Погрузка и выгрузка навалочных и сыпучих грузов

Лекция№ 10 Технология погрузки и выгрузки сыпучих и кусковых грузов

Цель лекции:Изучение транспортных характеристик грузов и технологии погрузки и выгрузки сыпучих и кусковых грузов.

Основные транспортные характеристики насыпных и навалочных грузов

Основными общими свойствами насыпных и навалочных грузов, влияющими на технологию и технические средства перевозок и хранения являются сыпучесть, гранулометрический состав, смерзаемость, слеживаемость, сводообразование и т.п. Кроме этого, отдельные группы и виды насыпных грузов имеют такие ярко выраженные специфические свойства, как самовозгорание, взрывоопасность, коррозийность, токсичность, абразивность и другие.

Сыпучесть— способность насыпных и навалочных грузов перемещаться под действием силы тяжести, внешних динамических воздействий и внутренних сил трения и сцепления отдельных частиц.

Гранулометрический состав характеризует процентное содержание частиц груза, линейные размеры которых находятся в определенных интервалах, и выявляется методом ситового анализа пробы груза. По размерам отдельных кусков или частиц различают восемь категорий грузов (табл. 10.1).

Таблица 10.1

При использовании в производстве, а также при выполнении погрузочно-разгрузочных работ и транспортировании грузов важна их однородность по крупности, которая достигается сортировкой частиц груза и характеризуется коэффициентом однородности К₀ Этот коэффициент определяется отношением К_од=d_max/d_min , где d_max и d_min соответственно размеры максимальной и минимальной частиц груза. Если величина К_од≤2.5, груз называется сортированным, при — несортированным или К_од2.5 рядовым. Крупность и однородность грузов учитываются при выборе параметров рабочих органов подъемно-транспортного оборудования, в свою очередь максимально допустимые размеры кусков должны соответствовать принятому оборудованию.

Объемная (насыпная) масса груза р характеризует массу единицы его объема в естественном состоянии, с учетом существующих между частицами груза пустот. Эта величина устанавливается опытным путем, когда груз осторожно насыпают в мерную емкость (в отдельных случаях в качестве мерной емкости можно использовать полувагон) и сразу определяют его массу. По объемной массе насыпные грузы делятся на:

-легкие— до 600 кг/м³ (торф, древесные опилки),

-средние 600—1100 кг/м³ (каменный уголь, шлак),

-тяжелые — 1100-2000 кг/м³ (песок, гравий),

-весьма тяжелые — более 2000 кг/м³ (руда, камень).

Влажность является одной из важнейших характеристик насыпных грузов и определяется гранулометрическим составом, способом добычи и обогащения, условиями хранения. Чем больше в грузе мелких фракций, тем выше может быть его влажность. Повышенной влажностью отличаются грузы, извлекаемые из земных недр гидравлическим способом или прошедшие обогащение путем вымывания водой посторонних примесей.

Для насыпных грузов различают: фактическую влажность (влажность в момент ее определения); кондиционную, установленную ГОСТами, при которой груз сохраняет свои качественные показатели; влажность безопасную в отношении смерзаемости. Повышение влажности груза выше кондиционной приводит к потере качества, а выше безопасной — к усилению таких свойств, как слеживаемость, смерзание, липкость и сводообразование, что, в свою очередь, вызывает повышение трудоем­кости и продолжительности грузовых операций.

Слеживаемость — свойство насыпных грузов терять сыпучесть при длительном хранении и в процессе перевозки. На слеживаемость оказывают влияние физико-химические свойства самого груза, влажность, режимы хранения, климатические условия. К слеживающимся грузам относятся цемент, глина, известь, сода и др. При выгрузке таких грузов необходимо восстанавливать их сыпучесть, что требует значительных затрат материальных средств и трудовых ресурсов.

Сводообразование — явление самопроизвольного возникновения сводов из частиц навалочных и насыпных грузов над выпускными отверстиями бункеров, силосов, воронок. Это явление зависит от гранулометрического состава, формы кусков, влажности, слеживаемости и других свойств груза. Сводообразование препятствует свободному истечению грузов при производстве разгрузочных работ из полувагонов и хопперов.

Большое значение при выполнении погрузочно-разгрузочных работ с пылевидными грузами, размеры отдельных частиц которых составляют 4 мм и менее, имеют такие специфические свойства как аутогезия и адгезия.

Аутогезия — взаимодействие соприкасающихся пылевидных частиц между собой, которое препятствует их разъединению и способствует полному и быстрому освобождению различных бункеров, специализированных вагонов от таких грузов, как рудные концентраты, цемент, минеральные удобрения и др.

Адгезия — это взаимодействие пылевидных частиц, с твердой поверхностью микроскопических тел стенок бункеров, рабочих органов технологических аппаратов, задерживающее свободное истечение пылевидных грузов — происходит налипание на стенки бункеров.

Смерзаемость— свойство грузов смерзаться при низкой температуре в крупные глыбы или монолит, трудно поддающиеся разрушению. Для каждого груза установлены пределы безопасной влажности, при которых смерзаемость исключается; в противном случае необходимо применять средства профилактики при погрузке или восстанавливать сыпучесть при выгрузке. В зависимости от толщины смерзшегося слоя h и высоты груза в вагоне H_гр различают следующие степени смерзания:

• примерзание к стенкам и днищу полувагона, h ≤≤ 50 мм;

• частичное смерзание, 50 ≤ h ≤ H_гр/2;

• полное смерзание, h = H_гр/2, температура ядра груза равна темпе­ратуре замерзания;

• дальнейшее промерзание монолита, температура ядра — ниже тем­пературы замерзания.

Выгрузка примерзшего груза и особенно смерзшегося в трех последних стадиях представляет значительные трудности: производительность при этом снижается в 10-15 раз, увеличиваются простои вагонов, требуются специальные машины и устройства для восстановления сыпучести.

Смерзаемость насыпных грузов зависит от гранулометрического состава, влажности груза, температуры окружающего воздуха, продолжительности перевозки, тепловых характеристик груза.

Наиболее подвержены смерзанию грузы мелких фракций (измельченные и пылевидные), грузы более крупных фракций смерзаются меньше.

Вне зависимости от типа подвижного состава, обязанность по его загрузке лежит на грузоотправителе. При погрузке недопустимо перемещение груза над кабиной. Водителю запрещается находиться в кабине во время погрузки. При загрузке учитывается допустимый объем шапки груза – его объема над бортами. При определении объема шапки принимается во внимание форма и объема кузова, его ширина и угол естественного откоса в движении. Погрузка осуществляется до полного использования либо грузоподъемности, либо вместимости плюс «шапка». Время погрузки автомобиля зависит от продолжительности цикла экскаватора, количества ковшей, необходимых для полной загрузки автомобиля.

Для сокращения времени погрузки желательно добиться кратности вместимости ковша грузоподъемности. Ориентировочно для автосамосвалов время простоя под погрузкой (разгрузкой) устанавливается из расчета 1 минуты на каждую тонну. Это время увеличивается до трех раз при погрузке (разгрузке) вязких грузов (строительный раствор, глина, бетон, навоз).

Вес груза в ковше за один цикл не должен превышать 1/3 грузоподъемности транспортного средства. Ковш должен находиться на высоте не более 1 м от днища кузова автомобиля (для уменьшения динамической нагрузки на шасси при ссыпании груза). Допускается только механизированная погрузка навалочных и насыпных грузов. Рекомендуется соблюдать следующие соотношения между грузоподъемностью ковша и автомобиля:

• мягкий грунт – 3

• смерзшийся или тяжелый грунт – 4

• скальный грунт – 5.

При разгрузке ковша вместимости большей, чем 1/3 объема кузова, рама автомобиля, его рессоры и шины испытывают существенную нагрузку, которая приводит к ускоренному износу и даже поломке рам и рессор. На практике не всегда удается добиться кратности числа ковшей грузовместимости кузова, что приводит либо к недоиспользованию грузоподъемности, либо к ее превышению.

Время маневрирования подвижного состава на погрузо-разгрузочной площадке зависит от взаиморасположения экскаватора и автомобиля, организации движения автомобилей (сквозное или тупиковое, в последнем случае автомобиль подается к месту погрузки задним ходом). Расположение экскаватора определяется ходом земляных работ. Он может находиться с транспортным средством на одном уровне, выше или ниже.

Для повышения производительности подвижного состава и погрузчика (экскаватора) составляется график их совместной работы, определяется порядок смены автомобилей у экскаватора. Водителей необходимо заранее предупредить о состоянии подъездных путей, организации движения в пунктах погрузки, ознакомить с схемой работы экскаваторов.

Грузополучатель обязан очистить кузов автомобиля от остатков груза после выгрузки (допускается по договору перевозки или организации перевозки, чтобы такой очисткой занимался перевозчик). Кузов подлежит очистке грузоотправителем, если перевозчик по договору перевозки (организации перевозки) освобожден от обязанности сдавать груз (перевозка грунта в отвал, снега и прочих навалочных и насыпных грузов, по которым не ведется складского учета).

Чтобы грунт не прилипал к днищу, кузов перед загрузкой посыпается шлаком, золой, опилками, известью, мелким песком, поваренной солью и т.п., либо опрыскивают соляным раствором. В холодное время года при низких температурах (до – 20 градусов) кузов может обмазываться раствором хлористого кальция, который хорошо пристает к металлу и быстро твердеет при низких температурах. Последнее обеспечивает достаточно хорошее скольжение грунта при разгрузке, полную очистку кузова.

Перевозчик с грузоотправителем совместно в договоре перевозки (организации перевозки) устанавливают порядок оповещения водителя о подаче автомобиля под погрузку, способы обозначения места его постановки под погрузку. Прием навалочных и насыпных грузов у отправителя и их сдача получателю при наличии автомобильных весов осуществляется перевозчиком по весу. При отсутствии таковых весов – по соглашению между перевозчиком и грузоотправителем расчетным путем, по обмер и объемному весу или условно.

Сдача навалочных и насыпных грузов получателю, если они прибыли в исправном подвижном составе, без признаков недостачи, осуществляется перевозчиком без проверки веса, если автомобильных весов нет. При перевозках навалом или насыпью грузов нетоварного характера (грунта в отвал, снега) перевозчик по условию договора может быть избавлен от обязанности сдавать груз получателю. Перевозка однородного груза от одного грузоотправителя в адрес одного грузополучателя оформляется одной товарно-транспортной накладной, одним актом взвешивания или замера

Выгрузка – сыпучего груза

Для погрузки и выгрузки сыпучих грузов используются комплексные механизированные бригады Эти бригады, как правило, имеют один или два автокрана грузоподъемностью от 6 до 16 Т, грузовую бортовую автомашину с прицепом-платформой, на прицепе находится электропогрузчик, оборудованный бульдозерно-грейферным захватом для выгрузки сыпучих грузов из крытых вагонов и запасная аккумуляторная батарея. При погрузке сыпучих грузов из бункеров, транспортерами и экскаваторами пребывание грузчиков в кузове для разравнивания груза запрещено. При выгрузке сыпучих грузов ( земли, песка, снега) под откос автомобиль нужно устанавливать не ближе 1 м от края откоса. Помимо обычных и комплексных бригад в механизированной дистанции создаются при необходимости передвижные бригады для выполнения разовых работ на небольших станциях, если имеющаяся на станции техника не позволяет выполнить работу в установленные сроки. Обычно эти бригады оснащаются автомобильными кранами, автопогрузчиком, автомобилями и при необходимости электропогрузчиком для выгрузки сыпучих грузов из вагонов. Радиус обслуживания такой бригады составляет 25 - 30 км, а при оснащении бригады автофургонами для перевозки грузчиков радиус достигает 70 км. При погрузке грузов навалом автомобили устанавливают так, чтобы центр кузова находился под центром отверстия бункера или под сбрасывающим концом транспортера. При погрузке сыпучих грузов из бункеров транспортерами и экскаваторами пребывание грузчиков в кузове для разравнивания груза запрещено. При выгрузке сыпучих грузов ( земли, песка, снега) под откос автомобиль нужно устанавливать не ближе 1 м от края откоса. Электрогидравлический грейфер ГЭГ-1. Внутри корпуса грейферов ГЭГ-1 и ГЭГ-2 смонтирован улектро-гидравлический привод, состоящий из электродвигателя и насоса НШ-32Д. Вибрационный моторный грейфер ( рис. 50) емкостью 2 Л13 разрабатывается ЦНИИ МПС. На рис. 51 показана схема выгрузки сыпучих грузов с платформ при помощи крана на железнодорожном ходу, оборудованного канатным грейфером емкостью 1 5 м3, и погрузки на автомобили тракторным погрузчиком. Производительность обратной лопаты примерно на 20 % меньше, чем у прямой при той же вместимости ковша. Простое разгрузочное устройство, применяемое для выгрузки сыпучих грузов ( песка, зерна и др.) из крытых вагонов. Разгрузочные установки применяются инерционного, скребкового и опрокидывающего типов. Принцип действия инерционной разгрузочной установки ЦНИИ МПС, предназначенной для выгрузки сыпучих материалов из крытых железнодорожных вагонов, основан на использовании сил инерции, возникающих в частицах материала при качании вагона на специальной платформе. Производительность установки 300 - 360 т / ч; грузоподъемность 80 т; угол наклона платформы 10; мощность электродвигателей 103 кет. Разгрузочная установка скребкового типа Т-182 А предназначена для выгрузки сыпучих грузов из платформ. Она состоит из рамы, привода и цепной передачи, сообщающей поступательно-возвратное движение штанге-скребку. Выгрузка производится скребком, который перемещается поперек платформы и сгружает с нее материал по обе стороны в бункер. Разгрузочные установки опрокидывающего типа разделяются на автомобилеопрокидыва-тели передвижные и стационарные, применяемые для выгрузки грузов из бортовых автомобилей и прицепов, платформоопроки-дыватели и вагоноопрокидыватели боковые, торцовые и комбинированные. Для восстановления сыпучести смерзшихся грузов, при их выгрузке из подвижного состава, применяются различные рыхлительные установки: вибраторы - при слежавшихся и слабосмерзшихся грузах, виброрыхлители - при сильно смерзшихся грузах и бурорыхлители - при очень сильно смерзшихся грузах. В последние годы на штабелевочно-погрузочных работах широко применяют погрузчики-штабелеры. На погрузке лесоматериалов в вагоны занято 2 человека - машинист и грузчик. Грузчик устанавливает стойки и закрепляет лесоматериалы в вагоне. При замене гидравлического клещевого захвата для лесоматериалов на грейфер - для сыпучих грузов погрузчик-штабелер успешно используется на погрузке и выгрузке сыпучих грузов и на строительстве. К основным недостаткам применения повышенных путей относится их высокая стоимость, необходимость дополнительного оборудования для уборки и штабелирования грузов, неполная выгрузка влажных грузов, зависающих на хребтовых и поперечных балках полувагонов, и особенно неудобства, связанные с открыванием и закрыванием люков и, так называемой, зачисткой габарита. После открывания люков полувагонов с мостков, укрепленных на вспомогательной ферме крана, и высыпания основной массы груза на верхний обвязочный брус полувагона опускают вибратор конструкции ЦНИИ МПС. Действие вибратора передается на раму и сгенки полувагона и тем самым обеспечивается его зачистка от остатков груза. Люки полувагона закрываются при помощи лю-коподъемников, смонтированных на мостках. Кран оборудован также виброгрейфером, который используется для выгрузки навалочных сыпучих грузов с платформ, а также для погрузки автомашин из отвалов повышенного пути.

Навалочные грузы.

Навалочные грузы и грузы, которые по гранулометрическому составу не могут быть отнесены к насыпным представляются к погрузке и перевозке без счета мест (штук) повагонными отправками в непакетированном виде. Если количество мест груза, предъявляемого к перевозке навалом в одном вагоне не превышает 1000 штук и грузовые места не могут быть сформированы в транспортные пакеты, то такие грузы по желанию отправителя могут предъявляться к перевозке с указанием количества мест.

Навалочные грузы в зависимости от транспортной характеристики и специфических свойств делятся на две подгруппы:

• * промышленные грузы не требующие защиты от атмосферных осадков и не относящиеся по своему фракционному составу к насыпным грузам (бой и лом камней, кирпича, огнеупоров, брикеты буроугольные, торфяные, из стальной стружки и др.) перевозятся в цельнометаллических полувагонах с люками, на платформах, в полувагонах с глухим дном, если у получателя имеются соответствующие средства выгрузки;

• * сельскохозяйственные грузы, требующие защиты от атмосферных осадков (бахчевые культуры, овощные культуры), перевозятся в крытых вагонах; сахарная свекла -- в полувагонах.

По ряду наиболее общих свойств насыпные и навалочные грузы в зависимости от своих физико-химических свойств, объемно-массовых характеристик, а также от способов добычи, переработки, перевозки, хранения можно объединить в следующие укрупненные группы грузов:

* топливо твердое минеральное;

* руды и рудные концентраты;

* минерально-строительные материалы;

* минеральные удобрения и минеральное сырье;

сзерновые грузы и продукты их переработки, овощные и бахчевые культуры;

* продукция лесной и лесоперерабатывающей промышленности;

* металлы в чушках и в других формах непакетированные; металлолом мелких фракций и брикетированный.

Погрузка и выгрузка навалочных и сыпучих грузов производится, как правило, механизированным способом.

При погрузочно-разгрузочных работах навалочные и сыпучие грузы следует выбирать без подкопа. Запрещается нахождение рабочих на штабелях грузов, кроме того, на сыпучих грузах в полувагоне при открытых люках или в момент их открытия, а также опускание работающих внутрь вагонов хоппер-дозаторов или цементовозов для рыхления или восстановления сыпучести грузов.

При погрузке и выгрузке грейфер на груз следует опускать плавно с подтормаживанием. Погрузка и выгрузка навалочных и сыпучих грузов боросом не допускается.

Во избежание осыпания груза на подкрановые пути необходимо устанавливать подпорные стенки.

Перед погрузкой и выгрузкой смерзшихся и слежавшихся грузов должна быть восстановлена их сыпучесть.

При рыхлении смерзшихся грузов электродвигатель виброрыхлителя необходимо включать только после того, как рама виброрыхлителя установлена на борта полувагона, а подъемный трос ослаблен.

Запрещается:

• - восстановление сыпучести грузов в вагонах соударением таких вагонов с другими вагонами или стационарными устройствами, разбивание груза грузозахватными устройствами, применение для рыхления взрыва, а также оттаивание груза открытым пламенем;

• - не допускается выгрузка смерзшихся грузов проталкиванием их в проемы люков грейферами и другими грузозахватными устройствами;

• - выгрузка сыпучих грузов с платформ бульдозером с заездом его па пол платформы;

• - открытие и закрытие крышек люков полувагонов с применением тракторов, погрузчиков, лебедок, кранов и другой техники.

При разгрузке сыпучих и навалочных грузов из полувагонов на повышенных путях крышки люков должны открываться поочередно с обеих сторон полувагона с помощью специальных багров, легких ломиков или кувалд массой не более 5 кг, а также с применением подъемников крышек люков. Не допускается нахождение людей в полувагоне при открывании люков.

Вновь строящиеся и реконструируемые повышенные пути для разгрузки навалочных и сыпучих грузов из полувагонов, расположенные на высоте более 2,5 м, должны быть оборудованы специальными мостиками или другими приспособлениями для открывания люков.

При открытии и закрытии крышек люков полувагонов работа людей и техники в одной зоне запрещается.

При выгрузке навалочных и сыпучих грузов из вагонов с использованием средств малой механизации должны применяться сходни (трапы) шириной не менее 1 м. Сходни должны крепиться неподвижно.

К обслуживанию вагонов-самосвалов (думпкаров) при погрузке и выгрузке должны допускаться лица, прошедшие специальную подготовку, практическую стажировку и инструктаж по безопасности труда, а также проверку знаний по охране труда в установленном порядке.

Во избежание несчастных случаев и аварийных ситуаций при погрузке и выгрузке вагонов-самосвалов не допускается:

• - разгрузка вагона, груз которого смерзся в одну глыбу;

• - использование экскаваторов, кранов с грейферами и других подобных устройств для рыхления и стаскивания смерзшегося и прилипшего груза;

• - производить очистку кузова от примерзшей или прилипшей породы ковшом экскаватора;

• - нахождение работающих вблизи вагона или на переходной

площадке при погрузке и разгрузке.

Зачистка вагонов осуществляется только после их освобождения от груза.

При зачистке полувагонов от остатков груза с применением вибраторов машинист мостового или козлового крана должен иметь полный обзор внутренней части очищаемого вагона.

Запрещается нахождение людей в полувагоне при механизированной зачистке.

При выгрузке навалочных и сыпучих грузов и зачистке полувагонов от остатков этих грузов с использованием вибрационных машин работа какой-либо другой техники в этой зоне не допускается.