Число вагонов в подаче является важнейшей характеристикой вагонопотоков, влияющей на эксплуатационно-транспортные
расходы и выбор типа маневрового устройства по величине его тягового усилия.
Для вывоза суточной добычи шахты требуется определенное число вагонов. С уменьшением числа подач количество вагонов в каждой подаче должно увеличиваться, что приводит к значительному росту затрат, связанных с простоями вагонов под погрузкой. При увеличении же числа подач возрастают расходы на работу локомотива по доставке порожнего состава и вывозу груженного.
Таким образом, эксплуатационно-транспортные затраты зависят от двух противоположных по своему влиянию экономических факторов. За критерий оптимальности числа вагонов в подаче целесообразно принимать минимальные удельные затраты по обслуживанию состава, приходящиеся на один вагон. Эти затраты можно представить как сумму удельных затрат, связанных с простоем вагонов и работой локомотива. Первые из них зависят от величины состава и времени обслуживания одного вагона, включающего все затраты времени на его обработку (осмотр и подготовка к загрузке, загрузка, перемещение, контроль веса и качества, формирование «шапки», оформление документов).
Зная расход вагоно-часов П на обслуживание состава и стоимость одного вагоно-часа ав можно определить затраты, связанные с пребыванием состава в системе Св.
Затраты на работу локомотива Сл за время /л при стоимости 1 ч. его работы ал.
Суммарные удельные затраты на один вагон УДС определим делением общих эксплуатационно-транспортных затрат на количество вагонов в составе
39 .
Рис. 12. Затраты вагоно-часов при обслуживании состава для шахт:
I — «Западная»; 2 — «Вертикальная»; 3 — «Михайловская»; 4 — им. 50-летия СССР
Рис. 13. Зависимость удельных затрат от числа вагонов в составе
На рис. 13 для значений ав=0,2 руб/вагоно-ч; ал= 7 руб/ч; tл= 1 ч; tоб=0,2 ч показано, как изменяются составляющие удельных затрат в зависимости от числа вагонов в составе. Как видно из рисунка, суммарные удельные затраты имеют явно выраженный минимум. Для принятых значений стоимости и времени прибывания вагонов и локомотива в системе суммарные удельные затраты будут минимальными для состава, состоящего из 13 вагонов.
Графический способ расчета неудобен тем, что требует в каждом конкретном случае построения аналогичных кривых. Для более быстрого определения оптимального числа вагонов в составе nопт можно использовать метод решения экстремальных задач, исследуя вышеприведенное выражение удельных затрат на экстремум. Приравнивая производную выражения суммарных затрат нулю и решая уравнение относительно числа вагонов в подаче, получим:
Рис. 14. Номограммы определения оптимального числа вагонов в подаче
Помимо вычисления по формуле, целесообразно для группы предприятий (например, комбинатов) с учетом периодических изменений нормативного времени обслуживания, а также для различных производительностей пунктов погрузки и их удаленности от углесборочных станций строить номограммы определения nопт.
На рис. 14 показаны номограммы определения оптимального числа вагонов в подаче при изменении ал в пределах 5—10 руб/ч; а0—0,1-0,2 руб/вагоно-ч; tл—0,5-1,5 ч и tоб—0,05-0,22 ч [21]. Указанные пределы времени обслуживания соответствуют производительности пункта погрузки 1200 и 300 т/ч.
Для установления оптимального количества вагонов по номограмме необходимо предварительно определить для каждого конкретного случая затраты, связанные с пребыванием вагона в системе aпtоб, и затраты, связанные с работой локомотива по обслуживанию одного состава aлtл.
Для значений aлtл, не указанных на номограмме, попт определяется интерполяцией. Штриховой линией на рис. 14 показан график попт для тех же условий, что и в рассмотренном примере применения графического метода (см. рис. 13).
При проектировании (реконструкции) пункта погрузки или замены его оборудования полученные значения попт необходимо проверить по протяженности погрузочных путей и величине тягового усилия маневрового устройства.