close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

- Вестник КазНТУ

код для вставкиСкачать
УДК 622.271.4
Г.К.Саменов,А.Н.Исаева
(КазахскийнациональныйтехническийуниверситетимениК.И.Сатпаева,
Алматы,РеспубликиКазахстан)
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КАРЬЕРНЫХ
АВТОСАМОСВАЛОВ С ЗАБОЙНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
Аннотация: Эффективность взаимодействия автосамосвалов и забойного экскаватора в значительной
степени зависит технических параметров и физико-механических свойств пород. Также на высокую
производительность работы будут влиять технико-обеспеченность, погрузка и движение.
Ключевые слова: Производительность карьерного автотранспорта, продолжительности транспортного
цикла, физико-механическими свойствами пород.
Анализ хронометражных наблюдений показал, что продолжительность пребывания
автосамосвалов в пункте погрузки в зависимости от горнотехнических условий эксплуатации
составляет до 2,5-3,2 ч смену (рис.1) или до 40-45% транспортного цикла. Поэтому эффективность
взаимодействия автосамосвалов и забойного экскаватора в значительной степени определяет
производительность карьерного автотранспорта [1].
tпр.з,
tмин,
мин
ЭКГ-4,6
19
4
ЭКГ-8И
16
ЭКГ-12,5
1
3
2
13
3
10
75
1
2
3
ЭКГ-20
2
4
l, км
1
27 40
75
110
140
18
Qа,т
Рис. 1. - Зависимость продолжительности
пребывания автосамосвалов в забое ( t пр. з ) от
Рис. 2. - Закономерности изменения
продолжительности погрузки ( tпр ) автосамосвала в
расстояния транспортирования ( l ): 1 - БелАЗ-7521
в комплексе с ЭКГ-8И; 2 - БелАЗ-7519 с ЭКГ -8И; 3
- БелАЗ-7549 с ЭКГ-8И; 4 - БелАЗ-7519 с ЭКГ-12,5.
зависимости от его грузоподъемности и емкости
ковша экскаватора.
Объективной оценкой эффективности взаимодействия является продолжительность погрузки и
простоев автосамосвалов в ожидании погрузки и экскаваторов в ожидании прибытия автосамосвала.
Значения этих характеристик определяются мощностью погрузочного оборудования (рис.2), физикомеханическими свойствами пород, формой организации работы автотранспорта в карьере (открытый
или
закрытый
цикл),
способом
управления
погрузочно-транспортным
процессом
(автоматизированное, не автоматизированное) [2].
В процессе хронометражных наблюдений продолжительность погрузки изменялась в широких
пределах в зависимости от сочетания выше указанных факторов. Установлено, что при погрузке
автосамосвалов БелА5-7548 экскаваторами ЭКГ-6,ЗУС и ЭКГ-8И в забоях высотой ниже 7 м, в
забоях с большим количеством негабаритной фракции и на заоткоске уступов количество циклов
экскавации увеличивается в 1,15-1,27 раза, а продолжительность погрузки - в 1,8-2,6 раза. Погрузка
автосамосвалов БелАЗ-7519 (110т) и БелАЗ-7521 (180т) экскаваторами ЭКГ-8И осуществлялась
соответственно за 9-10 и 12-14 циклов в забоях рыхлых вскрышных пород и за 8-9 и 11-12 циклов в
забоях скальных пород и руд.
Продолжительность погрузки при этом составила 5-7 мин, что соизмеримо со временем
движения груженого автосамосвала по трассе с расстоянием транспортирования 1,0-1,7 км и
подъемом в 3-4%. То есть использование экскаваторов ЭКГ-8И для погрузки автомобилей
грузоподъемностью 110, 180 т значительно снижает их эффективность. Для наиболее полной
реализации потенциальной производительности автосамосвалов БелАЗ-7519 и БелАЗ-7521
целесообразно внедрять их в производство в комплексе с экскаваторами ЭКГ-12,5 и ЭКГ-20 [2, 3].
Результаты исследований показывают, что простои автосамосвалов в ожидании погрузки в
зависимости от горнотехнических и организационных условий составляют до 70-110 мин или до 1823% сменного времени. Поэтому учитывать значение этого показателя необходимо как при анализе,
так и при планировании производительности автотранспорта. Принятая действующими нормативами
продолжительность ожидания погрузки 0,4 мин на один рейс имеет весьма малую вероятность, не
превышающую 0,15-0,23. Установлено, что применение для расчета этого показателя формул теории
массового обслуживания дает результаты, существенно отличающиеся от реальных, так как потоки
прибывающих к экскаватору и отходящих от него автосамосвалов относительно регулярны и не
тождественны простейшим пуассоновским потокам [4, 5].
Анализ взаимодействия погрузочного и автомобильного звеньев показал, что простои автосамосвалов
в ожидании погрузки в зависимости от причины их возникновения различаются на простои, обусловленные
колеблемостью продолжительности обслуживания и интервалов прибытия автомобилей, простои во время
остановки экскаватора и простои в начальный период возобновления его работы. При организации работы
по открытому циклу, в случае остановки экскаватора, посылка автосамосвалов к нему прекращается.
Поэтому здесь простои из-за остановки экскаватора не наблюдаются.
Приведенные в таблице 1 результаты целосменных наблюдений взаимодействия
автосамосвалов БелАЗ-7548 и экскаваторов ЭКГ-6,3УС, работающих по закрытому циклу,
иллюстрируют количественное соотношение простоев в ожидании. Для автосамосвалов наиболее
значительными являются простои в процессе погрузочно-транспортных работ, обусловленные
колеблемостью интервалов обслуживания и прибытия автосамосвалов. В зависимости от условий
эксплуатации они составляют 20-80% от общей продолжительности простоев в ожидании погрузки
или от 0,15-0,20 до 1,8-3,1 мин на один рейс.
Таблица 1. Продолжительность сменных простоев автосамосвалов и экскаваторов в
ожидании (БелАЗ-7548 – ЭКГ-6,3УС)
0,4
15
100
0,9
25
100
1,5
64
75
1,7
72
88
1,8
82
64
2,6
97
67
46
0,29
60
0,36
59
0,32
71
0,27
55
0,40
95
0,53
Простои экскаваторов, мин
83,0
1,66
55,0
1,90
89,0
4,24
51,0
1,90
70,0
3,20
80,0
4,44
69,5
33,5
80,0
31,0
58,5
49,0
13,5
0,27
21,5
0,74
9,0
0,43
20,0
0,73
11,5
0,52
31,0
1,71
41,0
0,20
71,0
0,70
56,0
0,43
70,0
0,43
106,0
0,65
84,0
0,91
13,0
21,0
35,0
23,0
42,0
32,0
в процессе погрузочно-транспорт-ных
работ
из-за отсутствия
автосамосвалов
Всего простоев
в том числе
в процессе погрузочно-транспорт-ных
работ
из-за остановки
экскаватора
в том числе
Всего простоев
Характеристика забоя,
tп, сек
Обеспеченность
автосамосвалами, %
Высота подъема
горной массы, м
Расстояние
транспортирования, км
Простои самосвалов, мин
28,0
0,14
50,0
0,27
21,0
0,12
47,0
0,29
64,0
0,46
52,0
0,63
Существенную долю (от 10 до 65%) занимают простои во время остановки экскаватора.
Максимальная величина их (до 70 мин за смену) соответствует ситуации, когда случается аварийная
остановка группы экскаваторов (отключение электроэнергии или др.) или когда возникают частые
остановки экскаватора по различным причинам (организационные, кратковременные технические
неисправности, орошение забоя, зачистка подъезда и т.д.).
Простои экскаваторов в ожидании прибытия автосамосвалов наблюдаются как в процессе
погрузочно-транспортных работ, так и в начале смены и после устранения продолжительных
отказов.
Простои в начале смены обусловлены задержкой прибытия автосамосвалов в карьер и
изменяются от 0 до 30-40 мин. Простои в ожидании после устранения продолжительных отказов
объясняются инертностью в управлении погрузочно-транспортными работами. Они имеют место при
неавтоматизированном управлении и достигают до 25-30 мин в смену.
Продолжительность ожидания автосамосвалом погрузки в процессе погрузочно-транспортных
работ зависит от величины средних квадратических отклонений времени обслуживания и интервалов
прибытия автосамосвалов и от обеспеченности экскаватора автотранспортом.
Неравномерность интервалов поступления автосамосвалов на погрузку обусловлена
колеблемостью продолжительности транспортного цикла. Среди операций транспортного цикла
наибольшей колеблемостью характеризуются "погрузка" и "движение" (табл.2).
Таблица 2. Характеристики колеблемости продолжительности основных операций
транспортного цикла карьерных автосамосвалов
Наименование
характеристик
колеблемости
Вариация, %
Среднее
квадратическое
отклонение, с
Значения характеристик колеблемости операций транспортного цикла
маневров
маневров в
движения
движения
погрузка
при
разгрузки
забое
груженого
порожнего
разгрузке
10 - 30
12 - 20
13 - 25
8 - 18
6 - 11
7 - 13
10,0 - 25,0
1,8 - 4,0
2,1 - 4,5
3,0 - 5,0
7,0 - 70
3,0 - 36,0
Следовательно, основными факторами аритмичности погрузочно-транспортного процесса при
организации работы по закрытому циклу являются операции "погрузка" и "движение". При
организации работы по открытому циклу неравномерность интервалов поступления обусловливается
колеблемостью времени движения в порожняковом направлении и интервалов посылки
автосамосвалов к экскаватору. Расчеты показывают, что организация работы экскаваторноавтомобильных комплексов по открытому циклу при соблюдении постоянного интервала посылки
позволяет снизить простои автосамосвалов в ожидании погрузки по сравнению с работой по
закрытому циклу на 25-32%. Стабильность интервалов посылки может быть обеспечена применением
устройств, позволяющих автоматизировать управление транспортным потоком внутри карьера, или
автоматизированной системы управления, контроля и учета работы карьерного автотранспорта. При
отсутствии вышеуказанных условий интервалы посылки автосамосвалов, как показывают
наблюдения, проведенные на Житикаринском карьере, характеризуются значительной
неравномерностью при величине среднего квадратического отклонения 60-80 с. В этом случае
распределение интервалов поступления автосамосвалов на погрузку при открытом и закрытом
циклах в одинаковых горнотехнических условиях идентичны (рис. 3). Поэтому среднее время
ожидания погрузки при неавтоматизированном управлении транспортным потоком при работе как по
открытому, так и по закрытому циклу является величиной одного порядка.
Основными факторами, определяющими простои автосамосвалов и экскаваторов в процессе
погрузочно-транспортных работ, являются: среднее квадратическое отклонение продолжительности
погрузки,
расстояние
транспортирования,
коэффициент
обеспеченности
экскаватора
автотранспортом и средневзвешенный уклон трассы.
Среднее квадратическое отклонение продолжительности погрузки (  п , мин) зависит от числа
циклов экскавации.
r
r
а)
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
∆tприб
tоб 1,5tоб
0,5tоб
б)
0,5tоб
∆tприб
tоб 1,5tоб
Рис.3. Опытные интегральные кривые распределения интервалов прибытия самосвалов на погрузку (  t приб )
при организации работ по открытому циклу (а) и по закрытому циклу (б).
Длительность ожидания автосамосвалами погрузки во время остановки экскаватора
определяется количеством и средней продолжительностью остановок в течение смены.
Дисперсия интервалов поступления автосамосвалов на погрузку может быть определена: при
автоматизированном управлении транспортным потоком внутри карьера – как дисперсия
продолжительности
движения
автосамосвалов
в
порожняковом
направлении,
при
неавтоматизированном управлении – как сумма дисперсий времени движения автосамосвалов в
порожняковом направлении и интервалов посылки автосамосвалов.
Анализ
полученных
закономерностей
показывает,
что
увеличение
расстояния
транспортирования обусловливает увеличение простоев автосамосвалов в очереди на погрузку
(рис.4). С увеличением числа циклов экскавации простои в ожидании погрузки в расчете на один
рейс возрастают на 10-17%, а суммарные за смену на 2-5%. Продолжительность пребывания
автосамосвалов в забое при снижении соотношения вместимости кузова автосамосвала и ковша
экскаватора с 8-11 до 4 уменьшается на 38-60% при расстоянии транспортирования ( l ) 1,0 км и на
30-47% при l  4,0 км .
tож,
tож,
мин
мин
4
5,5
5,5
1
3
2
2
4,5
4,5
1
3
4
3,5
2,5
3,5
1
2
3
l, км
2,5
1
2
3
l, км
Рис.4. Продолжительность простоев в ожидании погрузки на 1 рейс (а) и на 1 смену (б) при различной
дальности транспортирования ( l ): 1 - для автосамосвалов БелАЗ-7521 в комплексе с экскаватором ЭКГ-8И;
2 - БелАЗ-7519 с ЭКГ-8И; 3 - БелАЗ-7549 с ЭКГ-8И; 4 - БелАЗ-7519 с ЭКГ-12,5.
Изменение продолжительности простоев автосамосвалов в зависимости от условий
взаимодействия с погрузочным оборудованием определяет и соответствующее изменение их
производительности.
Расчеты показывают, что использование для погрузки автосамосвалов БелАЗ-7521 экскаватора
3
ЭКГ-20 ( Е r .k  16 м ) вместо ЭКГ-8И позволит за счет снижения времени пребывания в забое
повысить сменную производительность автомобилей на 200-800 тонн или на 10-22%. А внедрение
при этом автоматизированного управления экскаваторно-автомобильным комплексом - еще на 7-12%
(рис.5).
При снижении коэффициента обеспеченности автотранспортом от 1,0 до 0,6 простои в
ожидании погрузки в зависимости от расстояния транспортирования уменьшаются на 18-30%, а
производительность автосамосвалов увеличивается на 6-9% (рис.6).
Qa ,
Qa, тыс.т
смену
т .
смену
2200
4,2
l=1,0км
2
1800
3,4
3
3
1
2,6
l=2,0км
1400
1,8
1
2
3
l, км
Рис.5. Закономерности изменения производительности
автосамосвалов БелАЗ-7521:
1 - ЭКГ-8И (8 м3) закрытый цикл; 2 - ЭКГ-20 (16 м3)
закрытый цикл; 3 - ЭКГ-20 (16 м3) открытый цикл
1000
l=3,0км
0,6
0,8
1,0
коб
Рис.6. Изменение производитель-ности
автосамосвалов БелАЗ-7549 в зависимости от
обеспеченности экскаватора транспортом:
l - расстояние транспортирования
ЛИТЕРАТУРА
1. Кулешов А.А. Мощные экскаваторно-автомобильные комплексы карьеров. - М.: Недра, 1980.
2. Саменов Г.К. Обоснование границ рационального использования экскаваторно-автомобильных
комплексов различной мощности // Авто-реферат диссерт. канд.техн.наук. - Алматы: КазНТУ, 2010, 23с.
3. Карьерная техника ПО «БелАЗ»: Справочник / Под.ред. П.Л.Мариева, К.Ю.Анистратова. - М.: Горное
дело, 2007.
4. Саменов Г.К., Анафин К.М. Оценка влияния ширины автосамосвалов на основные параметры
глубоких карьеров // Сб. мат. межд. научн.-практ. конф. «Подготовка кадров для реализации программы
развития горно-металлургического комплекса на 2012-2014 годы». - Алматы: КазНТУ, 2011. - С.188-195.
5. Саменов Г.К., Джумагулов М.Ж. Исследование влияния дорожных усло-вий на производительность
автосамосвалов // Вестник КазНТУ. - Алматы: КазНТУ, 2011. - №2. - С.37-39.
REFERENCES
1. Kuleshov A.A. Powerful excavator-road complexes quarries. - Moscow: Subsoil, 1980.
2. Samenov G.K. Justification boundaries of rational use of excavator-complexes of various automotive power / / Autoessay's Dissertation. Candidate of Science. - Almaty KazNTU, 2010, 23c.
3. Mining machinery «BelAZ" Handbook / psychology. P.L.Marieva, K.Y.Anistratova. - M.: Mining, 2007.
4. Samenov G.K., Anafin K.M. Assessing the impact of the width of the dump on the basic parameters of deep pits //
Proc. mat. Intl. nauchn. conf. "Training for the implementation of the development of mining and metallurgical
complex for 2012-2014." - Almaty KazNTU 2011. - P.188-195.
5. Samenov G.K, Djumagulov M.Z. Investigation of the influence of road conditions on the performance of
dump / / Herald KazNTU. - Almaty KazNTU 2011. - № 2. - P.37-39.
СаменовГ.К.,ИсаеваА.Н.
Карьерлік автоөзітүсіргіштің кенжар экскаваторларымен технологиялық әрекеттесуін зерттеу
Түйіндеме. Автоөзітүсіргіштің кенжар экскаваторлармен әрекеттесуінің тиімділігі жыныстың
техникалық параметрлері мен физика-механикалық қасиеттерінен айтарлықтай дәрежеде тәуелді.
Басты сөздер: Карьерлік автокөлігінің өнімділігі, көліктік циклдың ұзақтығы, физика-механикалық
қасиеттер.
Samenov GK, Issayeva A.N.
Investigation of technological interaction mine dump down hole excavator
Summary: The interaction efficiency and bottom hole excavator dump depends largely on technical
parameters and physic-mechanical properties of rocks. Also at high productivity will affect technical and security,
loading and movement.
Key words: Performance career vehicles, the duration of the transport cycle, physical and mechanical
properties of rocks.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа