塞拉利昂礦區(qū)鐵路礦石裝車(chē)站布置方案

李方豫

塞拉利昂礦區(qū)鐵路礦石裝車(chē)站布置方案

李方豫

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司工程咨詢(xún)公司,天津 300142)

當(dāng)?shù)V山開(kāi)采采用鐵路運(yùn)輸時(shí),需設(shè)鐵路裝車(chē)站;鐵路裝車(chē)站的布置形式多樣,需結(jié)合裝車(chē)工藝、車(chē)站地形、礦區(qū)規(guī)劃及運(yùn)量采用合適的方式。以塞拉利昂鐵路礦石裝車(chē)站為例,在滿(mǎn)足運(yùn)量、礦區(qū)規(guī)劃,地形條件前提下,分析不同裝車(chē)工藝下的車(chē)站布置形式,并分析各裝車(chē)工藝、布置形式的大致作業(yè)流程及優(yōu)缺點(diǎn),最后初步建議采用集中裝車(chē)方案下的定量裝車(chē)設(shè)備工藝環(huán)形布置方案。

裝車(chē)設(shè)備;裝車(chē)線(xiàn);車(chē)站布置

在中長(zhǎng)距離運(yùn)輸中,鐵路運(yùn)輸具有運(yùn)量大、運(yùn)費(fèi)低、速度快等優(yōu)點(diǎn)。礦山一般深入內(nèi)陸,距離目的地或海港等轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)較遠(yuǎn),煤、鐵礦石等礦類(lèi)運(yùn)輸大多采用鐵路運(yùn)輸。當(dāng)?shù)V類(lèi)運(yùn)輸采用鐵路時(shí),在礦山選礦廠附近應(yīng)設(shè)鐵路裝車(chē)站。鐵路裝車(chē)站的布置形式多樣,與地形、裝車(chē)工藝、運(yùn)量等因素有關(guān),有環(huán)形布置[1,2],盡端折返式[3,4]等布置形式。研究該布置形式對(duì)于降低鐵路投資、提高裝車(chē)效率具有重要意義,以塞拉利昂鐵礦石鐵路專(zhuān)用線(xiàn)裝車(chē)站的研究為基礎(chǔ),探討裝車(chē)站布置的若干形式。

1 概況

慶華集團(tuán)塞拉利昂馬布拉卡至蘇利馬礦區(qū)鐵路位于塞拉利昂北方省南部和南方省中部地區(qū),該鐵路主要用于運(yùn)輸鐵礦石。線(xiàn)路起點(diǎn)位于潘帕河西側(cè)唐卡里里礦區(qū),設(shè)唐卡里里裝車(chē)站,經(jīng)拜依馬、博城、納亞葛萊洪、普杰洪、巴奧馬,到達(dá)大西洋海邊,設(shè)普杰洪港前站,線(xiàn)路長(zhǎng)度約220 km[5]。

總運(yùn)量近期為1 500萬(wàn)t,遠(yuǎn)期為3 000萬(wàn)t。北方礦已探明儲(chǔ)量礦山有5號(hào)礦、6號(hào)礦,兩礦體相距約10 km,6號(hào)礦為高品位礦,儲(chǔ)量約1 000萬(wàn)t,先期開(kāi)發(fā);5號(hào)礦為精礦,儲(chǔ)量約700萬(wàn)t,后期開(kāi)發(fā)。

主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下。

速度:客運(yùn)120 km/h、貨運(yùn)80 km/h;軌距: 1 435 mm;正線(xiàn)數(shù)目:單線(xiàn);最小曲線(xiàn)半徑:800 m;限制坡度:4/12‰;牽引種類(lèi):內(nèi)燃;機(jī)車(chē)類(lèi)型:HXN系列;牽引質(zhì)量:10 000 t;到發(fā)線(xiàn)有效長(zhǎng)度:1 400 m;閉塞類(lèi)型:半自動(dòng)閉塞;軸重:250 kN。

列車(chē)推薦采用萬(wàn)t列車(chē)。礦區(qū)站唐卡里里裝車(chē)站的貨物列車(chē)對(duì)數(shù)如表1所示。

表1列車(chē)對(duì)數(shù)中,直達(dá)列車(chē)運(yùn)輸鐵礦石,區(qū)段列車(chē)牽引質(zhì)量5 000 t,運(yùn)送生產(chǎn)生活材料和燃料油。北部礦區(qū)到達(dá)港口總運(yùn)煤列車(chē)初期4對(duì),遠(yuǎn)期10對(duì);生產(chǎn)生活物資和燃料油列車(chē)初期1對(duì),遠(yuǎn)期4對(duì)[5]。

結(jié)合礦區(qū)規(guī)劃,裝車(chē)站有集中裝車(chē)、分散裝車(chē)兩個(gè)方案,每個(gè)方案結(jié)合裝卸工藝,又有采用定量裝車(chē)設(shè)備裝車(chē)、采用移動(dòng)式裝車(chē)設(shè)備裝車(chē)等多個(gè)子方案。

2 裝車(chē)站布置方案

2.1 集中裝車(chē)方案

5號(hào)礦、6號(hào)礦集中在一站裝車(chē),共用裝車(chē)站、裝車(chē)設(shè)備。

2.1.1 采用定量裝車(chē)設(shè)備

按采用定量秤式裝車(chē)樓裝車(chē),裝車(chē)樓[6]采用靜態(tài)定量斗秤的計(jì)量形式[7],計(jì)量數(shù)據(jù)直接作為商業(yè)結(jié)算的依據(jù)。一套由斗輪堆取料機(jī)、輸送帶及皮帶秤組成的上游給料系統(tǒng)為裝車(chē)樓供料。裝車(chē)樓通過(guò)樓內(nèi)設(shè)備將上游連續(xù)的供料過(guò)程轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)墓ぷ餮h(huán),實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)車(chē)皮的定點(diǎn)、定量裝車(chē)。裝車(chē)樓的裝車(chē)方式為貫通式,裝載過(guò)程中列車(chē)低速?gòu)难b車(chē)樓下通過(guò)。低速運(yùn)行的列車(chē)其每一車(chē)皮從裝車(chē)樓下通過(guò)均對(duì)應(yīng)于裝車(chē)系統(tǒng)的一個(gè)工作循環(huán)。車(chē)皮通過(guò)裝車(chē)樓下方的一定范圍內(nèi)由定量斗通過(guò)裝車(chē)溜管往車(chē)皮里裝料,而車(chē)皮連接處通過(guò)裝車(chē)樓下方的一定范圍內(nèi)則由定量斗上方緩沖倉(cāng)往定量斗內(nèi)快速加料[8]。

礦石裝車(chē)樓采用擺動(dòng)式溜管解決裝車(chē)均勻問(wèn)題。

該裝車(chē)工藝,對(duì)鐵路車(chē)場(chǎng)而言有兩種布置形式即環(huán)形布置方案[8]和盡端式布置方案[9]。

(1)環(huán)形布置方案

該作業(yè)方式適用于地形條件較好的車(chē)站車(chē)場(chǎng),列車(chē)在裝車(chē)樓整列裝車(chē)完畢,通過(guò)環(huán)線(xiàn)到達(dá)重車(chē)場(chǎng)等待發(fā)車(chē),裝車(chē)過(guò)程取送車(chē)作業(yè)流暢,取送過(guò)程時(shí)間短,裝車(chē)能力大,但缺點(diǎn)為占地較大,對(duì)地形條件要求高,鋪軌長(zhǎng)度大。

根據(jù)到達(dá)直達(dá)列車(chē)及區(qū)段列車(chē)對(duì)數(shù),設(shè)重車(chē)線(xiàn)及空車(chē)線(xiàn)各2條[9](兼機(jī)走線(xiàn)),并各預(yù)留1條;設(shè)散貨裝卸線(xiàn)1條,裝卸站臺(tái)1座,邊修線(xiàn)1條,預(yù)留卸油線(xiàn)1條,設(shè)機(jī)務(wù)折返段1處。卸油線(xiàn)在5號(hào)礦區(qū)南側(cè)工業(yè)場(chǎng)地發(fā)電廠后預(yù)留,散貨裝卸線(xiàn)到達(dá)散貨主要有礦山設(shè)備、礦山物資、采選礦消耗材料和生活用品。

車(chē)站車(chē)場(chǎng)近期設(shè)1條裝車(chē)環(huán)線(xiàn),預(yù)留1條裝車(chē)環(huán)線(xiàn)。設(shè)1套裝車(chē)系統(tǒng),預(yù)留1套裝車(chē)系統(tǒng)。采用筒倉(cāng)形式裝車(chē)。如圖1所示。

圖1 環(huán)形布置方案

(2)盡端式布置方案

與前種方案相比,該作業(yè)方式的不同在于,列車(chē)在裝車(chē)樓整列裝車(chē)完畢后,機(jī)車(chē)通過(guò)機(jī)走線(xiàn)折回再將列車(chē)?yán)林剀?chē)場(chǎng),該作業(yè)方式作業(yè)時(shí)間較前種作業(yè)方式時(shí)間長(zhǎng),會(huì)影響裝車(chē)能力,但優(yōu)點(diǎn)是對(duì)車(chē)站地形條件要求相對(duì)較低,占地少,鋪軌長(zhǎng)度少。

車(chē)站車(chē)場(chǎng)近期設(shè)1條裝車(chē)線(xiàn),預(yù)留1條,1條機(jī)走線(xiàn),采用筒倉(cāng)形式裝車(chē)。如圖2所示。

圖2 盡端式布置方案

2.1.2 采用移動(dòng)式裝車(chē)設(shè)備

移動(dòng)式裝車(chē)設(shè)備有兩種,一種是裝載機(jī)等裝車(chē)設(shè)備,另一種是移動(dòng)式裝車(chē)機(jī)。其共同點(diǎn)是裝車(chē)設(shè)備位置不固定。

(1)站臺(tái)配機(jī)械設(shè)備裝車(chē)方案

通過(guò)在列車(chē)停留線(xiàn)間加設(shè)站臺(tái),采用輪胎式裝載機(jī)[10]等設(shè)備在站臺(tái)上裝車(chē)。其優(yōu)點(diǎn)為造價(jià)低,裝載靈活,工程簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)為裝載速度慢,由于裝載點(diǎn)分散,裝載過(guò)程揚(yáng)塵污染不容易控制,裝車(chē)計(jì)量不容易控制,安全性差[11,12]。

車(chē)站車(chē)場(chǎng)近期設(shè)2條貫通式裝車(chē)線(xiàn),堆場(chǎng)及裝車(chē)區(qū)設(shè)于線(xiàn)間,遠(yuǎn)期預(yù)留1條貫通式裝車(chē)線(xiàn)及堆場(chǎng),設(shè)牽出線(xiàn)1條,機(jī)走線(xiàn)1條,采用裝載機(jī)等移動(dòng)裝車(chē)設(shè)備裝車(chē)。如圖3所示。

圖3 站臺(tái)配機(jī)械設(shè)備裝車(chē)方案

(2)移動(dòng)裝車(chē)機(jī)裝車(chē)方案

采用軌道移動(dòng)式裝車(chē)機(jī)裝車(chē),其尾車(chē)由大車(chē)帶動(dòng)在平行于裝車(chē)道線(xiàn)的水平皮帶機(jī)機(jī)架上行走,將物料送至臂架上的伸縮皮帶機(jī)上。其主要缺點(diǎn)是裝車(chē)定量不容易控制,由于沒(méi)有緩沖容積,在后方供料皮帶機(jī)物料不均勻時(shí),在每一車(chē)廂裝車(chē)定量值快要達(dá)到時(shí),操作司機(jī)要格外小心,有時(shí)需輔助人員在遠(yuǎn)端協(xié)助查看料流[8]。

裝車(chē)機(jī)本身的采購(gòu)價(jià)格低,一般僅為定量秤式裝車(chē)樓的一半。

這種工藝通常要用軌道衡確定最終裝車(chē)量。風(fēng)險(xiǎn)在于經(jīng)軌道衡檢查發(fā)現(xiàn)溢重或者短重,可能需要將車(chē)列送回裝車(chē)線(xiàn)重新處理。

車(chē)站車(chē)場(chǎng)近期設(shè)1套移動(dòng)裝車(chē)設(shè)備,遠(yuǎn)期預(yù)留1套;設(shè)1條礦石裝車(chē)線(xiàn),遠(yuǎn)期預(yù)留1條。如圖4所示。

圖4 移動(dòng)裝車(chē)設(shè)備裝車(chē)方案

2.2 分散裝車(chē)方案

6號(hào)礦為高品位礦,儲(chǔ)量約1 000萬(wàn)t,先期開(kāi)發(fā); 5號(hào)礦為精礦,儲(chǔ)量約700萬(wàn)t,后期開(kāi)發(fā)?？紤]到兩礦體相距約10 km,5號(hào)礦、6號(hào)礦分設(shè)裝車(chē)站。結(jié)合裝車(chē)工藝,也有采用定量裝車(chē)設(shè)備裝車(chē)、采用移動(dòng)式裝車(chē)設(shè)備裝車(chē)等子方案,不再贅述。本方案裝車(chē)工藝及車(chē)站布置暫按均采用定量裝車(chē)設(shè)裝車(chē)環(huán)線(xiàn)方案,近期為6號(hào)礦設(shè)1條裝車(chē)環(huán)線(xiàn),遠(yuǎn)期預(yù)留5號(hào)礦裝車(chē)環(huán)線(xiàn)。如圖5所示。

圖5 分散裝車(chē)方案

3 方案比選及建議

分散裝車(chē)方案,鐵路伸入6號(hào)礦,節(jié)省了約10 km的皮帶運(yùn)輸機(jī),但存在鐵路壓礦,裝車(chē)環(huán)線(xiàn)、筒倉(cāng)分散,投資大的缺點(diǎn)。集中裝車(chē)方案,雖增加了約10 km的皮帶運(yùn)輸機(jī),但避免了分散裝車(chē)方案的缺點(diǎn)。綜合分析,本階段初步建議采用集中裝車(chē)方案。集中裝車(chē)各方案優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2。

結(jié)合北方礦礦區(qū)規(guī)劃,車(chē)站附近地形條件滿(mǎn)足各布置形式。在集中裝車(chē)方案中,兼于近期1 500萬(wàn)t、遠(yuǎn)期3 000萬(wàn)t較大運(yùn)量,采用定量裝車(chē)系統(tǒng)環(huán)形布置方案具有裝車(chē)效率高、作業(yè)量大、環(huán)保性好等優(yōu)點(diǎn),初步建議采用該方案。

表2 集中裝車(chē)各方案優(yōu)缺點(diǎn)

4 結(jié)論

鐵路裝車(chē)站的布置與裝車(chē)工藝緊密相連,裝車(chē)工藝可以采用定量裝車(chē)設(shè)備和移動(dòng)裝車(chē)設(shè)備,平面布置形式也可以采用盡端折返式和環(huán)線(xiàn)方式,不同的裝車(chē)工藝與布置形式可以任意組合。裝車(chē)站裝車(chē)工藝及布置形式選擇應(yīng)結(jié)合礦區(qū)規(guī)劃及運(yùn)量要求,遵循減少投資、提高裝車(chē)效率并考慮環(huán)保性要求,綜合比選、因地制宜,選擇最合適的形式。

[1] 楊玉偉.關(guān)于煤礦鐵路環(huán)形布置站的設(shè)計(jì)探討[J].鐵道貨運(yùn), 2010(3):27-29.

[2] 奚文媛.煤炭裝車(chē)站股道作業(yè)時(shí)分及能力的探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2009(11):11-13.

[3] 王學(xué)誠(chéng),張健.定量漏斗倉(cāng)裝煤站場(chǎng)布置方式初探[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì),2003(11):22-23.

[4] 楊廣妥.煤礦裝車(chē)站設(shè)計(jì)在縱向場(chǎng)地受限時(shí)的平面布置[J].山西建筑,2012(25):7-8.

[5] 鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.塞拉利昂鐵路技術(shù)規(guī)范書(shū)[R].天津:鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,2013.

[6] 王榮茂.曹妃甸礦石碼頭鐵路裝車(chē)站工程控制系統(tǒng)[J].港工技術(shù),2009(1):17-19.

[7] 張新,張廣軍,齊玫.煤礦快速定量自動(dòng)化裝車(chē)站稱(chēng)重傳感器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工礦自動(dòng)化,2007(6):83-85.

[8] 秦子君.港口礦石定量裝(火)車(chē)工藝介紹[J].水運(yùn)工程,2007 (9):134-136.

[9] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50091—2006鐵路車(chē)站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2006.

[10]郭韜紅.對(duì)輪式裝載機(jī)輪胎維護(hù)的幾點(diǎn)建議[J].鐵道貨運(yùn), 2001(5):39-40.

[11]崔永明.重載鐵路車(chē)站設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題的探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì), 2010(11):30-32.

[12]鄭寶林,李雅紅,李方.2000萬(wàn)t煤炭集運(yùn)站集運(yùn)方案及裝車(chē)工藝研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2007(12):82-85.

Layout Scheme of Ore Loading Station of Mine Railway in Sierra Leone

LI Fang-yu
(Engineering Consulting Company,The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation,Tianjin 300142,China)

When railway transport is used for ore mining,it is necessary to build a railway loading station.Because there are various layout schemes for a railway loading station,it is necessary to determine a layout scheme in combination with the loading technology,station topography,mining area planning and the transport volume.This study took the ore loading station of the mine railway in Sierra Leone as an example,and analyzed the layout schemes of the loading station with different loading technologies,on the premise of satisfying the requirements of transport volume,mining area planning and topography condition.In addition,the basic work flow as well as the advantages and disadvantages were also analyzed for every loading technology and every layout scheme.Eventually,a preliminary layout scheme of this ore loading station was recommended in this study,which is a ring-form centralizedloading layout scheme with quantitative loading facility technology.

loading facility;railway line for loading;station layout

U291.5

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.04.005

1004-2954(2014)04-0018-04

2013-10-17;

2013-10-29

李方豫(1982—),男,工程師。