К этой группе технических средств, нашедших применение для путевых работ в карьерах, относятся турнодозеры, гусеничные краны, тракторные путеукладчики, трелевочные тракторы и тракторные опоропереносчики. Такие машины, как турнодозеры, тракторные переукладчики и опоропереносчики, до настоящего времени промышленностью не изготовляются и поэтому создаются в условиях и силами горнодобывающих предприятий. Указанное оборудование успешно конкурирует с техникой для путепереукладочных работ, имеющей железнодорожный ход и изготовляемой промышленностью в заводских условиях. В карьерах с развитой сетью железнодорожных путей применение гусеничных машин для производства путевых работ существенно снижает простои погрузочно-транспортного оборудования, а коэффициент использования во времени такой техники значительно выше путевых машин с железнодорожным ходом.
Турнодозеры
Турнодозеры предназначены для непрерывной передвижки рельсовых путей без разборки их на отдельные звенья. Турнодозер состоит из базовой машины, чаще всего гусеничного трактора и навесного приспособления для захвата головки рельса, подъеме путевой решетки за одну нитку и ее смещения относИч тельно продольной оси путей.
Наиболее высокая производительность турнодозеров достигается при параллельной схеме перемещения рельсо-шпальной решетки и большой протяженности прямолинейного фронта работ. При передвижке криволинейных путей производительность падает, а при радиусах кривых менее 150—200 м применение этих машин становится неэффективным.
Экспериментальные исследования в условиях Семеновско-Головковского угольного разреза (комбинат Александрияуголь), выполненные институтом УкрНИИПроект, показали, что при передвижке путевой решетки с рельсами Р-43 скорость движения турнодозера на базе трактора С-80 или Т-100 при шаге передвижки 2 м может достигать в зимний период 5 км/ч, в летний период — 8 км/ч. При возрастании шага передвижки до 2,5 м и скорости движения до 8 км/ч наблюдалось интенсивное нарушение конструкции путевой решетки, что вызвало дополнительные затраты труда и материалов на ее восстановление. Увеличение шага передвижки до 3 м повышает техническую производительность турнодозера по сравнению с шагом передвижки 2 м на 25—30%. Однако эксплуатационная производительность перемещения за счет потери времени на восстановительный ремонт путевой решетки снижается в этом случае почти в два раза.
Хронометражными наблюдениями в условиях этого разреза установлено, что эксплуатационная производительность турнодозера при шаге передвижки 2 м и скорости движения 5 км/ч составляет 2300—2400 м2/ч, а техническая производительность — 4500—5000 м2/ч. Стоимость передвижки определяется затратами на эксплуатацию базовой машины и расходами на материалы и детали верхнего строения пути.
Характер изменения трудоемкости, производительности и стоимости перемещения железнодорожных путей турнодозерами в зависимости от общей ширины передвижки приведен на рис. 53, из которого видно, что рациональная область применения турнодозеров при прямолинейном фронте работ ограничивается общей шириной перемещения 30—40 м. При большей ширине эксплуатационная производительность падает за счет возрастания нарушений конструкции путевой решетки, а трудоемкость и стоимость восстановления ее значительно возрастают.
Стреловые полноповоротные гусеничные краны
Стреловые полноповоротные гусеничные краны (табл. 48) нашли применение в карьерах для цикличной переукладки железнодорожных путей звеньями и производства грузоподъемных операций на звеносборочных базах. Применение этих машин на путепереукладочных работах следует рассматривать как частный случай. Специализированные гусеничные краны для выполнения этих работ промышленностью не изготовляются.
Применение гусеничных кранов в карьерах предопределено широким внедрением на погрузочных и отвальных работах экскаваторов ЭКГ-8, имеющих ширину отрабатываемой заходки в забоях 22—25 м и ширину отсыпаемой полосы на отвалах до 35 м. В этих условиях параметры железнодорожных кранов позволяют производить путепереукладочные работы с выкладкой звеньев на промежуточную трассу и последующей переброской их на проектную или малоэффективным способом с разборкой пути на звенья, погрузкой на железнодорожные платформы, перевозкой на новой трассе.
Таблица 48
Техническая характеристика стреловых гусеничных кранов, получивших применение на путепереукладочных работах в карьерах
Достоинством гусеничных кранов является то, что их можно устанавливать между старой и новой трассами пути и при переукладке звеньев на проектную ось ойи могут поворачиваться на угол 180°. При недостаточных рабочих параметрах кранов возможна кратная переброска звеньев пути. Кроме того, доставка гусеничных кранов к месту работ может производиться заблаговременно, и она не связана с железнодорожными путями. Последнее повышает производительное использование во времени машин и путепереукладочных бригад и увеличивает производительность труда.
Для исследования эффективности использования гусеничныx кранов на путепереукладочных работах в ИГД выполнены опытно-промышленные испытания гусеничных кранов Э-1251 в условиях Западного Карьера Качканарского ГОКа.
Программой работ предусматривалось:
1) доставка крана к месту работ с помощью трактора ДЭТ-250;
- определение максимально допустимого шага Переукладки в зависимости от веса звеньев пути, находящихся в эксплуатации;
- исследование производительности, трудоемкости и стоимости путепереукладочных работ.
Результаты экспериментов показали, что для приведения крана в транспортное положение (опускание стрелы, снятие цепей с ходовых звездочек, установка жестких тяг и соединение их с трактором) экипажем машины затрачивается 50—55 мин. Время транспортирования крана на расстояние 5 км с наличием спусков и подъемов до 8—10% составляет 60—62 мин. Тяговые усилия трактора ДЭТ-250 на участках подъема реализовались со значительным запасом, в результате чего сделан вывод, что в качестве тягача можно использовать менее мощные машины, например тракторы Т-140 или Т-180.
Для определения максимально допустимого шага переукладки фактический вес звеньев (см. табл. 37) и горизонтальный вылет крюка стрелы с нагрузкой сравнивались с паспортными характеристиками крана, приведенными на рис. 38. На основе этих исследований установлено, что при весе звеньев пути до 4 т максимально допустимый шаг при непосредственной переукладке их со старой трассы на новую краном Э-1251 с длиной стрелы 12,5 м составляет 24 м, что удовлетворяет технологии горных работ с применением в забоях экскаваторов ЭКГ-8 с шириной заходки 22—25 м.
Таблицa 49
Технико-экономические показатели перемещения 1 км 1 железнодорожных путей с использованием гусеничных кранов
При использовании кранов Э-1251 для переукладки отвальных путей при этом типе экскаваторов возможно применение способа выкладки звеньев пути на промежуточную трассу с последующей укладкой их на проектную. Результаты испытаний свидетельствуют, что для повышения производительности путепереукладочных работ на отвалах следует использовать более мощные гусеничные краны с повышенными рабочими параметрами.
Переукладка звеньев пути и послеукладочный ремонт выполнялись бригадой в составе 6 человек. В качестве путеремонтной машины использовался моторный путеподъемник МПТС-1 с комплектом ручного электрифицированного инструмента. Цикл разбалчивания звена, его переноски, укладки на новой трассе и сбалчивания составил 6 мин. Наличие электрифицированного инструмента позволяло за время переезда крана к новому звену выполнять послеукладочный ремонт ранее уложенного участка пути. В результате опытно-промышленных испытаний установлено, что сменная производительность гусеничного крана Э-1251 на переукладке звеньев пути на шаг 22,5 м составляет 380 м при коэффициенте использования во времени, равном 0,78. Такая производительность в 2,5 раза выше достигнутой железнодорожными кранами при шаге переукладки 20—22 м и способе с выкладкой звеньев на промежуточную трассу.
В табл. 49 приведены данные о трудоемкости и стоимости переукладки 1 км путевой решетки с помощью гусеничных кранов Э-1251, установленные в процессе эксперимента. Сравнение показателей этой таблицы с аналогичными показателями переукладочных работ с использованием железнодорожных кранов, приведенными в табл. 11, свидетельствуют, что трудоемкость перемещения 1 км путевой решетки при применении гусеничных кранов сокращается с 492 чел.-ч до 290 чел.-ч, а стоимость работ по статьям затрат на эксплуатацию оборудования и заработную плату — с 1030 руб. до 768,3 руб.
В табл. 50 приведены сравнительные показатели по использованию стреловых кранов в течение смены, занятых на путепереукладочных работах.
Данные табл. 50 свидетельствуют, что использование во времени гусеничных кранов в карьерах на 19—22% выше, чем железнодорожных, а производительность их больше в 2—2,5 раза.
Таблица 50
Сравнительные показатели по использованию гусеничных и железнодорожных кранов в некоторых карьерах
К недостаткам гусеничных кранов относятся невысокие скорости передвижения, в силу чего при смене мест работы их необходимо транспортировать специальными средствами, а также на трассе передвижения кранов в период переукладки необходимо предварительное выполнение планировочных работ бульдозером.
Трудоемкость, производительность и стоимость путепереукладочных работ гусеничными кранами приведена на рис. 53.