Величину подъема i (уклона) в продольном направлении принято выражать в промиллях ( число тысячных единиц тангенса угла подъема, т.е. i = 1000 tg a , где а - угол подъема ). Так как при малом угле подъема sin a = tg a, то при известных значениях i и высоты подъема можно опре- делить длину участка подъема без тригонометрических таблиц.
Максимальный подъем пути в грузовом направлении называется руководящим подъемом i p. По величине руководящего подъема расчитывается масса поезда. Экономически эффективная величина руководящего подъема для железнодорожного электрифицированного транспорта при однократной тяге не превышает 40 и 60 промилле соответственно с использованием электровозов и тяговых агрегатов.
Cхема строения железнодорожного пути
1 - земляное полотно5 - рельс
2 – балласт6 - водоотводная канава
3 – шпала7 - накладка
4 – подкладка8 - ширина колеи
*Подвижной состав.
Подвижной состав на карьерах состоит из вагонов и локомотивов. Для перевозки полезного ископаемого широко используются вагоны типа "гондола" грузоподъемностью 60 - 90 тонн и, частично, типа "хоппер", грузоподъемностью 60 тонн. У вагонов типа "гондола" дно составлено из отдельных щитов, вращающихся на шарнирах у хребтовой балки. Опущенные щиты обрзуют наклонные плоскости, по которым груз высыпается на обе стороны от оси пути. Вагон типа "хоппер" имеет наклонные торцовые стенки и разгружается через люки, расположенные ниже рамы вагона. Груз ссыпается между рельсами или на сторону.
Для перевозки вскрышных пород применяются саморазгружающиеся вагоны - думпкары с односторонней или двухсторонней разгрузкой. Конструкция думпкаров рассчитана на восприятие значительных динамических нагрузок от падения крупных кусков породы массой 3-5 тонн с высоты 1,5 - 3 метра ( при погрузке экскаваторами ) .
Думпкары также широко применяются и для транспорт- ирования руды.
Думпкары
Локомотивы.
В качестве локомотивов на карьерах применяются электровозы, тепловозы и тяговые агрегаты. Достоинствами электровозов являются относительно высокий КПД, равный 14 - 16 % , высокая скорость движения на руководящем подъеме, способность преодоления подъемов до 40 промилле, постоянная готовность к работе, простой обслуживания и надежная работа в суровых климатических условиях. Недостатками электровозов являются зависимость от источника энергии и значительные первоначальные затраты на строительство контактной сети и тяговой подстанции. Наличие контактной сети на забойных путях усложняет организацию взрывных и выемочно-погрузочных работ.
Тепловозы.
Тепловозы - локомотивы, оборудованные двигателями внутреннего сгорания (дизелями). ДВС, установленный в тепловозе, обеспечивает его автономность и исключает необходимость контактной сети, стоимость которой составляет 12 - 15 % общей стоимости транспортирования. Тепловозы обладают высоким КПД, равным 24 - 26 %, и способны преодолевать значительные подъемы. Применяемые на карьерах тепловозы предназначены для работы на путях МПС и не отвечают специфическим особенностям работы карьерного транспорта. Они резко снижают скорость при движении на подъем. К недостаткам тепловозов относится также сложность их ремонта.
Тяговые агрегаты.
Тяговые агрегаты представляют собой сочетание электровоза управления, секции автономного питания
( дизельная секция) и несколько моторных думпкаров.
Наличие моторных думпкаров в составе тягового агрегата позволяет значительно увеличить сцепной вес и полезную массу поезда (в 2 - 2,5 раза по сравнению с электровозами)
или руководящий подъем (до 60 промилле). Наличие же дизельной секции в составе тягового агрегата обеспечивает возможность исключения контактной сети на передвижных путях.
Тенденции развития промышленности свидетельствуют об увеличении единичной мощности применяемого на карьерах оборудования. Увеличение сцепного веса локомотивов влечет за собой повышение полезной массы поезда до 1200 - 1500 тонн. При использовании мощных экскаваторов уменьшается их общее количество в карьере, упрощаются схемы путевого развития на уступах и руднике в целом.
Наибольшее распространение получила в настоящее время тупиковая схема с расположением обменного пункта за пределами фронта работ. Она обеспечивает минимальные объемы путепереукладочных работ, низкие затраты на содержание пути, простую организацию движения поездов на уступе. Недостатком схемы является низкий коэффициент обеспечения забоя порожняком. Особенно он снижается при большой протяженности фронта работ.
Интенсификация работы погрузочного и транспортного оборудования может быть достигнута за счет совершенствования тупиковых схем путевого развития на уступе путем устройства дополнительного обменного пункта на забойных путях. Но внедрение таких схем сдерживается из-за сложности содержания и большой частоты перемещения дополнительных обменных пунктов.
Из - за того , что стоимость одного тонно-километра перевозок автотранспортом в 6 - 10 раз выше, чем железнодорожные, на крупных глубоких карьерах, использующих на верхних горизонтах железнодорожный транспорт, стремятся завести его на более глубокие горизонты.
Однако, это приводит к усложнению трассы капитальных траншей за счет строительства дополнительных тупиков, что в конечном итоге снижает эффективность использования подвижного состава железнодорожного транспорта и повышает затраты на перевозку карьерных грузов.
При ведении горных работ на первом этапе разработки глубоких карьеров создаются благоприятные условия для использования железнодорожного транспорта: большой грузооборот, значительная протяженность фронта работ на уступах, небольшое усложнение трассы капитальных траншей при вскрытии нижних горизонтов за счет проведения внешних капитальных траншей большой глубины. При переходе ко второму этапу разработки возможности эффективной работы железнодорожного транспорта на нижних уступах исчерпываются. Это связано с уменьшением размеров рабочей зоны, усложнением трассы капитальных траншей, возрастанием продолжительности рейса локомотивосоставов и снижением их производительности.
Назревает необходимость решения вопроса транспортирования горной массы из второй зоны по глубине карьера. На втором этапе разработки выполнение транспортных работ в первой зоне, как правило, не вызывает затруднений и транспортирование ведется по сложившейся системе транспортных коммуникаций. При переходе горных работ ко второму этапу появляется необходимость в проведении первой реконструкции карьера, узловым решением при которой будет обеспечение перемещения карьерных грузов из пределов второй зоны.
Практика открытых горных работ на глубоких карьерах показывает два основных направления решения транспортной проблемы :
- переход на комбинированный транспорт;
- сохранение для работ во второй зоне железнодорожного транспорта с глубоким вводом железнодорожных путей с относительно простой формой трассы.
Переход на комбинированный транспорт дает эффект при решении вопроса переноса перегрузочных пунктов вслед за понижением горных работ. Без решения этого вопроса расстояние перевозки автотранспортом быстро возрастают, что резко повышает затраты на перемещения карьерных грузов.
Глубокий ввод железнодорожных путей возможно и рационально осуществлять только в определенных горнотехнических условиях.
Окончательные решения транспортной проблемы при разработке глубоких карьеров должны решаться при проектировании реконструкции карьера на основе технико-экономического сравнения вариантов:
· система внутренних траншей с максимальным использованием длины бортов карьера
· наклонные железнодорожные туннели.
Железнодорожный транспорт Украины
Железнодорожный транспорт — одна из наиболее важных составных частей, обеспечивающая жизнедеятельность многоотраслевой экономики Украины. На протяжении всего периода проведения в стране экономических преобразований железные дороги работают стабильно, для большинства регионов они — практически единственные надежные транспортные коммуникации.
Общая протяженность железнодорожной сети Украины составляет 22,6 тыс. км, из них электрифицировано — 38,9 %, оснащено автоблокировкой — 60 %, электрической централизацией стрелок и сигналов — около 70 %. Доля железнодорожного транспорта составляет 80,2 % грузооборота и 64,5 % пассажирооборота всего транспорта общего пользования без учета трубопроводного и городского электрического.
Железнодорожным транспортом в 1997 году перевезено 341,4 млн. т грузов и 565,2 млн пассажиров, доходы от перевозок составили более 4 млрд. грн.
В системе железнодорожного транспорта Украины функционируют 1594 станции, 478 локомотивных, вагонных и пассажирских депо, дистанций погрузочно-разгрузочных работ, пути, сигнализации и связи, энергетики и гражданских сооружений. Ремонт подвижного состава и производство специализированного оборудования производится на 28 заводах консорциума
Парк подвижного состава состоит из 204 тыс. грузовых, 9,5 тыс. пассажирских вагонов, 5,6 тыс. локомотивов, 4,2 тыс. вагонов электро- и дизель-поездов. Средняя численность работников основной деятельности железных дорог — 303,5 тыс. чел.
Работа железнодорожного транспорта Башкирского отделения Куйбышевской ж.д.
| 1950 | 1960 | 1970 | 1980 | 1990 | 1994 | |
| Перевозка грузов млн. т | 2.4 | 35.1 | 44.8 | 53.7 | 51.9 | 34.4 |
| Грузооборот млн. т / км | 9991 | 21996 | 39031 | 58650 | 55695 | 26002 |
| Перевозка пассажиров млн. чел. | 5.2 | 14.1 | 21.1 | 32.2 | 36.5 | 22.0 |
| Пассажирооборот, млн. пасс./км | 859 | 2333 | 3074 | 3221 | 3589 | 3369 |
Ж.-д. линии на терр. Башкортостана эксплуатируются Баш. отделением Куйбышевской ж.д. (1224 км, более 90% протяженности), Карталинским и Златоустовским отделениями Южно-Уральской ж.д. (288 км по терр. и 264 км вдоль ее границ), на севере респ. пересекает Ижевское отделение Горьковской ж.д. Мин-ва путей сообщения РФ. Более 1325 км пути Баш. отделения ж.д. связывают воедино гл. пром. и с.-х. р-ны Башкортостана, частично Татарстана, Челяб. и Оренб. обл., обеспечивают связь зап. и центр. р-нов страны с Уралом, Ср. Азией, Сибирью и Д.Востоком через стыковые пункты Абдуллино, Бугульма (Куйбышевской ж.д.), Кропачево, Белорецк, Оренбург (Южно-Уральской ж.д.).