重載鐵路專用線裝車方式的比選研究

袁立偉

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300142)

1 概述

1.1 研究背景

我國煤炭資源非常豐富，保有儲量在1萬億t以上，位居世界前列。多年來，鐵路運輸一直是我國最主要的運煤方式，一直在肩負著關乎國計民生的運輸重擔。而重載鐵路因運量大、運輸效率高越來越受到關注和重視。與重載鐵路接軌的煤礦裝車站是鐵路發運煤炭的起始點，通過裝車方式的研究，提高裝車站的作業效率，對減少貨車周轉時間、增加鐵路運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，與準朔鐵路接軌，是神木—府谷礦區一條新的煤炭外運線路。

主要技術標準如下:

1)線路等級:工企Ⅰ級;

2)正線數目: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)機車類型:SS4，HXD;

7)牽引質量:10 000 t;

8)到發線有效長:1 700 m;

9)閉塞類型:半自動閉塞。

新建裝煤站采用橫列式布置形式，裝煤線進路均按單方向列車進路設計。

陜西榆林是中國重要的煤炭產業基地，也是國家重要的能源供給地，煤炭品質優良，是良好的動力用煤，在國際、國內市場享有較高的聲譽，有較強的競爭力。該礦區屬于榆林市尚未開發礦區，煤炭儲量豐富，煤質優良，礦區總體規劃正在上報階段，本專用線的修建是為該礦區服務的煤炭專用線。本線的建設為該地區煤炭開發與利用提供了可靠的運輸保障。

圖1 三種裝車方式比較示意圖

另一方面，本專用線在礦區內部直接組織萬噸列車，加速了貨物送達，壓縮了貨物在途及中轉時間，滿足了鐵道部從戰略高度提出的貨物列車提速以及實施“戰略裝車”的要求，為準朔鐵路的煤炭集結提供了可靠的煤源保證，也進一步保障了大秦線的煤炭運輸。

影響裝車方式的主要控制因素為壓覆煤炭資源數量、工程地形地質條件、工程投資、運輸組織方式以及鐵路局、業主的意見。基于以上因素，本線考慮了牽出線裝車、環線裝車和站臺裝車三種方案(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性強，占地省。

缺點有:

1)工程投資較高，需要牽引設備來牽引車輛，還需要在裝車站增設到發線;

2)車輛取送作業較頻繁。此方案需要調車機車多次往返于裝車站和接軌站，對調機能力產生浪費;

3)占用貨車周轉時間較多，不適應目前鐵路運輸的壓縮周轉時間，提高貨車利用率要求。對這種裝車方案鐵路局目前一般都持否定態度。

整列裝車方案，車站到發線有效長需要1.7 km，加上兩頭咽喉和機待線，需要約2 km長的直線段。由于裝車線需要設于直線平坡地段，要求地勢較為平坦，因此對地形條件要求較高。但優點是對調機調車過程要求簡單，作業效率較高。如果空車到達及時，可以實現送空取重，作業效率更高。

2.2 車站布置

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

裝車作業模式:空車經接軌站到達裝車站牽出線后，摘掛機車，本務機車經機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，作業結束后進入到發線，經軌道衡稱重出站，完成技術作業出發。

3 環線裝車方案(方案Ⅱ)

3.1 環線裝車介紹

環形裝車線是將裝車線設計成環狀。車底為固定循環車底，空車到達后進入到達場不需進行調車作業，列車在本務機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，作業完成后牽引重車至出發場。在條件許可時可直進直出。環線裝車目前是裝車速度最快，作業效率最高的，當作業量較大時，還可以設置雙環線裝車。根據有關煤礦環線裝車資料，由本務機車帶裝，平均20 s～30 s裝1輛車，裝車同時完成取樣、計量、平煤作業，整列裝車只需要30 min。環線裝車也有其缺點:

1)占地過多，環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，有些設備還需要進口;

3)對地形條件適應性差，既有建筑物較多的地方難以修建。

3.2 車站布置

該方案裝車站設到發線4條(重、空車線各2條)，裝車環線1條。車站相應配套裝車漏斗倉、軌道衡等設備和系統，見圖1b)。

裝車作業模式:空車經接軌站到達裝車站后，列車前行進入裝車環線，列車在本務機車的牽引下低勻速通過漏斗倉裝車，作業結束后進入到發線，完成技術作業出發。

4 站臺裝車方案(方案Ⅲ)

4.1 站臺裝車介紹

站臺裝車的模式首先是由汽車短途運輸煤炭至裝車站臺堆放、配煤，再使用裝載機或皮帶輸送機裝車。

因此，該種模式存在以下劣勢:

1)占地較多。

由于要修建儲煤和裝煤站臺，受天氣和產量穩定性的影響，為了保險起見，煤炭儲備量需要一定的規模，因此，需要較為寬大的站臺;

2)對環境不友好。

在風力較大的地區，運輸和裝車產生的煤粉塵易飛揚，會對環境產生嚴重的影響;

3)性價比較低。

由于此種裝車方式需要汽車進行倒運，增加了相應的運輸成本，運量大的情況下差別十分顯著。

4.2 車站布置

該方案裝車站設到發線4條(重、空車線各2條)，裝車線2條，另設機待線1條，有效長為86 m。車站相應新建2座裝煤站臺，規模為1 500 m×30 m×0.5 m，見圖1c)。該方案存在的問題是不能同時進行兩條裝車線裝車;如果同時進行裝車，需要增加一條機走線或機待線加備用機車。

裝車作業模式:空車經接軌站到達裝車站后，列車前行進入裝車線，列車在本務機車的牽引下經機走線至列車尾部連掛，使用裝載機或皮帶輸送機裝車，作業結束后牽引列車進入到發線，經軌道衡稱重出站，完成技術作業出發。

5 方案優缺點分析及綜合比較

方案優缺點分析及綜合比較見表1。

表1 方案分析比較表

6 結語

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程序，但在運量較小的情況下，該方案工程投資較省，工程可實施性強，具有較大的優勢，因此推薦牽出線裝車站方案。

［1］ GB 50090-2006，鐵路線路設計規范［S］.

［2］ GB 50091-2006，鐵路車站及樞紐設計規范［S］.

［3］ 鐵道第四勘察設計院.鐵路工程設計技術手冊: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性分析［J］.科技資訊，2006(15):100-101.

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

［6］ 楊玉偉.關于煤礦鐵路環線裝車站的設計探討［J］.鐵道貨運，2010(3):27-29.