Силы угона карьерных путей на уклонах 60 % Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

7. Техническая спецификация на переОвижнхю оробильную установку. Н85/С 708/ КОБЭ СТИЛ. ЛТД. 1985 - 24р - Япония

Н. Almond R.M., Shaulm R.J. ln-pit movable cnislung sysiems. // Mining Congress Inicmaiional: Mining Show. Las Vegas. Oct 11-14 1982 Scss. Pap N1 . - s 1 1982 -pp. 1-19.

9. Engineering Contractors II Mining Magazin. - 1998. - vol. 179. N 2. - p. 75.

10. Jscor's Sishengrous/I Engineering and Mining Journal. - 1982. - vol. 183.-pp 125.

11. Hoffman W. С. Die transports upe-cin bewahrtes Tagebauhilflagerat II Bergbau - 1988 - Bd 39. -N 5. - S.206-210.

12. Müller G. Shenkung der betriebsconsten im Fcstgestcein- Tagebau durch Einsatz von Brecher-Band System II Fordern und heben - 1986 - Bd. 36. - N 8. - S 556-559.

13. Rixen ff. Energy saving ideas for open pit mining // World Mining. - 1981. - vol.- 34. - N 6. * pp 84-

85.

14. SassosAJ. I*. In pit crushing and conveving sistcms// Engineering and Mining Journal. - 1984. - \ol 185. - N4.-pp. 46-59.

УДК 622.683:625.17

С.Л. Фесенко ИГД УрО РАН

СИЛЫ УГОНА КАРЬЕРНЫХ ПУТЕЙ НА УКЛОНАХ 60

Увеличение до 60 %о уклонов путей в карьерах сопровождается возрастанием сил угона, приводящим к нарушениям в работе железнодорожного пути. В условиях карьерного транспорта явления угона приобретают особую актуальность для участков с максимальными уклонами При этом наиболее неблагоприятными являются условия спуска в карьер порожних и груженых поездов. так как при этом воздействия основных факторов. \-частвующи\ в формировании сил угона, практически суммируются. Используя методику проф В.Г. Альбрехта [13], внесем в нее коррективы, обусловленные спецификой движения поездов в карьере по участкам путей со значительной величиной уклона Необходимость уточнения известного метода расчета вызывается следующим:

1) при движении поезда на спуске в карьер по кр\тонаклонному участку увеличивается влияние силы, являющейся горизонтальной составляющей веса поезда и направленной на прямых участках пути вдоль оси вниз по уклону;

2) в нагрузке, создаваемой силой нажатия колес на рельсы, необходимо учитывать только ее вертикальную составляющую;

3) сила угона пути от трения торможения должна определяться по иной, более точной для карьерного подвижного состава формуле.

По теории проф. В.Г.Альбрехта величина продольных сил, вызывающих угон пути, определяется следующим выражением:

4к 4к

Ру = I Г1У1р(1х+ \ Гтр<1х , (I)

4 к 4к

где /\у,р - величина продольных сил (на единице длины), вызванных упругими свойствами под-рельсового основания в горизонтальной плоскости в результате совместного смещения основания и подошвы рельса, обусловленного поворотом сечений последнего при действии вертикальной нагрузки. даН/см; Ь'тр - величина продольных сил трения на единице длины при проскальзывании

подошвы рельса по подрсльсовому основанию, даН/см; К - коэффициент относительной жесткости рельса и подрельсового основания, см'1.

Определение и производится по известному методу [3], однако в нагрузке, создаваемой колесом на рельс, учитывается только вертикальная ее составляющая. Так если для тягового агрегата нагрузка от оси на рельс равна Ро, то в расчетах сил угона необходимо учитывать

. (2)

где Р - угол наклона трассы

Дополнительная сила учитываемая в расчетах, связана с горизонтальной составляющей массы поезда, проявляющейся при торможении поезда на уклоне и направленной вдоль уклона. Ее удельная величина, отнесенная к одному погонному метру пути, определяется как

'п

где т - масса поезда, кг; g - ускорение свободного падения,

м/с2; /„ - длина поезда, м. Сила угона пути от трения торможения Рт может быть определена через полную механическую энергию Ем, погашаемую при торможении поезда на участке тормозного пути Я:

ЕМ=ЕК+4Р , (4)

где Ек- кинетическая энергия поезда в момент начала торможения; АР - изменение потенциальной энергии поезда в процессе торможения:

где i - уклон трассы, %о.

àP-mèSU (5)

^_т(К,?-Гу2)(1 + г) (6)

где VH, V* - скорость движения поезда в начале и конце торможения, м/с; Л - коэффициент, учитывающий влияние инерции вращающихся масс. Тогда

(7)

Дополнительная сила Fq в уравнении проявляется в виде mai. При остановочном торможении, когда VK =0. величина Ел, характеризует работу тормозной силы ВТ поезда , затрачиваемой на погашение энергии поезда на тормозном пути S:

Fm = m

EM=BjS , ; (8)

(9)

2S

Принимая, что Гт равномерно распределена по длине поезда, определим удельную величину силы угона пути от трения торможения, отнесенную к одному метру:

Длина тормозного пути 5 в (10) зависит от целого ряда факторов и определяется экспериментальным путем [2. 4]. Аналитически для условий карьерного подвижного состава тормозной путь может быть определен по формуле

^......2 -г»>

5 = 4.62 х 10 (<7 / - и*

0 3.6 Ь, + и' - ¡а ' 0

(11)

где к^ - удельное сопротивление движению поезда . Н/т; 1„ - время подготовки тормозов, с: у„ - начальная скорость торможения, м/с: Ь, - удельная тормозная сила, Н/т; V* - скорость движения поезда в конце торможения, м/с.

Суммарная сила угона может быть определена как

- /'V + Яжг •

//iv

(12)

где удельная величина сил. отнесенная к 1 м пути, определяемых по (1);

3 л _3л

4к 4 к

I /*упрс/х + \ /-тр^

Зл 4 к

Зл 4 к

т

Уп<Х+Г)

2.9

(13)

Результаты определения сил угона на опытном участке пути с уклоном 60 %о приведены в таблице. Рассчитанные по изложенному методу силы угона являются средними для участка, равного длине тормозного пути поезда. Однако вследствие того, что в процессе торможения сила, развиваемая тормозными устройствами, не одинакова в течение всего периода, а достигает максимального значения в конце торможения, необходимо выполнить проверку уровня сил угона по максимальной величине тормозной силы

Силы угони пути (рельсы Р65, шпалы деревянные, балласт щебеночный, поезд состоит из тягового агрегата ПЭ2м и девяти вагонов-самосвалов 2ВС-105, экстренное торможение поезда со скорости 35 км/ч)

Движение поездов на спуск по уклону Величина сил угона, кН Суммарная сила угона на эвене 25 м, кН

К

Порожних 213 827 285.7

Груженых

227 167.3 394.3

Максимальное значение тормозной силы ограничивается силой сцепления колес с рельсами, поэтому удельная величина тормозной силы (ЪЛ

Ьт< фЮ4, (14)

которая при предельно допустимом значении коэффициента сцепления колеса с рельсом при торможении ф = 0.12, Ьт < 1200. Н/т Для поезда, состоящего из тягового агрегата ПЭ2м и девяти вагонов-самосвалов 2ВС-105. максимальная тормозная сила, которую можно создавать, не превышая сцепление колес с рельсами, равна для порожнего поезда 907 кН, для груженого - 2088 кН. Соответственно, максимально возможная сила угона от трения торможения на звене длиной 25 м не может превысить 110,6 кН для груженого поезда.

Таким образом, для уклонов 60 %о при обращении современного подвижного состава максимально возможное значение суммарной силы угона на звено не должно превышать 323,6 кН при

движении порожних и 481.6 кН при спуске груженых поездов под уклон. Зная уровень сил угона и характеристики сопротивления угону элементов конструкции пути, можно выбрать необходимый комплекс противоугонных средств.

Выводы

1. Пути съездов с уклоном 60 %о подвергаются интенсивному воздействию сил угона, достигающих 320-480 кН на звене при торможении движу щихся вниз карьерных поездов

2. Сопротивление у гону существу ющих элементов конструкции пути позволяет выбрать достаточно эффективный комплекс противоугонных средств для у клонов 60 %о.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

/. Альбрехт В. Г. О продольных силах, возникающих на поверхности соприкосновения подошвы рельса и основания при проходе колес подвижного состав;« //Труды МИИТ МПС СССР. - М: Трансжелдор-ишт. 1955. - Вып. 80/1. - С. 17-21.

2. Васильев М.В.Фесенко С.Л.Арсентьев С.Я.и др.Опытно-промышленный участок с уклоном пути 60 %о на Соколовско-Сарбайском ГОКе // Горн, журнал. - 1981. - № 12. - С. 6-7.

3. Методы расчета на прочность железнодорожного пути для крупных карьеров / Васильев М.В., Акерман Г. Л., Волков Г. М. и др//Труды ИГД МЧМ СССР - Сверхювск .1970. - Вып. 23. - С.80-87.

4. Фесенко СЛ.. Калашников А. Т.. Ивановский В.Ф Строительство и эксплуатация железнодорожных путей с уклоном 50-60 %о //Черная металлургия: Бюл. НТИ. -1988. -.4«8. - С. 39-41.

УДК 622.271.3.06:658.527.75

В.Д. Кантемнров ИГДУрО РАН

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РУДНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЦПТ ЗА СЧЕТ ИХ ДОЗАГРУЗКИ СКАЛЬНОЙ ПОРОДОЙ

Перспективным направлением повышения эффективности комплексов ЦПТ является разработка технологий, позволяющих подавать по одному дробильно-конвейерному тракту комплекса поочередно несколько видов горной массы (руды и скальной породы). Развитие этого направления обусловлено такими факторами, как понижение горных ргбот в карьере, сокращение объемов добычи руды (особенно в зоне действия ДПП). недоиспользование проектных мощностей комплексов ЦПТ на 30-50 %. В то же время в зоне действия ДПП комплексов ЦПТ разрабатываются значительные объемы скальной породы, которая транспортируется в отвалы автомобильным или автомобильно-железнодорожным транспортом. При этом расстояния транспортирования автомобильным транспортом составляют 3-5 км и более, что приводит к необоснованно высоким затратам на вскрышные работы. Транспортирование части разрабатываемой скальной породы с помощью рудных комплексов ЦПТ позволит поднять эффективность нг только системы ЦПТ. но и в целом добычных работ в карьере.

При решении вопросов дозагрузки рудных комплексов ЦПТ скальной породой необходимо соблюсти некоторые основные требования:

1) сохранить непрерывность работы и производительность переделов обогащения руды на

ДОФ;

2) в результате внедрения мероприятий получить достаточный экономический эффект;

3) обеспечить достижение необходимого резу льтата без значительного усложнения в организации работ в карьере.