Транспортные машины

УДК 
ББК 
 
 
 
 
 

 

 
 

 

 

 
Г 16 

622.68.002.5(075.8) 
39.9 
Г 16 
 
 
Издано при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям в рамках Федеральной целевой программы «Культура России» 
 
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным для взрослых»
СанПиН 1.2.1253—03, утвержденным Главным государственным санитарным врачом
России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124—94). Санитарно-эпидемиологическое заключение
Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия
человека № 77.99.60.953.Д.014367.12.09 
 

Экспертиза проведена Учебно-методическим объединением высших учебных заведений
Российской Федерации по образованию в области горного дела (письмо №51-34/6 от
10.04.2008 ) 

Рецензенты: 
• кафедра «Горные машины и горная электромеханика» Московского государственного
открытого университета (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Ю.Д. Красников); 
• д-р техн. наук, проф. Ю.А. Яхонтов (Российский государственный геологоразведочный
университет) 
 
 
Галкин В.И., Шешко Е.Е. 
Транспортные машины: Учебник для вузов. — М.: Издательство
«Горная книга», Издательство МГГУ, 2010. — 588 с.: ил. — (ГОРНОЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ) 
ISВN 978-5-98672-206-1 (в пер.) 
ISВN 978-5-7418-0645-6 
Рассмотрены вопросы теории, расчета и выбора параметров транспортного
оборудования, используемого на подземных и открытых горных предприятиях.
Описаны конструкции современных высокопроизводительных транспортных
машин цикличного и непрерывного действия. Уделено внимание вопросам перегрузки с одного вида транспорта на другой и механическому оборудованию,
применяемому на перегрузочных комплексах. Рассмотрены достижения отечественной и мировой науки и техники в области транспортных машин. 
В.И. Галкин — зав. кафедрой, д-р техн. наук, профессор; Е.Е. Шешко —

канд. техн. наук, профессор (кафедра «Горная механика и транспорт» Московского государственного горного университета). 
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Горные машины и
оборудование» направления подготовки «Технологические машины и оборудование». 
 
УДК 622.68.002.5(075.8)
ББК 39.9

© В.И. Галкин, Е.Е. Шешко, 2010 
© Издательство «Горная книга», 2010 
© Издательство МГГУ, 2010 

ISВN 978-5-98672-206-1 
ISВN 978-5-7418-0645-6 

 
© Дизайн книги. Издательство МГГУ, 
2010 

 

4 

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
 

Возрастающие из года в год потребности промышленных предпри
ятий в минеральном сырье могут быть реализованы за счет модернизации 
и технического перевооружения горных предприятий, широкого внедрения комплексной механизации и автоматизации производственных процессов при концентрации и интенсификации ведения горных работ. 

Добыча полезного ископаемого и его транспортирование до места 

отгрузки потребителю или переработки — основные процессы в технологии добычи полезного ископаемого, в связи с чем возрастают требования 
к транспортным машинам, являющимся неотъемлемой частью в цепи технологического процесса. 

Транспортные машины, работающие в горной промышленности, 

должны иметь высокую производительность, надежность, энерговооруженность и долговечность, обеспечивать бесперебойное перемещение полезного ископаемого на значительные расстояния.  

На долю транспортной составляющей в себестоимости добычи по
лезного ископаемого в среднем приходится 50 % (в глубоких карьерах 
превышает 70 %). В связи с этим уменьшение энергоемкости транспортирования, а также негативного воздействия транспорта на окружающую 
среду за счет применения инновационных разработок на стадиях проектирования и изготовления транспортных машин нового технического 
уровня позволяет снизить себестоимость транспортирования и повысить 
безопасность эксплуатации. 

Этим объясняется исключительно важная роль, которая принадле
жит транспорту в горном производстве, а курсу «Транспортные машины» 
— в системе подготовки горных инженеров-механиков. 

Цель изучения курса «Транспортные машины» — получение зна
ний в области теории, расчета и эксплуатации транспортных машин и 
комплексов горных предприятий (открытых и подземных), без которых 
невозможно эффективное применение современных высокопроизводительных транспортных средств и принятие обоснованных технических 
решений. 

В учебнике изложены последние достижения отечественной и ми
ровой науки в области теории и расчета горно-транспортных машин. 

Основоположником курса по изучению транспорта на горных пред
приятиях является академик А.М. Терпигорев, опубликовавший в 1901 г. 
книгу «Доставка». Впоследствии школу отечественного горного транспорта возглавили чл.-корр. АН СССР А.О. Спиваковский и акад. АН 
УССР Н.С. Поляков. 

В развитие теории транспортных машин для горных предприятий 

внесли большой вклад такие крупные ученые, как доктора технических 
наук, профессора А.В. Андреев, М.В. Васильев, А.В. Евневич, Б.Н. Кузнецов, М.Г. Потапов, А.А. Ренгевич, Г.И. Солод, Н.В. Тихонов, Б.В. Фадеев, Л.Г. Шахмейстер, Л.И. Чугреев, И.Г. Штокман, А.А. Кулешов, В.Г. 
Дмитриев, кандидаты технических наук, профессора И.В. Запенин, В.А. 
Дьяков, Ю.С. Пухов, кандидат технических наук М.А. Котов и многие 
другие. 

Авторы выражают глубокую признательность и благодарность ка
федре «Горные машины и горная электромеханика», заведующему кафедрой, д-ру техн. наук, проф. Ю.Д. Красникову (Московский государственный открытый университет) и д-ру техн. наук, проф. кафедры «Механизация и автоматизация горных и геологоразведочных работ» Ю.А. 
Яхонтову (Российский государственный геологоразведочный университет) за большой труд по рецензированию книги и ценные замечания. 

6 

Глава 1 
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ОСНОВЫ ТЕОРИИ  
ГОРНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН 
 
 
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КАРЬЕРНЫХ  
ТРАНСПОРТНЫХ МАШИНАХ 

1.1.1. Виды карьерных транспортных машин. 
Классификация транспортных машин 

Карьерные транспортные машины предназначены для транспорти
рования полезного ископаемого и вскрышных пород, т.е. основных грузов на карьерах. 

Наибольшее распространение получил железнодорожный, автомо
бильный и конвейерный транспорт, а также их комбинация. Применяются 
гидравлический транспорт, транспорт канатными подвесными дорогами, 
скиповые подъемные установки, кабельные краны. 

К транспортным установкам относят также оборудование, исполь
зуемое для механизации погрузочных, перегрузочных и разгрузочных работ (питатели, дозаторы, затворы и т.д.). 

Вспомогательные грузы, т.е. оборудование, запасные части, горюче
смазочные материалы, взрывчатые вещества и др., перевозятся автомобильным или железнодорожным транспортом. 

Железнодорожный транспорт предназначен для карьеров, имею
щих относительно большие размеры в плане и объемы перевозки от 20 до 

150 млн т горной массы в год, глубину разработки до 250 м, расстояние 
транспортирования 5—15 км. 

Автомобильный транспорт имеет широкую область применения 

на карьерах — от карьеров малой и средней производственной мощности 
(с грузооборотом до 15—20 млн т горной массы в год) при расстоянии 
транспортирования 1,5—3 км до крупных карьеров (70—100 млн т) при 
расстоянии транспортирования до 5 км (в отдельных случаях и более). 

Конвейерный транспорт последнее время эффективно применя
ется как на мягких горных породах (при грузооборотах 50—60 млн т в 
год и более), так и на скальных породах (при грузооборотах 20—30 млн 
т в год) при расстоянии транспортирования 4—6 км (в отдельных случаях до 20 км). 

Область эффективного применения различных видов транспорта 

весьма ориентировочная и в каждом конкретном случае рациональный 
вид (или комбинация видов) транспорта определяется экономической эффективностью и экологической целесообразностью различных вариантов. 

Простота обслуживания достигается применением одного вида 

транспорта на карьере. Однако это не всегда эффективно. Поэтому для 
транспортирования вскрышных пород часто применяется один вид 
транспорта, а полезного ископаемого — другой. Более того, в соответствии с условиями эксплуатации каждый вид горной массы на всей длине 
трассы целесообразно в ряде случаев транспортировать не одним видом 
транспорта, а двумя (или даже несколькими) с перегрузкой. В этом случае 
транспорт называют комбинированным (автомобильно-железнодорожный, автомобильно-конвейерный, автомобильно-скиповой и т.д.). 

Транспортные машины принято классифицировать по основному 

признаку ⎯ принципу действия. По этому принципу транспортные машины разделяются на машины непрерывного действия, перемещающие груз 
непрерывным потоком, и машины цикличного действия, при работе которых четко выражен цикл работы, выполняемых последовательно операций: 
погрузка горной массы в машину, движение с грузом, разгрузка и движение без груза (порожняком) к месту погрузки (далее цикл повторяется). 

К машинам непрерывного действия относятся конвейеры (всех ти
пов), гидравлические транспортные установки, некоторые виды канатных 
дорог и т.д. 
К машинам цикличного действия относят железнодорожные составы, автомобили, скиповые подъемники, кабельные краны и т.д. 

Карьерные транспортные машины имеют ряд особенностей по срав
нению с промышленными машинами. Во-первых, пункты погрузки, а 
иногда и разгрузки постоянно изменяют свое положение, перемещаясь 
вслед за фронтом горных работ. Это вызывает необходимость периодиче

ского перемещения транспортных коммуникаций (железнодорожных путей или автомобильных дорог) или оборудования (конвейерных ставов и 
др.), появляются временные передвижные коммуникации и оборудование, которые обусловливают дополнительные требования к работе машин 
на этих участках. Во-вторых, необходимость при разработке как глубинных, так и нагорных месторождений значительных уклонов трассы, которые обусловливают вид и тип транспортной машины, массу перевозимого 
груза, скорость движения и т.д. 

В-третьих, карьерный транспорт, являясь промежуточным звеном 

между процессами выемки горной массы и ее переработки или складирования, определяет организационную и параметрическую взаимосвязь 
между предыдущим (выемкой) и последующим (переработка или складирование) технологическими процессами. Это означает, что смежные технологические процессы должны быть механизированы соответствующим 
друг другу оборудованием, удовлетворять условию комплектности механизации открытых горных работ. 

Кроме того, эффективность, а иногда и возможность работы транс
портной машины на карьере определяется свойствами перевозимого груза 
и параметрами трассы. 

1.1.2. Генеральный план карьера. 
Основные принципы его проектирования. 
Обоснование расчетной трассы 

Представление об условиях движения транспортной машины внутри 

карьера и на поверхности до конечных пунктов, которыми являются отвалы, дробильно-сортировочные и дробильно-обогатительные фабрики 
(ДСФ, ДОФ), склады и т.д., дает нам схема внутрикарьерных путей, определяемая технологическими особенностями разработки, и генеральный 
план поверхности карьера. 

Генеральный план является масштабным ситуационным планом 

поверхности карьера. 

На генеральный план наносят: координатную сетку, характеристику 

рельефа местности (отметки поверхности, водные бассейны, реки, леса и 
т.д.), границы месторождения и карьерного поля, отвалы, промышленные 
площадки с основными и вспомогательными зданиями и сооружениями, 
гражданские сооружения, гражданские и промышленные транспортные 
коммуникации (железные дороги, станции, рельсовые пути, автодороги и 
т.д.), подземные и наземные сооружения и элементы благоустройства 
территории (рис. 1.1). 

Рис. 1.1. Генеральный план поверхности карьера 

10 

Генеральные планы составляют в масштабе 1:10 000, 1:5000 или 

1:2000 и ориентируют относительно стран света. На генеральном плане 
указывают розу ветров. 

Роза ветров — график, изображающий режим ветра в данной мест
ности (обычно строится по многолетним данным для месяца, сезона, года). На этом графике по 8 (или 16) румбам откладывают в выбранном 
масштабе в виде векторов значения повторяемости (% от общего числа 
наблюдений) направлений средних и максимальных скоростей ветра. 

На размещение объектов поверхностного комплекса оказывают 

влияние технология ведения горных работ, кондиции и сортность полезного ископаемого, режим горных работ, производственная мощность 
карьера, рельеф местности, ценность земель и т.д. 

Анализ проектных решений и фактических данных карьеров пока
зал, что основными затратами, определяющими экономичность размещения объектов поверхности являются транспортные, величина которых 
достигает 70—80 %. 

С этой точки зрения эффективным является максимальное прибли
жение объектов к карьеру, что ограничивается рядом факторов. 

Во-первых, это положение предельных контуров карьеров, а также 

срок службы сооружений, так как в общем случае объекты поверхностного комплекса не следует располагать над залежами полезных ископаемых 
(кроме особо обоснованных случаев) и они должны быть удалены не менее чем на 300—500 м от участков взрывных работ. 

Вместе с тем многие карьеры имеют значительный срок службы, 

контуры их приходят в конечное состояние через 25—30 лет или в связи с 
доразведкой месторождений и реконструкцией предприятия предельные 
контуры меняют свое положение (в сторону расширения) несколько раз в 
течение срока службы карьера. 

В этом случае расположение объектов за пределами конечных кон
туров часто значительно увеличивает длину транспортирования, а приближение к карьеру обусловливает последующий перенос их на новое 
место, следовательно, и дополнительные затраты. Анализ фактического 
размещения объектов на ряде предприятий показывает, что в некоторых 
случаях экономия от сокращения расстояния транспортирования в первые 
годы эксплуатации превышает затраты на перенос объектов. 

Во-вторых, необходимо обеспечить минимальный объем земляных 

работ при проведении транспортных коммуникаций, планировании промышленных площадок и других объектов. 

При выборе строительной площадки карьера необходимо учиты
вать, что рельеф местности должен быть ровным, уклон к границам площадки не должен превышать 10 ‰. Грунты должны быть устойчивыми 

(соответствовать нагрузкам проектируемых сооружений), уровень грунтовых вод должен быть низким, исключающим устройство специальных 
сооружений и проведение сложных дренажных и гидроизоляционных работ. Площадка не должна затопляться паводковыми водами. 

В-третьих, следует учитывать ориентацию элементов поверхностно
го комплекса относительно внешних транспортных сетей (магистральных 
железных дорог, автодорог для вывоза полезного ископаемого и т.д.). 

В-четвертых, одним из важных факторов при размещении объектов 

поверхности является учет биологической ценности земель. Объекты поверхностного комплекса, особенно занимающие значительные по объему 
площади (отвалы, склады, промышленные площадки), стремятся не располагать на ценных сельскохозяйственных землях. 

В практике открытых горных работ некоторые месторождения раз
рабатываются группой карьеров. При этом карьеры удалены друг от друга на расстояние 5—10 км, реже 10—20 км и более. В этих условиях целесообразно создание общих для нескольких карьеров поверхностных сооружений (отвалов, дробильно-сортировочных и обогатительных фабрик, 
вспомогательных комплексов), что позволяет сократить затраты, а значит, 
повысить эффективность открытых разработок. Месторасположение этого общего объекта должно выбираться исходя из производственной мощности отдельных объектов (обратно пропорционально грузопотокам). 

В-пятых, при расположении промышленной площадки необходимо 

учитывать ее тип и назначение. Если промышленная площадка включает 
в себя дробильно-обогатительную, дробильно-сортировочную фабрики 
(ДОФ, ДСФ), склады полезного ископаемого, ремонтные комплексы, административно-бытовой комбинат и вспомогательные сооружения, расположение ее должно главным образом удовлетворять транспортным 
требованиям. 

При промышленной площадке с ремонтной базой, административ
но-бытовым комбинатом и комплексом вспомогательных сооружений 
предпочтение отдается удобству санитарно-бытового обслуживания трудящихся. 

Во всех случаях для уменьшения размеров промышленной площад
ки и протяженности транспортных и инженерных коммуникаций следует 
стремиться к блочному расположению производственных зданий и сооружений, что позволяет снизить их стоимость. 

Наиболее характерными блоками можно считать следующие. 
1. Блок ремонтного хозяйства, включающий в себя механические и 

электромеханические мастерские. 

2. Блок складского хозяйства, включающий в себя склады запасных 

частей, материалов и оборудования.