袁立偉

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

1 概述

1.1 研究背景

我國煤炭資源非常豐富，保有儲(chǔ)量在1萬億t以上，位居世界前列。多年來，鐵路運(yùn)輸一直是我國最主要的運(yùn)煤方式，一直在肩負(fù)著關(guān)乎國計(jì)民生的運(yùn)輸重?fù)?dān)。而重載鐵路因運(yùn)量大、運(yùn)輸效率高越來越受到關(guān)注和重視。與重載鐵路接軌的煤礦裝車站是鐵路發(fā)運(yùn)煤炭的起始點(diǎn)，通過裝車方式的研究，提高裝車站的作業(yè)效率，對減少貨車周轉(zhuǎn)時(shí)間、增加鐵路運(yùn)輸能力具有非常重要的意義。

1.2 研究案例

某專用線地處陜西省榆林市北部，與準(zhǔn)朔鐵路接軌，是神木—府谷礦區(qū)一條新的煤炭外運(yùn)線路。

主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下:

1)線路等級:工企Ⅰ級;

2)正線數(shù)目:單線;

3)限制坡度:重車方向6%，空車方向14%;

4)最小曲線半徑:一般600 m，困難350 m;

5)牽引種類:電力;

6)機(jī)車類型:SS4，HXD;

7)牽引質(zhì)量:10 000 t;

8)到發(fā)線有效長:1 700 m;

9)閉塞類型:半自動(dòng)閉塞。

新建裝煤站采用橫列式布置形式，裝煤線進(jìn)路均按單方向列車進(jìn)路設(shè)計(jì)。

陜西榆林是中國重要的煤炭產(chǎn)業(yè)基地，也是國家重要的能源供給地，煤炭品質(zhì)優(yōu)良，是良好的動(dòng)力用煤，在國際、國內(nèi)市場享有較高的聲譽(yù)，有較強(qiáng)的競爭力。該礦區(qū)屬于榆林市尚未開發(fā)礦區(qū)，煤炭儲(chǔ)量豐富，煤質(zhì)優(yōu)良，礦區(qū)總體規(guī)劃正在上報(bào)階段，本專用線的修建是為該礦區(qū)服務(wù)的煤炭專用線。本線的建設(shè)為該地區(qū)煤炭開發(fā)與利用提供了可靠的運(yùn)輸保障。

圖1 三種裝車方式比較示意圖

另一方面，本專用線在礦區(qū)內(nèi)部直接組織萬噸列車，加速了貨物送達(dá)，壓縮了貨物在途及中轉(zhuǎn)時(shí)間，滿足了鐵道部從戰(zhàn)略高度提出的貨物列車提速以及實(shí)施“戰(zhàn)略裝車”的要求，為準(zhǔn)朔鐵路的煤炭集結(jié)提供了可靠的煤源保證，也進(jìn)一步保障了大秦線的煤炭運(yùn)輸。

影響裝車方式的主要控制因素為壓覆煤炭資源數(shù)量、工程地形地質(zhì)條件、工程投資、運(yùn)輸組織方式以及鐵路局、業(yè)主的意見。基于以上因素，本線考慮了牽出線裝車、環(huán)線裝車和站臺(tái)裝車三種方案(見圖1)。

2 牽出線裝車方案(方案Ⅰ)

2.1 牽出線裝車介紹

牽出線裝車方案可分為半列裝車方案和整列裝車方案。半列裝車方案對地形條件適應(yīng)性強(qiáng)，占地省。

缺點(diǎn)有:

1)工程投資較高，需要牽引設(shè)備來牽引車輛，還需要在裝車站增設(shè)到發(fā)線;

2)車輛取送作業(yè)較頻繁。此方案需要調(diào)車機(jī)車多次往返于裝車站和接軌站，對調(diào)機(jī)能力產(chǎn)生浪費(fèi);

3)占用貨車周轉(zhuǎn)時(shí)間較多，不適應(yīng)目前鐵路運(yùn)輸?shù)膲嚎s周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高貨車?yán)寐室?。對這種裝車方案鐵路局目前一般都持否定態(tài)度。

整列裝車方案，車站到發(fā)線有效長需要1.7 km，加上兩頭咽喉和機(jī)待線，需要約2 km長的直線段。由于裝車線需要設(shè)于直線平坡地段，要求地勢較為平坦，因此對地形條件要求較高。但優(yōu)點(diǎn)是對調(diào)機(jī)調(diào)車過程要求簡單，作業(yè)效率較高。如果空車到達(dá)及時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)送空取重，作業(yè)效率更高。

2.2 車站布置

本專用線的牽出線方案考慮整列裝車方案，裝車站設(shè)到發(fā)線4條(重、空車線各2條)，牽出線1條，機(jī)車走行線1條，有效長為1 700 m，另設(shè)機(jī)待線1條，有效長為86 m。車站相應(yīng)配套裝車漏斗倉、軌道衡等設(shè)備和系統(tǒng)，見圖1a)。

裝車作業(yè)模式:空車經(jīng)接軌站到達(dá)裝車站牽出線后，摘掛機(jī)車，本務(wù)機(jī)車經(jīng)機(jī)走線至列車尾部連掛，牽引列車低勻速通過裝車漏斗倉裝車，作業(yè)結(jié)束后進(jìn)入到發(fā)線，經(jīng)軌道衡稱重出站，完成技術(shù)作業(yè)出發(fā)。

3 環(huán)線裝車方案(方案Ⅱ)

3.1 環(huán)線裝車介紹

環(huán)形裝車線是將裝車線設(shè)計(jì)成環(huán)狀。車底為固定循環(huán)車底，空車到達(dá)后進(jìn)入到達(dá)場不需進(jìn)行調(diào)車作業(yè)，列車在本務(wù)機(jī)車牽引下從裝車筒倉下以低勻速通過完成不停車裝車作業(yè)，作業(yè)完成后牽引重車至出發(fā)場。在條件許可時(shí)可直進(jìn)直出。環(huán)線裝車目前是裝車速度最快，作業(yè)效率最高的，當(dāng)作業(yè)量較大時(shí)，還可以設(shè)置雙環(huán)線裝車。根據(jù)有關(guān)煤礦環(huán)線裝車資料，由本務(wù)機(jī)車帶裝，平均20 s～30 s裝1輛車，裝車同時(shí)完成取樣、計(jì)量、平煤作業(yè)，整列裝車只需要30 min。環(huán)線裝車也有其缺點(diǎn):

1)占地過多，環(huán)線中間的土地很難利用;

2)一次性投資較大，由于裝車速度很快，對儲(chǔ)煤筒倉的容量、皮帶輸送能力、裝車漏斗要求很高，造成投資較高，有些設(shè)備還需要進(jìn)口;

3)對地形條件適應(yīng)性差，既有建筑物較多的地方難以修建。

3.2 車站布置

該方案裝車站設(shè)到發(fā)線4條(重、空車線各2條)，裝車環(huán)線1條。車站相應(yīng)配套裝車漏斗倉、軌道衡等設(shè)備和系統(tǒng)，見圖1b)。

裝車作業(yè)模式:空車經(jīng)接軌站到達(dá)裝車站后，列車前行進(jìn)入裝車環(huán)線，列車在本務(wù)機(jī)車的牽引下低勻速通過漏斗倉裝車，作業(yè)結(jié)束后進(jìn)入到發(fā)線，完成技術(shù)作業(yè)出發(fā)。

4 站臺(tái)裝車方案(方案Ⅲ)

4.1 站臺(tái)裝車介紹

站臺(tái)裝車的模式首先是由汽車短途運(yùn)輸煤炭至裝車站臺(tái)堆放、配煤，再使用裝載機(jī)或皮帶輸送機(jī)裝車。

因此，該種模式存在以下劣勢:

1)占地較多。

由于要修建儲(chǔ)煤和裝煤站臺(tái)，受天氣和產(chǎn)量穩(wěn)定性的影響，為了保險(xiǎn)起見，煤炭儲(chǔ)備量需要一定的規(guī)模，因此，需要較為寬大的站臺(tái);

2)對環(huán)境不友好。

在風(fēng)力較大的地區(qū)，運(yùn)輸和裝車產(chǎn)生的煤粉塵易飛揚(yáng)，會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響;

3)性價(jià)比較低。

由于此種裝車方式需要汽車進(jìn)行倒運(yùn)，增加了相應(yīng)的運(yùn)輸成本，運(yùn)量大的情況下差別十分顯著。

4.2 車站布置

該方案裝車站設(shè)到發(fā)線4條(重、空車線各2條)，裝車線2條，另設(shè)機(jī)待線1條，有效長為86 m。車站相應(yīng)新建2座裝煤站臺(tái)，規(guī)模為1 500 m×30 m×0.5 m，見圖1c)。該方案存在的問題是不能同時(shí)進(jìn)行兩條裝車線裝車;如果同時(shí)進(jìn)行裝車，需要增加一條機(jī)走線或機(jī)待線加備用機(jī)車。

裝車作業(yè)模式:空車經(jīng)接軌站到達(dá)裝車站后，列車前行進(jìn)入裝車線，列車在本務(wù)機(jī)車的牽引下經(jīng)機(jī)走線至列車尾部連掛，使用裝載機(jī)或皮帶輸送機(jī)裝車，作業(yè)結(jié)束后牽引列車進(jìn)入到發(fā)線，經(jīng)軌道衡稱重出站，完成技術(shù)作業(yè)出發(fā)。

5 方案優(yōu)缺點(diǎn)分析及綜合比較

方案優(yōu)缺點(diǎn)分析及綜合比較見表1。

表1 方案分析比較表

6 結(jié)語

牽出線裝車方案線路較短，占壓煤炭資源較少，房屋拆遷少，雖然增加了裝車站的作業(yè)程序，但在運(yùn)量較小的情況下，該方案工程投資較省，工程可實(shí)施性強(qiáng)，具有較大的優(yōu)勢，因此推薦牽出線裝車站方案。

［1］ GB 50090-2006，鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50091-2006，鐵路車站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］ 鐵道第四勘察設(shè)計(jì)院.鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊:站場及樞紐［M］.北京:中國鐵道出版社，2004.

［4］ 車 騫.煤礦鐵路裝車站的布局方案及適應(yīng)性分析［J］.科技資訊，2006(15):100-101.

［5］ 宋 軍.2萬 t裝車站設(shè)計(jì)探討［J］.山西建筑，2004，30(15):14-15.

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