2000萬t煤炭集運(yùn)站集運(yùn)方案及裝車工藝研究

2000萬t煤炭集運(yùn)站集運(yùn)方案及裝車工藝研究?其他?2000萬t煤炭集運(yùn)站集運(yùn)方案及裝車工藝研究鄭寶林,李雅紅,李方(中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司機(jī)動(dòng)院,北京100020)摘要:結(jié)合本公司承攬的新街,罕臺(tái)川等項(xiàng)目煤炭集運(yùn)站的設(shè)計(jì),考慮到運(yùn)量,集運(yùn)方案直接影響裝車方案的合理性,針對礦點(diǎn)至集運(yùn)站運(yùn)輸方案,集運(yùn)站裝車作業(yè)系統(tǒng),堆場及堆場設(shè)備,從成本分析,技術(shù)性能,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等角度進(jìn)行綜合分析比較.重點(diǎn)進(jìn)行集運(yùn)方案及裝車工藝工程方案適應(yīng)性研究.關(guān)鍵詞:鐵路運(yùn)輸;集運(yùn)站;集運(yùn)方案;裝車工藝;成本分析中圈分類號(hào):u294.88文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):lOO4—2954(2007)l2一oo82一O4煤炭集運(yùn)站的設(shè)計(jì)與直裝,倒裝量,集運(yùn)方案,裝車工藝等關(guān)鍵因素密切相關(guān),集運(yùn)方案,裝車工藝的合收藕日期:2007—04—03;修回日期:2007—10—26作奢簡介:鄭寶林(1964一),男,高級(jí)工程師,1986年畢業(yè)于華東交通大學(xué).理與否直接影響工程建設(shè)投資和投產(chǎn)后的運(yùn)營成本.筆者結(jié)合新街,罕臺(tái)川等項(xiàng)目礦點(diǎn)至集運(yùn)站運(yùn)輸方案,集運(yùn)站裝車作業(yè)流程進(jìn)行簡要分析,重點(diǎn)進(jìn)行集運(yùn)方案及裝車工藝方案研究.1礦點(diǎn)至集運(yùn)站運(yùn)輸方案本次研究各煤炭礦點(diǎn)至集運(yùn)站按平均運(yùn)距5km考慮,集運(yùn)量取1500×10t.年作業(yè)天數(shù)330d,3班作業(yè)制,來料不均衡系數(shù)按1.05考慮,裝載不均衡系數(shù)按1.1考慮,礦點(diǎn)堆場及輔助作業(yè)設(shè)備按每天凈作業(yè)時(shí)間17h設(shè)計(jì),考慮與運(yùn)輸作業(yè)方案匹配,裝載設(shè)備最大能力按每天凈作業(yè)時(shí)間取21h設(shè)計(jì).礦點(diǎn)小時(shí)計(jì)算最大裝載量為3100t.定和撓度.⑤下錨柱的軸壓力分別按40,80kN兩種考慮,故每種支柱均有20,60,100kN3種軸壓力的組合,選用范圍大.⑥接觸線高度處對于8,8.5m支柱按6.15m,對于9.5,11m支柱按7.25m計(jì)算.⑦選用者只有在軸壓力,純風(fēng)彎矩,結(jié)構(gòu)風(fēng)速作用下垂直線路方向彎矩均不超過時(shí)才能選用.(6)檢驗(yàn)方法:①在柱頂加載至結(jié)構(gòu)風(fēng)速作用下垂直線路方向彎矩標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),柱頂水平位移不超過1.5L/100mm;②在柱頂加載至純風(fēng)彎矩標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),接觸線高度處水平位移控制在50mm之內(nèi);③在柱頂加載至結(jié)構(gòu)風(fēng)速作用下垂直線路方向彎矩標(biāo)準(zhǔn)值的150%時(shí),鋼柱不屈服,焊縫不裂開,鋅層不剝落不凸起;④需進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn).(7)需要說明的問題:①純風(fēng)彎矩,結(jié)構(gòu)風(fēng)速作用下垂直線路方向彎矩需電氣化專業(yè)人員針對每條線計(jì)算得出,根據(jù)實(shí)際風(fēng)速,懸掛的各種線,懸掛的位置計(jì)算出容量再進(jìn)行選用;②該支柱為首次使用,必須經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證,通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論是否正確;③由于采用預(yù)留孔連接方式,支柱安裝的定位,測量也顯得十分重要.4結(jié)論在2006年9月武漢鐵路局武昌站無柱雨棚改造中,武漢供電段首次使用了接觸網(wǎng)歐標(biāo)H型鋼柱,鋼柱采用熱鍍鋅后噴涂白色氟炭油漆,鋼柱外形秀美,并得到了武漢鐵路局工程指揮部及武漢供電段的好評.正在建設(shè)的寧合,武廣,京津等客運(yùn)專線均按此類型支柱招標(biāo).最終得到鐵道部批準(zhǔn)的通用參考圖《電氣化鐵路接觸網(wǎng)H型鋼柱》(通化(2006)1301)解決了部里要求外形尺寸不超過300mm的單柱支撐結(jié)構(gòu),大部分中間柱為240mm和260mill,斷面尺寸小,外形美觀,制造簡單,安裝方便,價(jià)格適中,該技術(shù)目前已達(dá)到了國際先進(jìn)水平,并帶動(dòng)馬鋼,萊鋼等鋼廠進(jìn)行自主創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,熱軋制出HE240,HE260,HE280,HE3004種規(guī)格型號(hào)的H型鋼柱.在廠家的配合下試制產(chǎn)品,并通過了鐵道部接觸網(wǎng)檢測中心對這4種規(guī)格型號(hào)H型鋼柱進(jìn)行了強(qiáng)度,撓度,扭轉(zhuǎn)檢測,檢測結(jié)果均達(dá)到并滿足國外同類產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).但此產(chǎn)品用在轉(zhuǎn)換柱中由于抗扭剛度小而受到限制,有待今后進(jìn)一步研究解決.今后在使用過程中要及時(shí)反饋意見和建議,特別是單柱用于轉(zhuǎn)換柱時(shí)要多做試驗(yàn),用試驗(yàn)來驗(yàn)證理論的正確性,從而解決鐵道部要求的所有位置采用單柱形式,達(dá)到簡統(tǒng)劃一,整潔秀美的良好視覺效果.參考文獻(xiàn):[1]TB10009--2005,鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范[s].[2]通橋(2005)2221,時(shí)速250km客運(yùn)專線鐵路常用跨度梁[z].[3]通橋(2005)2322,時(shí)速350km客運(yùn)專線鐵路常用跨度梁[z].[4]GB50017—20o3,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].82鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)RAILWAYSTANDARDDESIGN2007(12)鄭寶林,李雅紅,李方一2000萬t煤炭集運(yùn)站集運(yùn)方案及裝車工藝研究礦點(diǎn)至集運(yùn)站可采用如下運(yùn)輸方案.(1)公路運(yùn)輸方案各礦點(diǎn)至集運(yùn)站段新建專用公路,總長按20.0km考慮.根據(jù)目前的交通量預(yù)測結(jié)果,考慮到本項(xiàng)目的地理位置及作用,計(jì)劃采用高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),計(jì)算行車速度80km/h,橋涵設(shè)計(jì)荷載采用汽車I級(jí).路基寬度24.5m,雙向2車道,全立交.(2)長距離強(qiáng)力帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方案來自礦點(diǎn)帶式輸送機(jī)的煤,經(jīng)長距離強(qiáng)力帶式輸送機(jī)輸送至集運(yùn)站,3班作業(yè)制.從集運(yùn)站裝車作業(yè)中車列取送車不均衡和減少集運(yùn)站倒運(yùn)作業(yè)量的因素考慮,每天凈作業(yè)時(shí)間取21h,年作業(yè)天數(shù)330d,裝載設(shè)備不均衡系數(shù)按1.1考慮,帶式輸送機(jī)不均衡系數(shù)按1.15考慮,同時(shí)考慮與裝載設(shè)備最大能力匹配,強(qiáng)力帶式輸送機(jī)總輸送能力按3100t/h設(shè)計(jì).考慮到工程造價(jià),帶式輸送機(jī)按4路單系統(tǒng)考慮.為繞避,跨越各礦點(diǎn)至集運(yùn)站之間的既有建筑物,公,鐵,電力設(shè)施,強(qiáng)力帶式輸送機(jī)采用高架方式.2集運(yùn)站裝車作業(yè)系統(tǒng)集運(yùn)站近期年發(fā)送量2000×10t.列車牽引質(zhì)量為5000t/~lJ,列車編掛按1列61輛考慮.車輛載重60t,自重21.7t.為配合以上兩種運(yùn)輸方案,可采用以下幾種裝車作業(yè)方式.2.1抓斗門式起重機(jī)裝車作業(yè)方案(1)裝車作業(yè)設(shè)施配合公路運(yùn)輸方案,可采用抓斗門式起重機(jī)進(jìn)行裝車作業(yè).綜合考慮發(fā)車不均衡系數(shù)及調(diào)車作業(yè)方式等因素,近期共設(shè)2個(gè)裝車作業(yè)區(qū),每個(gè)作業(yè)區(qū)設(shè)2條整列裝車線,6臺(tái)抓斗門式起重機(jī),選用大容量抓斗,抓斗門式起重機(jī)作業(yè)效率約為300t/h,每列車凈裝車作業(yè)時(shí)間為2h,可在3h左右完成1列車的裝車作業(yè).(2)堆場及堆場設(shè)備在每個(gè)作業(yè)區(qū)門式起重機(jī)跨內(nèi)設(shè)置存煤場,長約850m,寬20m,堆高7m;懸臂下存煤場長約850m,寬17.6m,堆高6.5m,2個(gè)作業(yè)區(qū)總存煤量約為25.5×10t,可存放約3.5d的裝車量.存煤場共配4臺(tái)推煤機(jī),4臺(tái)裝載機(jī)作為輔助作業(yè)設(shè)備.2.2裝載機(jī)裝車作業(yè)方案(1)裝車作業(yè)設(shè)施配合公路運(yùn)輸方案,可采用裝載機(jī)進(jìn)行裝車作業(yè),綜合考慮發(fā)車不均衡系數(shù)及調(diào)車作業(yè)方式等因素,近期共設(shè)3個(gè)裝車作業(yè)區(qū),每個(gè)作業(yè)區(qū)設(shè)1條整列裝車線,8臺(tái)裝載機(jī),共配置24臺(tái),選用6m.大容量鏟斗進(jìn)口裝載機(jī),按每組12臺(tái)作業(yè)考慮.裝載機(jī)作業(yè)效率約為150t/h,每列車凈裝車作業(yè)時(shí)間為2h,可在3h左鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)RAILWAYSTANDARDDESIGN2007(12)?其他?右完成1列車的裝車作業(yè).(2)堆場及堆場設(shè)備同抓斗門式起重機(jī)裝車作業(yè)方案.2.3跨線漏斗倉裝車作業(yè)方案(1)裝車方案及調(diào)車作業(yè)方式為配合進(jìn)場的長距離強(qiáng)力帶式輸送機(jī),裝車作業(yè)可采用跨線漏斗倉裝車方案.該系統(tǒng)由帶式機(jī)輸送系統(tǒng),跨線漏斗倉,往復(fù)式可逆帶式機(jī)等組成(圖1).圖1跨線漏斗倉裝車作業(yè)系統(tǒng)本工程近期設(shè)2條盡頭式整列裝車線,1條整列存車線,2套漏斗倉裝車系統(tǒng).裝車效率約30車/h(含調(diào)車作業(yè)時(shí)間),每列車裝車作業(yè)時(shí)間約2.5h.裝煤車列取送及存車線上的車列牽引至作業(yè)線由機(jī)車擔(dān)當(dāng),裝車過程中的調(diào)車作業(yè)由無極繩調(diào)車系統(tǒng)承擔(dān).(2)裝車作業(yè)設(shè)施集運(yùn)站內(nèi)帶式機(jī)輸送系統(tǒng)由進(jìn)場帶式機(jī),直裝帶式機(jī)和倒運(yùn)帶式機(jī)組成.進(jìn)場剝離煤根據(jù)裝煤車列的調(diào)車情況由裝車控制系統(tǒng)選擇經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)站的帶式輸送機(jī)直接送至漏斗倉裝車,或通過電動(dòng)三通倒運(yùn)至進(jìn)行儲(chǔ)存兩種方式.直裝帶式機(jī)和倒運(yùn)帶式機(jī)等設(shè)施均采用雙路系統(tǒng),系統(tǒng)中設(shè)有裝車工藝流程控制系統(tǒng)和各種帶式機(jī)保護(hù)裝置,當(dāng)裝滿1節(jié)車時(shí),控制系統(tǒng)啟動(dòng)倒運(yùn)帶式機(jī),將來料送至儲(chǔ)料場,為提高筒倉和車輛設(shè)施可靠性和安全性,設(shè)有運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng),保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行.跨線漏斗倉由雙排8個(gè)筒倉組成,按每次4個(gè)筒倉對應(yīng)1節(jié)車考慮,筒倉有效容積約90m.(3)堆場及堆場設(shè)備在集運(yùn)站設(shè)存煤場1座,長約255m,寬100m,堆高12m,總存煤量約為25.5×10t,可存放約3.5d的裝車量.存煤場設(shè)有2臺(tái)斗輪取料機(jī),并配2臺(tái)推煤機(jī),2臺(tái)裝載機(jī)作為輔助作業(yè)設(shè)備.2.4快速定量裝車系統(tǒng)快速定量裝車系統(tǒng)主要由輸煤系統(tǒng),快速定量裝車設(shè)備,電腦監(jiān)控系統(tǒng)等組成.輸煤系統(tǒng)由振動(dòng)給煤機(jī),強(qiáng)力膠帶運(yùn)輸機(jī),電子皮帶秤等組成.83?其他?鄭寶林,李雅紅,李方一2000萬t煤炭集運(yùn)站集運(yùn)方案及裝車工藝研究根據(jù)裝卸作業(yè)量,需采用雙軌方案,其裝車設(shè)備見圖2.輸送機(jī)/\分叉溜槽;;;一排氣管25ot.~沖倉IIIIIIIIlIIIl】llLI{t1111111l川IlIIII1液壓平板閘門8O淀量倉日日稱重傳感器I¨液壓平板閘門砝碼校正裝置電腦監(jiān)控室'瘁列車車廂電眼———,圖2快速定量裝車系統(tǒng)隨著列車以恒速進(jìn)入裝車塔下,設(shè)在裝車塔下的"電眼"可區(qū)分機(jī)車和列車,控制室里的操作員啟動(dòng)整個(gè)裝車系統(tǒng),包括裝車帶式輸送機(jī),根據(jù)屏幕上顯示的煤在貯煤倉煤位的情況,啟動(dòng)倉下的給煤機(jī),儲(chǔ)煤場的煤經(jīng)給煤機(jī)卸至倉下膠帶輸送機(jī)并轉(zhuǎn)載到上塔膠帶輸送機(jī)上,通過溜槽進(jìn)入緩沖倉,操作員通過設(shè)置于倉內(nèi)的料位計(jì)觀察了解緩沖倉中的煤量,使得進(jìn)入緩沖倉的煤量不致過大或過小,確保緩沖倉中總保持一定量的煤.煤通過緩沖倉底的4個(gè)卸料閘門向定量斗給料,閘門上有限位開關(guān),可知道閘門關(guān)閉的:隋況和位置,開始時(shí)4個(gè)卸料閘門同時(shí)打開,以最大的煤流向定量斗給料,倉內(nèi)也設(shè)置了料位計(jì),根據(jù)給料的情況設(shè)定三級(jí)提前量進(jìn)行控制.整個(gè)向定量斗裝載的過程需要8s左右,而設(shè)有一定的穩(wěn)定時(shí)間,使支撐在傳感器上的定量倉因煤載荷進(jìn)入的沖擊而引起的振動(dòng)停止.在這種情況下進(jìn)行稱重,也就是常說的靜態(tài)稱重,靜態(tài)稱重的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于動(dòng)態(tài)稱重.定量斗經(jīng)過稱重后,煤通過定量斗下部的卸料閘門進(jìn)入卸料溜槽,定量斗經(jīng)過稱重后,煤通過定量斗下部的卸料閘門進(jìn)入卸料溜槽,由于溜槽可伸縮并可平行移動(dòng),在操作員的控制下,開始裝車時(shí)直接伸到接近車廂底部位置卸料,物料流人車廂減少揚(yáng)起灰塵,然后操作溜槽慢慢上升,停止在接近車廂側(cè)壁的高度,隨著車廂向前移動(dòng),車廂內(nèi)的煤形成非常規(guī)則的梯形斷面.接近車廂尾部,關(guān)閉裝車并把溜槽提高,當(dāng)另一車廂過來,再重復(fù)剛才的動(dòng)作.由于列車不間斷地向前運(yùn)行,當(dāng)定量斗放空后,也正是列車行駛到車廂和車廂之間的空檔距離.在這時(shí)緩沖倉向放空后的定量斗配料,為下一個(gè)車廂的列車做好準(zhǔn)備,這樣不斷地重復(fù),實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)定量裝車.上述列車裝載過程中由"電眼"測到最后3節(jié)車廂時(shí),給煤機(jī)自動(dòng)停止給煤,膠帶上和緩沖倉內(nèi)的余煤基本上可裝滿最后3個(gè)車廂,保證全系統(tǒng)排空.控制室位于靠近裝車的位置,控制室是一個(gè)封閉的房間,操作員可通過窗戶看到物料裝入車廂的過程,所有控制部分都在他能夠觸及到的地方,可很容易操作和監(jiān)視裝車的程序.控制室中操作臺(tái)上有各種按鈕和開關(guān),指示燈和儀表,操作員可通過多個(gè)主屏幕和若干個(gè)次屏幕了解并控制從產(chǎn)品倉到裝車各個(gè)環(huán)節(jié)的工作狀態(tài).在控制室中設(shè)置有計(jì)算機(jī)系統(tǒng),將PLC設(shè)為主機(jī)與從機(jī)兩部分,主機(jī)主要控制裝車站內(nèi)高精度定量稱重配煤系統(tǒng),緩沖倉料位顯示與反饋及控制,稱重精度砝碼的校驗(yàn),裝車過程控制,三級(jí)取樣控制和裝車凈重,毛重,累計(jì)總重,時(shí)間等一系列數(shù)據(jù)的打印等功能.從機(jī)主要控制成品煤倉下給煤機(jī)給煤量的控制,輸煤機(jī)控制,輸送過程的保護(hù),成品煤倉煤位顯示等.其工藝流程詳見圖3.器口給料機(jī)器口給料機(jī)回圖3快速定量裝車系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程該系統(tǒng)綜合裝車能力為2500t/h左右(含調(diào)車作業(yè)時(shí)間).采用該系統(tǒng)需要機(jī)車低恒速牽引列車前進(jìn),列車裝車速度為0.8～2km/h,普通內(nèi)燃機(jī)車,電力機(jī)車或調(diào)車鐵牛牽引均可.站線可依據(jù)站場條件布置成大環(huán)線型或縱列貫通式線型.2.5移動(dòng)裝車機(jī)裝車方案該系統(tǒng)由地下煤斗,給煤機(jī),帶式機(jī)輸送系統(tǒng),移動(dòng)裝車機(jī)等設(shè)施組成.本工程近期設(shè)3條盡頭式整列裝車線,1條整列存車線,2套移動(dòng)裝車機(jī)裝車系統(tǒng).綜合裝車效率約2600t/h,每列車裝車作業(yè)時(shí)間約1.41h.(1)裝車作業(yè)設(shè)施集運(yùn)站內(nèi)膠帶機(jī)輸送系統(tǒng)由進(jìn)場帶式輸送機(jī),直裝膠帶輸送機(jī)和倒運(yùn)膠帶輸送機(jī)組成.進(jìn)場煤根據(jù)裝煤車列的調(diào)車情況由裝車控制系統(tǒng)選擇經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)站的膠帶輸送機(jī)直接送至裝車機(jī)裝車,或通過電動(dòng)三通倒運(yùn)至進(jìn)行儲(chǔ)存兩種方式.直裝膠帶機(jī)84鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)RAILWAYSTANDARDDESIGN2007(12)鄭寶林,李雅紅,李方一2000萬t煤炭集運(yùn)站集運(yùn)方案及裝車工藝研究和倒運(yùn)膠帶機(jī)等設(shè)施均采用雙路系統(tǒng),系統(tǒng)中設(shè)有裝車工藝流程控制系統(tǒng)和各種帶式機(jī)保護(hù)裝置,當(dāng)裝滿1列車時(shí),控制系統(tǒng)啟動(dòng)倒運(yùn)膠帶機(jī),將來料送至儲(chǔ)料場(圖4).圖4移動(dòng)裝車機(jī)裝車方案膠帶機(jī)系統(tǒng)為提高裝車設(shè)施和車輛設(shè)施可靠性和安全性,設(shè)有運(yùn)行監(jiān)測系統(tǒng),保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行.移動(dòng)裝車機(jī)膠帶機(jī)通過轉(zhuǎn)運(yùn)樓與直裝膠帶輸送機(jī)和倒運(yùn)膠帶輸送機(jī)銜接,將來煤裝人列車車廂.(2)堆場及堆場設(shè)備由于礦點(diǎn)至集運(yùn)站運(yùn)輸采用單系統(tǒng)帶式輸送機(jī),考慮到設(shè)備故障檢修,在集運(yùn)站設(shè)存煤場1座,長約255m,寬100ITI,堆高12ITI,總存煤量約為25.5×10t,可存放約3.5d的裝車量.存煤場設(shè)有2臺(tái)斗輪取料機(jī),并配2臺(tái)推煤機(jī),2臺(tái)裝載機(jī)作為輔助作業(yè)設(shè)備.考慮到集運(yùn)站裝車作業(yè)量很大,倒裝量為直裝量的5倍,移動(dòng)裝車機(jī)裝車方案在工藝流程,總圖布局上能較好的結(jié)合兩種工況.該方案系定車方案,對站線要求低.該方案與快速定量裝車方案在煤場設(shè)置上基本一致,區(qū)別在于裝車設(shè)施采用了與快速定量設(shè)施高度不一樣的裝車機(jī)(圖5).圖5移動(dòng)裝車機(jī)裝車方案裝車機(jī)系統(tǒng)3運(yùn)輸及裝車工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及推薦意見3.1運(yùn)輸方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較(1)長距離強(qiáng)力帶式輸送機(jī)方案成本分析?其他?系統(tǒng)用電費(fèi)用0.5元/度×1k度/h×17h/d×330d/年=280.5萬元/年系統(tǒng)用水,油等費(fèi)用15萬元/年系統(tǒng)人工費(fèi)用24人×3萬元/人?年=72萬元/年系統(tǒng)綜合成本(不含折舊)621.5萬元/年系統(tǒng)折舊按15年系統(tǒng)綜合成本1008.2萬元/年(2)公路運(yùn)輸方案成本分析按調(diào)研數(shù)據(jù),汽車運(yùn)價(jià)為0.7元/t?km,年運(yùn)輸費(fèi)用為5600萬元.(3)運(yùn)輸方案比較及推薦意見公路運(yùn)輸方案年綜合成本高,加之公路修建投資,與長距離強(qiáng)力帶式輸送機(jī)方案相比技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)明顯弱.推薦采用長距離強(qiáng)力帶式輸送機(jī)方案.