Производительность ж/д транспорта
Техническая производительность локомотивосостава (т/ч) определяется из выражения
Qt = nGN,
где n – число вагонов в составе, G – грузоподъемность вагона, т; N – число рейсов в час.
Эксплуатационная производительность
QСМ = QtТkИ,
где – Т – длительность смены, ч; kИ – коэффициент использования локомотивосостава в течение смены (kИ = 1).
Количество рейсов в час зависит от продолжительности рейса. Продолжительность рейса (ч)
tP = (t´Д + t´´Д) + tП+ tО + tP,
где t´Д – время движения груженого поезда, ч; t´´Д – время движения порожнего поезда, ч; tП – время погрузки состава, ч; tО – продолжительность обмена поездов, ч; tP, - время разгрузки поезда, ч.
Число рейсов всех локомотив составов в сутки определяется из выражения
NР = kН.Р.QГ.О./(nG),
где kН.Р. = 1,1 – 1,2 – коэффициент неравномерности работы транспорта; QГ.О. – грузооборот карьера в сутки, т
Число рейсов одного локомотива в сутки N´Р = ТС/tР, где ТС – продолжительность работы ж/д транспорта в сутки, ч; tР – продолжительность одного рейса, ч.
Необходимое число в работе локомсоставов определяется из выражения
NС = k´Р. NР/N´Р,
вагонов
nNС = k´´P (kН.Р. QГ.О tP/GTC),
где k – коэффициенты резерва соответственно локомотива и вагона (1,1 – 1,2).
При длине грузопотока на карьере 6 – 10 км каждый экскаватор обычно обслуживает 2 локомотивсостава при грузоподъемности поезда 300 – 500 т и производительности локомотивсостава 1300 – 3000 м3 в сутки.
Средства железнодорожной связи, сигнализации и автоматизации
Средства железнодорожной связи, сигнализации и автоматизации предназначены для обес- печения четкой и безопасной организации движения поездов, повышения пропускной способности железнодорожных линий.
Так как железнодорожный транспорт характеризуется разветвленной системой коммуника- ций с большим числом поездов, находящихся на линии, для обеспечения нормальной работы не- обходима связь диспетчера с раздельными пунктами, отправляющими и принимающими поезда, а также связь локомотивных бригад с диспетчером и погрузочными пунктами и т. п.
Основным средством связи работников, организующих движение поездов, является теле- фонная (проводная) связь.
На карьерах применяются следующие виды проводной связи:
· диспетчерская — для переговоров транспортного поездного диспетчера со станциями, разъездами и постами;
· поездная межстанционная — для переговоров дежурных смежных станций по вопросам движения поездов;
· стрелочная — для переговоров дежурного по станции со стрелочными постами;
· местная — для общей служебной связи (с горным диспетчером и отдельными участками карьера).
Кроме перечисленных видов проводной связи, в карьерах получает применение радиосвязь, пользуясь которой диспетчер может заблаговременно давать указания машинистам локомотивов о предстоящих маневрах на станции, машинисты могут информировать диспетчера о необходимо- сти смены локомотива и пр. Радиосвязь используется также для связи диспетчера с экскаваторны- ми бригадами.
Для регулирования движения поездов и обеспечения безопасности их следования по участ- кам применяются сигналы. С помощью сигналов подаются указания поездной бригаде и другим работникам, связанным с движением. Показание сигнала является приказом и подлежит беспреко- словному выполнению.
В качестве основных постоянных сигналов на карьерном железнодорожном транспорте применяются светофоры и семафоры.
Все принятые на железнодорожном транспорте сигналы устанавливаются с правой стороны пути по направлению движения поездов или над осью ограждаемого ими пути.
В зависимости от назначения семафоры и светофоры применяются в основном в качестве:
· входных, запрещающих или разрешающих вход поезда на раздельный пункт;
· выходных, запрещающих или разрешающих отправление поезда на перегон;
· проходных, запрещающих или разрешающих поезду следовать с одного блока-участка на другой.
Входные сигналы устанавливают на расстоянии не менее 50 м от первого входного стре- лочного перевода, считая от остряка противошерстного или предельного столбика пошерстного стрелочного перевода. Выходные сигналы устанавливают отдельно у каждого отправочного пути станции или разъезда впереди места, где останавливается локомотив. Проходные сигналы уста- навливаются на границах блок-участков.
Показания сигналов должны быть отчетливо видны на расстоянии не менее длины тормоз- ного пути. Если такая видимость не обеспечивается, то на расстоянии тормозного пути от сигнала устанавливают предупредительные сигналы, повторяющие показания основных сигналов.
Регулирование движения поездов обеспечивается переключением сигналов и стрелочных переводов соответственно маршрутам отдельных поездов.
Правилом организации движения является то, что на каждом перегоне железнодорожной линии не может- находиться одновременно более одного поезда. Вследствие этого с каждой стан- ции (разъезда, поста) поезд может быть отправлен на перегон лишь по получении согласия с со- седней станции (разъезда, поста) на прием этого поезда.
В зависимости от применяемых средств используются различные системы регулирования движения поездов.
Телефонный способ. Дежурный по станции связывается с отдельными постами и разъ- ездами, получает сведения о местонахождении поездов и дает распоряжение об их пропуске, прие- ме или отправлении. На основании телефонного согласования между раздельными пунктами ма- шинисту локомотива выдается письменное разрешение на занятие перегона. Телефонный способ применяют при небольшой интенсивности движения, в частности для приема и отправления поез- дов с уступных и отвальных путей. Этот способ наименее совершенный и требует на согласование 0,75—1 мин.
Электрожезловая система используется для регулирования движения поездов на од- нопутных линиях железных дорог.
Разрешением на занятие перегона является металлический фасонный жезл, вручаемый ма- шинисту. При этой системе каждый перегон оборудуется двумя электрожезловыми аппаратами, установленными по одному на соседних станциях. Жезлы вкладываются и запираются в двух жез- ловых аппаратах каждого перегона. Электрожезловые аппараты связаны между собой электриче- ски таким образом, что из двух аппаратов одновременно может быть вынут только один жезл при согласии соседней станции (путем подачи электрического сигнала) и при условии, что число жез- лов в двух аппаратах данного перегона — четное. Так как из двух аппаратов может быть вынут только один жезл, то и на перегон может быть отправлен только один поезд. Отправление второго поезда вслед или навстречу исключается, благодаря чему и обеспечивается безопасность движе- ния.
Свое согласие принять следующий поезд, данное по телефону, диспетчер станции прибы- тия сопровождает посылкой электрического импульса, разрешающего вынуть из аппарата станции отправления очередной жезл. Время, расходуемое на связь раздельных пунктов при электрожезло- вой системе, составляет 0,5 мин.
Полуавтоматическая блокировка применяется для регулирования движения поездов на однопутных и двухпутные участках. Разрешением на занятие перегона при полуавтоматической блокировке является открытое положение сигнала. Перевод сигнальных рычагов для открытия или закрытия семафоров или ручное переключение светофоров производится из помещения дежурно- го по станции.
Действие полуавтоматической блокировки заключается в том, что поезд, проходя мимо от- крытого выходного сигнала, нажимом на педаль (электромеханическую или релейную) закрывает этот сигнал. Вторичное открытие сигнала дежурным по станции возможно только после того, как дежурный по соседней станции подтвердит прибытие поезда и деблокирует закрытый сигнал.
Система называется полуавтоматической, так как работа механизмов происходит при уча- стии дежурных по станции и лишь частично под действием поезда, закрывающего сигналы воз- действием на рельсовые педали. Блокировочная система, в отличие от электрожезловой, позволяет сократить время на поездные согласования за счет того, что разрешение на отправление поезда дается не передачей жезла машинисту, а открытием сигнала.
Полуавтоматическая блокировка сокращает время на сношение между отдельными пунк- тами до 0,1 мин, однако на внутрикарьерном транспорте с короткими перегонами она применения не нашла, а применяется на железнодорожных путях, обслуживающих транспорт полезного иско- паемого на поверхности.
Автоблокировкой называется такая система регулирования движения поездов на одно- путных и двухпутных линиях, при которой открытие и закрытие проходных сигналов (светофоров) производится автоматически в зависимости от местонахождения движущегося поезда.
Устройство и действие автоблокировки с двузначное сигнализацией показано на рис. 55. Каждый перегон разбивается на блок-участки, на границах которых устанавливаются светофоры. В пределах каждого блок-участка выполнена электрическая рельсовая цепь с источниками питания и путевыми реле. Для разделения рельсовых цепей рельсы соседних блок-участков соединяются с помощью изолированных стыков. Рельсовая цепь каждого блок-участка состоит из путевой батареи ПБ, устанавливаемой в конце блок-участка, сигнальной батареи СБ, устанавливаемой в начале поезда, и путевого реле ПР. Когда на блок-участке нет поезда, ток путевой батареи протекает по нижней рельсовой нити и через обмотку путевого реле возвращается к минусу путевой батареи. При этом якорь путевого реле, притягиваясь к полюсам магнита, замыкает верхний контакт В и включает лампу зеленого огня светофора от сигнальной батареи СБ. В результате в начале блок-участка горит зеленый сигнал, разрешающий движение. Если на блок-участок № 2 проходит поезд, то колесные пары, являясь проводником электрического тока, соединяют между собой рельсовые нити, В путевое реле при этом попадает ничтожно малый ток, якорь электромагнита отпадает от полюсов, замыкает нижний контакт Н и включает лампу красного огня светофора — блок-участок занят. В закрытом положении светофор находится пока поезд не покинет блок- участок, после чего автоматически произойдет переключение красного сигнального огня на зеленый. Автоматическое закрытие сигнала происходит не только при вступлении поезда на блок-участок, но и в случае нарушения целости рельсовой цепи (лопнул рельс, истощение батареи, об-
рыв соединительных проводов и т. п.).
При электровозной откатке на постоянном или переменном токе, когда рельсы служат об- ратным проводом, применяются рельсовые дроссель-трансформаторные цепи с питанием от спе- циальной линии переменного тока. При автоблокировке время на сношения сокращается до 0,1 мин на однопутных линиях и практически до нуля на двухпутных.
Автоблокировка успешно применяется на крупных карьерах, благодаря чему значительно повысились безопасность движения и пропускная способность путей. Однако в карьерах автобло- кировкой оборудованы только стационарные пути, т. е. участки с постоянным расположением блок-постов.
Централизация стрелок и сигналов. При большом развитии путей на станциях руч- ное управление стрелками и сигналами не обеспечивает пропускной способности станции и безо- пасности движения. В таких случаях применяют централизованное управление стрелками и сиг- налами.
При механической централизации управление стрелками и сигналами осуществляется по- средством гибких стальных тяг, приводимых в движение стрелочными и сигнальными рычагами из помещения дежурного по станции.
Более совершенной является электрическая централизация стрелок и сигналов. В качестве сигналов при этом применяют светофоры, а для перевода и контроля положения стрелок исполь- зуют стрелочные электроприводы. Роль дежурного сводится к управлению двигателями, т. е. к пуску их в ход переводом рукояток или нажатием кнопок сигналов. Это позволяет расширить ра- диус действия централизованного поста, создать лучшие условия труда и повысить безопасность движения поездов. Кроме того, при электрической централизации значительно ускоряется процесс приготовления маршрутов: если при ручном управлении на приготовление маршрута затрачивает- ся 10— 15 мин, то система электрической централизации сокращает это время до 10—12 с.
На станции с электрической централизацией устанавливаются аппаратура и источники пи- тания. В релейной централизации с индивидуальным управлением стрелками применяются цен- трализационные аппараты в виде пульта-табло, т. е. в виде схематического плана путей станции в однониточном изображении. Непосредственно на табло размещаются стрелочные рукоятки и кнопки управления сигналами. Пути станции выполняются в виде желобов с размещением в каж- дом из них лампочек — красной и белой. Лампочки загораются при установке маршрута (белые) и при занятости пути (красные), образуя светящуюся полосу. Направление горящей полосы зависит от положения стрелок и точно отображает конфигурацию установленного маршрута.
Для безопасности движения между стрелками и сигналами, входящими в каждый маршрут, а также между различными маршрутами предусматривается блокировка, исключающая приготов- ление враждебных маршрутов, проходя по которым одновременно поезда могут столкнуться.
Автомашинист. Одним из средств автоматизации работы карьерного железнодорожного транспорта может стать-управление движением локомотива с помощью управляющей машины. Автомашинист автоматически регулирует скорость движения поезда, производит остановки и тро- гания по заданному графику движения, а также в соответствии с требованиями сигнала. Для этого на локомотиве устанавливаются программное и cчетно-решающее устройство. На основании за- данной программы (расчетное время прохождения отдельных участков, остановки поезда и т. п.), а
также фактических данных движения счетно-решающее устройство решает дифференциальное уравнение движения и выбирает наиболее выгодный режим движения. Соответствующие сигналы передаются в оперативный блок схемы, через который происходит управление тяговым и тормозным режимом работы локомотива.
Управление электровозом по радио. Дистанционное управление электровозами Целесообразно при маневровой работе, например при экскаваторной погрузке составов. Известно применение системы управления электровозом с помощью ультракоротких волн с многочерпакового экскаватора для согласования движения состава с производительностью экскаватора.
Управление стрелками с локомотива. При обслуживании одиночных стрелок на рабочих горизонтах в карьере или на отвалах целесообразно управление стрелками с локомотива. В простейшем случае стрелка, оборудованная электроприводом, может быть переключена механическим замыканием контактного механизма, установленного на столбе около пути.
Телевидение на карьерном железнодорожном транспорте используется для обзора и передачи в кабину машиниста или в помещение дежурного по станции изображения впереди лежащих или станционных путей. Телевизионная установка на локомотиве состоит из обзорной камеры, установленной на концевом вагоне, приемной камеры, размещаемой в кабине, машиниста, соединительного кабеля и питающих устройств. Опыт использования телеустановок на поездах в карьерах Соколовско-Сарбайского комбината подтвердил целесообразность их применения для повышения безопасности движения поездов.
Пропускная способность
Пропускной способностью железнодорожной линии (перегона, станции) называ- ется наибольшее число поездов (на однопутном участке — число пар поездов), которое может быть пропущено по данному участку в единицу времени (обычно в течение суток) при принятых средствах связи и СЦБ. Пропускная, способность перегона зависит от:
а) числа путей на перегоне;
б) времени занятия перегона. Время, требуемое на прохождение перегона, зависит (при данном весе поезда и типе локомотива) от длины перегона и его профиля;
в) способа связи между раздельными пунктами, ограничивающими перегон. Должен учи- тываться интервал неодновременного прибытия и интервал скрещения поездов на однопутной ли- нии и интервал попутного следования на двухпутной линии.
Для однопутных линий пропускная способность (число пар поездов)
N ¢=
60 T,
tгр + tпор + 2 t
где τ — общий станционный интервал по каждой из станций, ограничивающих перегон, мин;
tгр
=60 Lп;
v
tпор
гр
=60 Lп;
v
Lп — длина перегона, км;
пор
vгр и vпор — скорость движения соответственно в грузовом и порожняковом направлении, км/ч.
Принимая vгр » vпор, для однопутной линии получим пропускную способность (число пар поездов)
N ¢=
30 T.
tx + t
Для двухпутной линии пропускная способность (число поездов) определяется для каждого направления:
Nг ' р
=60 T;
tгр + t
Nп ' ор
= 60 T
tпор + t
При tгр » tпор для двухпутной линии пропускная способность (число пар поездов)
где tх — время хода по перегону, мин.
N ¢=
60 T
tx + t
Время занятия перегона парой поездов называется периодом графика движения. Для одно- путной линии (см. рис. 57, а) период графика равен сумме времени занятия перегона груженым и порожним поездом и двух станционных интервалов:
T'п = tгр + tпор + 2τ.
Для двухпутной линии (см. рис. 57, б) период графика определяется для каждого направле-
ния
T'п = tх + τп.с.
где tx — время хода по перегону;
τп.с — станционный интервал попутного следования.
При автоблокировке пропускная способность (число пар поездов) двухпутных линий опре- деляется по интервалу времени между следующими друг за другим поездами:
