Раздел 3. Общие положения.

Лекция 3.2. ТГС с насыпными грузами

Функциональное назначение транспортно-грузовых систем с насыпным грузом

По виду прибытия, наличия хранения, наличия переработки, отправления системы бывают следующих видов.(рис.1, схемы 1..5).

Рис.1

Типичные представители приведенных вариантов:

1. Заводы, ТЭЦ, котельные
2. промежуточные склады (угль, стройматериалы)
3. шахты, разрезы, карьеры
4. шахты с обогатительными фабриками
5. обогатительные фабрики, первичные переработчики сырья

Варианты схем механизации ПРР с насыпными грузами

По виду груза различают системы (и схемы механизации) для грузов открытого и закрытого хранения.

Кроме этого, системы различаются (рис.2)  по

- Способу разгрузки;

- Способу промежуточного хранения;

- Способу доставки на склад;

Рекомендуемые материалы

- Способу хранения на складе;

- Способу отгрузки;

- Объекту назначения отгрузки.

на выбор схемы механизации в основном влияют:

1. мощность грузопотока
2. интенсивность выполнения работ
3. условия хранения груза

Рис.2

Механизация работ на складах насыпных грузов открытого хранения

На открытых складах хранятся насыпные грузы, не изменяющие своих свойств под атмосферным воздействием (уголь, руда, известняк, песок, щебень, гравий и т.п.)

Схемы с разгрузкой самотеком (через люки)

Главное отличие этих схем в том, что груз сначала разгружается в первичные отвалы (с эстакады) или в траншеи (в траншеи – дешевле). Принципиальная схема- приложение X, рисунок 1

Типовой тех. процесс:

1. вагон подают на эстакаду
2. рабочие на мостках или баграми с земли открывают люки
3. разгрузка груза через люки самотеком
4. очистка вагона накладным вибратором (возможно рыхление). Возможна окончательная зачистка щетками или воздухом.
5. люки закрываются люкозакрывателями
6. вагоны убираются
7. штабелирование из первичных отвалов в штабели грейферным краном
8. загрузка автомобилей из штабеля грейферным краном
9. подача на производство из штабеля грейферным краном и конвейером.

Схема с грейферным краном на гусеничном ходу - Рисунок 2

R=12…14 м. (люки открывают баграми, закрывают – на специальной площадке вне эстакады люкозакрывателями). Кран также может быть на железнодорожном ходу или башенным. На кран при необходимости может навешиваться рыхлитель или вибратор

Схема с погрузчиком - Рисунок 3.

Эффективная дальность хода погрузчика – 8…15 м. Так же, как и предыдущая – используется при нерегулярном поступлении грузов.

Схема с козловым краном - Рисунок 4.

Пролёт крана около 16 м. Схема широко распространена и весьма эффективна на станциях со средним грузооборотом и большой номенклатурой поступающих грузов.

Имеются сменные грузозахватные устройства, на блоковой подвеске – специальная обойма с поворотной головкой – для смены грузозахватных устройств и для поворота груза. Насыпные грузы хранятся в основном в первичных отвалах.

Схема с козловым краном - Рисунок 5.

Пролёт крана около 32 м.

Используются при небольшой ёмкости склада. Для выполнения вспомогательных операций применяется самоходный портал с мостками для подхода рабочих, люкозакрыватели, накладные вибраторы для очистки. После очистки вагонов вибратор заменяется на грейфер и перемещают груз на склад, загружают автомобили.

Схема с портальным краном

При большой ёмкости склада, склады могут быть оборудованы портальными кранами (преимущества портальных кранов – наибольший вылет из всех стреловых кранов, наибольшая производительность).

Под порталом крана размещается траншейно-эстакадное приёмное устройство.

Специальный портал со вспомогательным оборудованием может перемещаться по рельсам портального крана.

Схема с мостовым перегружателем

Склады большой ёмкости с устойчивым грузопотоком могут оборудоваться мостовыми перегружателями. Склад-штабель – в пролёте крана.

Высокая эстакада.

Подштабельный конвейер – для подачи на производство. Подача на конвейер – самотёком. Груз должен не слёживаться и не смерзаться. Либо его нужно шевелить бульдозером.

Погрузка в автотранспорт – перегружателем.

Схема с мощным бульдозером

Мостовой перегружатель весьма дорог. Иногда при той же примерно схеме заменяется бульдозером. Для погрузки в автотранспорт используется экскаватор, самоходный грейферный кран или погрузчик

Схема с разгрузкой элеваторным разгрузчиком - Рисунок 6

Разгрузка вагонов элеваторным разгрузчиком С-492.

Не требует специальных устройств для первичного хранения груза

Зачищается вагон.

Зона складирования может быть увеличена за счет сброса плужковым сбрасывателем.

Загрузка автотранспорта – различными погрузочными устройствами.

На производство – подштабельным конвейером.

Схемы с разгрузкой в приёмный бункер

Во всех этих схемах:

Разгрузка – в железобетонный бункер, из которого (обычно при помощи пластинчатого питателя) – на ленточный конвейер для отсыпки в штабель.

Отсыпка штабеля и направление грузов на производство – при помощи ленточного конвейера.

Для механизации вспомогательных операций над бункером монтируются люкозакрыватели, накладной вибратор.

Передвижение вагонов – лебёдкой или другими маневровыми средствами.

Схема с перегрузочным конвейером и кольцевым штабелем - Рисунок 8

При небольшой (до 5000 куб.м) ёмкости склада груз отсыпается в кольцевой штабель. Это делается при помощи поворотного ленточного конвейера длиной 30…50 м, угол поворота – до 170 град.

Подача на производство – при помощи ленточного конвейера, расположенного в подштабельном тоннеле.

Для загрузки автомобилей – грейфер, кран, или экскаватор.

Ёмкость штабеля может быть увеличена за счёт перевалки груза грейферным краном или скреперной установкой. Этим же средством и обратный ход груза (на производство).

Схема с хребтовым штабелем и надштабельным конвейером

применятся при значительной ёмкости склада при укладке в хребтовый штабель высотой 8…10 м при помощи ленточного конвейера с 2-барабанной сбрасывающей тележкой, расположенного на эстакаде.

На автотранспорт – грейферным краном, на производство – подштабельным конвейером.

Для увеличения ёмкости склада возможно также применение бульдозеров или канатных скреперных установок.

Схемы с разгрузкой полувагонов путём опрокидывания. – рисунок 9

(вид разгрузки в приёмный бункер).

При большом и устойчивом грузопотоке (1 млн.т и более), применяется схема с разгрузкой полувагонов путём опрокидывания.

Круговой вагоноопрокидыватель выгружает груз в приёмный бункер, из которого груз при помощи наклонного и распределительного ленточных конвейеров отсыпается в первичный отвал под консолью мостового перегружателя.

Из первичных отвалов груз грейфером перемещается в штабель большой ёмкости, расположенный в пролёте перегружателя.

Из штабеля – обратно – к конвейеру – на производство.

Погрузка в автотранспорт – перегружателем.

(Вместо перегружателя опять же может использоваться бульдозер.)

Разгрузка вычерпыванием

Разгрузка вагонов вычерпыванием (грейфером) в своё время была запрещена из-за значительного повреждения подвижного состава. Однако этот метод используется и по сей день, и весьма распространен.

Он очень дешев (по капитальным затратам).

При этом не нужны никакие вообще устройства, выгрузка может совмещаться с погрузкой в автотранспорт.

Разгрузка может совмещаться в рыхление груза (при достаточно слабой степени смерзания).

Преимущества и недостатки схем открытого хранения

Траншейно-эстакадные схемы:

Преимущества:

- высокая производительность разгрузки (одновременно разгружаются несколько вагонов), т.е. большой погрузочно-разгрузочный фронт

- в первичных отвалах (при большой их высоте) можно хранить много груза без излишней перевалки

Недостатки:

- для подъема на эстакаду требуется длинный участок ж.д. пути. Это дорого и требует много места;

- при поступлении нескольких сортов груза необходимо выделять отдельные участки для их штабелирования – что требует удлинения погрузочно-разгрузочного фронта.

Бункерные схемы:

Преимущества:

- универсальны по виду груза и подвижному составу;

- компактное размещение устройств для механизации;

- разгрузка – на уровне площадки склада;

- применение конвейерного транспорта, характеризующегося высокой производительностью и полной автоматизацией процесса;

Недостатки:

- трудности сооружения подземного бункера и наклонного тоннеля (гидроизоляция);

- необходимы специальные маневровые средства для перестановки вагонов у грузового фронта;

Вычерпывание:

Преимущества:

- совмещение операций выгрузки и складирования в штабель

- не нужно никаких устройств

Недостатки:

- повреждение вагонов

- низкая производительность

- требуется зачистка подвижного состава

Разгрузка элеваторным разгрузчиком недостатков лишена, однако оборудование - сложное.

Вагоноопрокидыватели:

- высокая производительность, все преимущества и недостатки бункерных приемных устройств

- дорого, эффективно лишь при больших и устойчивых грузопотоках.

Бульдозеры и скреперы:

- нельзя применять для грузов, где нельзя менять крупность и хрупких (кокс, щебень)

самотёчная разгрузка:

- может быть ненадежной из за смерзшихся грузов.

Сравнение вариантов ведется по капитальным затратам и себестоимости переработки 1 т груза.

Механизация работ на складах насыпных грузов закрытого хранения

К насыпным грузам закрытого хранения относят грузы, боящиеся атмосферного воздействия (формовочные смеси, цемент, зерно, минеральные удобрения ит.д.)

Средства перевозки

Эти грузы перевозятся по ж.д. в крытых вагонах, в специальном подвижном составе, саморазгружающихся полувагонах. Автотранспорт: бортовые, самосвалы, автоцементовозы, муковозы.

Типы приемных и отпускных устройств:

Зависит от

- характеристики груза

- вида транспорта

- требуемой ёмкости склада

- технологии грузопереработки

типы складов

склады-здания:

- амбарные

- закромные (пролетные)

- шатровые

склады – устройства:

- бункерные

- силосные

амбарный склад - Приложение XI, рисунок 1

Амбарные склады используют для хранения небольших запасов обычно неслеживающихся грузов.

Для разгрузки крытых вагонов в этом случае используется мех. лопата или вагоноразгрузчик.

перегрузка в штабель – передвижными ленточными конвейерами или погрузчиками.

Со склада на безрельсовый транспорт – погрузчиками.

Используются приспособления для зачистки вагонов.

Закромные (пролетные) склады – рисунок 2, 3

В закромных складах могут храниться грузы любых фракций, слеживающиеся или неслеживающиеся. Бывают закромные склады с приемными траншеями и приемным бункером.

Разгрузка – мех. лопатой, другие устройства, расположенные на передвижном мостике (в траншеи), либо на площадке (в бункер)

Передвижение вагонов – маневровой лебедкой

Складирование – мостовым грейферным краном

Отгрузка груза со склада – грейферным краном через отгрузочный бункер, ленточный конвейер.

Погрузка в автотранспорт – грейфером

При разгрузке в приемный бункер, далее – ленточным конвейером – на склад в первичный отвал.

Перегрузка в штабель и обратно – мостовым грейферным краном

Отправка на производство – подштабельным конвейером или грейфером в автотранспорт и далее.

Шатровые склады с бункерным приемным устройством - Рисунок 4.

Разгрузка – при помощи передвижных и стационарных вагоноразгрузчиков.

Имеются вспомогательные устройства для зачистки

Передвижение – маневровыми устройствами

Из приемного бункера наклонным ленточным конвейером подается на надштабельный ленточный конвейер. Этот конвейер для разгрузки использует сбрасывающую тележку, плужковый сбрасыватель, или конвейер – реверсивный челноковый.

На производство груз подается подштабельным конвейером.

Бункерный склад - Рисунок 5.

В бункерных складах хранятся неслеживающиеся грузы мелких фракций, поступающие в крытых, полувагонах, цементовозах, цистернах с пневморазгрузкой.

Для разгрузки применяются различного вида вагоноразгрузчики или пневматические установки.

Для зачистки – зачистные устройства.

Для передвижения вагонов – маневровые средства.

Для складирования применяют ленточные конвейеры, элеваторы, винтовые конвейеры, конвейеры с погружными скребками, пневмоподъемники.

Отгрузка на производство – подбункерным ленточным конвейером.

Бункеры могут быть оборудованы выпуском на безрельсовый внутризаводской транспорт.

Силосный склад - Рисунок 5.

Силосные склады используют для хранения особо чистых и ценных мелких легкосыпучих грузов. Аналогичны бункерным. Подача в силос – элеватором.

Анализ схем закрытого хранения

Различные схемы в разной степени могут обеспечить требуемую пропускную способность и ёмкость.

- амбарного типа – годовой грузопоток – не более 100..120 тыс.т

- шатровый склад с вагоноопрокидывателем может обеспечить грузопоток более 1 миллиона тонн

При проектировании складов необходимо учитывать комплекс технических и экономических показателей, как то:

- стоимость зданий и сооружений

- возможность уменьшения вспомогательных работ

- санитарно-гигиенические условия и охрану окружающей среды

- возможность автоматизации склада

При годовом грузопотоке от 100 до 600 тысяч тонн и 10-суточном запасе груза на складе:

- капитальные затраты на сооружение шатрового склада меньше капитальных затрат по другим вариантам

- при небольшом (100…120 тыс.т) – капитальные затраты по силосному складу примерно равноценны затратам по закромному складу, дальше – затраты по силосному складу резко возрастают, превышая затраты по закромному складу при грузопотоке 600 тыс. т/год более чем в 2 раза.

- С учетом эффективности капитальных вложений (по приведенной себестоимости) преимущество – у шатрового склада.

- До 400 тыс. т закромные и силосные склады примерно равноценны, а выше – рентабельнее закромные.

- Хотя шатровые склады экономически выгоднее, необходимо учитывать ряд дополнительных факторов:

- Для шатровых складов необходимо подгребание из мертвых зон, чего не требуется для силосных

- Санитарно-гигиенические условия , сохранность грузов, охрана окружающей среды, внедрение автоматизации на силосных складах более благоприятны, чем на шатровых.

Погрузка угля в местах добычи. Погрузочные пункты

В местах добычи уголь либо загружают непосредственно в вагоны, либо – с предварительным накоплением. Есть схемы прямой подачи с шахты (разреза) – на производство (шахта Юбилейная - ЗапСиб)

При погрузке с накоплением уголь хранят в бункерах, полубункерах или специальных складах (открытых).

Основной способ погрузки угля – бункерный (70% погрузочных пунктов), безбункерный способ составляет 19%, остальные – комбинированный способ. Подавляющее большинство погрузочных комплексов устарели – морально и физически. Сейчас началось внедрение новых углепогрузочных комплексов (шахта «Кыргайская»).

Выбор погрузочного комплекса зависит от производственных мощностей и категории складируемых углей.

Уголь подвергается самовозгоранию (при температуре 50…70 градусов принимают меры по предотвращению и локализации очагов нагрева). Это влияет на размеры штабелей, размеры бункеров.

Угли и многие руды подвержены дроблению – от сбрасывания со значительной высоты, давления вышележащих слоев. Это также влияет на параметры складов. Например, кокс при измельчении теряет свои свойства (поэтому он укладывается в штабель высотой не более 6 м, сбрасывается с высоты не более 3 м).

Непосредственная погрузка (без складов)

Преимущество этого метода в том, что не требуется складов – не нужно строить, занимать площади, заботиться о невозгорании.

Однако, метод требует непрерывной подачи вагонов под погрузку, во избежание перерыва в работе предприятия, следовательно, необходим запас порожних вагонов, ожидающих погрузки.

Неснижаемое число полувагонов, находящихся на шахтах с непосредственной безбункерной погрузкой:

где Кш=1,1..1,3 (зависит от числа шахт) – учитывает неравномерность работы шахт

Кв=1,1..1,25 – учитывает неравномерность подачи вагонов

Пс – суточная производительность шахты

X – число подач в сутки

Qв – масса груза в полувагоне

Требования к углепогрузочному пункту

Современная технология погрузки угля (руды) имеет свойства:

- непрерывный приём с шахты (обогатительной фабрики, из рудника)

- загрузка разных вагонов при любых их сочетаниях в составе;

- полное использование подвижного состава по грузоподъёмности и вместимости

- реализовать погрузку групп вагонов, части маршрутов, маршруты целиком (крупным потребителям).

Примеры углепогрузочных пунктов

Бункерный пункт – Приложение XII, рисунок 1

Производительность – 600 т/ч и более

Загрузочный распределительный конвейер

Бункеры

Подбункерный ленточный конвейер

Породоотборочный элеватор (для анализа)

Питатели

Погрузочная стрела

Весы

Вагоны перемещает маневровая лебедка или вагонотолкатель.

Открытый (штабельный) склад руды - рисунок 2.

1 - надштабельный конвейер

2 - Сортировка

3 - Бункеры

4 - опоры конвейераСклад-штабель

5 - сбрасывающая тележка

6 - Погрузка – экскаватор.

7 – подвижной состав

Открытый аккумуляторный склад с грейферным мостовым краном - рисунок 3.

Склад АОС-50 000,. разработан УкрНИИПроект.

Конусные части – для временного хранения и погрузки в полувагоны.

Штабельные части – для длительного хранения при задержке отгрузки, заполнения конусных частей.

Вместимость склада – 50 тыс.т

Макс. Высота – 10 м

Производительность – 500 т/ч

Установленнная мощность электродвигателей – 200 кВт

Имеются винтовые спуски – чтобы угль не крошился

Система пневмоимпульсного обрушения

Существует склад для АОС-100 000хранения двух марок угля, вместимостью 100 тыс.т.

Эстакадно-штабельный тоннельный склад - рисунок 4.

Подобный склад действует на ОФ «Коксовая»

1- надштабельная галерея

2- конвейер из шахты

3- консольно-поворотный конвейер

4- штабель

5- разделительная стенка

6- вибропитатели

7- погрузочный конвейер (с переменной высотой сброса)

8- погрузочный бункер

9- выдвижной конвейер

Для аккумуляторных складов могут применяться Рекляймеры (Рисунок 6) с ленточными конвейерами. Склад, оборудованный рекляймерами – рисунок 5.

Рекляймер – погрузочная самоходная машина на рельсовом или гусеничном ходу, у которой имеется ленточный штабелирующий конвейер, позволяющий отсыпать материалы в штабели различной высоты.

При необходимости, с помощью роторного колеса, расположенного на хоботе штабелирующего конвейера, рекляймер может забирать материал из штабеля и подавать на транспортирующие конвейеры.

Производительность рекляймера – 0,2…10 тыс.т

Автоматизированный углепогрузочный пункт – Рисунок 8

1-Конвейер

2-Промежуточная емкость 80 кубометров

3-Качающиеся питатели

4-Перекидной желоб

5-Уплотняющий каток

Производительность – 2 тыс. т в час

Вагоны перемещаются непрерывно со скоростью 0,1 м/с электротягачом на постоянном токе (40 кН)

Загрузка – по объему, с последующим взвешиванием на вагонных весах

Имеется каток для уплотнения угля. К катку предъявляются требования:

Информация в лекции "Макс вебер" поможет Вам.

- совмещен с осью пути

- длина – не более 2,6 м, конусной части – не более 0,53 м, угол конуса не более 25 градусов

- вынуждающая сила – не более 34,3 кН

- частота 24…25 Гц

- не контактировать с вагоном

- не использовать в неисправных вагонах