Вагоны карьерного транспорта

Железнодорожный карьерный транспорт

Железнодорожный транспорт получил большое распространение на карьеpax России. Он используется как при мощных грузопотоках (100...150 млн.т. в год, а иногда и более), так и при незначительных (20 млн т в год). Глубина разработки с применением железнодорожного транспорта достигает 250м, а в отдельных случаях и более. Расстояние внутрикарьерного транспортирования ставляет 2...5 км, а с учетом поверхности достигает 12...15км.

Достоинствами железнодорожного транспорта являются высокая надежность, возможность перевозить практически любые насыпные грузы, малая зависимость его эффективности от климатических условий, возможность достижения высокой производительности за счет пропуска большого числа поездов и увеличения массы поезда до 1500...2000т, относительно низкие удельные затраты на транспортирование, большой срок службы оборудования, возможность использования любых видов энергии, типов локомотивов. Железкодорожный транспорт оказывает незначительное действие на окружающую среду.

Недостатками железнодорожного транспорта, ограничивающими область его применения, являются большая протяженность фронта работ (не менее 300...500м), значительные радиусы поворота (не менее 80... 100м), незначительные подъемы (40...60%), значительные затраты на перемещение рельюсо-шпальной решетки и контактной сети, малая механизация вспомогательных работ, большие капитальные затраты и др.

Схемы железнодорожных путей карьера во многом определяются схемой вскрытия, глубиной и размерами карьера в плане.

Вагоны карьерного транспорта

Главными параметрами, характеризующими технические и эксплуатационные свойства вагонов, являются грузоподъемность, масса тары, коэффициент тары, вместимость (геометрическая) кузова, число осей, нагрузка на ось, коэффициент сопротивления движению и линейные размеры.

Грузоподъемность вагона q (т) наибольшая, допустимая к перевозке масса груза. Эта величина определяет рациональные параметры состава. С увеличением грузоподъемности вагонов, как правило уменьшаются затраты на транспортирование, повышается производительность погрузочных устройств (экскаваторов, погрузчиков и др.), уменьшается число вагонов в составе, а также длина состава в целом.

В настоящее время максимальная грузоподъемность думпкара составляет 180т, и эта величина имеет тенденцию к увеличению. Факторами, ограничиваюшими увеличение грузоподъемности вагона, являются габарит подвижного состава, нагрузка на рельсы, обусловленная состоянием верхнего строения пути, длина вагона, лимитируемая условиями вписывания в криволинейные участки пути.

Типы нагонов и их конструктивные схемы

Железнодорожные вагоны для открытых работ разделяются:

– по условиям эксплуатации:

на вагоны обшей сети железных дорог и вагоны промышленного транспорта, габариты и осевые нагрузки которых допускают обращение только на промышленных путях без выхода на общую сеть;

– по типу конструкции:

на крытые вагоны, открытые вагоны (полувагоны), платформы, цистерны и вагоны специального назначения:

– по способу передвижения:

перемещаемые локомотивами или имеющие собственные тяговые двигатели.

Вагоны различают также по габариту подвижного состава, ширине колеи, конструктивному исполнению.

Принципиальное конструктивное отличие вагонов заключается в способе их разгрузки: в конструкции вагона могут быть предусмотрены какие-либо устройства для поворота кузова, открывания люков и т.д. (это, так называемые, саморазгружающиеся вагоны) или необходимые специальные стационарные поворотные средства (вагоноопрокидыватели), устанавливаемые в пунктах приема горной массы (несаморазгружающиеся вагоны).

Универсальные полувагоны (гондолы) применяют для транспортирования легких мелкокусковых полезных ископаемых но внешней сети к потребителю и на обогатительнуюфабрику. Кузов такого вагона имеет вертикальные стенки и горизонтальный пол (рис. 11.1).

Разгрузка может осуществляться при открывании запирающихся механизмов крышек люков, расположенных в горизонтальном полу и образующих в положении разгрузки две наклонные плоскости, по которым груз под действием собственного веса ссыпается по обе стороны от пути (саморазгружающийся универсальный полувагон). Открывание и главным образом, закрывание разгрузочных люков представляет собой трудоемкую, в большей степени ручную, операцию.

Универсальные полувагоны имеют относительно простую конструкцию, технический коэффициент тары их невелик – 0,35 ... 0,37.

Несаморазгружающиеся полувагоны (с глухим кузовом) предназначаются не только для традиционных грузов, но и для тяжелых руд.

Технические характеристики универсальных полувагонов приведены в табл. 11.1.

Для упрощения выгрузки материала в некоторых случаях находят применение полувагоны с подъемным кузовом, рис. 11.2.

Вагоны-самосвалы (думпкары), разгружаемые наклоном кузова в сторону при одновременном опускании или поднятии борта, а также комбинации этих двух движений. Наклон кузова производится пневматическими цилиндрами, а открывание бортов – рычажным механизмом.

Думпкары используются для транспортирования свкрышных пород, а на рудных карьерах – и полезного ископаемого.

Наибольшее распространение получили думпкары с открывающимся бортом, рис. 11.3. Их используют при загрузке одноковшовыми экскаваторами и выполняют повышенной прочности, так как при загрузке возможно падение отдельных глыб до 3 т с высоты до 3 м.

Недостатком думпкаров с откидывающимся бортом является ограниченная устойчивость при разгрузке, так как горная масса, ссыпаясь по борту, создает значительный опрокидывающий момент. Поэтому высота бортов вагонов самосвалов не превышает 900...1500 мм.

В России основное распространение получили думпкары с двусторонней разгрузкой и откидывающимся бортом для транспортирования вскрышных по род и руд насыпной плотностью 1,9 ... 2,2 т/м³.

Раму и кузов думпкаров выполняют массивными и с большой прочностью. Потому коэффициент тары таких думпкаров достаточно высок (0,4...0,5). Кузов думпкара состоит из верхней рамы (рамы кузова) с настилом пола, двух лобовых стенок и двух продольных бортов. Под настилом пола помещается амортизационная прокладка (например, из деревянных брусьев) для возможности погрузки крупных глыб Наклон кузова производится пневматическими цилиндрами, закрепленными на кронштейнах нижней рамы вагона. Штоки цилиндров шарнирно соединены с рамой кузова.

Рама вагона (нижняя рама) опирается на ходовые тележки. При наклоне кузова борт (шарнирно соединенный с верхней рамой) при помощи рычажных механизмов (смонтированных в лобовых стенках кузова) откидывается и составляет продолжение пола кузова.

Для обеспечения устойчивости думпкара открывание борта несколько опережает наклон кузова. В транспортное положение кузов возвращается под действием собственного веса или принудительно цилиндрами двойного действия.

Калининградский вагоностроительный завод выпускает думпкары грузоподъемностью 60, 85, 105, 145 и 180 т

Большое распространение на карьерах получил вагон-самосвал 2ВС-105, предназначенный для перевозки рыхлых и скальных пород, а также руд с насыпкой плотностью от 2 до 2,2 т/м³ при погрузке экскаваторами с ковшом вместимостью до 8 м³. Конструкция допускает падение глыб массой 3т с высоты до 3м. Ходовая часть вагона состоит из двух трехосных тележек типа, он оборудован автосцепкой с усиленным фрикционным аппаратом и автоматическим тормозом. Наклон кузова осуществляется шестью пневматическими цилиндрами (по три с каждой стороны), из них два двойного действия.

Думпкары с подъемным бортом при разгрузке образуют щель (между поднявшимися бортом и наклонным днищем кузова) сравнительно ограниченных размеров, что может привести к застреванию крупных глыб и вызвать поломки бортов. Поэтому такие думпкары чаще эксплуатируются при транспортировании мягких и глинистых пород, а также угля. Калининградский вагоностроительный завод выпустил думпкар с поднимающимся при разгрузке бортом ВС-50 для легких условий эксплуатации. Механизм наклона кузова состоит из четырех пневматических цилиндров. Вместимость кузова 22,6 м³ собственная масса - 31,5т, коэффициент тары - 0,63. Ходовая часть представлена двумя двухосными тележками.

Думпкары с комбинированным боргом обладают эксплуатационными преимуществами думпкаров с откидывающимся бортом, но имеют большую устойчивость, благодаря чему допускаются повышенные значения удельного объема кузова.

Саморазгружающиеся вагоны типа тальботимеют седлообразное дно и крышки в боковых бортах, закрывающие разгрузочные люки (рис. 11.4). При открывании люков транспортируемый материал разгружается под действием собственного веса. Разгрузка осуществляется одновременно по обе стороны железнодорожного полотна в разгрузочные бункеры (ямы). Открывание люков может производиться дистанционно.

Хоппер-вагон, кузов которого выполнен в форме бункера с наклонными торцовыми стенками, по которым груз ссыпается через разгрузочные люки. На открытых разработках хоппер используют для транспортирования угля и в качестве дозаторов балласта при путевых работах (рис. 11.5).

Платформы (грузоподъемностью 63 и 90 т) используются на карьерах для доставки материалов, оборудования, при укладке звеньев пути кранами. Для перевозки тяжелого оборудования (экскаваторов и др.) применяются специальные многоосные платформы-транспортеры, грузоподъемность которых достигает 300т.