
ip = 50 ‰ – руководящий уклон, принятый в проекте;
wR – дополнительное удельное сопротивление движению поезда от кривизны пути, Н/кН [1].
wR = 700 / Rт, Н/кН (5.3)
где: Rт = 400 м – радиус поворота трассы внешней траншеи (см. рис. 5.2).
wR = 700 / 400 = 1,75
Длина кривой поворота трассы составляет (1–2) % от общей её длины и практически не может повлиять на режим работы двигателей тягового агрегата, поэтому значение wR при расчёте Мс можно не учитывать.
Подставив значения показателей в формулу (5.2), получим минимальное и максимальное значение Мс.
Число думпкаров в составе:
nд = Мс / gд * (1 + kт), шт. (5.4)
где: gд = 105 т – грузоподъёмность думпкара 2 ВС – 105;
kт = 0,46 – коэффициент тары думпкара;
Мс – принимаем среднее расчётное значение (см. выше).
Подставив полученное значение nд в формулу (5.1), получим величину полезной массы (груза) локомотивсостава. Например, для локомотивсостава из 10ти думпкаров 2 ВС – 105 ОПЭ 2 полезная масса Gпол = 1140 т.
5.4.2 Расчёт пропускной и провозной способности траншеи
А. Суточная пропускная способность перегона (внешней траншеи), измеряемая числом пар локомотивосоставов, зависит от числа действующих путей на перегоне [4]:
- для однопутного перегона
NI =60 * T / (tгр + tпор + 2τ), пар / сут. (5.5)
- для двухпутного перегона
NII = 60 * T / Y, пар / сут. (5.6)
где: T = 22 часа – учётное время суток;
tгр и tпор – время движения по перегону гружёного и порожнего поезда, соответственно, мин.;
τ – интервал времени на связь между раздельными пунктами, мин (для современных автоматизированных систем управления транспортом τ =0);
Y – интервал времени между поездами, следующими друг за другом по одному пути с минимальной скоростью для данного перегона, мин.
Время движения:
- порожнего tпор = 60 Lп / ύпор, мин.; (5.7)
- гружёного tгр = 60 Lп / ύгр, мин. (5.8)
где: Lп – длина перегона, км;
ύпор и ύгр – средняя скорость движения порожнего и гружёного поезда по перегону, км / час.
Длина перегона Lп ограничивается путевыми постами или разъездами [4]
, (5.9)
где: lтор = 300 м – тормозной путь локомотивосостава (максимально допустимое значение);
Lл.с. – длина локомотивосостава, м.
Ориентировочно можно принять Lл.с. = 210 м (состав из 10ти думпкаров) и Lп = 2100 м.
Ограничивать пропускную способность траншеи будут гружёные локомотивосоставы, двигающиеся на подъём по стационарным путям. Скорость движения ориентировочно определяем по формуле [8]
ύгр = 400 * wл / Gл.с. * (ωо + ip), км / ч (5.10)
где: wл = 5325 кВт – мощность локомотива в часовом режиме (см. характеристику ОПЭ 2);
ωо = 2,5 НкН – удельное сопротивление движению (см. выше);
ip – руководящий уклон, ‰;
Gл.с. – полная масса локомотивсостава, т.
Gл.с. = nд * gд * (1 + kт) + Мл, т (5.11)
где: nд и gд – количество и грузоподъёмность, соответственно, думпкаров в составе;
kт = 0,46 – коэффициент тары 2 ВС – 105;
Мл = 372 т – сцепная масса ОПЭ 2.
Например, локомотивсостав из 10ти думпкаров 2 ВС – 105 и ОПЭ 2 в стационарной траншее с подъёмом ip = 50 ‰ будет двигаться со скоростью ύгр = 21,3 км / час (формула 5.10), скорость порожнего состава под уклон не должна превышать ύпор ≤ 30 км / час [4], тогда:
tгр = 5,9 мин (формула 5.8); NI = 130,69 пар (формула 5.5);
tпор = 4,2 мин (формула 5.7); NII = 223,73 пары (формула 5.6, где Y = tгр = 5,9 мин. минимальная скорость для данного перегона ύгр = 21,3 км / час).
Б. Провозная способность траншеи измеряется массой пород, вывозимой по траншеи в единицу времени.
Годовая провозная способность траншеи:
· однопутной РI = NI * Gпол * Дг / kрез, т / год; (5.12)
· двухпутной РII = NII * Gпол * Дг / kрез, т / год; (5.13)
· трёхпутной РIII = (NII + NI) * Gпол * Дг / kрез, т / год, (5.14)
где: NI, II – пропускная способность перегона пар / сут;
Gпол – полезная масса груза (горная порода), перевозимая локомотивсоставом с тяговым агрегатом ОПЭ 2, т (формула 5.1);
Дг = 355 суток – количество рабочих дней в год для ж.д. транспорта при непрерывном режиме работы карьера и 16ти массовых взрывах в год;
kрез = 1,2 – коэффициент резерва провозной способности [4].
Подставив значения NII, NI и Gпол, получим провозную способность траншеи, которая является ограничивающим перегоном трассы и определяет грузопоток карьера.
Например, для локомотивов из 10ти думпкаров 2ВС – 105 с тяговым агрегатом ОПЭ 2 при руководящем уклоне траншеи ip = 50 ‰ провозная способность траншеи составит:
РI = 44075 тыс. т/год;
РII = 75453 тыс. т/год;
РIII = 119528 тыс. т/год.