В США фирмами «Юнит Риг» и «Вабко» дизель-троллейвозы выпускаются на базе серийных автосамосвалов, работающих на постоянном токе. В Японии фирма «Комацу» выпускает дизель-троллейвозы на базе 120-тонного самосвала, питаемого переменным током. Применение дизель-троллейвозов увеличивает производительность автотранспорта на 30%, повышает скорость на уклонах на 70%, при этом экономия топлива — до 60%. Канадская фирма «Квебек картьер майнир» за год эксплуатации 22 дизель-троллейвозов большой грузоподъемности при средней длине транспортирования 2,5 м снизила расход дизельного топлива на 87% и увеличила производительность транспортных единиц на 20%.
БелАзом разработаны типовые дизель-троллейвозы грузоподъемностью от 60 до 125 т.
Скорость движения дизель-троллеивозов на горизонтальном участке пути составляет при питании от контактной сети 60 км/ч, от дизель-генераторной установки— 15 км/ч.
Наибольшую эффективность имеет перспектива применения конвейеров для перемещения скальной горной массы. Конвейер как непрерывный вид транспорта при большой производительности потока является средством на пути повышения степени использования всех машин комплекта оборудования технологического потока.
В настоящее время ведутся работы по созданию конвейеров для перемещения скальной горной массы при снижении вредного воздействия кусков горной массы на конвейерную ленту, разработка устройств для загрузки горной массы на конвейер, создание специальных видов конвейеров для скальной горной массы и т.д.
Для доставки руды с нагорных карьеров с энергетических позиций целесообразнее гравитационный транспорт, средством которого являются рудоспуски, рудоскаты. Эффективность рудоспусков повышает возможность использования силы гравитации для попутного естественного дробления.
При доставке руды по 600-метровым рудоспускам с карьера «Центральный». комбината «Апатит» степень дробления руды без специальных дополнительных устройств только за счет естественного дробления увеличивается на 40,6% .Это увеличение степени дробления сокращает активное энергопоглощение в процессе производства продукции на карьере «Центральный» на 68,6 кДж/кг, т.е. на 17%. Целенаправленное использование сил гравитации для дробления руды возможно в коленчатом рудоспуске, (рис.38 ).
Рис.38 Конструкция нижней части рудоспуска с использованием сил гравитации для дробления транспортируемой руды:
1 –вертикальная часть рудоспуска,
2 –наклонная часть рудоспуска,
3 –дробящая плита,
4 – колосниковые грохоты,
5 – контрольные ходки,
6 – контрольные восстающие,
7 – днище рудоспуска.
Расчетные параметры его основаны на экспериментальных и теоретических исследованиях по определению энергии для дробления руды с помощью сил гравитации.
Возможная степень дробления в рудоспуске предложенной конструкции зависит от физико-механических свойств горной массы и глубины рудоспуска.
Сущность естественного дробления руды заключается в том, что при мгновенной остановке движущегося тела, что имеет место при ударе руды о плиту, каждая частица, за исключением тех, которые непосредственно соприкасаются с плитой, продолжает движение в пределах упругих деформаций, что вызывает в одних частях куска сжимающие напряжения, в других — напряжения растяжения. Если эти напряжения превышают предельные, куски руды разрушаются. Для разрушения куска руды от сжимающих усилий требуется больше энергии, чем для разрушения от усилия растяжения. С целью надежности расчетов энергии падающих кусков и возможности их разрушения необходимо предположить, что куски при ударе разрушаются от сжимающих усилий и случайно попавший среди руды кусок породы раздробился до необходимых размеров.
Надежность работы этой конструкции рудоспуска по сравнению с обычно применяющейся вследствие отсутствия остановки рудного потока значительно выше.
В заключение анализа транспорта можно на основании энергетического метода сделать сравнение видов транспорта для забойной части технологического потока для следующего примера: длина фронта 1500 м, высота уступа 20 м из которого видно, что наименьшее технологическое энергопоглощение происходит при перемещении горной массы автомобильным транспортом.
Вместе с преимуществом в энергопоглощении технологические преимущества использования в сложных условиях карьера делают автомобильный транспорт эффективным для забойной части грузопотока.
Для части грузопотока по доставке горной массы из карьера аналогичное сравнение (при глубине карьера 100, 200 и 300 м.) показывает, что наименьшие технологическое энергопоглощения при перемещении горной массы скиповым и конвейерным подъемниками (табл. 13)
Таблица 13
Сравнительные показатели технологического энергопоглощения транспорта части потока по доставке гарной массы из карьера
Вид транспорта
Расчетная зависимость
Энергопоглощение, Дж/кг
Глубина карьера
100 м
200 м
300 м
Железнодорожный
Eж =v2/2g +ωo L +ωi Li
1068
2112
3273
Автомобильный
Eа =v2/2g +ωo L +ωi Li
1073
2122
3190
Конвейерный
Eк =v2/2g +ωo L + Hк
1056
2110
3143
Скиповой подъемник
Eп =v2/2g +ωo L +ωi Li + Нк
998
1998
3080
Энергопоглощение при доставке горной массы конвейерным транспортом является конкурентным автомобильному и железнодорожному транспорту. Если учесть, что горно-капитальные работы для подъемников (скипового и конвейерного) меньше, чем для железнодорожного и автомобильного, то применение их в грузопотоке по доставке горной массы из карьера является перспективным
В технологических потоках на нагорных карьерах активное энергопоглощение в гравитационных средствах доставки (рудоспуски и рудоскаты) отсутствует, поэтому они эффективны для перемещения горной массы,
Для части транспорта поток по доставке горной массы на поверхности карьера по результатам исследования можно считать наиболее эффективным железнодорожный транспорт.
В этой части он обладает большими преимуществами перед остальными видами транспорта, вследствие того, что он обладает меньшим сопротивлением перемещению, включая отрезки пути на отвале.
Сопротивление движению на отвале при автомобильном транспорте возрастает в два раза (в забое ωо = 50—80 Н/кН, на отвале ωо = 150-130 Н/кН ).
9.6 Отвалообразование
Отвалообразование — конечный процесс технологического потока на вскрышных работах. Специфика работы машины на отвалообразовании состоит в том. что пункт приема груза все время перемещается. В настоящее время тенденция увеличения мощности бульдозеров на отвале энергетически целесообразна, применение одноковшовых экскаваторов по тем же причинам, которые были изложены в разделе выемочно-погрузочных работ на отвалообразовании, нерационально.
Увеличение мощности бульдозеров сделало возможным их применение для отвалообразования при железнодорожном транспорте.
Если учитывать сказанное по эффективности выемочно-погрузочного процесса технологического потока во взаимосвязи с качеством горной массы, то можно сделать предположение, что на отвале при колесном транспорте возможно применение выемочно-погрузочных машин непрерывного действия с рабочим органом роторного типа.
Отвальный плуг по принципу действия отвечает технологии непрерывного отвалообразования, но при увеличении производительности требуется увеличение мощности отвального плуга, его веса, однако, увеличение веса вступает в противоречие с устойчивостью отвала и допустимой нагрузкой на временный железнодорожный путь отвала, поэтому перспектива применения отвальных плугов ограничена небольшой производительностью.