Подвижной состав железнодорожного транспорта в глубоких карьерах
|
Вагоны. При использовании железнодорожного транспорта на открытых горных работах применяются вагоны-самосвалы (думпкары) и полувагоны (гондолы и хопперы). По конструкции и условиям эксплуатации вагоны-самосвалы делятся на вагоны для легких, средних и тяжелых условий работы. В зависимости от этого и принятой грузоподъемности они бывают четырех-, шести-, восьми- и многоосные. Для легких условий работы при небольших масштабах производства используют вагоны-самосвалы грузоподъемностью до 60 т. Они обычно служат для перевозки горной массы в разрыхленном состоянии плотностью до 2,2 т/м3. Конструкция несущих элементов этих думпкаров допускает погрузку глыб массой до 2 т, с высоты не более 2 м в кузов, в который предварительно насыпан мелкий материал слоем около 0,3 м. Для средних условий работы при перевозке горной массы в разрыхленном состоянии плотностью до 2,5 т/м3 используют думпкары грузоподъемностью до 100—110 т. При этом допускается погрузка глыб массой до 3 т с высоты 2 м, но также с предварительной подсыпкой мелких фракций горной массы на дно кузова. Для тяжелых условий работы при перевозке тяжелых и крупнокусковых пород и руд применяют думпкары, допускающие погрузку горной массы в разрыхленном состоянии плотностью 2,5—3 т/м3, погружаемой экскаваторами с ковшами емкостью до 10—12,5 м3. При этом возможна погрузка глыб массой до 5 т с высоты 3 м. Этот тип думпкаров наиболее полно соответствует горнотехническим условиям крупных рудных карьеров значительной глубины, на которых используют мощные выемочно-погрузочные средства (экскаваторы, погрузчики). Среди думпкаров легкого типа грузоподъемностью 50—60 т на карьерах используют думпкары 4ВС-50 и более поздних выпусков 5ВС-60 и 6ВС-60. Для средних условий эксплуатации на карьерах еще применяются думпкары грузоподъемностью 80-85 т (Д-80, Д-82, ВС-85), а также думпкары грузоподъемностью 100 и 130 т (ВС-100 и ВС-130). Для тяжелых условий работы применяются серийно выпускаемые думпкары 2ВС-105. В последние годы созданы опытные вагоны-самосвалы ТВС-165 грузоподъемностью 165 т. Они используются для погрузки скальных пород и тяжелых руд плотностью до 3 т/м3 экскаваторами с ковшами емкостью до 12,5 м3, а при менее тяжелых рудах — до 16 м3. Эти думпкары по сравнению с серийно выпускаемыми имеют принципиально новые, усиленные конструкции нижней и верхней рам, продольных бортов лобовых стенок и настила пола (несущий стальной лист толщиной 45 мм с полиэтиленовой подкладкой). Современные думпкары — это цельнометаллические вагоны сварной конструкции, состоящие из наклоняющегося кузова, нижней рамы, на которую опирается кузов, и тележек. На тележки в свою очередь опирается нижняя рама. Кузов думпкара состоит из верхней рамы с полом, двух лобовых стенок и двух откидывающихся продольных бортов. Пол, выполненный из листового металла (толщина листа до 12—14 мм), имеет прокладки между листами из дерева, резины или специальных амортизирующих синтетических материалов. Борта открываются автоматически при помощи рычажного механизма, сблокированного с механизмом наклона кузова. На нижней раме укреплены цилиндры для наклона кузова, трубопроводы тормоза и управления наклоном кузова, аппаратура воздушных тормозов и ударно-тяговые приборы. Для думпкаров применяются тележки с нагрузкой от оси на рельс до 320 кН; они оборудуются типовой автосцепкой СА-3, автоматическим тормозом с воздухораспределителем №270-005-1. Техническая характеристика используемых на карьерах думпкаров приведена в табл. 20.  На Калининградском заводе начат выпуск думпкаров 7ВС-60. Новый вагон имеет увеличенную высоту бортов. Геометрический объем кузова составляет 32,5 м3. При опрокидывании кузова содержимое выгружается за пределы габарита подвижного состава, исключая дополнительную очистку пути. На этом же заводе освоен выпуск четырехосных думпкаров ВС-85 грузоподъемностью 85 т, в которых принята рычажная система открывания бортов, расположенная между внутренним и наружным листами лобовой стенки кузова. Кузов опрокидывается с помощью четырех пневматических цилиндров нетелескопического типа, расположенных по два с каждой стороны. Один из них двойного действия, что обеспечивает принудительное возвращение кузова в поездное положение после разгрузки. Серийно выпускаемые шестиосные думпкары 2ВС-105 грузоподъемностью 105 т построены Калининградским заводом взамен ВС-100. В конструкции вагонов 2ВС-105 по сравнению с ВС-100 усилены несущие элементы шкворневых кронштейнов и верхней рамы. В механизме наклона кузова отсутствует сложная система литых рычагов, что упрощает ремонт и повышает надежность эксплуатации. В поездное положение кузов думпкара возвращается принудительно. Думпкары 2ВС-105 наиболее распространены на большинстве карьеров горнорудной промышленности значительной глубины. Думпкары ВС-130 были выпущены лишь небольшой опытной партией. Применение тележек Уральского вагоностроительного завода УВЗ-11 позволило увеличить их грузоподъемность до 130 т. В 1979 г. разработан думпкар грузоподъемностью 145 т, предназначенный для перевозки пород плотностью 1,6—1,7 т/м3, —для работы с экскаваторами с ковшами емкостью 12,5 м3. Объем кузова составляет 72 м3. Думпкар запроектирован в трех вариантах. Наиболее предпочтительным из них является вагон с односторонней разгрузкой и поднимающимися бортами. Восьмиосные думпкары 2ВС-180 грузоподъемностью 172 т имеют меньший коэффициент тары по сравнению с другими отечественными вагонами. Небольшая длина думпкара ТВС-165 (рис. 18) при его повышенной грузоподъемности позволяет заметно уменьшить длину состава поезда при увеличении его массы. Это качество думпкаров положительно сказывается при их эксплуатации в глубоких карьерах, особенно при ограниченных длинах стационарных путей, обменных пунктов и т. д.  Механизм наклона кузова вагона имеет восемь (по четыре с каждой стороны) пневматических нетелескопических цилиндров. Принято принудительное закрывание продольных бортов, для чего два средних разгрузочных цилиндра выполнены как цилиндры двойного действия. Каждая четырехосная тележка состоит из двух двухосных тележек, скрепленных соединительной балкой. Выпускаемые в последние годы думпкары для обеспечения безопасности движения оборудуются электрической проводкой для подключения приборов звуковой и световой сигнализации, а также устройствами, обеспечивающими автоматическую передачу информации на локомотив о результатах произведенного сокращенного опробования тормозов и сработки автостопа при сходах. Системы управления и устройства разгрузочных механизмов думпкаров предназначены для индивидуальной разгрузки каждого вагона. Вагоны могут быть также изготовлены с учетом применения системы одновременной разгрузки всего состава или его части. Часть думпкаров по требованию заказчика может иметь ручной тормоз и тормозную площадку. Для работы в глубоких карьерах на крутых уклонах до 60 %с и более думпкары оборудуются быстродействующими пневматическими тормозами специальных конструкций (воздухораспределители ускоренного действия). Предполагается изготовление думпкаров повышенной прочности (применение специальных сталей) и большой грузоподъемности (табл. 21), предназначенных для перевозки скальных пород и тяжелых руд и рассчитанных на погрузку глыб массой 6, 8 и 10 т с высоты 2—3 м без подсыпки защитного слоя из мелких фракций. Применение думпкаров новых типов требует усиления верхнего строения железнодорожных путей с укладкой на постоянных участках железобетонных и металлических шпал. Передвижные пути укладываются на скальное основание при усиленной эпюре шпал и рельсах Р-65 и Р-75, они обеспечивают нормальную эксплуатацию подвижного состава с осевыми нагрузками до 350 кН при скоростях движения до 35 км/ч. Таким образом, для транспортирования различных пород и полезных ископаемых с учетом конструктивных особенностей могут быть рекомендованы следующие типы думпкаров: 1) для перевозок мягких пород и полезных ископаемых плотностью, не превышающей 2,2 т/м3, думпкары грузоподъемностью 60—180 т; 2) для перевозки полускальных пород и руд плотностью до 2,5 т/м3 думпкары грузоподъемностью 85—180 т с условием оснащения их ударопрочной конструкцией пола; 3) для перевозки тяжелых пород и руд плотностью 2,5—3 т/м3 специальные думпкары грузоподъемностью 100—200 т. За рубежом для перевозки горной массы в карьерах большой глубины также преимущественно используются вагоны-самосвалы и весьма редко полувагоны. На карьерах США при работе одноковшовых экскаваторов применяются думпкары тяжелой конструкции фирм ’’Магор”, ’’Вестерн” и других, способные выдерживать большие ударные нагрузки крупныx кусков скальных пород. Благодаря применению качественных сталей коэффициент тары думпкаров снижается до 0,38—0,39. Грузоподъемность выпускаемых в США думпкаров не превышает 90—100 т при максимальной емкости кузова 38 м3. Нагрузка на ось достигает 320—350 кН. Думпкары строятся преимущественно четырехосными. Думпкары, применяющиеся за рубежом на карьерах значительной глубины (табл. 22) — Бингхем (США), Чуквикамата (Чили), Токвепала (Перу), имеют грузоподъемность от 70 до 80 т. Кроме думпкаров на карьере Бингхем руду перевозят в полувагонах грузоподъемностью 87 т, разгружаемых в круговых опрокидах. В конструктивном отношении зарубежные думпкары мало отличаются от думпкаров советского производства. В перспективе не наблюдается какой-либо их модернизации. Сравнительно небольшая глубина других рудных карьеров и невысокая производственная мощность пока не требуют создания вагонов большей грузоподъемности.  |
