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露天煤矿运输卡车柴油消耗影响因素分析

DOI:10.13235/https://www.wendangku.net/doc/1816457295.html,ki.ltcm.2016.S1.006

引用格式:白雪瑞.露天煤矿运输卡车柴油消耗影响因素分析[J].露天采矿技术,2016,31(S1):0-21.

露天煤矿运输卡车柴油消耗影响因素分析

白雪瑞

(神华准能集团有限责任公司黑岱沟露天煤矿,内蒙古鄂尔多斯010300)

摘要:在露天煤矿生产过程中,降低柴油消耗对煤炭生产企业节约成本起着举足轻重的作用。

简要介绍运输过程常规柴油消耗因素,重点分析优化方案设计、降缓运输道路坡度对整个运输过

程节约柴油消耗的重要意义。

关键词:露天矿;卡车运输;柴油消耗

中图分类号:TD561 文献标志码:B文章编号:1671 - 9816 (2016) S1 - 0020 - 03

Affecting factors analysis on diesel consumption of transport truck in open-pit coal mine

BAI Xuerui

(Heidaigou Open-pit Mine, Shenhua Group Zhungeer Energy Co., Ltd., Ordos 010300, China)

Abstract:In the production process of the open-pit coal mine, reducing diesel oil consumption plays an important role in the cost of the coal production enterprises. This article briefly introduces the factors of conventional diesel fuel consumption in the transport process, focusing on the important significance of the optimization scheme design, the reduction of the road slope to the entire transport process to save diesel consumption.

Key words: open-pit mine; truck transport; diesel consumption

0引言

在露天矿生产成本构成中,采用单斗卡车工艺 运输物料,卡车柴油成本能够占到总成本的25%左 右,露天矿卡车柴油消耗将直接影响露天矿生产成 本的高低。露天矿运输任务主要由2部分构成,分别 是剥离物料和运输矿物质,这2大部分运输任务构 成了露天矿最主要的生产任务,也构成了露天矿最 主要的生产成本。

采用单斗卡车工艺条件下的露天矿卡车运行方 式主要包括卡车在平坦道路运行和卡车在倾斜坡道 运行。根据相关统计,卡车在平坦道路行驶距离与 卡车在坡道行驶距离大致相等,各占整个行驶过程 的50%。卡车在平坦道路运行柴油消耗主要受驾驶 员驾驶水平、道路修筑水平等因素影响,卡车在不同 坡度斜坡道运行时的燃油消耗除了受驾驶人员驾驶 水平、路面修筑情况等因素影响外,研究其他相关因

收稿日期:2016-09-25

作者简介:白雪瑞(1987—),男,内蒙古鄂尔多斯人,助理工程师,2012年毕业于内蒙古科技大学采矿工程专业,现 在神华准能黑岱沟露天煤矿生产技术部从事采矿设计工作。素影响将会对卡车柴油的管控有着重要意义。

1卡车在水平道路行驶柴油消耗分析

卡车在水平道路行驶时,卡车通过发动机提供 前进动力,一部分用于克服地面摩擦阻力,一部分用 于克服风阻。假设卡车在平坦道路匀速行驶,卡车的 驱动力与卡车所受摩擦阻力及空气阻力的和相等。在相同卡车型号、同等载重量、相同驾驶水平及相同 行驶道路的条件下,相同时间内卡车柴油消耗为定 值。所以卡车在平坦道路行驶时,影响卡车柴油消耗 主要是人为因素及道路工程质量。

良好的卡车驾驶水平对露天矿大型运输卡车柴 油消耗有着重要影响,优秀的卡车驾驶人员能够使 卡车尽量保持匀速行驶。露天矿运输卡车的经济车 速在35 km/h左右,在此车速行驶下的卡车油耗最 低。行车中应力求保持车速平稳,切忌突然加速和减 速。尽量保持卡车匀速行驶能够有效节约燃油消耗,提高卡车驾驶员驾驶水平及节约意识对降低卡车柴 油消耗有着重要意义。

提高运输道路工程质量对节约露天矿大型运输 卡车柴油消耗也能产生积极影响。露天矿生产现场

运输道路情况错综复杂,大部分路面为砂石或碎石 路面,不同的路面形态对卡车产生的阻力也不同,在 道路修筑过程中要尽量使路面保持平整,减少坑洼,这样也可以有效减少卡车在水平道路行驶过程中所 产生的柴油消耗。

表2各类汽车空气阻力系数

车辆类型空气阻力系数载重汽车、汽车列车0.003 3 ~ 0.006 7大客车0.002 7 ~ 0.002 9流线型大客车0.001 4 ~ 0.001 9

2卡车在不同坡度道路行驶柴油消耗分析

卡车在不同坡度条件下爬坡运输物料,它所克

服的阻力是不相同的,坡度越大,通过受力分析知卡

车要克服的阻力也越大。

卡车在行驶过程中,卡车的驱动力总是与卡车

的阻力保持平衡,卡车的发动机功率也总是与卡车

的阻力功率相同,卡车通过发动机做功克服行驶过

程中的阻力以保持前行。不同路面条件下滚动摩擦

阻力系数见表1。

表1不同路面条件下滚动摩擦阻力系数

地面类型/地面类型/

良好的沥青或水泥路0.010 ~ 0.018冰路面0.015 ~ 0.030

一般的沥青或水泥路0.018 ~ 0.020压紧的雪路0.030 ~ 0.050碎石路0.020 ~ 0.025卵石路面0.025 ~ 0.030

干燥土路0.025 ~ 0.035干沙路0.100 ~ 0.300

行驶力平衡方程

F q =F f+Fg+F w +Fj(1)

式中:F q为卡车驱动力;F为卡车滚动摩擦阻

力;F g卡车爬坡阻力;F w空气阻力;F j为卡车的加速

阻力。

1) 滚动摩擦阻力计算公式:

Ff= f x G(2)式中:为滚动阻力系数;G为卡车总重量。

2) 爬坡阻力。卡车爬坡行驶时,卡车重力沿坡道 方向的分力称为卡车的爬坡阻力,即

F g= G伊sina 抑G伊g

式中:G为作用于卡车的重力;琢为道路坡度

角;g为道路坡度;

3) 空气阻力。卡车在行驶过程中,空气作用于卡 车沿行驶方向的分力,称为空气阻力,其计算公式为:

Fw =2伊CiApu2

式中:C D为空气阻力系数;A为卡车迎风面积,

m2;为空气密度,一般为0.125 kgf’s^-4;为无风

时卡车的行驶速度,m/s。各类汽车空气阻力系数见

表 2。4)加速阻力。卡车加速行驶时,需要克服其质

量加速运动时产生的惯性力,称为加速阻力F。

卡车行驶时的加速阻力计算公式为:

式中:啄为卡车旋转质量换算系数;m为卡车质量,k g;^为卡车加速度,m/s2。卡车爬坡过程多数 dt

情况为匀速或减速过程,所以实际计算过程不对加

速阻力进行计算。

结合某露天煤矿降缓中部运煤通道坡度对卡车

实际柴油消耗做出具体经济技术比较。某国内大型

露天煤矿采用吊斗铲倒堆工艺对煤层上部岩石进行

剥离,受吊斗铲倒堆工艺的影响,运煤坡道布置于采

场中部,卡车通过折返运输道路将煤炭运输到端帮 破碎站,中部运煤通道承担着露天矿全部煤炭运输 任务。

通过重新设计采煤方式,将中部运煤通道垂直

段的整体加高,调整垂直段末端标高,实现垂直段与

平行段在较高水平位置的搭接,这样将形成中部运

煤通道除垂直段外其他运输道路坡度降缓的局面。

通过重新设计,原有除垂直段外其他道路坡度从 7.5豫调整到6.7%,坡度减缓0.8豫。

结合以上分析,可以求得卡车在不同坡度条件

下驱动力的大小。

选择参数:车辆滚动摩擦系数0.021,空气阻力

系数0.000 6,某矿630E型运煤卡车自质量108 t,

载重154 t,满载系数0.9;

所以卡车总质量G = (M, + M2)伊0.9

在6.7%4卩7.5%c坡度条件下卡车驱动力比例k 为:

k Ft,= Ff1+ Fj, + Fw1 + Fn

Ft2Ff2+ Fi2+ F w2 + Fj2

/?Gcos(a) + G?i

1+a

/?Gcos(a;2) + G?i

2+a ?C D.A.p?u2

?C d?A ?p?u2

= 0.917

相同路程卡车在不同坡度条件下做功W = F伊S

(下转第27页)

由此可见,根据本规划做的2015—2017年工程 位置、工程量,按照哈矿北端帮现有水平,合理压帮 水平为1 130 m。与模型计算的理论压帮高度相符。

5结论

通过模型计算以及实际工程量验证,哈尔乌素 露天煤矿北端帮经济合理压帮内排高度为135 m,根据煤层底板标高,2015—2019年,压帮内排水平 为1130 m水平。随着煤层底板标高的降低,2019 年以后压帮内排水平可降低至1 100 m水平。

参考文献:

[1]刘光伟,李鹏,李成盛,等.露天矿相邻采区间内排压

帮高度及重复剥离深度的综合优化[J].重庆大学学

报,2015,38(6)26-33.

[2]张志,刘闯,薛应东,等.相邻露天矿境界重叠区边帮

(上接第21页)

所以卡车在6.7%c坡度行驶比7.5%c坡度行驶要 少做功8.3%?,燃油消耗减少8.3%?。

某矿运煤卡车从煤层底板经过运煤斜坡道后到 达上部运输端帮路,途径端帮路(端帮路近似水平,方案前后没做改变)后到达各破碎站。通过计算,斜 坡道长度占上煤全程道路总长度的36%。

所以卡车在整个上煤过程中减少的燃油消耗Q 为 Q = (1 - K)伊 1=3.0%

通过对某矿上煤卡车柴油消耗情况统计,降缓 上煤斜坡道坡度后,预计在新中部运煤通道服务期 内能够节约柴油消耗240 t,按2016年1月某矿柴 油结算价格5 250元/t计算,预计节约上煤运输成 本126万元。

3结论

露天矿卡车运输的柴油消耗直接关系着整个露

压煤协调开采技术[J].煤炭科学技术,2013(9)97-

101.

[3 ]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州:中国矿业大学出版社,

1999.

[4]张达贤,张幼蒂.露天采矿新工艺[M].徐州:中国矿业

大学出版社,1992.

[5]中国矿业学院,露天采矿手册[M].北京:煤炭工业出

版社,1986.

[6]胳中洲,露天采矿学(上)[M].徐州:中国矿业学院出

版社,1986.

[7]杨荣新.露天采矿学[M]徐州:中国矿业大学出版

社,1990.

[8]于汝绶,习永锋.露天矿工作线长度的优化[J].中国矿

业大学学报,1986( 1).

[9]丁新启.安太堡露天煤矿的分区开采及转向接续[J].

露天采矿技术,2003 (2):5-7.

【责任编辑:解连江】

天矿成本的管控,为了有效降低卡车柴油消耗,要不

断提高卡车驾驶人员的驾驶水平及操作熟练程度,这样能够尽可能的使卡车保持匀速行驶,有效减少

燃油消耗。露天矿因该尽量提高道路施工质量,给卡

车运行提供良好的通行条件,这样也能有效降低卡

车燃油消耗。当运距优化到最大限度时,通过优化运

输道路坡度设计,在克服同等高差条件下,也能够让

卡车以经济的油耗运行。

参考文献:

[1]煤矿安全规程[S].2016.

[2]张秉荣.工程力学[M].第4版.北京:机械工业出版

社,2011.

[3]胳中洲.露天采矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,

1986.

[4]GB50197—2005煤炭工业露天矿设计规范[S].

【责任编辑:解连江】

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