李方豫

塞拉利昂礦區(qū)鐵路礦石裝車站布置方案

李方豫

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

當(dāng)?shù)V山開采采用鐵路運(yùn)輸時(shí),需設(shè)鐵路裝車站;鐵路裝車站的布置形式多樣,需結(jié)合裝車工藝、車站地形、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站為例,在滿足運(yùn)量、礦區(qū)規(guī)劃,地形條件前提下,分析不同裝車工藝下的車站布置形式,并分析各裝車工藝、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方案下的定量裝車設(shè)備工藝環(huán)形布置方案。

裝車設(shè)備;裝車線;車站布置

在中長距離運(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、鐵礦石等礦類運(yùn)輸大多采用鐵路運(yùn)輸。當(dāng)?shù)V類運(yùn)輸采用鐵路時(shí),在礦山選礦廠附近應(yīng)設(shè)鐵路裝車站。鐵路裝車站的布置形式多樣,與地形、裝車工藝、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。研究該布置形式對于降低鐵路投資、提高裝車效率具有重要意義,以塞拉利昂鐵礦石鐵路專用線裝車站的研究為基礎(chǔ),探討裝車站布置的若干形式。

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,線路長度約220 km[5]。

總運(yùn)量近期為1 500萬t,遠(yuǎn)期為3 000萬t。北方礦已探明儲量礦山有5號礦、6號礦,兩礦體相距約10 km,6號礦為高品位礦,儲量約1 000萬t,先期開發(fā);5號礦為精礦,儲量約700萬t,后期開發(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;正線數(shù)目:單線;最小曲線半徑:800 m;限制坡度:4/12‰;牽引種類:內(nèi)燃;機(jī)車類型:HXN系列;牽引質(zhì)量:10 000 t;到發(fā)線有效長度:1 400 m;閉塞類型:半自動閉塞;軸重:250 kN。

列車推薦采用萬t列車。礦區(qū)站唐卡里里裝車站的貨物列車對數(shù)如表1所示。

表1列車對數(shù)中,直達(dá)列車運(yùn)輸鐵礦石,區(qū)段列車牽引質(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)煤列車初期4對,遠(yuǎn)期10對;生產(chǎn)生活物資和燃料油列車初期1對,遠(yuǎn)期4對[5]。

結(jié)合礦區(qū)規(guī)劃,裝車站有集中裝車、分散裝車兩個(gè)方案,每個(gè)方案結(jié)合裝卸工藝,又有采用定量裝車設(shè)備裝車、采用移動式裝車設(shè)備裝車等多個(gè)子方案。

2 裝車站布置方案

2.1 集中裝車方案

5號礦、6號礦集中在一站裝車,共用裝車站、裝車設(shè)備。

2.1.1 采用定量裝車設(shè)備

按采用定量秤式裝車樓裝車,裝車樓[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)為裝車樓供料。裝車樓通過樓內(nèi)設(shè)備將上游連續(xù)的供料過程轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)墓ぷ餮h(huán),實(shí)現(xiàn)對列車車皮的定點(diǎn)、定量裝車。裝車樓的裝車方式為貫通式,裝載過程中列車低速從裝車樓下通過。低速運(yùn)行的列車其每一車皮從裝車樓下通過均對應(yīng)于裝車系統(tǒng)的一個(gè)工作循環(huán)。車皮通過裝車樓下方的一定范圍內(nèi)由定量斗通過裝車溜管往車皮里裝料,而車皮連接處通過裝車樓下方的一定范圍內(nèi)則由定量斗上方緩沖倉往定量斗內(nèi)快速加料[8]。

礦石裝車樓采用擺動式溜管解決裝車均勻問題。

該裝車工藝,對鐵路車場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站車場,列車在裝車樓整列裝車完畢,通過環(huán)線到達(dá)重車場等待發(fā)車,裝車過程取送車作業(yè)流暢,取送過程時(shí)間短,裝車能力大,但缺點(diǎn)為占地較大,對地形條件要求高,鋪軌長度大。

根據(jù)到達(dá)直達(dá)列車及區(qū)段列車對數(shù),設(shè)重車線及空車線各2條[9](兼機(jī)走線),并各預(yù)留1條;設(shè)散貨裝卸線1條,裝卸站臺1座,邊修線1條,預(yù)留卸油線1條,設(shè)機(jī)務(wù)折返段1處。卸油線在5號礦區(qū)南側(cè)工業(yè)場地發(fā)電廠后預(yù)留,散貨裝卸線到達(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。

車站車場近期設(shè)1條裝車環(huán)線,預(yù)留1條裝車環(huán)線。設(shè)1套裝車系統(tǒng),預(yù)留1套裝車系統(tǒng)。采用筒倉形式裝車。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,列車在裝車樓整列裝車完畢后,機(jī)車通過機(jī)走線折回再將列車?yán)林剀噲?該作業(yè)方式作業(yè)時(shí)間較前種作業(yè)方式時(shí)間長,會影響裝車能力,但優(yōu)點(diǎn)是對車站地形條件要求相對較低,占地少,鋪軌長度少。

車站車場近期設(shè)1條裝車線,預(yù)留1條,1條機(jī)走線,采用筒倉形式裝車。如圖2所示。

圖2 盡端式布置方案

2.1.2 采用移動式裝車設(shè)備

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

(1)站臺配機(jī)械設(shè)備裝車方案

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

車站車場近期設(shè)2條貫通式裝車線,堆場及裝車區(qū)設(shè)于線間,遠(yuǎn)期預(yù)留1條貫通式裝車線及堆場,設(shè)牽出線1條,機(jī)走線1條,采用裝載機(jī)等移動裝車設(shè)備裝車。如圖3所示。

圖3 站臺配機(jī)械設(shè)備裝車方案

(2)移動裝車機(jī)裝車方案

采用軌道移動式裝車機(jī)裝車,其尾車由大車帶動在平行于裝車道線的水平皮帶機(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)是裝車定量不容易控制,由于沒有緩沖容積,在后方供料皮帶機(jī)物料不均勻時(shí),在每一車廂裝車定量值快要達(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]。

裝車機(jī)本身的采購價(jià)格低,一般僅為定量秤式裝車樓的一半。

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

車站車場近期設(shè)1套移動裝車設(shè)備,遠(yuǎn)期預(yù)留1套;設(shè)1條礦石裝車線,遠(yuǎn)期預(yù)留1條。如圖4所示。

圖4 移動裝車設(shè)備裝車方案

2.2 分散裝車方案

6號礦為高品位礦,儲量約1 000萬t,先期開發(fā); 5號礦為精礦,儲量約700萬t,后期開發(fā)?？紤]到兩礦體相距約10 km,5號礦、6號礦分設(shè)裝車站。結(jié)合裝車工藝,也有采用定量裝車設(shè)備裝車、采用移動式裝車設(shè)備裝車等子方案,不再贅述。本方案裝車工藝及車站布置暫按均采用定量裝車設(shè)裝車環(huán)線方案,近期為6號礦設(shè)1條裝車環(huán)線,遠(yuǎn)期預(yù)留5號礦裝車環(huán)線。如圖5所示。

圖5 分散裝車方案

3 方案比選及建議

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

結(jié)合北方礦礦區(qū)規(guī)劃,車站附近地形條件滿足各布置形式。在集中裝車方案中,兼于近期1 500萬t、遠(yuǎn)期3 000萬t較大運(yùn)量,采用定量裝車系統(tǒng)環(huán)形布置方案具有裝車效率高、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 集中裝車各方案優(yōu)缺點(diǎn)

4 結(jié)論

鐵路裝車站的布置與裝車工藝緊密相連,裝車工藝可以采用定量裝車設(shè)備和移動裝車設(shè)備,平面布置形式也可以采用盡端折返式和環(huán)線方式,不同的裝車工藝與布置形式可以任意組合。裝車站裝車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。

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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。