3.2. Расчет перемещения карьерных грузов железнодорожным транспортом

На первом этапе выполнения работы необходимо выбрать тип электровоза и вагона-думпкара. Обычно на карьерах применяются электровозы EL-2 на 100т или EL-1 на 150 т (табл. 3.1) и в качестве транспортных средств – состав (локомотивосостав) из вагонов-думпкаров 6ВС-60, ВС-85 или 2ВС-105 соответственно на 60, 85, 105 т (табл.3.2). В дальнейшем ведется расчет параметров перемещения карьерных грузов и рассчитывается необходимый рабочий парк электровозов и вагонов-думпкаров.

Таблица 3.2.1.

Некоторые параметры контактных электровозов постоянного тока широкой колеи EL-1, EL-2

Показатели	EL-1	EL-2
Сцепная масса, тс	150	100
Напряжение на токоприемнике, В	1500	1500
Мощность, кВт	2100	1400
Тяговое усилие, тс	24,2	16,0
Скорость, км/ч	30,5	30,5
Нагрузка на ось, тс	25	25
Наименьший радиус кривой, м	60	60

Таблица 3.2.2

Некоторые параметры саморазгружающихся вагонов (думпкаров) 5ВС-60; ВС-85 и 2ВС-105

Показатели	5ВС-60	ВС-85	2ВС-105
Грузоподъемность, т	60	85	105
Вместимость кузова, м^3	26,2	38	48,5
Масса, т	29	35	48
Коэффициент тары	0,484	0,41	0,45
Нагрузка на ось, тс	22,5	30,0	25,6

Основным условием эксплуатации электровозов является соответствие массы локомотивосостава и тяговых усилий локомотивов.

Прицепная масса электровоза, т

(3.2.1)

где n_q - количество гружёных вагонов-думпкаров в локомотивосоставе;

q_q(БР) - полная масса гружёного думпкара, т;

P_сц - сцепная масса электровоза, т;

 = 0.23 - коэффициент сцепления колёс электровоза с рельсами;

i_р(ж) =40 ⁰/₀₀ (промилей) - руководящий уклон при электровозной тяге;

₀^’ и ₀^’’ - основное удельное сопротивление движению соответственно электровоза и думпкара, Н/кН

В приближённых расчётах можно принимать ₀^’ = ₀^’’ = 2-3 Н/кН.

Общая масса гружёного вагона, т

(3.2.2)

где q_q(фкт) = К_д q_тхн - фактическая грузоподъёмность думпкара, т;

К_д = 0.7-0.8 - коэффициент использования технической грузоподъёмности думпкара;

q_тхн - техническая грузоподъёмность думпкара по его характеристике, т (табл.3.2.2);

q_т - масса думпкара, т.

Количество вагонов-думпкаров в локомотивосоставе

(3.2.3)

Возможное число рейсов одного локомотивосостава в сутки

(3.2.4)

где Т_с = 22 ч - продолжительность работы транспорта в сутки;

t_рс - длительность одного рейса электровоза, ч.

(3.2.5)

t_дв(гр) - время движения гружёного состава, ч

(3.2.6)

где L_эк - длина транспортирования горной массы электровозами, км;

V_дв(гр) = 15-20 км/ч - скорость движения электровозов с грузом на подъём.

(3.2.7)

где V_дв(пр) = 20-25 км/ч - скорость движения электровозов без груза.

Общая длина транспортирования горной массы электровозами, км

(3.2.8)

где L_к(эк) - средняя длина транспортирования электровозами внутри карьера, км.

(3.2.9)

где i_р(ж) =40 ⁰/₀₀;

К_уд = 1.5 - коэффициент удлинения трассы железнодорожного пути с примыканием на горизонтальных площадках;

L_отв = 3.0 км - расстояние перемещения породы от карьера до отвалов или руды до обогатительной фабрики.

Средняя высота подъёма груза электровозами в карьере, м

(3.2.10)

где H_а = 75 м – при комбинированном транспорте максимальная высота подъёма груза автосамосвалами со дна карьера при оптимальной длине до пункта перегрузки 1.5 км с руководящим уклоном i_р = 0.08. При применении железнодорожного транспорта H_а = 0.

Время погрузки состава думпкаров, ч

(3.2.11)

где Q_э(ч) - часовая производительность экскаватора, т/ч

(3.2.12)

Продолжительность обмена поездов и экскаваторов при обменном пункте на поверхности

(3.2.13)

где L_обм = 1.5 км - расстояние от обменного пункта до борта карьера;

L_ф - средняя длина фронта отдельного горизонта, км.

(3.2.14)

V_обм = 20 км/ч - скорость движения электровоза по стационарным путям до обменного пункта;

V_ф = 15 км/ч - то же по временным забойным путям вдоль фронта работ уступа;

t_свз = 0.03 ч - время на связь между машинистом электровоза и диспетчером;

t_рзгр = 0.12 ч - то же при раздельной разгрузке.

Необходимое количество рейсов всех локомотивосоставов за сутки

(3.2.15)

где Q_к(сут) - масса груза, вывозимая из карьера за сутки работы (суточный грузооборот карьера), т/сут;

К_нрн = 1.1-1.2 - коэффициент неравномерности работы транспорта.

(3.2.16)

Необходимый рабочий парк электровозов

(3.2.17)

Рабочий парк вагонов-думпкаров

(3.2.18)

Инвентарные парки электровозов и думпкаров увеличиваются на 15-20%.

Возможная пропускная способность наиболее грузонапряжённого участка пути (ограничивающего перегона) при двухпутном рельсовом пути и автоматической блокировке

(3.2.19)

где Т_с = 22 ч - продолжительность работы транспорта в сутки;

t_инт - интервал следования друг за другом электровозов, принимается не менее 0.15 ч.

Возможная провозная способность перегона, т/сут

(3.2.20)

где К_рзв = 1.20-1.25 - коэффициент резерва провозной способности.

Возможная пропускная и провозная способности перегона N_оп и П_оп сравниваются с необходимыми R и Q_к(сут). При значительном превышении возможных над необходимыми способностями следует предусматривать однопутные перегоны на карьерах.

Тогда

(3.2.21)

где t_дв(гр), t_дв(пр) - время движения гружёного и порожнего локомотивосостава;

 = 0.05 - время на связь.