集运站站台装车设计方案比选

摘要：巴准铁路已建成通车，为了解决巴准铁路的运能能够在运营期间得到一定满足，快速建设配套的煤炭集运站来支撑巴准铁路的运营是本项目的项目背景。考虑到站台装车工程工期短，工程量小的特点，能够更好的适应巴准铁路的现状，拟在海勒斯壕南集运站建设煤炭装车站台。站台装车的方案选择是项目能够及时完工、保证今后安全运营的关键。1引言巴准铁路起于包神铁路巴图塔站，止于大准铁路点岱沟站，新建海勒斯壕南站等7个站。因各种原因设计煤炭运量不能按时到位，巴准线西段闲置。为使巴准铁路投产后尽快发挥作用，急需在巴准铁路沿线的东胜矿区地方煤矿开采区建设配套的煤炭集运站，收购煤炭外运。海勒斯壕集运站铁路专用线接轨于海勒斯壕南站点岱沟端咽喉，线路向西设置于海勒斯壕南站南侧，集运站快速建成后发挥作用是解决巴准线运能及时到位，尽早产生效益的关键。站台装车方案仅涉及土方、铺架及附属等工程，较筒仓装煤系统工程简单易实施，有利于缩短设计、施工时间。比选和优化集运站煤炭装车站台方案是十分必要的。2货物装卸线设计方案比选2.1货物装卸线电化设计方案比选对邻靠站台的货物装卸线采用电化和不电化的股道布置形式如图1。图1货物装卸线股道布置形式示意图（1）工程量：电化方案需要考虑货物装卸线的电化投资，主要工程包括两条货物装卸线，一条电力机车走行线；不电化的方案工程包括两条货物装卸线，增加了一条牵出线，两个方案的工程量相差不多。（2）作业时间：电化方案调机牵引空列自集运站货物装卸线，装车的同时机车通过机走线转头并连挂车列。装车完毕并进行相关技术作业后自装卸线直接发车。不电化方案需调机牵引空列通过牵出线，然后推送空列至货物装卸线，按万吨车推送速度30km/h计算，加上启动停车时间，较电化方案增加调车时间5min，作业时间相对较长。（3）安全：不电化方案货物装卸线没有挂网，机械作业安全；电化方案存在安全隐患，操作不当，容易引起装载设备触电等安全事故。（4）其他：本集运站开行万吨列车，推送作业需要机车司机具备较高的专业素质，且推送车列容易损坏机车。为提高装车效率，节省作业时间和可操作性，比选后采用了电化方案，后续设计中要着重从安全方面优化方案。2.2高站台和普通站台方案比选从运输作业安全上分析合理站台高度为提高作业效率，站台拟采用5t装载机装车。（1）装载机尺寸以FUG装载机为例如图2图2FUG装载机外形尺寸（2）相关计算参数如表1车辆高度：C80（空车）mm、C70（空车）：mm装载机最大高度：5.09m~5.26m最大装车高度：3.09m~3.25m接触网高度：mm机械作业距离接触网安全距离：mm煤内摩擦角Φ：30°（3）站台高度研究在挂设固定式接触网时：装载机将煤举至最高点时，距离接触网最近，此时为最危险。应保证H站台+H设备+H煤堆高≤H接触网－H安全…（式1）为了保证煤炭顺利装车，H站台+H最大装载高度≥H车高（式2）5t装载机设备外轮廓最大高度一般在5.09m~5.26m之间，取较不利者，按5.26计算；最大装车高度，取较不利条件，按3.09m计算。铲斗宽度一般在1.3以内，取值1.3m，则H煤堆高=1.3/2×tg30°=0.m由式1，H站台≤0.由式2，若采用C70车辆装车，H站台≥0.；若采用C80车辆，则H站台≥0.。可见，在采用固定式接触网时，无法同时满足C80车辆的装车安全和装车高度条件。当0.m≤H站台≤0.m时，可满足C70车型的装车安全和装车高度条件，考虑到采用0.5m站台时，安全余量很小，建议采用0.3m站台。在挂设移动式接触网时挂设移动式接触网，由于接触网可移出车体外，装车安全不对站台高度产生控制，站台高度仅受装车高度控制，站台可以采用0.3m、0.5m、1.1m和3.3m等各种规格。（4）工程量比较站台所处地段多为大挖方地段，一方面，抬高站台有利于减少土方工程量；但另一方面，较低的站台高度，可缩减相邻线路的间距，从而减少站场的占地，减少土方工程和资源压覆。高站台的支护工程也远较低站台为高。选取具有代表性的0.3m站台（工程最省）和3.3m（效率最高）站台进行比较见表2。由表2可见，3.3m站台工程造价较0.3m站台工程造价增加约万元（尚未计列高站台多使用23亩土地所压覆的矿产资源价值）。3、站台作业能力及装载机台数按照建设单位的要求，近期站台发送量为万吨/年，换算C70列车，站台需要完成的装车任务为8列/日。每个站台面需要完成的装车任务为4列/日。按照全日21小时，每列车到达作业和出发作业各占45分钟计算，每列车的净装车时间为3.75小时，分钟。采用低站台装车根据相关调查，装载机的生产能力，与司机的操作熟练程度关联很大，完成一个装车作业循环，其时间在2~5分钟不等。由于本站台专门服务于煤炭装车，工作内容固定，培养操作熟练的司机相对容易，因此，装载机每完成一个装车作业循环时间取值3分钟。考虑到装载机布置太密，则装载作业将产生相互干扰，布置过于稀疏，则每台装载机承担任务较多，难以保证按时完成任务。研究认为，每台装载机负责4节车辆较为适宜。由以上，按照每个作业循环装车量为4.0吨计算，完成4节C70车辆装车需要进行72个作业循环，装车总时分为分钟，距每列车的净装车时间分钟的要求尚有合理富余。据以上计算，每个站台面需要的装载机台数为27台。采用高站台装车采用高站台（3.3m高）装车方式时，装载机的动作相对简化，生产效率可以提高，装载机每完成一个装车作业循环时间取值2分钟。由于劳动效率的提高，在相同的合理富余时间的前提下，每个站台面装载机台数可以减少为18台。（5）推荐意见神东圣圆专用线是大型煤炭战略装车基地，其最终装车规模约为万吨，专用线装车系统由2个装车站台和4个装车筒仓构成，其中装车筒仓劳动效率高、更利于环境保护，是未来煤炭装车的主要力量。按照现场实际经验，每台装车筒仓的年生产能力完全可以达到万吨/年，神东圣圆专用线车站到发线配置均匀协调，采取本务机牵引方式，实现了作业流水化，完全有条件达到更高的装车效率。由以上，站台的装车要求将渐趋减少，将来仅起补充装车筒仓能力，或装运特定煤种的作用，装车站台的功用更多地体现在其过渡性上。因此花费很大代价建设高标准、高效率的站台并不必须。考虑到采用高于0.5m的站台，为了满足装车安全，必须挂设移动式接触网，容易发生故障；也不利于列检作业；同时站台高度高，则装车高度也随之增加，增加了损害车辆的可能。研究建议采用低站台为宜。在0.5m和0.3m的站台选择上，0.5m站台装车作业相对较好，但是安全余量较小，采用0.3m站台较为适宜。相应地，应尽量选用外轮廓最大高度较低，而最大装车高度较高的装载机型号，以达到装车安全好，而装车难度小的目的。3结语站台装车的方案选择考虑的方面很多，包括运营安全、工程投资、建设工期、运营时间等等。综合考虑各个制约因素，其中能否保证装车作业人员生命安全是最重要因素，然后要结合每一个工程的特点，包括地形条件、地质条件、工程工期的长短、工程材料的采购难度等先决条件，结合建设单位的意愿，选择合适的站台装车设计方案。

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