塞拉利昂矿区铁路矿石装车站布置方案

李方豫

塞拉利昂矿区铁路矿石装车站布置方案

李方豫

(铁道第三勘察设计院集团有限公司工程咨询公司,天津 300142)

当矿山开采采用铁路运输时,需设铁路装车站;铁路装车站的布置形式多样,需结合装车工艺、车站地形、矿区规划及运量采用合适的方式。以塞拉利昂铁路矿石装车站为例,在满足运量、矿区规划,地形条件前提下,分析不同装车工艺下的车站布置形式,并分析各装车工艺、布置形式的大致作业流程及优缺点,最后初步建议采用集中装车方案下的定量装车设备工艺环形布置方案。

装车设备;装车线;车站布置

在中长距离运输中,铁路运输具有运量大、运费低、速度快等优点。矿山一般深入内陆,距离目的地或海港等转运节点较远,煤、铁矿石等矿类运输大多采用铁路运输。当矿类运输采用铁路时,在矿山选矿厂附近应设铁路装车站。铁路装车站的布置形式多样,与地形、装车工艺、运量等因素有关,有环形布置[1,2],尽端折返式[3,4]等布置形式。研究该布置形式对于降低铁路投资、提高装车效率具有重要意义,以塞拉利昂铁矿石铁路专用线装车站的研究为基础,探讨装车站布置的若干形式。

1 概况

庆华集团塞拉利昂马布拉卡至苏利马矿区铁路位于塞拉利昂北方省南部和南方省中部地区,该铁路主要用于运输铁矿石。线路起点位于潘帕河西侧唐卡里里矿区,设唐卡里里装车站,经拜依马、博城、纳亚葛莱洪、普杰洪、巴奥马,到达大西洋海边,设普杰洪港前站,线路长度约220 km[5]。

总运量近期为1 500万t,远期为3 000万t。北方矿已探明储量矿山有5号矿、6号矿,两矿体相距约10 km,6号矿为高品位矿,储量约1 000万t,先期开发;5号矿为精矿,储量约700万t,后期开发。

主要技术标准如下。

速度:客运120 km/h、货运80 km/h;轨距: 1 435 mm;正线数目:单线;最小曲线半径:800 m;限制坡度:4/12‰;牵引种类:内燃;机车类型:HXN系列;牵引质量:10 000 t;到发线有效长度:1 400 m;闭塞类型:半自动闭塞;轴重:250 kN。

列车推荐采用万t列车。矿区站唐卡里里装车站的货物列车对数如表1所示。

表1列车对数中,直达列车运输铁矿石,区段列车牵引质量5 000 t,运送生产生活材料和燃料油。北部矿区到达港口总运煤列车初期4对,远期10对;生产生活物资和燃料油列车初期1对,远期4对[5]。

结合矿区规划,装车站有集中装车、分散装车两个方案,每个方案结合装卸工艺,又有采用定量装车设备装车、采用移动式装车设备装车等多个子方案。

2 装车站布置方案

2.1 集中装车方案

5号矿、6号矿集中在一站装车,共用装车站、装车设备。

2.1.1 采用定量装车设备

按采用定量秤式装车楼装车,装车楼[6]采用静态定量斗秤的计量形式[7],计量数据直接作为商业结算的依据。一套由斗轮堆取料机、输送带及皮带秤组成的上游给料系统为装车楼供料。装车楼通过楼内设备将上游连续的供料过程转换成适当的工作循环,实现对列车车皮的定点、定量装车。装车楼的装车方式为贯通式,装载过程中列车低速从装车楼下通过。低速运行的列车其每一车皮从装车楼下通过均对应于装车系统的一个工作循环。车皮通过装车楼下方的一定范围内由定量斗通过装车溜管往车皮里装料,而车皮连接处通过装车楼下方的一定范围内则由定量斗上方缓冲仓往定量斗内快速加料[8]。

矿石装车楼采用摆动式溜管解决装车均匀问题。

该装车工艺,对铁路车场而言有两种布置形式即环形布置方案[8]和尽端式布置方案[9]。

(1)环形布置方案

该作业方式适用于地形条件较好的车站车场,列车在装车楼整列装车完毕,通过环线到达重车场等待发车,装车过程取送车作业流畅,取送过程时间短,装车能力大,但缺点为占地较大,对地形条件要求高,铺轨长度大。

根据到达直达列车及区段列车对数,设重车线及空车线各2条[9](兼机走线),并各预留1条;设散货装卸线1条,装卸站台1座,边修线1条,预留卸油线1条,设机务折返段1处。卸油线在5号矿区南侧工业场地发电厂后预留,散货装卸线到达散货主要有矿山设备、矿山物资、采选矿消耗材料和生活用品。

车站车场近期设1条装车环线,预留1条装车环线。设1套装车系统,预留1套装车系统。采用筒仓形式装车。如图1所示。

图1 环形布置方案

(2)尽端式布置方案

与前种方案相比,该作业方式的不同在于,列车在装车楼整列装车完毕后,机车通过机走线折回再将列车拉至重车场,该作业方式作业时间较前种作业方式时间长,会影响装车能力,但优点是对车站地形条件要求相对较低,占地少,铺轨长度少。

车站车场近期设1条装车线,预留1条,1条机走线,采用筒仓形式装车。如图2所示。

图2 尽端式布置方案

2.1.2 采用移动式装车设备

移动式装车设备有两种,一种是装载机等装车设备,另一种是移动式装车机。其共同点是装车设备位置不固定。

(1)站台配机械设备装车方案

通过在列车停留线间加设站台,采用轮胎式装载机[10]等设备在站台上装车。其优点为造价低,装载灵活,工程简单;缺点为装载速度慢,由于装载点分散,装载过程扬尘污染不容易控制,装车计量不容易控制,安全性差[11,12]。

车站车场近期设2条贯通式装车线,堆场及装车区设于线间,远期预留1条贯通式装车线及堆场,设牵出线1条,机走线1条,采用装载机等移动装车设备装车。如图3所示。

图3 站台配机械设备装车方案

(2)移动装车机装车方案

采用轨道移动式装车机装车,其尾车由大车带动在平行于装车道线的水平皮带机机架上行走,将物料送至臂架上的伸缩皮带机上。其主要缺点是装车定量不容易控制,由于没有缓冲容积,在后方供料皮带机物料不均匀时,在每一车厢装车定量值快要达到时,操作司机要格外小心,有时需辅助人员在远端协助查看料流[8]。

装车机本身的采购价格低,一般仅为定量秤式装车楼的一半。

这种工艺通常要用轨道衡确定最终装车量。风险在于经轨道衡检查发现溢重或者短重,可能需要将车列送回装车线重新处理。

车站车场近期设1套移动装车设备,远期预留1套;设1条矿石装车线,远期预留1条。如图4所示。

图4 移动装车设备装车方案

2.2 分散装车方案

6号矿为高品位矿,储量约1 000万t,先期开发; 5号矿为精矿,储量约700万t,后期开发。考虑到两矿体相距约10 km,5号矿、6号矿分设装车站。结合装车工艺,也有采用定量装车设备装车、采用移动式装车设备装车等子方案,不再赘述。本方案装车工艺及车站布置暂按均采用定量装车设装车环线方案,近期为6号矿设1条装车环线,远期预留5号矿装车环线。如图5所示。

图5 分散装车方案

3 方案比选及建议

分散装车方案,铁路伸入6号矿,节省了约10 km的皮带运输机,但存在铁路压矿,装车环线、筒仓分散,投资大的缺点。集中装车方案,虽增加了约10 km的皮带运输机,但避免了分散装车方案的缺点。综合分析,本阶段初步建议采用集中装车方案。集中装车各方案优缺点见表2。

结合北方矿矿区规划,车站附近地形条件满足各布置形式。在集中装车方案中,兼于近期1 500万t、远期3 000万t较大运量,采用定量装车系统环形布置方案具有装车效率高、作业量大、环保性好等优点,初步建议采用该方案。

表2 集中装车各方案优缺点

4 结论

铁路装车站的布置与装车工艺紧密相连,装车工艺可以采用定量装车设备和移动装车设备,平面布置形式也可以采用尽端折返式和环线方式,不同的装车工艺与布置形式可以任意组合。装车站装车工艺及布置形式选择应结合矿区规划及运量要求,遵循减少投资、提高装车效率并考虑环保性要求,综合比选、因地制宜,选择最合适的形式。

[1] 杨玉伟.关于煤矿铁路环形布置站的设计探讨[J].铁道货运, 2010(3):27-29.

[2] 奚文媛.煤炭装车站股道作业时分及能力的探讨[J].铁道标准设计,2009(11):11-13.

[3] 王学诚,张健.定量漏斗仓装煤站场布置方式初探[J].铁道运输与经济,2003(11):22-23.

[4] 杨广妥.煤矿装车站设计在纵向场地受限时的平面布置[J].山西建筑,2012(25):7-8.

[5] 铁道第三勘察设计院集团有限公司.塞拉利昂铁路技术规范书[R].天津:铁道第三勘察设计院集团有限公司,2013.

[6] 王荣茂.曹妃甸矿石码头铁路装车站工程控制系统[J].港工技术,2009(1):17-19.

[7] 张新,张广军,齐玫.煤矿快速定量自动化装车站称重传感器的设计与应用[J].工矿自动化,2007(6):83-85.

[8] 秦子君.港口矿石定量装(火)车工艺介绍[J].水运工程,2007 (9):134-136.

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[10]郭韬红.对轮式装载机轮胎维护的几点建议[J].铁道货运, 2001(5):39-40.

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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,工程师。