露天采矿学第04章露天矿运输.ppt
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1、2023/10/31,1,露天采矿学,第4章 露天矿运输,2023/10/31,2,教学目标及基本要求.:介绍各种露天矿山运输方式,公路运输设备,公路分类与技术等级,公路路基与路面结构,公路的路面参数,公路的定线与施工,道路的通过能与运输能力,汽车与挖掘机之间的比重分配问题,汽车运输自动控制系统;铁路运输设备和线路的技术特征,铁路定线与站场,机车牵引能力、铁路通过能力及运输能力,铁路运输的调度管理;带式运输机的类型与技术特征,带式运输机的主要技术参数计算;联合运输,溜井运输,溜槽输。主要介绍汽车运输、铁路运输和带式运输。了解内容:各种露天矿山运输方式;矿用公路的路基、路面参数等,矿用汽车,皮带
2、类型,铁路的选线与定线,带式运输机的主要参数。掌握内容:露天矿山运输的特点,汽车运输、铁路运输和带式运输等各方式的优缺点,露天矿对运输工艺的要求,常用联合运输方式的特点,各运输方式运能力的计算。主要内容及学时分配(共6 学时):概述及矿用自卸汽车运输 2 学时铁路运输 1.5学时带式输送机运输 1.5 学时联合运输与斜坡提升机运输 1 学时重点内容:汽车运输、铁路运输和带式运输。难点内容:根据现场条件和技术条件,如何选取合适的运输方式。,教学计划与安排,2023/10/31,3,4.1 概述4.2 矿用自卸汽车运输4.3 铁路运输4.4 带式输送机运输4.5 联合运输4.6 斜坡提升机运输,教
3、学内容,2023/10/31,4,4.1 概述,运输工作实露天矿的主要生产工序之一,其主要任务是降采场采出的矿石运送到选矿厂、破碎站或贮矿场,把剥离岩土运到排土场,并降生产过程中所需要的人员、机具设备和材料运送到作业地点。运输系统投资占基建投资的60%;运输系统运营成本占总成本的40-50%;运输系统能源消耗占总消耗的40-60%;运输系统劳动量消耗占总劳动量消耗50%。,2023/10/31,5,4.1 概述,运输成本随着矿山工程的延伸而明显增长;运输工艺对其他工艺的影响通过控制开拓系统实现;运输系统对降低成本的追求使其集中了世界上能力最大、技术最先进的各类陆地运输设备:载重量最大的汽车;爬
4、坡最陡的铁路机车;倾角最大的胶带运输机;基于GPS和计算机技术的运输控制技术等。,2023/10/31,6,露天矿运输特点(1),基本物料运量大部分集中于单一方向线路或道路运输强度大,线路车辆周转快矿岩具有较大密度,较高的强度和磨蚀性,块度不一,装卸时有冲击作用露天矿其他工艺和运输的可靠性紧密相连机车车辆运输周期中的技术停歇时间占有很大比重,2023/10/31,7,露天矿运输特点(2),矿岩的装载点和剥离物的卸载点不固定,采场与废石场台阶上的运输网路要经常移动从露天采场提升(或下放)矿岩的坡度陡岩石需分采和配矿时,运输组织十分复杂露天矿运输网路的位置与矿体构造因素有关,线路场地狭窄,2023
5、/10/31,8,露天矿运输基本要求,运距尤其是剥离岩石的运距应尽可能短整个运输网路及个别区段应尽可能固定不动,开采期间力争所需移动设备量最小一个露天矿最好采用较简单的运输方式和较少的运输设备类型,以简化管理和维修组织工作运输设备容积和强度与采装和卸载设备以及矿岩运输性质相适应运输方式要保证工作可靠,主要设备停歇时间最少,移运过程尽可能地保证有较大的连续性运输方式要保证工作安全,采矿成本最低,2023/10/31,9,露天矿运输可分为内部运输和外部运输;内部运输:用露天矿山必备运输系统将矿石、岩石舒总到受料地点,将辅助物料运往露天采场。外部运输:是指从选矿场或者储矿仓将矿石输送给用户,一般现在
6、多依靠社会交通资源来承担。露天矿的运输问题主要解决运输系统能力、投资、运费(运输成本)等因素之间的合理平衡问题。寻找一个最佳平衡点。,2023/10/31,10,露天矿常用的运输方式按照线路和设备,自卸汽车运输铁路运输带式运输机运输(胶带运输)提升机运输(斜坡箕斗运输)重力运输(溜井、溜槽运输,山坡露天矿)架空索道运输(高山,山坡露天矿)联合运输(汽车与铁路、汽车与胶带、汽车与提升机或溜井)公路运输应用广泛-灵活;铁路运输难以取代-成本低;胶带运输方兴未艾-能力大,成本低,连续;联合运输 形式多样;选择形式因地制宜。,2023/10/31,11,4.2 矿用自卸汽车运输,自卸汽车运输优点机动灵
7、活,调运方便,特别适合于地形、地质复杂的条件爬坡能力强,在高度相同的条件下,可缩短运距,基建工程量小,基建速度快运输组织简单,可简化开采工艺,提高采掘效率便于采用近距离分散排土场或高段排土场,减少排土场用地和提高排土效率道路修筑和养护简单,2023/10/31,12,矿用自卸汽车,装载能力为330吨,2023/10/31,13,自卸汽车的缺点(不足),吨公里运费高,自卸汽车的维修和保养工作量大(燃油和轮胎的消耗大)受气候影响较大,在雨季、大雾和冰雪条件下行车困难深凹露天矿采用汽车运输会造成采坑内的空气污染,2023/10/31,14,4.2.1 矿用汽车选型,2023/10/31,15,4.2
8、.1 矿用汽车选型,(1)矿用汽车载重与挖掘机的斗容保持一定的比例关系,运距为11.5km时,车箱与铲斗合理容积为(46):1,运输设备的不断大型化,是路听啊矿技术进步最显著的特征之一:铁路运输(蒸汽机)-铁路运输,公路辅助运输-公路、铁路联合运输-公路运输,铁路辅助运输。10t-360t;,2023/10/31,16,为什么采用大型运输设备?大型运输设备的好处?大型载重汽车的突出优点:随着载重量的增加,汽车单位载重所需的发动机功率下降。,2023/10/31,17,50t-单位发动机功率8.1kW/t;190t-单位发动机功率6.3kW/t;,2023/10/31,18,2023/10/31
9、,19,4.2.2 矿用汽车选型,(2)汽车类型按卸载方式:后卸式,侧卸式,底卸式,推卸式。车身结构:铰接式、整体式。最多:整体式车架,后卸式,二轴六轮自卸矿用卡车。按照拖拽方式:后卸式汽车、拖拉牵引的半拖车、拖车传动方式:机械传动、液压传动、电力传动,2023/10/31,20,传动系统的发展,最早是机械传动:结构简单,使用可靠,传动效率高,制造容易,成本低。一般用于30吨以下矿山,高吨位的卡车因为离合器和变速器质量大,惯性大,换挡困难。液力机械传动 大载重量自卸汽车广泛采用液力机械传动系统。液力变矩器:优点是可以实现自动换挡,操作方便,可减少震动防止过载,延长发动机、变速器使用寿命。一般效
10、率较低,结构复杂,制造成本高;用于大吨位(30t以上)的矿用自卸卡车。,2023/10/31,21,电力传动汽车(电动轮汽车)没有传统的离合器、变速器、传动轴和差速器、减速器。简单可靠,维修简便,控制精确,自动调速。牵引性能好,爬坡能力强,运行平稳,操作简便,经济效果明显。缺点是电机自重较大,适用于100t以上的自卸卡车。分为电动桥汽车和电动轮汽车两种类型。主要是电动轮汽车。,2023/10/31,22,2023/10/31,23,电动轮自卸汽车的主要优点:传动系统结构简单可靠,制停准确自动调速,运行操作平稳设备完好率高,维修工作量小,维修费用低牵引性能好,爬坡能力强运输效率高,成本低,经济效
11、果好缺点:自重大,涉水高度小,双能源自卸汽车 采用柴油机和架线供电的双能源电动轮汽车。爬坡时候利用架线电源;平道行驶用柴油机;下坡辅助发电;,2023/10/31,24,矿用自卸汽车的未来发展趋势大型柴油发动机-满足车辆大型化、高海拔使用、严格苛刻的排放标准;大型轮胎-自动监控运行参数(温度、胎压、磨损信息),满足高强度、高寿命要求;计算机监控技术-自动监测车辆运行过程中各个运行系统的参数,保障车辆安全;超轻自重矿用卡车制造技术-目前有效载重和车辆自重之比为1.3:1,达到1.75:1以上;使用高强度材料,优化结构,优化制造工艺;无人驾驶矿用车辆和车辆智能调度系统-降低人工成本,提高设备控制精
12、确度,提高设备效率,2023/10/31,25,2023/10/31,26,矿用自卸汽车结构要求,车体和底盘结构应具有足够的坚固性,并有减振性能良好的悬挂装置;(装车、颠簸)运输硬岩的车体必须采用耐磨而坚固的金属结构卸载时应机械化,而且动作迅速;司机顶棚上应有保护板,对于含有害矿尘的矿山,司机室要封闭,最好能够强制通风;制动装置要可靠,起步加速性能和通过性能应良好;司机劳动条件要好,驾驶操纵轻便,视野开阔。,2023/10/31,27,矿用汽车的性能评价,评价矿用汽车性能的主要指标包括:重量利用系数:汽车载重和自重比值,越高经济型越好;比功率:发动机所能发出的最大功率和汽车总重量的比值;矿用汽
13、车的比功率大约在之间,越大则发动机的动力性能越好,燃油的经济性能越好;最大功率因数:主动轮轮缘所产生的牵引力与汽车总重量之比。最低档、最大扭矩时候为最大功率因数。矿用汽车在之间。该值越大,则汽车爬坡能力越好,加速性能越好。车辆的动力特性曲线、牵引特征曲线:汽车的牵引力随速度的变化曲线,反应了汽车的整车运动及制动和道路之间相互作用的技术特征。确定车辆的的极限性能参数,如最大牵引力,不同道路条件下的最大车速等。性能限制因数:性能限制因数即道路纵断面、路面条件和车辆重量对车辆性能的影响。,2023/10/31,28,2023/10/31,29,2023/10/31,30,白俄罗斯的BELAZ(别拉斯
14、)矿用自卸车,卡车型号 额定载重7540 30吨7547 45吨7555 55吨7557 90吨7514 120吨7513 130吨7521 190吨7517 154吨7530 220吨7531 240吨7550 280吨7560 360吨,2023/10/31,31,BELAZ 7540此型号有多种配置可选,7540A型发动机是-2402,燃料箱容量420升。轮胎型号18.00-25 32,回转半径8.7米。主要技术数据(7540A):长宽高:7.11米3.93米4.46米总功率:309kW(420马力)/rpm额定载重:30吨(短吨)车箱容积:19.2立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态
15、:在产,2023/10/31,32,BELAZ 7547此型号有多种配置,75471型的发动机是8401.1006,液力机械传动,5进2退的变速箱,21.00R35轮胎,回转半径10.2米。主要技术数据(75471):长宽高:8.09米4.11米4.39米总功率:405kW(551马力)/rpm额定载重:45吨车箱容积:26.5立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态:在产,2023/10/31,33,BELAZ 7555此系列有7555B和7555E型号,发动机分别是TT 19和QSK19C,液力机械传动方式,6前速变速箱,轮胎型号24.00R35。主要技术数据(7555E):长宽高:8.89
16、米4.74米4.56米总功率:559kW(760马力)/rpm额定载重:60吨车箱容积:31立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态:在产,2023/10/31,34,BELAZ 75577557系列目前版本为75570,它搭载的是Cummins QST 30-C发动机,燃料箱容量1105升,Allison的6前速变速箱,标准轮胎型号27.00R49,满载时最大车速55km/h,回转半径11米。主要技术数据(75570):长宽高:10.4米6.2米5.4米总功率:783kW(1065马力)额定载重:90吨车箱容积:53立方米(堆装 SAE 2:1)生产状态:在产,2023/10/31,35,BE
17、LAZ 7514该系列有多种配置,电传动形式,发动机是8DM-21AM或KTA-38C,轮胎为33.00-51,回转半径13米,最大车速45km/h。主要技术数据(7514-10):外形尺寸:11.4米6.1米5.6米总功率:1029kW(1400马力)额定载重:120吨车箱容积:61立方米(堆装 SAE 2:1)生产状态:?,2023/10/31,36,BELAZ 7530该系列有多种配置可选,电传动,油箱容量3000升,轮胎为40.00R57,空车质量150吨。可与30-45立方米装载设备匹配。主要技术数据(75306):长宽高:13.4米7.8米6.5米总功率:1716kW(2335马力
18、)额定载重:220吨车箱容积:130立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态:在产,2023/10/31,37,BELAZ 7513该搭载一台QSK-45引擎,交流传动方式,最大车速64km/h,回转半径13米,可匹配12-20立方米的铲装设备。主要技术数据:长宽高:11.5米6.4米5.9米总功率:1193kW(1623马力)额定载重:136吨车箱容积:71立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态:在产,2023/10/31,38,BELAZ 7517此型号搭载了QSK 45-C柴油机,AC/DC传动方式,轮胎型号为36.00R51,最大车速50km/h,可匹配20-30立方米的铲装设备。主要技
19、术数据(75170):长宽高:12.3米6.9米6.2米总功率:1691kW(2268马力)/?rpm额定载重:160吨车箱容积:96.5立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态:在产,2023/10/31,39,BELAZ 7521该系列包括75215、75216等版本,发动机是俄罗斯生产的12ChN1A 26/26,电传动方式,最大车速40km/h,转弯半径为16米,空车质量163吨,此型号可匹配20立方米的挖掘机或装载机。主要技术数据(75216):长宽高:14.6米7.8米6.5米总功率:1691kW(2301马力)额定载重:190吨车箱容积:125立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态
20、:?,2023/10/31,40,BELAZ 75317531也是比较新的车型,目前版本为75310,装备了QSK 60-C柴油机,交流传动系统,转弯半径15米,最大车速64km/h,可匹配斗容量30-45立方米的铲装设备。主要技术数据(75310):长宽高:13.4米8.1米6.7米总功率:1864kW(2536马力)额定载重:240吨车箱容积:141立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态:在产,2023/10/31,41,BELAZ 75507550是BELAZ于1990年生产的试验性产品,数量很少,在刚出现时曾是BELAZ最大的车型;7550的车架是半铰接的结构,装有8个轮胎,44驱动,
21、以增强抓地力,这样的设计思路源自露天矿深部开采规模扩大的需要,转弯半径小和爬坡能力强是其优势。主要技术数据(75501):外形尺寸:总功率:2317kW(3152马力)额定载重:280吨车箱容积:生产状态:停产,2023/10/31,42,BELAZ 75607560系列于2005年推出,BELAZ矿用车的旗舰型号,最新版为75601,发动机是MTU 20V4000柴油机,动力比上一代75600型有所提升,载重也增加了40吨,交流传动系统,Kato的发电机和Siemens的牵引电机,轮胎型号59/80R63,转弯半径17.2米,空车重240吨,最大车速为64km/h。主要技术数据(75601)
22、:外形尺寸:14.9米9.3米7.2米总功率:2800kW(3810马力)/1800rpm额定载重:360吨车箱容积:218立方米(堆装,SAE 2:1)生产状态:在产,2023/10/31,43,CATERPILLAR上世纪的50年代中期进入刚性自卸车领域,机械传动方式是其主要特色,卡车型号 额定载重770 36吨772 45吨773 54吨775 64吨777 91吨779 77吨785 154吨789 196吨793 227吨795 313吨797 363吨,美国卡特彼勒789C机械轮矿用卡车,180t,南芬铁矿,2023/10/31,44,CATERPILLAR 7702007年推出的
23、770是老型号769的换代产品,中置驾驶室设计,搭载一台6汽缸排量15.2升的Cat C15 ACERT增压柴油发动机,引擎保养间隔为500小时,是前任车型的2倍,7前速动力换档变速器,最大速度74.8km/h,全液压控制的油冷式多盘制动器,标准型号轮胎是18.00R33(E4),燃料箱的容量为530升。此型号提供双斜面车斗和平底车斗两种配置。主要技术数据(平底车斗):长宽高:9.02米3.93米4.20米总功率:381kW(518马力)/1800rpm额定载重:36.3吨(40短吨)车箱容积:25.1立方米生产状态:在产,2023/10/31,45,CATERPILLAR 7722007年推
24、出的772是771型的换代产品,它采用中置驾驶室的设计,搭载一台6汽缸的Cat C18 ACERT增压柴油发动机,引擎保养间隔为500小时,是771D的2倍,7前速动力换档变速器,最大速度79.7km/h,全液压控制的油冷式多盘制动器,标准型号轮胎是21.00R33(E4),燃料箱的容量为530升。主要技术数据:长宽高:8.74米3.95米4.27米总功率:446kW(607马力)/1800rpm额定载重:45吨(50短吨)车箱容积:31.3立方米生产状态:在产,2023/10/31,46,CATERPILLAR 773非公路卡车最新是F型,使用了12缸的Cat C27 ACERT增压柴油发动
25、机,引擎保养间隔为500小时,是上一代的2倍,7前速动力换档变速器,最大速度67.5km/h,油冷式多盘制动器是液压控制方式,标准型号轮胎是24.00R35(E4),燃料箱的容量为700升。主要技术数据(773F):长宽高:10.25米5.43米4.46米总功率:552kW(751马力)/1800rpm额定载重:54.4吨(60短吨)车箱容积:35.6立方米生产状态:在产,2023/10/31,47,CATERPILLAR 775非公路用载重车775最新为F型,专为采石和建筑应用而设计。它安装有新发动机和散热器、改良的变速箱和制动器以及全新的驾驶室和操作台;信息系统Cat Messenger可
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