Реферат: Карьерные автомобильные дороги

Учебная дисциплина: КАРЬЕРНЫЙ ТРАНСПОРТ

Реферат на тему: «Карьерные автомобильные дороги»

Выполнил студент: Сергуня

Петрозаводский государственный университет

Костомукшский филиал

Республика Карелия, 2009 год

Содержание:

1.        Параметрыкарьерных автодорог

2.        Содержаниеи ремонт карьерных автодорог

3.        Списокиспользованной литературы и источников

ПАРАМЕТРЫ КАРЬЕРНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ

Наибольшеераспространение в мире по количеству карьеров и объему перевозок занимаетавтомобильный транспорт. Особенно широкое распространение автотранспорт получилв карьерах по добыче цветных и железных руд, горно-химического сырья, строительныхматериалов. Причем автомобильный транспорт используется и, как основной видтранспорта, и в комбинации с конвейерным и железнодорожным.

Вкачестве основного вида автомобильный транспорт получил распространение: пристроительстве карьеров, при разработке месторождений, имеющих включения пустыхпород; при разработке месторождений малой и средней мощности; при сравнительнонебольших расстояниях транспортирования (до 3-4 км); при разработке месторождения,расположенного вдали от магистральных дорог и мощных энергетических ресурсов.

Схемыдвижения автотранспорта определяются горнотехническими условиями разработкиместорождения и направлением транспортирования полезных ископаемых и вскрышныхпород. Связь рабочих горизонтов с поверхностью может осуществляться прямыми,спиральными, петлевыми съездами и их комбинацией.

Приразработке месторождений с горизонтальным и слабонаклонным залеганием полезногоископаемого при небольшой глубине, а также на нагорных карьерах применяютсяпрямые съезды. В глубоких карьерах с ограниченными размерами в плане получилираспространение спиральные съезды. При значительной глубине и при разработкеместорождений на склоне горы, когда достигнуть заданных отметок прямым съездомне удается, используются петлевые съезды. В большинстве карьеровраспространение получили комбинированные съезды, причем чаще комбинация спиральныхи петлевых.

Автодорогив карьерах разделяют:

— по характеру перевозимого груза – на производственные (технологические, служащиедля транспортирования полезного ископаемого к пунктам разгрузки и вскрыши вотвалы) и служебные (хозяйственные – для перевозки хозяйственных ивспомогательных грузов и оборудования);

— по условиям эксплуатации – на постоянные (стационарные), рассчитанные надлительный срок эксплуатации, и временные со сроком службы до трех лет,перемещаемые вслед за продвижением фронта работ.

Главнымпризнаком, характеризующим конструкцию и параметры автодороги являетсягрузонапряженность (количество груза с учетом всех видов перевозки в тоннах,переводимое по данному участку дороги в единицу времени), в зависимости откоторой дороги подразделяются на три категории:

Грузонапряженность (млн.т брутто в год) при использовании автосамосвалов грузоподъемностью Категория дороги до 75 т более 75 т свыше 15 свыше 25 I 5 + 15 8 + 25 II до 5 до 8 III

Основныепараметры и конструкция дорог разных категорий должна соответствоватьтребованиям действующих СНиП 2.05.07-91 «Промышленный транспорт».

Примерноераспределение карьерных автодорог по категориям и средней скорости движенияприведено в таблице:

Характеристики и назначение дороги Время существования Средняя скорость движения км/ч Категория дороги Постоянные дороги Главные дороги, связывающие карьер с обогатительной фабрикой, складом, перегрузочным пунктом и т.д. Срок разработки месторождения до 50-60 I Главные съезды и заезды в карьер То же, но с изменением длины по мере разработки до 20-25 I Магистральные от главных съездов в карьер до отвалов Срок существования отвала (8-10 лет) до 30-40 I Заезды на отвалы То же до 15-20 II Дороги на поверхности отвала, связывающие ряд участков Срок отработки группы горизонтов (3-5 лет) до 20-25 II Временные дороги Проезды по уступам и заезды к экскаваторам Срок эксплуатации горизонта (1-2 года) до 10-15 III Проезды на отвалах и дорогах на отсыпаемых участках Срок эксплуатации отсыпаемого участка до 10-15 III

Автомобильныедороги состоят из земляного полотна с искусственными сооружениями, проезжейчасти и обочин. Устойчивость земляного полотна достигается укладкой его изпрочных грунтов и устройствами для отвода поверхностных и грунтовых вод.

Шириназемляного полотна складывается из ширины проезжей части и ее двух обочин.Ширина проезжей части карьерных автомобильных дорог определяется в зависимостиот скорости движения, габаритов автомобилей и схемы движения.

Вкарьерах могут быть следующие схемы движения: встречное по одной полосеавтодороги, встречное по двум полосам и кольцевое.

Придвухполосном движении ширина проезжей части Ш постоянных автодорог определяетсяпо формуле:

Ш= 2 ЕКν + ∆Ш

гдеЕ – ширина автомобиля, м;

Кν– коэффициент, учитывающий суммарную скорость встречных автомобилей

(приV = 20-30 км/ч, Кν =1,6 – 1,9);

∆Ш– величина, учитывающая габариты автомобиля.

Длядостижения высоких технико-экономических показателей работы карьерныхсамосвалов рекомендуются следующие значения ширины дороги (Ш, м) для встречногодвухполосного движения:

Грузоподъемность автосамосвала, т Ширина автодороги, м Минимальная ширина, м цементно-бетонное покрытие

щебеночное

покрытие

грунтовое

покрытие

27-30 10,5-14,00 10,2-13,8 10,0-13,3 9,5 40-42 11,4-15,3 11,1-15,1 10,8-15,0 10,0 75 14,4-20,2 14,4-20,1 14,0-19,4 14,0 110-120 18,3-24,5 18,0-24,2 17,3-24,0 15,5 170-180 22,8-30,1 22,5-29,7 21,9-29,4 18,5

Рекомендуемаяширина проезжей части представлена ее граничными значениями. Минимальная ширинаопределяется условиями безопасности движения, максимальная – требованияминаиболее полного использования тяговых качеств автосамосвалов.

Приоднополосном движении ширина полотна – БелАЗ-7540 – 5,5-6,0 м; БелАЗ-7548 –5,8-6,6 м; БелАЗ-549 – 8-9,8 м; БелАЗ-7519 – 8,3-10,6 м; БелАЗ-7521 – 10,4-12,8м.

Накриволинейных участках трассы проезжая часть выполняется с уширением (ш, м),размер которого определяется выражением:

ш= l2R-1 + 0,1VR-0,5

гдеV – скорость движения км/ч;

R – радиус кривой по оси дороги, м;

l – колесная база автомобиля, м.

Уширениепроизводится постепенным (по длине не менее 20 м) уменьшением ширины обочины(при этом ширина обочины должна оставаться не менее 1 м).

Продольныеуклоны главных откаточных дорог устраиваются с подъемом в грузовом направлениидо 80‰, реже до 100‰, а в порожняковом направлении до 120‰, реже до 150‰.

Дляобеспечения благоприятного режима движения самосвалов в тех случаях, когда этотехнически допустимо, длину участков с большими подъемами следует ограничивать:

Величина уклона, ‰ 60 80 100 Максимальная длина подъема, м 300 160 100

Прикриволинейных траншеях и радиусах менее 200 м необходимо производить смягчениепродольного уклона на величину ∆I(‰).

Величинапоперечного уклона автодороги зависит от типа дорожного покрытия, ширины,водопроницаемости, скорости движения и составляет 20-40‰. Дороги на уступахвыполняются с поперечным уклоном в 20‰ в сторону вышележащего уступа. Величинапродольного уклона временных дорог принимается в пределах 60-80‰.

Величинарадиуса горизонтальных кривых автодорог в значительной степени влияет наскорость движения и устойчивость автомобиля при движении. Минимальные радиусыкривых автодорог (м) для автосамосвалов различной грузоподъемности приведены втаблице:

Дорожные условия Грузоподъемность автосамосвала, т 10-20 25-30 40-45 70-80 110-120 170-180 Постоянные дороги в карьере 30 50-60 50-60 50-60 50-60 50-60 Серпантинные и круговые кривые 15-20 20-30 30-35 35-40 35-40 40-45 Временные автодороги в карьере 10-12 12-15 12-15 15-20 17-20 20-25 Петлевые заезды под погрузку 7-10 10-11 12-13 12-14 14-15 18-20

Поверхностьпроезжей части выполняют двух- и односкатной. Двухскатные дороги устраивают напрямолинейных участках капитальных траншей и на поверхности. На закругленияхпринимают односкатный профиль с уклоном к центру кривой, что увеличиваетустойчивость автомобиля против бокового опрокидывания и скольжения поддействием центробежной силы. Уклон виража зависит от радиуса поворота.

Проезжаячасть дороги покрывается дорожной одеждой. Дорожная одежда выполняется в одинили несколько конструктивных слоев. Многослойная дорожная одежда устраивается,как правило, на постоянных дорогах и имеет следующие основные конструктивныеслои:

Покрытие– верхний слой дорожной одежды, который в свою очередь состоит из слоя износа, периодическивозобновляемого по мере его истирания, и основного слоя, определяющего эксплуатационныесвойства покрытия.

Основание– несущая часть дорожной одежды, обеспечивающая совместно с покрытием передачунагрузок на подстилающий слой или непосредственно на грунт земляного полотна.

Дополнительныйслой основания – нижний конструктивный слой дорожной одежды, выполняющий нарядус передачей нагрузок на земляное полотно также функции морозо-защитного,дренирующего, выравнивающего и других слоев.

Слоиодежды располагаются по принципу снижения их прочности в соответствии суменьшением напряжений по глубине.

Основныетипы дорожных покрытий или дорог разных категорий:

Категория дорог Типы покрытий Материалы покрытий I Усовершенствованные

А. капитальные

Б. облегченные

Цементобетонные (монолитные и сборные), асфальтобетонные, укладываемые в горячем и теплом состоянии, из прочных щебеночных материалов, обработанных вяжущими битумами.

Из щебеночных и гравийных материалов, обработанных жидкими органическими, вяжущими веществами, из холодного асфальтобетона, из грунта, обработанного вяжущими битумами

II Переходные Щебеночные из каменных материалов и шлака, грунтов и местных слабых минералов, обработанных жидкими, вяжущими органическими веществами, мостовые из булыжного и колотого камня III Низшие Грунтовые, укрепленные различными местными материалами

Материаламидля основания служат щебень, грунтощебень, гравий, грунт, обработанный вяжущимивеществами, а для дополнительного слоя – крупнозернистый песок, гравелистыегрунты, раздробленная горная порода и другие местные материалы.

Навременных забойных и отвальных дорогах устраивается обычно однослойная дорожнаяодежда из выровненной горной массы с подсыпкой щебеночного или гравийногоматериала. Для скользящих съездов соединительных и хозяйственных дорог устраиваетсяоднослойное покрытие из гравия или взорванной скальной вскрыши слоем в несколькодесятков сантиметров, которое разравнивается бульдозерами и автогрейдерами и укатываетсядвижущими автомобилями. Из капитальных покрытий распространение нашлижелезобетонные и цементообразные покрытия, которые обладают высокой износостойкостьюи удовлетворительными характеристиками по сцеплению. Толщина таких покрытийпринимается в зависимости от осевой нагрузки: 100-120 кН (машины типа КрАЗ) –22 см; до 340 кН (БелАЗ-7522, БелАЗ-75401, БелАЗ-7526) – 29-39 см; до 480 кН(БелАЗ-7548, БелАЗ-7523, БелАЗ-7527) – 40-45 см; до 760 кН (БелАЗ-7509) – 48-58см.

Нижнийслой таких дорог делают из песка, ракушечника, щебня, металлургического шлака,песчанно-гравийной массы, а также из породы, обработанной битумом или цементоми.Толщина подстилающего слоя должна быть не менее 15 см.

Дляуменьшения температурных напряжений цементобетонные покрытия устраивают изотдельных плит (длиной 6-9 м), разделенных между собой швами сжатия (с упругимипрокладками) и расширения, заливаемые битумными мастиками. Получили распространениев карьерах и монолитные цементобетонные покрытия.

Дляавтосамосвалов грузоподъемностью 110-180 т с высокими нагрузками на осьцелесообразно устройство покрытий нового типа – цементобетонных изструно-бетона. При этом толщина их составляет для машин грузоподъемностью110-180 т – 60-70 см.

Асфальтобетонныепокрытия из-за быстрого износа удовлетворительно работают при движенииавтомобилей грузоподъемностью менее 25 т.

Получилираспространение в карьерах одно- и двухслойные покрытия из каменных материалов:щебеночные, грунтощебеночные и гравийные, обработанные черными вяжущимивеществами. В двухслойной одежде верхний слой устанавливается из: дробленогощебня, гравия хорошего качества, отходов обогащения. Толщина таких одежд при эксплуатацииавтомобилей грузоподъемностью 110-180 т превышает 1 м.

Исследованияпозволяют рекомендовать конструкции дорожных покрытий для самосваловгрузоподъемностью 27-180 т:

Породы земляного полотна Грузоподъемность автосамосвала, т 27 40 75 110 180 Рыхлые Толщина покрытия, см 10-15 10-15 15-20 15-20 15-20 Крупность щебня, мм 40-20 40-20 40-20 40-20 40-20 Толщина основания, см 40-50 50-60 60-70 80-85 100-105 Крупность щебня, мм 70-40 70-40 70-40 150-120 150-120 Скальные и полускальные Толщина покрытия, см 10-15 10-15 10-15 15-20 15-20 Крупность щебня, мм 40-20 40-20 40-20 40-20 40-20 Толщина основания, см 20 25-30 30-35 30-40 30-40 Крупность щебня, мм 70-40 70-40 70-40 70-40 70-40

Навременных дорогах (а также при устройстве дорог в холодное время года и нанеустойчивых грунтах) целесообразно устройство железобетонных покрытий(сплошных и колейных).

Пропускнаяспособность полосы П (автомобиль/ч) автодороги в одном направлении

П= 60(К∂tм)-1= 1000ν(К∂S)-1

гдеК∂ — коэффициент неравномерности движения К∂= 1,25÷1,75;

tм– интервал времени между автомобилями, мин;

S – расстояние междуавтосамосвалами, м

Расстояниемежду самосвалами должно быть не менее тормозного пути.

S ≥ 0,278 V tp + 3,9 ·δV2/(1000ψm+ ω0± i) + lм

гдеtp<sub/>–время реакции водителя и время приведения тормозов в действие (tp<sub/>=1÷2 с);

lм– длина машины, м

δ– коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс автомобиля (для автомобилейс гидромеханической трансмиссией при движении с грузом δ =1,03÷1,01; при движении порожняком δ = 1,085÷1,07; дляавтомобилей с электромеханической трансмиссией δ = 1,1÷1,15);

ψm – коэффициентсцепления колеса с дорогой при торможении;

i – уклон автодороги в ‰.

ω0– удельное основное сопротивление движению автомобиля, Н/кН:

Дороги Тип покрытия

ω0, Н/кН

Главные откаточные Бетонное, асфальтобетонное, гидронизированное шоссе, брусчатка 15-20 Гравийное покрытие 25-30 Щебеночное покрытие 30-45 Забойные и отвальные дорожные проезды Грунтовые укатанные проезды в забоях 50-80 Грунтовые укатанные проезды на отвалах До 150 Грунтовые неукатанные проезды 250-300

Провознаяспособность дороги Ма (т/сутки) определяется:

Ма= Пуq/fp

гдеПу – пропускная способность ограничивающего участка дороги (автомобилей/сутки);

fp – коэффициент резерва пропускнойспособности (fp= 1,75÷2);

q– грузоподъемность автомобиля, т

СОДЕРЖАНИЕ И РЕМОНТ ДОРОГ В КАРЬЕРАХ

Содержаниеи ремонт дорог в карьерах находится в ведении дорожной службы, в задачу которойвходит обеспечение запланированных прочности и ровности покрытий дорог,сцепления колес автомобиля с покрытием и пылеподавление при эксплуатации покрытийпереходного и низшего типов.

Прочностьдорожной одежды достигается восстановлением слоя износа, ровность – ликвидациейнеровностей, сцепление колес с покрытием – удалением снега и грязи, посыпкапеском, мелким щебнем и т.д. Обеспыливание производится обработкой покрытийчерными вяжущими веществами (битум, дорожный деготь) и пылесвязывающими материалами(универсин, растворы хлористых солей и т.д.). Ровность покрытия определяетскорость движения автомобилей и является важным условием обеспечения требуемой производительностиавтосамосвала.

Содержаниедорог включает работы по уходу за дорогой и дорожными сооружениями.

Ввесеннее-осенний период важным является поддержание поперечного профиляземляного полотна, обеспечивающего сток воды по водоотливным сооружениям,очистка дорог от грязи, просыпавшейся горной породы и т.д. С этой целью в этотпериод осуществляется периодическое профилирование карьерных дорог (1-4 раза вмесяц). В летний период асфальтобетонные, черные щебеночные и черные гравийныепокрытия размягчаются и становятся пластичными, в зимний – появляются трещины.Переменные нагрузки от колес с различной интенсивностью движения вызывают волныи сдвиги на покрытии. В летний период важное значение имеет предотвращение пылина дорогах, т.к. пыль ухудшает условия работы водителей и повышает износ автомобилей.

Вцелях обеспыливания рекомендуется обработка разливом пылесвязывающего вещества(хлористого кальция, универсина и др.) на предварительно выровненную сухуюповерхность покрытия поливочными машинами. Расход пылесвязывающих веществ составляет0,5-1,5 л на 1 м2 покрытия, а продолжительность обеспыливания 15-100суток в зависимости от типа материала.

Взимний период особое значение имеют работы по очистке дорог от снега и борьба сгололедицей. Причем необходимо обеспечить коэффициент сцепления колес с дорогойне менее 0,3. Уборка выпавшего снега осуществляется бульдозерами, грейдерами,снегоочистителями, из которых роторные и фрезерно-роторные наиболее эффективны,т.к. способны разрабатывать слежавшиеся массы снега. Борьба с оледенениемосуществляется рассыпкой сыпучих материалов (песка, золы, котельного шлака,гравия и т.д.) с примерным расходом материалов – 0,1-0,4 м3 на 1000м2 покрытия или обработкой химическими веществами, разрушающимикристаллическую структуру льда (поваренная соль, хлористый кальций и т.д. всоставе 50 г/л) с расходом раствора – 120-200 л/м2 (для предупреждениякоррозии машин и механизмов в растворы вводятся до 7% антикоррозийных добавок).

Ктекущему ремонту относятся работы по предупреждению и устранению мелкихповреждений дороги и дорожных сооружений: заделка трещин и выбоин, исправленияпросадок, засыпка выбоин, профилирование дороги, исправление поврежденийземляного полотна.

Среднийремонт проводится 1-2 раза в год и включает в себя работы по ликвидации износадороги: поверхностная обработка асфальтобетонных, черных, щебеночных игравийных покрытий, замена отдельных плит, выравнивание покрытий с добавлениемщебня или гравия, поверхностная обработка дороги.

Капитальныйремонт производится 1 раз в 10-12 лет и заключается в устранении износа всехэлементов и сооружений дороги, доведении всех параметров дороги до норм,соответствующих определенной категории.

Приобслуживании и ремонте дорог обычно применяются те же машины, что и на основныхработах в карьере. Это экскаваторы, бульдозеры и т.д., используемые на крупныхремонтных работах. Применяются также и специальные машины: грейдеры, катки, поливочныемашины, снегоочистители и т.д.

Списокиспользованной литературы и источников:

1.  ПотаповМ.Г. Карьерный трансорт. Учебник для техникумов. — М.: Недра, 1990.

2.  СНиП2.05.07-91 «Промышленный транспорт». Строительные нормы и правила

3.  ШешкоЕ.Е. Эксплуатация и ремонт оборудования транспрортных комплексов карьеров. –М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 1996.

4.  ВасильевМ.В. Транспортные процессы и оборудование на карьерах. – М.: Недра, 1996.

5.  Транспортна горных предприятиях. Под общ.ред.проф. Б.А.Кузнецова. – М.: Недра, 1986.

Интернет:

1.      www.vashdom.ru/snip/20507-91/

2.      dik.academic.ru/