塞拉利昂礦區鐵路礦石裝車站布置方案

李方豫

塞拉利昂礦區鐵路礦石裝車站布置方案

李方豫

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司工程咨詢公司,天津 300142)

當礦山開采采用鐵路運輸時,需設鐵路裝車站;鐵路裝車站的布置形式多樣,需結合裝車工藝、車站地形、礦區規劃及運量采用合適的方式。以塞拉利昂鐵路礦石裝車站為例,在滿足運量、礦區規劃,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流程及優缺點,最后初步建議采用集中裝車方案下的定量裝車設備工藝環形布置方案。

裝車設備;裝車線;車站布置

在中長距離運輸中,鐵路運輸具有運量大、運費低、速度快等優點。礦山一般深入內陸,距離目的地或海港等轉運節點較遠,煤、鐵礦石等礦類運輸大多采用鐵路運輸。當礦類運輸采用鐵路時,在礦山選礦廠附近應設鐵路裝車站。鐵路裝車站的布置形式多樣,與地形、裝車工藝、運量等因素有關,有環形布置[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,探討裝車站布置的若干形式。

1 概況

慶華集團塞拉利昂馬布拉卡至蘇利馬礦區鐵路位于塞拉利昂北方省南部和南方省中部地區,該鐵路主要用于運輸鐵礦石。線路起點位于潘帕河西側唐卡里里礦區,設唐卡里里裝車站,經拜依馬、博城、納亞葛萊洪、普杰洪、巴奧馬,到達大西洋海邊,設普杰洪港前站,線路長度約220 km[5]。

總運量近期為1 500萬t,遠期為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;5號礦為精礦,儲量約700萬t,后期開發。

主要技術標準如下。

速度:客運120 km/h、貨運80 km/h;軌距: 1 435 mm;正線數目:單線;最小曲線半徑:800 m;限制坡度:4/12‰;牽引種類:內燃;機車類型:HXN系列;牽引質量:10 000 t;到發線有效長度: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。礦區站唐卡里里裝車站的貨物列車對數如表1所示。

表1列車對數中,直達列車運輸鐵礦石,區段列車牽引質量5 000 t,運送生產生活材料和燃料油。北部礦區到達港口總運煤列車初期4對,遠期10對;生產生活物資和燃料油列車初期1對,遠期4對[5]。

結合礦區規劃,裝車站有集中裝車、分散裝車兩個方案,每個方案結合裝卸工藝,又有采用定量裝車設備裝車、采用移動式裝車設備裝車等多個子方案。

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、裝車設備。

2.1.1 采用定量裝車設備

按采用定量秤式裝車樓裝車,裝車樓[6]采用靜態定量斗秤的計量形式[7],計量數據直接作為商業結算的依據。一套由斗輪堆取料機、輸送帶及皮帶秤組成的上游給料系統為裝車樓供料。裝車樓通過樓內設備將上游連續的供料過程轉換成適當的工作循環,實現對列車車皮的定點、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。低速運行的列車其每一車皮從裝車樓下通過均對應于裝車系統的一個工作循環。車皮通過裝車樓下方的一定范圍內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則由定量斗上方緩沖倉往定量斗內快速加料[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形布置方案[8]和盡端式布置方案[9]。

(1)環形布置方案

該作業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,通過環線到達重車場等待發車,裝車過程取送車作業流暢,取送過程時間短,裝車能力大,但缺點為占地較大,對地形條件要求高,鋪軌長度大。

根據到達直達列車及區段列車對數,設重車線及空車線各2條[9](兼機走線),并各預留1條;設散貨裝卸線1條,裝卸站臺1座,邊修線1條,預留卸油線1條,設機務折返段1處。卸油線在5號礦區南側工業場地發電廠后預留,散貨裝卸線到達散貨主要有礦山設備、礦山物資、采選礦消耗材料和生活用品。

車站車場近期設1條裝車環線,預留1條裝車環線。設1套裝車系統,預留1套裝車系統。采用筒倉形式裝車。如圖1所示。

圖1 環形布置方案

(2)盡端式布置方案

與前種方案相比,該作業方式的不同在于,列車在裝車樓整列裝車完畢后,機車通過機走線折回再將列車拉至重車場,該作業方式作業時間較前種作業方式時間長,會影響裝車能力,但優點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1條裝車線,預留1條,1條機走線,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 采用移動式裝車設備

移動式裝車設備有兩種,一種是裝載機等裝車設備,另一種是移動式裝車機。其共同點是裝車設備位置不固定。

(1)站臺配機械設備裝車方案

通過在列車停留線間加設站臺,采用輪胎式裝載機[10]等設備在站臺上裝車。其優點為造價低,裝載靈活,工程簡單;缺點為裝載速度慢,由于裝載點分散,裝載過程揚塵污染不容易控制,裝車計量不容易控制,安全性差[11,12]。

車站車場近期設2條貫通式裝車線,堆場及裝車區設于線間,遠期預留1條貫通式裝車線及堆場,設牽出線1條,機走線1條,采用裝載機等移動裝車設備裝車。如圖3所示。

圖3 站臺配機械設備裝車方案

(2)移動裝車機裝車方案

采用軌道移動式裝車機裝車,其尾車由大車帶動在平行于裝車道線的水平皮帶機機架上行走,將物料送至臂架上的伸縮皮帶機上。其主要缺點是裝車定量不容易控制,由于沒有緩沖容積,在后方供料皮帶機物料不均勻時,在每一車廂裝車定量值快要達到時,操作司機要格外小心,有時需輔助人員在遠端協助查看料流[8]。

裝車機本身的采購價格低,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。風險在于經軌道衡檢查發現溢重或者短重,可能需要將車列送回裝車線重新處理。

車站車場近期設1套移動裝車設備,遠期預留1套;設1條礦石裝車線,遠期預留1條。如圖4所示。

圖4 移動裝車設備裝車方案

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; 5號礦為精礦,儲量約700萬t,后期開發。考慮到兩礦體相距約10 km,5號礦、6號礦分設裝車站。結合裝車工藝,也有采用定量裝車設備裝車、采用移動式裝車設備裝車等子方案,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裝車環線方案,近期為6號礦設1條裝車環線,遠期預留5號礦裝車環線。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,節省了約10 km的皮帶運輸機,但存在鐵路壓礦,裝車環線、筒倉分散,投資大的缺點。集中裝車方案,雖增加了約10 km的皮帶運輸機,但避免了分散裝車方案的缺點。綜合分析,本階段初步建議采用集中裝車方案。集中裝車各方案優缺點見表2。

結合北方礦礦區規劃,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、遠期3 000萬t較大運量,采用定量裝車系統環形布置方案具有裝車效率高、作業量大、環保性好等優點,初步建議采用該方案。

表2 集中裝車各方案優缺點

4 結論

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備和移動裝車設備,平面布置形式也可以采用盡端折返式和環線方式,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結合礦區規劃及運量要求,遵循減少投資、提高裝車效率并考慮環保性要求,綜合比選、因地制宜,選擇最合適的形式。

[1] 楊玉偉.關于煤礦鐵路環形布置站的設計探討[J].鐵道貨運, 2010(3):27-29.

[2] 奚文媛.煤炭裝車站股道作業時分及能力的探討[J].鐵道標準設計,2009(11):11-13.

[3] 王學誠,張健.定量漏斗倉裝煤站場布置方式初探[J].鐵道運輸與經濟,2003(11):22-23.

[4] 楊廣妥.煤礦裝車站設計在縱向場地受限時的平面布置[J].山西建筑,2012(25):7-8.

[5] 鐵道第三勘察設計院集團有限公司.塞拉利昂鐵路技術規范書[R].天津:鐵道第三勘察設計院集團有限公司,2013.

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

[7] 張新,張廣軍,齊玫.煤礦快速定量自動化裝車站稱重傳感器的設計與應用[J].工礦自動化,2007(6):83-85.

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

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[10]郭韜紅.對輪式裝載機輪胎維護的幾點建議[J].鐵道貨運, 2001(5):39-40.

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[12]鄭寶林,李雅紅,李方.2000萬t煤炭集運站集運方案及裝車工藝研究[J].鐵道標準設計,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。