1.0.1 为统一冶金露天矿准轨铁路设计的技术标准,科学、合理地进行冶金露天矿准轨铁路设计,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于新建、改建和扩建的冶金露天矿准轨铁路的设计。本规范不适用于电力牵引机组运行的冶金露天矿准轨铁路的设计。
由于本规范的技术标准是按露天矿铁路运输条件制定的,因此不适用于露天矿范围以外的铁路运输。如外部机车进入的铁路专用线,本规范的技术条件不能满足其要求。属于露天矿范围以外的铁路设计执行现行国家标准《工业企业标准轨距铁路设计规范》GBJ 12。
1.0.3 冶金露天矿铁路运输系统的确定,应服从总体规划;满足设计运量要求;与采掘、排土工艺协调;积极采用先进技术,保证生产可靠、运行安全和经济合理;力求近远期合理配合;节约用地,少占农田,有利于施工。
本条是确定设计的原则,即在确保功能的前提下,力争做到经济合理,节约土地。
1.0.4 线路等级应符合表1.0.4的规定:
表1.0.4 线路等级
注:固定线为使用年限大于3年的线路;半固定线为移设周期或使用年限小于或等于3年,且大于1年的线路;移动线为移设周期小于或等于1年的线路。
各级线路年运量划分的理由:
1 采用准轨铁路运输的矿山,年运量大都在10Mt以上。根据线路承担的年运量、使用年限,大致可分以下三种情况:
1 )位于矿山站至排土站(排土场入口)、受矿点(破碎站)及深凹露天矿总出入沟的线路区间,为矿山运输系统的主要区间,其运量大、存在年限长,在确定线路技术条件及轨道类型时,应采用等级较高的标准。
2 )进入采场、排土场的支线,存在年限短、运量少,线路标准及轨道类型可用较低标准。
3 )承担几个水平支线的生产干线,其运量、存在年限处于上述两者之间,线路标准及轨道类型,一般属中等标准。
2 按设备配备及能力分析,目前配备载重60t矿车的装载设备主要为 4m 3 、4.6m 3 电铲,台年效率一般为1.2Mt左右。当采场长在1km左右时,一般配备1台~2台电铲,则进入该采场的支线所承担年运量在1.2Mt~2.4Mt,属Ⅲ级线标准。
当采场面积较大,一个水平配备3台电铲或一条干线承担两个水平的运量(3.6Mt~4.8Mt)时,属Ⅱ级线标准。
一个大型矿山总出入口线路及主要生产干线的运量一般均达6Mt以上,属I级线标准。
3 按区间通过能力分析:矿山实际使用的列车组成一般为7辆~9辆载重60t矿车。当单线区间长为1km时,年运量可达8Mt以上;区间长1.5km时,年运量可达6Mt以上。矿山运输区间长度,大都在1.0km~1.5km范围内,为此确定I级线的年运量为大于或等于6Mt。
4 移动线由于使用年限较短,经常随着采场、排土场的装、卸作业而移设,且移动线运量相差不大(采场内一条移动线,按配备两台电铲,其所承担运量,一般为2.4Mt左右,排土场排土犁作业的移动线年完成量为1.5Mt左右,电铲转排作业的移动线,年完成量为2.7Mt左右),一般均在3Mt以下,因此,移动线不划分等线。
5 联络线、其他线,使用年限较长,但运量甚少,如矿山站与工业场地间的联络线,昼夜通过对数一般约在10对以下,因此,不划分等级。
半固定线使用年限虽较短,但所承担的运量能达到固定线的相同条件时,按使用年限与固定线加以区别。确定轨道类型时,则与固定线标准相同。为此,半固定线与固定线合并为同一类别。
1.0.5 固定线、半固定线的设计行车速度应为40km/h;移动线的设计行车速度应为15km/h。
设计运行速度为本规范制定线路、轨道等技术标准的依据之一。固定线、半固定线定为40km/h。其理由有:
1 由于开拓要求,两站间运距一般较短,约为0.6km~1.2km,提高区间运行速度的效果不显著,生产矿山反映,一般在30km/h以下;
2 矿山列车周转时间中,装、卸、停时间所占比例为70%左右,而运行时间仅占30%左右,故再提高运行速度效益不大。
3 矿山实际最高车速在35km/h左右,为保证轨道有相应的强度及运行平顺安全,设计行车速度应高于实际行车速度。考虑固定线、半固定线的线路技术条件及轨道标准基本属同一类别,所以固定线、半固定线采用相同的设计行车速度。
矿山移动线上运行速度实际达12km/h~15km/h。考虑到目前矿山由于线路养护质量差,车速不易增大,本规范定为15km/h。
1.0.6 列车在固定线、半固定线上的计算制动距离应为300m;移动线上的制动距离应为100m。
列车在固定线、半固定线上的制动距离规定为300m,理由如下:
1 理论计算。100t电力机车牵引10辆载重60t自翻车时的紧急制动距离计算结果见表1。
表1 制动距离 L (m)
计算结果表明,列车的制动距离均小于300m。
2 制动试验。兰尖铁矿1976 年7月~9月,在固定线32‰的下坡道上,150t电力机车牵引10辆100t自翻车,列车运行速度30km/h,采用常用制动试验时,其停车距离为280m左右。
2003年10月《陡坡铁路运输系统研究》总报告的试验结论如下:
1 )ZG150-1500型电机车牵引8辆KF-60型重矿车以初速度30km/h~35km/h惰行下40‰~45‰陡坡,实施常规制动时,工作风缸一次减压量不得小于0.12MPa,实施紧急制动时制动距离为190m~270m,制动正常。
2 )ZG224-1500电机车推行12辆重矿车以初速度25km/h~28km/h下40‰~45‰陡坡,当空气缸一次减压量小于0.1MPa时重列车不能减速,需追压0.04MPa~0.06MPa方能控制重列车停在固定线上。电阻制动效果不理想,当减压小于0.12MPa时,重列车制动距离400m。当减压0.12MPa~0.17MPa时重列车制动距离175m~250m,满足制动要求。
3 现状与实践
矿山实际的列车运行速度较低,一般在30km/h以下,多年生产实践证明,列车实际的制动距离均在300m以内。
移动线上的计算制动距离规定为100m,是按采场、排土场装卸线上列车最小通视距离考虑的。列车在15‰的下坡道上,其运行速度为15km/h,当进行紧急制动时,停车距离为36m,能保证安全停车。
1.0.7 铁路限界应符合本规范附录A的规定。
本规范建筑限界按《标准轨距铁路建筑界限》GB 146.2的建筑限界规定。
1.0.8 冶金露天矿准轨铁路的设计,除应执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
为避免规范内容重复,精简篇幅,本规范未列入防火、安全、卫生、抗震、“三废”排放等有关规定。设计矿山铁路时,除执行本规范外,尚应执行国家现行的相应设计规范。