21.ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
21.1.Рельсовые пути
Карьерные рельсовые пути принципиально аналогичны рельсовым путям, укладываемым в подземных выработках. По назначению и расположению карьерные рельсовые пути разделяются на временные, периодически перемещаемые на уступах и отвалах по мере развития фронта работ, и постоянные, укладываемые на длительный срок службы в капитальных траншеях, и на поверхности карьера.
На большинстве отечественных карьеров применяют рельсовый путь широкой колеи 1520 (1524) мм и редко — узкой колеи 750 мм (для карьеров мощностью не более 2—3 млн. т в год).
Тип рельсов выбирают в зависимости от грузонапряженности путей (млн. т-км/в год брутто), давления подвижного состава на рельсы (нагрузки на ось), скорости движения и др. Для широкой клеи применяют рельсы Р43, Р50, Р60 и Р75, длины отрезков рельсов 12,5 и 25 м. Для узкой колеи используют Р24 и РЗЗ.
Верхнее строение рельсового пути располагают на земляном полотне, поперечный профиль которого сооружают в виде насыпей, полунасыпей, выемок (выемками для карьерных условий являются выездные траншеи). Уклон рельсового пути не должен превышать допустимых пределов. Наибольший руководящий уклон имеют рельсовые пути, уложенные в капитальной траншее. Руководящий уклон для тепловозной тяги составляет 25‰, для электровозной — 40÷60‰, для моторвагонной — 80‰. Минимальный радиус закруглений рельсовых путей в плане на стационарных путях широкой колеи не должен превышать. 200 м, на передвижных путях для электровозов — 80÷100 м, для тепловозов — 150 м. На кривых участках пути колею уширяют, наружный рельс укладывают с некоторым превышением над внутренним: для широкой колеи максимальное превышение составляет 150 мм, для узкой — 40 мм.
Путевые работы на карьерах включают укладку рельсового пути, переукладку временных путей (до 6 раз в год и более) вслед за подвиганием фронта горных работ, текущее содержание и ремонт. Наиболее трудоемким процессом является переукладка временных путей, осуществляемая переноской или передвижкой рельсо-шпальной решетки.
21.2. Подвижной состав железнодорожного транспорта
На рудных карьерах для доставки материалов и оборудования применяют думпкары, гондолы, хопперы и грузовые платформы.
Наиболее распространенным типом вагона для транспортирования руды и породы является думпкар (рис. 21.1), разгружаемый с помощью пневмоцилиндров, обеспечивающих наклон кузова под углом 45° с одновременным подниманием борта. Можно производить поочередную разгрузку каждого вагона или одновременную всего состава. Отечественной промышленностью выпускаются думпкары (вагоны саморазгружающиеся) типа ВС грузоподъемностью 50, 60, 85, 105 и 180 т с числом осей 4, 6 и 8. Коэффициент тары думпкара 0,48—0,38.
Рис. 21.1. Думпкар грузоподъемностью 105 т: 1 — кузов; 2 — рама; 3 — цилиндр опрокидывания кузова; 4 — ходовая тележка; 5 — авто-сцепка
Полувагон-гондола имеет вертикальные стенки и горизонтальный пол с откидывающимися вниз люками, которые при открывании запорного механизма образуют две наклонные плоскости. По ним горная масса выгружается по обе стороны рельсового пути. Грузоподъемность гондол 63, 94 и 125 т.
На рудных карьерах в качестве локомотивов применяют, в основном, электровозы и тепловозы.
Наиболее прогрессивной является электровозная тяга, позволяющая повысить в 2—3 раза полезную массу поездов, снизить в 1,5—2 раза себестоимость транспортирования, преодолевать подъемы до 45—80‰ Недостаток электровозной тяги — необходимость устройства контактной сети, перемещаемой вместе с временными рельсовыми путями.
Электровозный транспорт питается от сети постоянного тока напряжением 1500 и 3000 В и однофазного переменного тока промышленной частоты напряжением 10 кВ.
Контактную сеть электровозного транспорта на стационарных рельсовых путях монтируют на металлических или железо-бетонных опорах, а на временных путях — на металлических бесфундаментных опорах, связанных с рельсовым путем и перемещаемых совместно с ним, и на деревянных отдельно стоящих опорах. Контактный провод временных рельсовых путей подвешивают сбоку, чтобы не затруднять загрузку вагонов экскаватором.
На отечественных рудных карьерах применяют электровозы и тяговые агрегаты, состоящие из нескольких электровозных секций и моторных думпкаров. Сцепной вес современных контактных электровозов 1500—1800 кН, тяговых агрегатов—до 3600 кН, мощность соответственно 2000—2500 кВт и 6500 кВт.
Кроме контактных электровозов существуют контактно-дизельные и контактноаккумуляторные электровозы, однако в отечественной практике применяют только контактнодизельные электровозы, которые на постоянных путях питаются от контактной сети, а на временных путях перемещаются с помощью дизельного двигателя.
Разновидностью подвижного состава электровозной тяги являются моторные думпкары, оборудованные тяговыми двигателями, управление которыми осуществляется из кабины электровоза. Благодаря применению моторных думпкаров (обычно 1 или 2 в составе) и одноили двухсекционного электровоза увеличивается общий сцепной вес тягового агрегата за счет находящегося в думпкарах транспортируемого груза, появляется возможность повышения уклонов путей выездных траншей до 60—80‰ и грузоподъемности состава. Грузоподъемность современных моторных думпкаров составляет 45—55 т.
Рис. 21.2. Тяговый агрегат ПЭ2М
Наиболее распространенный на рудных карьерах тяговый агрегат постоянного тока типа ПЭ2М (рис. 21.2) включает в себя электровоз и два моторных думпкара с общим сцепным весом 3680 кН. Суммарная мощность двигателей 5190 кВт.
21.3. Организация работы железнодорожного транспорта в карьере
Организация работ и схемы путевого развития в забое на уступе зависят от числа работающих экскаваторов. При использовании на уступе одного экскаватора применяют следующие схемы забойных путей: однопутную с разъездом в начале пути, используемую при небольшой протяженности путей (рис. 21.3, а); однопутную с переносным тупиком, позволяющую производить обмен составов непосредственно на уступе (рис. 21.3, б); однопутную с переносным разъездом, позволяющую сократить простои экскаваторов (рис. 21.3, в); двухпутную со съездами, при которой взамен разъезда на уступе укладывают два рельсовых пути (рис. 21.3, г).
Рис. 21.3. Схемы забойных рельсовых путей
При работе на уступе двух экскаваторов применяют однопутную схему с тупиками для каждого экскаватора (рис. 21.3, д) и двухпутную со съездами (рис. 21.3, е).
На отвалах применяют, как правило, однопутную тупиковую или кольцевую схему рельсовых путей. Разминовку устраивают в пунктах примыкания отвальных путей к главным.
Организация движения поездов по вывозу руды и вскрышной породы осуществляется по графикам, которыми руководствуется диспетчер карьера. Диспетчер в процессе работы поддерживает постоянную телефонную или радиосвязь с локомотивными и экскаваторными бригадами.
Графики движения карьерных поездов в принципе аналогичны графикам движения шахтных поездов (см. 10.6). Если имеются несколько погрузочных пунктов, то графики строят в зависимости от формы обслуживания экскаватора (прикрепленными или обезличенными поездами).
Для регулирования движения поездов и увеличения пропускной способности железодорожного транспорта применяют полуавтоматическую блокировку и автоблокировку. При полуавтоматической блокировке переключение сигналов светофоров производят на расстоянии из помещения дежурного по станции. Проходящий поезд, нажимая на педаль датчика, закрывает сигнал светофора.