GB 50197-2015 煤炭工业露天矿设计规范
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4.4 铁路运输

4.4.1 露天煤矿外部的铁路建筑物和设备的限界,应符合现行国家标准《标准轨距铁路建筑限界和机车车辆限界》GB146的规定。

4.4.2 区间线路的限制坡度应根据开拓方式、运量、机车车辆类型、采掘场与排土场及卸料点的相对位置,结合地形及矿床条件,经技术经济比较后确定。

限制坡度是铁路运输重要的技术标准之一,其对线路的工程投资和运营指标都有很大的影响,一经修建就不易改动。因此,应根据开拓运输方式、机车车辆类型、运量等因素,并考虑充分发挥采掘、排土设备效率,经技术经济比较确定。

我国部分露天矿山的限制坡度见表4。

表4  我国部分露天矿山的限制坡度

4.4.3 列车在限制坡度的下坡道上紧急制动距离应为400m。

列车制动距离是指列车于使用制动前以最大规定速度在限制下坡道上运行,由开始使用紧急制动至列车完全停止的最长距离,煤炭部门统一规定为400m。限制下坡道是指在规定的列车重量下,列车运行速度受闸瓦压力限制的下坡道。

4.4.4 铁路列车的最高行车速度不应大于表4.4.4的规定。

表4.4.4  铁路列车的最高行车速度(km/h)

最高行车速度是确定各级线路技术标准和运营条件的重要依据之一,直接影响铁路线路的运输能力、工程造价、运输成本等一系列技术运营指标。行车速度受机车功率、铁路平纵断面与轨道标准、区间长度、行车密度、通信信号装备水平、运输调度及行车组织等一系列因素的制约。

本条规定的最高行车速度是根据我国采用电力牵引的现有露天煤矿多年的实践经验制订的。

海州露天煤矿规定的列车运行的最高速度如表5。

表5  海州露天煤矿列车最高行车速度

4.4.5 区间线路的平面曲线半径不应小于表4.4.5的规定。

表4.4.5  区间线路的平面曲线半径(m)

区间线路的平面曲线半径是铁路的主要技术标准之一,其与线路等级、行车速度、地形条件、工程投资、养路维修、运输设备类型及矿山工程要求等关系密切,特别是钢轨磨耗和线路养护工程量以及运输成本随曲线半径的减少而增加。因此,合理地选用曲线半径,以使曲线半径既能适应地形、地质条件,减少工程量,又有利于养护维修,满足行车速度和设置建筑物的技术要求,做到技术经济合理。只有在受条件限制时,才可采用规定的最小曲线半径。

4.4.6 区间线路直线地段的线间距离不应小于表4.4.6的规定。

表4.4.6  区间线路直线地段的线间距离(m)

区间线路直线地段的线间距是按铁路直线建筑限界计算确定的。可按下列几种条件进行计算:

(1)线间设有信号机或正架线电柱的间距及第二线与第三线间距:

式中:LC1———线间设有信号机或正架线电柱的间距及第二线与第三线间距(m);

AC———区间直线通行超限列车的直线建筑接近限界(m),AC=2.44;

AZ———信号机柱或电柱宽度(m),AZ=0.4。

(2)线间设有一旁弓电柱的线间距:

式中:LC2———线间设有一旁弓电柱的线间距(m);

BC———旁弓电柱突出部分至线路中心距离(m),BC=4。

(3)线间设有二旁弓电柱的线间距:

式中:LC3———线间设有二旁弓电柱的线间距(m);

CC ———二旁弓间的安全间隙(m),CC=0.5。

4.4.7 车站线路的有效长度应符合下列规定:

1 正线到发线应为最大列车长度加30m~40m;

2 牵出线宜按到发线有效长度确定,困难情况下应按机车长度加半个车列长再加25m;

3 三角线的尽头线供机车转向时,应为两台机车长度加10m;

4 推土犁停放线,应按机车和推土犁长度加10m;

5 安全线应为50m。

车站线路的有效长度,系指站线内停留列车或机车车辆后,而不妨碍邻线行车的长度。正线及到发线有效长度,系指一端为出站信号机与另一端为警冲标或折返线车挡之间的长度。

1 正线及到发线有效长度,除应满足最大列车停车要求外,尚应考虑下列因素而增加30m40m的附加长度:

(1)保行车安全考虑的停车不准确的附加长度;

(2)考虑生产实践中可能发生加挂而增加的长度;

(3)考虑救援工作需要加挂救援机车的长度。

2 牵出线的有效长度,一般应满足列车长度,使到发线与编组线间的列车能整列转线,以提高车站的编组能力和通过能力。在困难情况下,可将编、解组列车分成两次转线,为此牵出线的有效长度可缩短为机车长度加半个车列长度及25m停车安全距离。

3 供机车转向的三角线尽头线部分的有效长度,可按两台机车长度加10m设计(一台机车牵引一台坏机车进库)。

4 推土犁停放线的有效长度,一般按机车长度加推土犁长度加10m设计。

5 安全线的有效长度,是考虑在最不利情况下,列车的机车和两辆自翻车脱轨时不能起复时,不致妨碍其他列车的安全通过。规定其有效长度为50m。

4.4.8 车站应布置在线路的直线段上,困难条件下可设在半径不小于表4.4.8规定的同向曲线地段。无调车作业的车站,可设在半径不小于400m的反向曲线地段。

表4.4.8  同向曲线半径(m)

车站应布置在直线段上,因设在曲线地段上有下列主要缺点:

(1)站内瞭望条件差,造成车站值班员照顾整个车站困难,同时影响司机瞭望信号及与司旗或调车员的联系,降低作业效率,容易误认信号造成事故;

(2)增加列车起动阻力和钢轨磨耗;

(3)在曲线地段调车作业不宜使用铁鞋制动,使调车作业受到限制;

(4)曲线车站加铺股道和改建困难;

(5)曲线车站的线间距需要加宽,引起站场路基加宽,使设计、施工和养护复杂化。

根据上述原因,只有在地形困难或受其他条件限制时,才允许将车站设在曲线上。

条文中表4.4.8规定的曲线车站的最小半径,系根据车站性质、位置、配线数量,结合地形条件和现有矿山的实际运营经验而确定的。若车站设在反向曲线上,上述缺点更加突出,可能危及行车和调车作业安全。因此规定在困难条件下,可将无调车作业的车站设在半径不小于400m的反向曲线上。

车站道岔设在直线上,列车进出站的瞭望条件和行车条件好,对运营有利,可以避免采用曲线道岔。

4.4.9 站内直线地段两相邻线路中心线间的距离应符合表4.4.9的规定。

表4.4.9  站内直线地段两相邻线路中心线间的距离(m)

站内两相邻线路中心线间的距离,系根据直线建筑接近限界及作业要求等需要制定的。站内线路中心线间的距离,在满足建筑接近限界的前提下,除货物直接换装线外,一般习惯采用5m,只有在不能满足建筑限界要求或作业需要时,才采用大于5m的线间距离。

4.4.10 当机车车辆轴重不超过25t时,区间和分界点的轨道设计参数应符合表4.4.10的规定。

表4.4.10  区间和分界点的轨道设计参数

轨道标准是铁路运输的主要技术标准之一。本条所规定的轨道标准未做线路强度计算,主要是根据露天煤矿运营实践经验确定的。

(1)钢轨类型。目前露天煤矿铁路采用的钢轨类型,多为43kg/m或50kg/m的钢轨。由于较重的轨型可以减少线路养护维修工作量和延长钢轨更换周期,因此固定干线的轨型有逐步加强到50kg/m的趋势。

(2)轨枕数量。主要根据目前露天煤矿的实际情况并考虑一定的级差制定的。由于混凝土轨枕的寿命长、失效极少,每节钢轨下的轨枕都能起到支撑钢轨的作用,而木枕则不然,根据国家铁路对混凝土轨枕与木枕的不同特点分析后认为,混凝土轨枕的配置标准可比木枕低一级,故本规范规定混凝土轨枕较木枕少80根。此外,根据理论计算当轨枕数少于或等于1360根/km时,钢轨的应力、道床顶面压力以及路基面应力均明显增加,因此本规范规定其他站线的轨枕数量,混凝土轨枕均采用1440根/km。

(3)道床厚度。道床厚度系指轨枕底面至路基面的道床高度。新建铁路非渗水土的路基应普遍采用双层道床,因垫层可更均匀地分布载荷,防止面渣压入路基而形成翻浆冒泥,并有反滤作用,防止面渣被路基土污染,故应普遍设置。只有在垫层材料供应困难,且不致因单层造成路基病害的情况下,方可采用单层道床。其他站线的行车速度低,轨型亦轻,故采用15/15标准。

4.4.11 在计算铁路线路的通过能力时,单线区间线路的利用系数应为0.7;双线区间线路的利用系数应为0.8。

由于各生产环节存在相互联系与制约,加之交接班、线路养护、机车与线路及架线故障、停电、组织管理水平以及气候等因素的影响,线路通过能力不能充分利用。根据上述情况,为生产留有余地,应考虑线路利用系数。

4.4.12 列车作业周期时间,除装车、运行及卸车作业时间应经计算确定外,其他时间可通过对运输系统和方式进行模拟或采用相似露天煤矿的统计资料进行分析确定。其他时间可按周期时间的25%~30%计算,运行条件较差时可按35%计算。

根据我国各露天煤矿以往统计资料分析,其他时间是列车作业的周期中除装车、运行及卸车作业外的可能或必然存在的其他作业所发生的时间的总和,其包括机车、车辆及装载设备可能发生的各种临时故障时间,而其又与列检、整备、列车类型、配线方式、行车密度、运距长短、列检设施等有关。在诸影响因素中均存在一定的规律性,因此在上述诸因素确定的情况下,即可通过模拟的方法计算和分析其所占用的时间。这样确定的其他时间更近于实际,具有合理性。在难以采用模拟方法的情况下,可采用相似露天矿统计资料分析确定。根据近年来一些露天矿的统计资料,原规范确定的其他时间可按周期时间的25%计、条件较差时按30%计,略为偏低,因此本次修改确定为一般情况可按25%~30%计算,条件较差时可按35%计算。

4.4.13 露天煤矿机车、车辆的在籍台数应符合下列规定:

1 机车在籍台数,可按工作台数乘以1.15~1.25系数确定;

2 车辆的在籍台数,可按工作台数乘以1.15系数确定。

机车车辆的在籍系数,主要取决于机修体制和管理水平,以及设备的检修质量和日常保养状况。另外还取决于矿山的生产规模。根据机车检修规程规定,机车固定检修的修程,蒸汽机车分为大修、架修和洗修,另外还要进行中间技术检查和春秋季鉴定;电力机车分为大修、年修和定检。各种修程的年检修台数和次数是根据检修周期确定的,根据分析,小型矿山在一年中同时发生检修的设备数量相对较少,但其所占设备总数的比率却相对较大,大型矿山则相反,因此在确定在籍系数时应分别取值。

4.4.14 列车检查设施的确定应符合下列规定:

1 列车检查设施应设在车流比较集中的车站内,并应布置在空载列车到发线外侧;

2 列车检查应设置列车检查线、检查坑、车辆待修线和修复车辆停放线,以及供水、给砂、注油、擦拭材料及简单的修理机具等设施;

3 在机车整备地点,应根据需要设置检查坑,化验以及供给润滑油、冷却水、砂、擦拭材料及简单的修理机具等设施。

4.4.15 铁路运输辅助设备可根据矿山运量和运距配备。

铁路运输辅助设备包括:铺轨、移道、架线、救援、检修、炸药、材料、供水、通勤及选后矸石等运输专用机车车辆和轨道摩托车。