Перевозка карьерных грузов железнодорожным транспортом

Общие сведения. Железнодорожный транспорт на современных карьерах получил преимущественное распространение. Этому способствовали такие его достоинства, как возможность использования и сравнительно небольшой расход различных видов энергии, высокая прочность и относительно большой срок службы подвижного состава, возможность транспортирования горной массы на значительные расстояния, независимость работы от климатических условий и т. д.

Вместе с тем эксплуатация железнодорожного транспорта связана с большой длиной и большим объемом наклонных траншей, большой протяженностью фронта работ на уступе и значительными (более 100 м) радиусами кривых, большими капитальными затратами, сложной схемой путевого развития в карьере, на поверхности и на отвалах. Для увеличения преодолеваемых уклонов и сокращения объемов наклонных капитальных траншей применяются моторные думпкары (вагоны-самосвалы, оборудованные тяговыми электродвигателями). Увеличение сцепного веса моторных думпкаров позволяет преодолевать подъемы, достигающие 100 °/_оо.

Отечественная промышленность выпускает думпкары 4ВС-50, 5ВС-60, ВС-100, ВС-105, ВС-140. На ряде карьеров проходят промышленные испытания думпкары ВС-180 (вагон-самосвал грузоподъемностью 180 т).

Основными параметрами карьерных вагонов являются: грузоподъемность, вместимость кузова, коэффициент тары, число осей, давление на ось, нагрузка на 1 м пути, радиус вписывания в кривые и линейные размеры.

Для эффективной работы экскаваторов, а также для обеспечения прочности и правильной загрузки вместимость кузова вагона V должна быть в 4 – 6 раз больше емкости ковша экскаватора E.

В качестве локомотивов на карьерах применяют электровозы, тепловозы.

Сцепной вес локомотива — часть его веса, приходящаяся на движущие оси. Сцепной вес, мощность, сила тяги, назначение осей и давление на ось являются главными характеристиками локомотивов.

Электровозы EL-2 и EL-1 выпускаются предприятиями ГДР, 13Е-1 и 21 Е-1 – предприятиями ЧССР. В настоящее время на крупных карьерах наиболее распространены электровозы постоянного тока.

Отечественной промышленностью выпускаются следующие тепловозы: ТГМ-3, ТЭМ-1, ТЭМ-2 и ТЭ-3.

Преимуществом тепловозов перед электровозами является независимость от источников питания, что особо важно для забойных и отвальных путей, перемещающихся в процессе работы.

Основным параметром железнодорожного пути является ширина колеи. Колея в плане состоит из прямолинейных и криволинейных, а в профиле – из горизонтальных и наклонных участков.

На карьерах принята стандартная для всех путей колея шириной 1524 мм. На карьерах с небольшим грузооборотом может применяться колея шириной 750 мм, иногда 900 и 1000 мм.

Нормальный радиус закругления для колеи шириной 1524 мм равен 200 м.

Пропускная и провозная способность карьерных железных дорог. Пропускная способность железных дорог характеризуется наибольшим числом поездов, которое может быть пропущено в обоих направлениях по участку пути в единицу времени (час, смену, сутки). Количество груза, перевезенное в единицу времени данным числом поездов, определяет – провозную способность карьерных железных дорог.

При проектировании карьеров схемы путевого развития рассчитывают по пропускной и провозной способностям и выбирают ту из них, которая удовлетворяет заданной величине грузооборота карьера. Грузооборот карьера — количество груза, вывозимое из карьера в единицу времени.

Пропускная и провозная способности рассчитываются для перегонов главных путей, для путей на уступе, для станций и для траншейных путей.

Обычно определенному участку карьерных железных дорог соответствует наименьшая (в сравнении с другими участками) пропускная способность. Этот участок дороги (перегон) носит название ограничивающего. Чаще всего в карьере им является участок пути в капитальной траншее, так как здесь сосредоточиваются грузы со всех уступов.

Провозная способность карьерных железных дорог рассчитывается по пропускной способности ограничивающего перегона.

Количество горной массы (в т или м³), фактически вывезенное железнодорожным транспортом в единицу времени, соответствует эксплуатационной производительности локомотивосостава.

Путевое развитие и обмен поездов. Организация движения поездов. Развитие сети карьерных железных дорог зависит в первую очередь от формы и глубины залегания полезного ископаемого, рельефа местности, мощности и числа грузопотоков, способа вскрытия и системы разработки и других факторов.

В зависимости от места расположения и назначения различают забойные и отвальные (временные пути) соединительные пути, связывающие пути на уступах и на отвалах с путями в капитальных траншеях, пути капитальных траншей и магистральные пути, соединяющие карьер с путями МПС (рис. 5.1).

Для обеспечения безопасного движения поездов и увеличения их пропускной и провозной способности сеть карьерных железных дорог с помощью раздельных пунктов разбивается на перегоны.

Данные перегоны могут разделяться с помощью светофоров или семафоров на блок-участки.

Раздельные пункты служат не только для разделения сети дорог на перегоны, но и для обмена поездов (станции, разъезды) или для изменения направления и интенсивности движения (путевые посты).

Схема путевого развития породной станции приведена на рис. 5.2.

Назначение разъездов — скрещение и обгон поездов, обмен поездов в забоях и на отвалах. Разъезды, служащие для обмена поездов, называются обменными пунктами (ОП). Конструкция простейшего разъезда и его параметры приведены на рис. 5.3.

Обмен поездов на уступах зависит от схемы движения (сквозное, тупиковое), числа работающих экскаваторов и транспортных выходов и длины фронта работ уступа. На рис. 5.4 приведены схемы путевого развития на уступе при одном работающем экскаваторе и сквозной (рис. 5.4, а) и тупиковой (рис. 5.4, б) схемах движения. Показателем, характеризующим эффективность схемы путевого развития на уступе, является коэффициент обеспечения забоя порожняком.

Состав и технология путевых работ. В состав путевых работ входят возведение и планировка земляного полотна, укладка и перемещение путей, балластировка и очистка шпальных ящиков, текущее содержание и ремонт пути, а также работы, связанные с монтажом и текущим содержанием контактной сети. Наиболее трудоемкие из путевых работ — текущее содержание и перемещение временных путей в забоях и на отвалах.

Важным этапом механизации путевых работ на карьерах является применение звеносборочных агрегатов и последующая укладка рельсошпальных решеток с помощью путеукладочных кранов, рельсоукладчиков для укладки отдельных элементов звеньев, тракторных путеукладчиков, а также путеукладочных поездов.

Комплекс работ по балластировке путей выполняется с помощью вагонов-дозаторов и средств малой механизации: специальных балластировщиков; путепередвигателей цикличного действия; гидравлических тракторных дозировщиков и путеподъемников; специальных рихтовочных машин; электрических и самоходных шпалоподбивочных машин.

Перенос временных путей и их укладка на новую трассу могут осуществляться без разборки на звенья непрерывно или циклически с помощью специальных путепередвигателей или отдельными звеньями с помощью одноковшовых экскаваторов или кранов. Цикличная передвижка путей на карьерах осуществляется с помощью путепередвигателей ПП-3, ПУ-25, ПУ-26 и ПУ-30. Обычно шаг передвижки составляет 2,5 – 4 м.

На карьерах с мягкими породами при использовании на выемке многоковшовых цепных экскаваторов применяются путепередвига-тели непрерывного действия (ПНД-1 и др.) и турнодозеры (на базе тракторов Т-100, Т-140, Т-180 и др.).

Широкое распространение на карьерах получила крановая переукладка железнодорожных путей. Шаг переукладки пути не превышает радиуса действия крана.

В состав текущего содержания пути входят работы по проверке и очистке пути и путевых устройств, канав и кюветов, смену вышедших из строя шпал, рельсов и др.

В зимнее время на карьерах производятся работы по снегозащите и снегоочистке железнодорожного пути.