煤炭装车站股道作业时分及能力的探讨.pdf

线路 /路基 收稿日期 2009- 06- 23 作者简介 奚文媛 1963, 女, 高级工程师, 1987年毕业于西南交通 大学, 工学学士。 煤炭装车站股道作业时分及能力的探讨 奚文媛 中铁工程设计咨询集团有限公司线站院, 北京 100055 摘 要在煤炭集运系统建设中, 煤炭装车站的功能是否齐备、 各种股道规模是否匹配, 直接影响煤炭装车站的作业效率及工 程投资。通过对煤炭装车站作业流程的分解及各项作业时分 的分析, 论述煤炭装车站股道的能力、 规模及各种装车站站型 的适应情况。 关键词 煤炭集运系统; 装车站; 股道; 能力 中图分类号 U2925 文献标识码 A 文章编号 1004- 2954 2009 11- 0011- 03 1 概述 我国煤炭生产, 除了煤炭生产地发电和自用以外, 近几年煤炭外运量每年大约在 10亿 t以上。其中铁 路是煤炭运输的最主要方式, 铁路煤炭运量占全国煤 炭运输量的 70 以上。同时煤炭也是铁路运输的重 点, 煤炭运量占铁路货运总量的比重在 40 以上。作 为煤炭运输的源头 煤炭装车站, 装车工艺是否合 适, 各种股道能力是否匹配, 直接影响车站的使用功能 及使用效率。为此, 有必要对煤炭装车站各种股道的 作业时分进行研究, 以便在煤炭装车站设计时, 合理确 定车站各种股道规模。 2 煤炭装车站分类及装车设备的选择 21 煤炭装车站分类 一列空车在煤炭装车站完成装车作业成为重车, 其作业流程一般为 空列车到达作业 煤炭装车作业 煤炭列车出发作业; 作业地点为 到发线 装车线 到发线。按煤炭装煤线与到发线的平面布置关系, 煤 炭装车站站型可分为横列式 图 1, 纵列式 图 2, 环 线式 图 3三种形式。 注该站型需要设置到发线、 装车线、 牵出线及机待线; 到发线 满足衔接线路有效长, 牵出线满足一个车列长, 装车线在装车楼前 后分别满足一个车列长。 图 1 横列式煤炭装车站平面布置示意 22 煤炭装车站装车设备选择 在煤炭装车站, 装车设备的能力直接影响装车线 注 该站型站需要设置到发线、 装车线、 牵出线; 到发线满足衔接 线路有效长, 装车线在装车楼前后分别满足一个车列长。 图 2 纵列式煤炭装车站平面布置示意 注 该站型站需要设置到发线、 装车线; 到发线满足衔接线路有 效长, 装车线在装车楼前后分别满足一个车列长。 图 3 环形煤炭装车站平面布置示意 的作业能力, 装车设备工艺影响车站的作业流程。大 规模煤炭运输的装车工艺主要有快速定量装车系统、 螺旋装车机装车系统、 跨线漏斗仓装车系统、 高站台配 合装载机。各种装车方案技术比较见表 1 。 表 1 铁路煤炭装车方案技术比较 项目快速定量装车装车机跨线漏斗仓装载机 装车效率最高较高高低 设备基建投资较高低最高较低 使用费较低较高低最高 环境污染最少少较多多 自动化程度最高较高较低低 灵活性较差较好差最好 通过比较可知, 快速定量装车系统具有装车效率 高, 装车精度高、 自动化程度高等优点, 特别是可计量 每个车箱的装车量, 适用于大装车量的要求。煤炭装 车站设计一般采用该系统。以下各种站型的装车站 中, 装车工艺均考虑采用快速定量装车系统。 按快速定量装车设备生产厂家提供的技术参数, 该设备适应机车牵引速度为 08 15 km /h, 装车速 度 5300 8 000 t/h 。 3 车列编组与作业时分 31 牵引质量与列车编组 铁路煤炭集运系统的牵引质量为 5000 、 10 000 t或 20 000 , t 目前除大秦线上开行 20 000 t列车采用 C80车 辆外, 其他线路开行5 000 t 列车或10000 t 列车采用 C64 或 C70型车辆。以 C64型车辆的参数计算列车编组, 即, 牵引质量为 5000 , t 列车编组为 59辆; 牵引质量为 11 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2009 11 线路 /路基 奚文媛 煤炭装车站股道作业时分及能力的探讨 10 000 , t 列车编组为 119辆。 32 装车作业时分 机车牵引车列经定量装车楼的速度为 08 k m /h , 5 000 t 列车长度 715m, 10 000 t列车长度 1 430m。所 以, 完成一列 5 000 t 车列和 10000 t 车列的装车作业分 别为 54 、 108m in 。 4 装车站各种股道作业时分 41 煤炭装车站作业流程及作业时分 由于煤炭集运系统向万吨重载方向发展, 计算中 均以万吨列车作业时间为例。单线铁路上各种站型煤 炭装车站作业流程及作业时分见表 2 。 表 2 单线铁路各种类型煤炭装车站作业流程及作业时分m in 序号作业流程 横列式装车站纵列式装车站环行装车站 车辆在 站停留 时分 到发 线 1 到发 线 2 牵出 线 装车 线 机待 线 车辆在 站停留 时分 到发 线 1 到发 线 2 装车 线 机待 线 车辆在 站停留 时分 到发 线 1 到发 线 2 装车 线 1到发线 1准备进路、 接空列车111111111111 2空列车准备由到发线 1转牵出线 装车线 555555555 3机车牵引空列车由到发线 1转牵出线 装车线 151515121212121212 第 1次占用到发线时间312828 4空列车准备由牵出线转装车线555 5机车送空列车由牵出线转装车线121212 6空列车装车108108108108108108 7重列车准备由装车线转牵出线 到发线 555555555 8机牵引重列车由装车线转牵出线 到发线 151515151515151515 9重列车准备由牵出线转到发线 1555 10机推送重列车由牵出线转到发线 1151515 11机车摘机由到发线 1转牵出线 装车线 333333 12机车由牵出线 装车线 转到发线 23 3333 333 13机车在到发线 2走行4 444 44 14机车由到发线 2转机待线3 3333 333 15机车由机待线转到发线 1连挂重车33333 16重车列检606060606060 17重车列待发303030303030 机牵引重列车由到发线 1出发151515151515 第 2次占用到发线时间1411014110121 总占用时间3171721080145627716910151626128121135 注 括号内的时间为妨碍时间。 42 装车站作业时分分析 421 车辆在站停留时间 车辆在横列式装车停留时间最长, 比纵列式长 30 m in, 所多的时间为车列由到发线至装车线反复牵出作 业所耗费的时分。横列式站型比环行式站型长 56 m in, 所多的时间为车列由到发线至装车线反复牵出作 业及机车转头所耗费的时间。车辆在环行装车站停留 时间最短, 比纵列式短 16m in, 所少的时间为减少机车 转头所节省的时分。 422 到发线作业 横列式装车站与纵列式装车站车列占用到发线相 当 横列式只比纵列式多 3m in; 与环形装车站相比, 车列占用到发线的时间差为转线行程及本务机车转头 所耗费的时间差 横列式比环形多 20m in。环行装 车站, 列车在装车途中已经完成了本务机的转头作业, 所以在环行装车站不再考虑本务机转头作业。 423 装车线作业 各种装车站上列车占用装车线时间相当或相差不 多。纵列式比其他两种站型多出的时间为机车转头占 用装车线的时间。 43 结论 通过上述分析可以看出, 环行装车站股道配置中 不设置牵出线及机待线就可完成装车及机车的转头作 业, 作业流程顺畅。故, 为了减少车辆在站停留时分, 在地形条件允许时, 首先采用环行装车站, 其次考虑纵 列式装车站, 尽量不采用横列式装车站。 5 装车站股道能力 51 能力计算公式 车站到发线、 牵出线能力确定一般采用下面公式 计算。 N T - t ∀ 1- k / t 式中 N 1昼夜车站股道能力; T 1昼夜车站股道能够进行作业的时间; t 固定作业时间; k 空费系数。 计算中, 各种股道的 T、 t、 k取值, 应根据各条线路 的技术标准、 各股道上所进行作业的性质而定。计算 到发线能力时, 需要考虑电化铁路接触网维修天窗时 间; 计算装车线能力时, 需要考虑设备的检修时间及操 12 铁道标准设计 RAILWAY STANDARD DESIGN 2009 11 奚文媛 煤炭装车站股道作业时分及能力的探讨 线路 /路基 作人员交接班、 吃饭等时间。 52 装车站股道能力确定 根据表 2中列车占用到发线、 牵出线及装车线时 间, 经计算可得各种形式装车站到发线、 装车线及牵出 线能力, 见表 3 。 表 3 装车站股道能力汇总列 /d 站型到发线装车线牵出线 横列式677 纵列式67 环行式77 6 装车站股道规模及适应性 61 横列式装车站股道规模 一昼夜到发线与装车线能够完成的作业车数的比 值为67。如果车站配置 1条到发线、 1条装车线, 车 站装车能力受到发线的控制, 即每日只能承担 6列的 装车作业。如果配置 2条到发线、 1条装车线, 车站装 车能力受装车线控制, 即每日能承担 7列的装车作业。 所以, 横列式装车站至少应配置 2条到发线、 1条装车 线方能满足车列正常作业, 最大限度发挥煤炭装车设 备的效率。同时为满足列车转线及本务机车转头作业 占用正线对行车组织的干扰, 车站还需配置 1条牵出 线、 1条机待线。 62 纵列式装车站股道规模 从表 3可知, 纵列式装车站上设置的到发线、 装车 线规模与横列式装车站一致。所以, 纵列式装车站至 少应配置 2条到发线、 1条装车线方能满足车列正常 作业, 最大限度发挥煤炭装车设备的效率。虽然该站 型到发线与装车线纵列布置, 不需牵出线, 但为减少本 务机车转头作业占用正线对行车组织的干扰, 车站需 配置 1条机待线。 63 环行装车站股道规模 一昼夜到发线与装车线能够完成的作业车数的比 值为77。车站设置 1条到发线、 1条牵出线, 即可完 成每日的装车作业, 这时装车作业的能力为每日 7列。 考虑列车运行的不均衡性及到发线的灵活使用, 环行 装车站一般设置 2条到发线, 1条装车环线。 在地形限制时, 如果装车楼设置 ∃偏心 , 即装车 楼前或装车楼后的长度不能满足一列车长时, 在长度 不足的一端多配置 1条到发线, 方能满足车列正常作 业, 最大限度发挥煤炭装车设备的效率。如图 4所示。 64 各种站型装车站适应性分析 在装车站地形受限, 年装车量在 1 000 ∀ 10 4 t以下 时, 可采用横列式装车站站型; 年装车量在 1 000 ∀ 10 4 1500 ∀ 10 4 , t 优先采用环行装车站, 其次采用纵列 式装车站; 年装车量在 1 500 ∀ 10 4 t以上时, 只能采用 图 4 环行装车站平面布置示意 环行装车站, 且设置双环; 当正线通过运量较大时 特 别是双线铁路 , 装车环线与正线应为立交形式, 这样 能够避免与正线行车的交叉干扰。 7 在建铁路中煤炭装车站设计 实际设计中, 经常会遇到装车线远离车站, 这时以 其专用线形式接入车站; 或一个车站建有 2条以上的 装车线。以在建的新恩 恩陶线上的大牛地站 图 5 及包西铁路包神段上的罕台川北站 图 6为例可以看 出, 不论哪种形式的装车站 接轨站 , 其到发线、 装车 线的规模设置均遵守上述结论。 注 站内 2条装车环线, 分属两家使用, 装车楼分别设于正 线两侧。由于装车楼设置偏心, 所以, 分别多配置了 1条到发 线, 即到发线分别为 3条。 图 5 大牛地站示意 注 站内 2条装车环线, 一家使用, 装车线上的装车楼前后 均满足一个列车长, 所以, 车站两侧分别设置了 2条到发线。 图 6 罕台川北站示意 8 结语 全国路网中的煤炭下海运输分为北、 中、 南 3个通 道, 在完善煤炭集运系统的建设中, 煤炭装车站的设计 是完成煤炭运输任务的一个重要环节。煤炭装车站的 站型选择、 规模确定既影响车辆在途时间, 又影响运输 能力、 工程投资。本文对煤炭装车站股道作业时分及 作业能力的研究结论为煤炭装车站设计提供了参考。 参考文献 [ 1] GB50091 2006 , 铁路站场与枢纽设计规范 [ S]. 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