2. Технология перевозки топливных и рудно-металлических грузов. Характеристика топливных, металлургических грузов. Особенности работы подъездных путей при перевозке массовых грузов.

Характеристика топливных грузов и условия их перевозок

К топливным грузам относятся (кроме нефтяных и газового конденсата) уголь, кокс, торф и сланцы. Различают уголь бурый, каменный и антрацит. Бурый уголь имеет большую влажность (от 10 до 25 %), содержит значительное количество летучих веществ и меньше углерода по сравнению с другими видами угля, при сгорании выделяет много золы. Бурый уголь в общей добыче состав­ляет более 22 %.

Каменный уголь является основным по количеству добычи. Содержит меньше влаги (не более 5—7 %) и летучих веществ, имеет меньшую зольность и больше углерода по сравнению с бурым углем.

По условиям использования каменный уголь делят на два вида: энергетический, идущий на отопление, и коксующийся, используемый для производства кокса в металлургии. В зависимости от гранулометрического состава угли разделяют на сортированные и рядовые.

Резко отличается от других видов угля антрацит. Он имеет высокую плотность (1,4—1,7), обладает большой твердостью и металлическим блеском, углерода в нем больше, а золы меньше, чем в других видах угля.

Все виды угля добывают двумя способами: подземным в шахтах и открытым в карьерах. Открытым способом добывают примерно 40 % общей добычи угля.

Средняя грузоподъемность вагонов используется при перевозке угля более чем на 100 % в связи с допускаемым перегрузом; бурые угли и легкие фракции каменных углей загружают в полувагоны с «шапкой», а затем уплотняют специальными катками.

Условия хранения и перевозки углей определяются их свойствами. При продолжительном хранении на складах уголь делается мельче, его теплотворная способность понижается, уменьшается или вовсе исчезает способность коксования, увеличивается возможность самовозгорания. Особенно подвержены самовозгоранию бурые и некоторые сорта каменных углей.

Уголь грузят в железнодорожные вагоны исключительно на подъездных путях шахт и карьеров, а выгружают на подъездных путях электростанций, заводов, организаций, ведующих снабжением топливом городских небольших предприятий и населения. Он является одним из основных грузов, перевозимых железнодорожным транспортом. Его доля в общих перевозках грузов составляет свыше 19 % (несколько больше перевозят строительных материалов минерального происхождения, но на более короткие расстояния). В общем грузообороте железных дорог уголь занимает более 17 % (также больше всех остальных грузов).

При предъявлении к перевозке грузов, подвергающихся в холодное время смерзанию, грузоотправитель обязан принять меры к уменьшению его влажности до безопасных в отношении смерзания пределов (соответствующие нормы должны устанавливаться по согласованию с получателем в соответствии с государственными стандартами) и указать об этих мерах в накладной.

В тех случаях, когда профилактические меры оказались неэффективными, грузополучатель обязан принять меры к восстановлению сыпучести груза в пунктах выгрузки. В крупных пунктах прибытия угля устанавливают специальные тепляки для разогрева.

Кокс получают перегонкой различных видов топлива. Он может быть каменноугольным, торфяным, пековым и сланцевым. Наибольшое применение и промышленное значение имеет каменноугольный кокс. В зависимости от размера кусков его делят на крупный, орешек и мелочь. Крупный идет на металлургические заводы, орешек используется в химическом производстве газа в газогенераторах, а коксовая мелочь применяется для отопления паровых котлов, изготовления брикетов, а также для агломерации руд. Влажную коксовую мелочь для профилактики против смерзаемости в холодное время обезвоживают или промораживают.

Торф различают трех основных видов: кусковой, фрезерный (мелкая крошка) и брикетный. Перевозят его на сравнительно небольшие расстояния (средняя дальность 125 км, однако значительную часть транспортируют на более короткие расстояния — 30—40 км и менее). Примерно половину добываемого в СССР торфа перегружают с узкой железнодорожной колеи на широкую по схеме: вагон узкой колеи — торфоперегружатель — вагон широкой колеи. Плотность торфа колеблется от 0,3 до 0,5 т/м³, поэтому грузоподъемность обычных вагонов используется плохо. Брикетирование и искусственное обезвоживание повышают качество торфа как топлива, а также улучшают использование вагонов и сокращают потребность в них.

Выгружают торф, главным образом, на подъездных путях электростанций и промышленных предприятий, работающих на торфяном отоплении. Они име­ют небольшие парки путей, на которые прибывают поезда — местные кольце­вые маршруты («вертушки»). Перевозят торф в специальных полувагонах-хоп­перах или в обычных полувагонах с наращенными бортами.

Для перевозки торфа отправитель вместе с накладной представляет каче­ственное удостоверение Государственной инспекции по качеству, где у называет род, плотность, влажность и зольность груза.

Особенности работы подъездных путей угольной и торфяной

промышленности

Протяженность (развернутая длина) подъездных путей предприятий угольной промышленности в 1988 г. была около 12,0 тыс. км, в том числе широкая колея —более 98 %. Средняя длина одного подъездного железнодорожного пути колеблется от I до 30 км в зависимости от числа обслуживаемых пунктов погрузки, размеров отправляемого угля и способов добычи: общая длина путей на крупных карьерах достигает 200 км. Один подъездной путь обслуживает обычно от одной до пяти шахт, а в Донбассе — до десяти. Объем внутренних технологических перевозок довольно значителен из шахт и разрезов уголь перевозят на обогатительные фабрики, а оттуда загружают в вагоны магистрального транспорта. Число подъездных путей, примыкающих к одной станции МПС, различно и колеблется обычно от одного до трех-четырех.

На крупных подъездных путях угольной промышленности имеются свои сортировочные станции (углесборочные), на которых объединяются загруженные в разных пунктах погрузки группы вагонов и формируются маршруты.

На подъездных путях угольной промышленности доля погрузки в общей грузовой работе составляет 87—88 %, а выгрузки 12 — 13 %, поэтому отсюда отправляется большое количество груженых вагонов, а поступают в основном порожние.

Обычно группы вагонов загружают на нескольких шахтах и затем собирают и формируют из них маршруты, в которых отправляется примерно 70 % угля. Но для этого необходимо, чтобы уголь был определенной марки и сорта. Шахты, обслуживаемые одним подъездным путем, выдают обычно уголь одной или двух марок (реже трех). Наличие разных марок осложняет погрузку и формирование маршрутов и увеличивает объем маневровой работы.

Загруженные вагоны взвешивают и в соответствии с допускаемой нормой догружают или отгружают из них уголь, подавая вагоны на дозировочный пункт. На выполнение этих операций требуется много времени. Поэтому целесообразнее применять бункерные и погрузочно-весовые устройства, на которых взвешивание совмещается с погрузкой и не требуется дозировочных операций.

При открытом способе добычи угля применяют три варианта транспортной схемы:

уголь загружают в угольном разрезе непосредственно в вагоны МПС;

уголь загружают в специализированный подвижной состав (думпкары или самосвалы) предприятия, который вывозит его на обогатительную фабрику, и после обогащения грузят в вагоны МПС;

уголь подают транспортерами из разрезов в бункера (на поверхности), откуда он поступает в вагоны МПС; при транспортировке уголь обогащают путем отбора породы.

Таким образом, на открытых горных разработках используют в сочетании несколько видов транспорта (железнодорожный, автомобильный, конвейерный), но чаще два — например железнодорожный и автомобильный. Железнодорожный наиболее эффективен в карьерах средней и большой производительности при расстоянии откатки от борта до отвала или обогатительной фабрики более 2—3 км (обычно 3—8 км) и глубине разреза не более 150—160 м.

Вскрышную породу всегда перевозят в отвалы подвижным составом предприятия. Обычно груз загружают в специализированный подвижной состав предприятия и доставляют на обогатительную фабрику; особенно широко этот способ применяют на глубоких горнорудных карьерах. Добываемую в карьере продукцию непосредственно в железнодорожные вагоны МПС грузят в небольшом количестве (на угольных разрезах примерно 20 %). Основную же часть перегружают с внутрикарьерного транспорта через бункера. Однако на таком мощном разрезе, как Экибастузский, где добыча угля непрерывно растет, весь добываемый уголь сразу же загружают в железнодорожные вагоны МПС. В та­ких условиях необходимо ритмично и непрерывно подавать порожние вагоны под загрузку. В Экибастузе для этого сформированы кольцевые маршруты, которые перевозят уголь в вагонах с глухим кузовом на электростанции, имеющие вагоноопрокидыватели. Такой способ обеспечивает сохранность грузов, гарантирует подвод порожних вагонов на угледобывающие предприятия и создание запасов топлива на электростанциях.

Организация маршрутов в сочетании с передовой технологией резко снижает простой вагонов и увеличивает скорость их продвижения. Эффективность кольцевых маршрутов значительно повышается, если они сформированы из восьмиосных полувагонов.

Применению кольцевой маршрутизации перевозок угля на многих дорогах способствует большая доля внутридорожных перевозок его в общем объеме отправления. В целом по сети она составляет 60 % и колеблется от 40 % на Северо-Кавказской и почти до 100% на Дальневосточной дорогах. Крупные объемы внутридорожных перевозок позволяют частично решать задачу устойчивого питания погрузочных пунктов порожними вагонами в пределах самих дорог.

Схемы подъездных путей и их примыкания к станциям магистральных железных дорог разнообразны. В зависимости от расположения на магистральной линии станции примыкания бывают проходными или тупиковыми, что влияет на организацию их работы. Варианты примыкания к ним подъездных путей предприятий угольной промышленности следующие;

один подъездной путь без углесборочной станции обслуживает одну-две шахты;

несколько подъездных путей, каждый из которых обслуживает небольшое число шахт (одну—три), без углесборочной станции (рис. 70, а);

один или несколько подъездных путей с углесборочной станцией на каждом или на некоторых (рис. 70, б), комбинированная схема.

Подъездные пути угольной промышленности в большинстве случаев тупиковые. Только в крупных угольных бассейнах некоторые из них примыкают не к одной, а к двум и (редко) к трем станциям МПС.

Особенностью ЕТП работы станций и подъездных путей угольной промыш­ленности при открытом способе добычи является разработка специальных балансовых графиков погрузки и накопления угля. Они представляют собой графическое изображение поступления угля в бункер или напольный склад и отгрузки его по часам. Балансовый график позволяет увязать расписание подачи порожних вагонов для погрузки угля с его поступлением и накоплением.

В последние годы на Донецкой и Кемеровской дорогах применяют метод кооперированного использования вагонов на основе принципиально новой технологии работы угольных предприятий и станций примыкания.

Погрузочно-транспортные управления угольных трестов используют находящиеся на их балансе вагоны в общем, кооперированном с МПС парке, как для внутритехнологических перевозок, так и для отправления угля потребителям по магистральным железным дорогам. При задержке подачи порожних вагонов МПС уголь загружают на подъездном пути в вагоны обезличенного парка предприятия. Взамен отправленных на внешнюю сеть вагонов железная дорога передает предприятию такое же количество вагонов из числа прибывшего порожняка. Неснижаемое наличие кооперированного технологического парка вагонов позволяет устойчиво обеспечивать план погрузки угля на подъ­ездных путях предприятий.

Применение этого метода в Донбассе и Кузбассе позволило значительно снизить простои вагонов.

Кокс грузят в основном непосредственно с лент рабочих конвейеров от коксосортировки. При этом в качестве запасных резервуаров для кратковременного хранения части кокса, поступающего в перерывы между подачами вагонов, используют бункера. Один вагон загружают из бункера за 3,5—4 мин.

Массовость погрузки кокса и постоянство пунктов назначения позволяют значительную часть его перевозить кольцевыми отправительскими маршрутами. Учитывая, что кокс - груз легковесный, при его погрузке особенно тщательно следят за заполнением объема кузова полувагонов. В первую очередь засыпают углы полувагонов, плотно заполняя их и по возможности устраняя пустоты между отдельными крупными кусками кокса. Коксовой мелочью полувагон рекомендуется заполнять не сразу, а постепенно слоями в три-четыре приема, разравнивая каждый слой.

Основными особенностями подъездных железнодорожных путей на разработках торфа являются: рассредоточение и периодическое перемещение пунктов погрузки на больших площадях торфяных полей: применение погрузочных путей временного типа, ограничивающих нагрузку на ось подвижного состава в связи с неустойчивостью торфяного грунта; одностороннее направление грузопотока и легковесность составов (нетто); сложные условия работы транспорта в зимний период.

На территории торфопредприятий обычно имеются узкоколейные железнодорожные пути, по которым торф перевозят на станцию и там перегружают в вагоны широкой колеи. Для перегрузки могут применяться устройства с оперативным складом и без него. Выгружают торф, главным образом, на подъездных путях электростанций и промышленных предприятий, где имеются небольшие парки путей.

Характеристика металлургических грузов и условия их перевозок

К рудно-металлургическим грузам относят руду всякую, агломерат, флюсы (известняк), кокс (который также относится к сырьевым материалам металлургической промышленности), огнеупоры, сталь, заготовки, чугун, металлолом, ферросплавы и др.

В общих перевозках (отправлении) железных дорог рудно-металлургические грузы занимают более 20 % (черные металлы 5,2 %, руда — 8,3, флю­сы — 2,0, металлолом — 1,2 %).

В работе промышленного транспорта предприятия черной и цветной металлургии занимают основное место. В общем объеме погрузки продукция черной металлургии составляет 31 % и цветной — 6,0 %, а в общем объеме выгрузки соответственно 33 и 6,3 %.

К черным металлам относят чугун и прокат (профильный металл, листовую сталь и проволоку). Наибольший удельный вес в перевозках занимает профильный металл, который делят на три группы. К первой относят балки, швеллеры и рельсы, к второй — сортовую сталь и к третьей — фасонную сталь. Распространенным грузом являются такие изделия из чугуна и стали, как различные виды труб.

Черные металлы перевозят на платформах, в полувагонах и крытых вагонах с полным использованием грузоподъемности (кроме труб). В связи с тем что в последние годы рельсы прокатывают длиной 25 м, их перевозят на сцепах из двух платформ. Укладываемые в путь сварные плети рельсов длиной 75—100 м и более перевозят в особых поездах на специально приспособленных платформах.

По условиям использования грузоподъемности вагонов цветные металлы делятся на тяжелые (медь, цинк, свинец, олово, сурьма, ртуть); легкие (алюминий, магний, титан), а также редкие металлы и полупроводниковые материалы. Это определяет объем, способы погрузки, а также использование грузо­подъемности вагонов и условия перевозки.

При перевозке проката и слитков черных и цветных металлов широко при­меняют их пакетирование, что позволяет обеспечить высокий уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ. Для перевозки на от­крытом подвижном составе разработаны типовые схемы размещения и крепле­ния проката черных и цветных металлов с учетом безопасности движения поездов.

Значительный объем перевозок приходится на руду и известняк. На орга­низацию и условия перевозок, погрузку, выгрузку и хранение руды и из­вестняка оказывают влияние кусковатость, содержание мелочи, влажность, плотность и прочность отдельных кусков.

Так как руду, агломерат и флюсы отправляют из ограниченного числа пунктов и выгружают в пунктах массового потребления, перевозки организуют преимущественно отправительскими маршрутами. Более 90 % руды и свыше 78 % флюсов перевозят в маршрутах. На отдельных направлениях применяют для этих перевозок кольцевые маршруты.

Основную массу железной и марганцевой руды перевозят в полувагонах, а на короткие расстояния — в думпкарах и только незначительную часть — на платформах. Грузоподъемность вагонов используется полностью. Средний коэффициент использования вагонов с учетом допустимого перегруза больше единицы.

Для руды и флюсов важной проблемой является смерзание их в пути следования, что затрудняет выгрузку. На подъездных путях металлургических предприятий имеется более 80 грузоразмораживающих гаражей (тепляков) с фронтом единовременной постановки свыше 2600 вагонов. Однако для полного решения проблемы со смерзаемостью грузов такого количества тепляков явно не достаточно.

Флюсовый металлургический известняк добывают в открытых карьерах, обогащают на дробильно-обогатительных фабриках и загружают в вагоны с помощью погрузочных бункеров. Флюсы в основном перевозят на сравнительно короткие расстояния (150—250 км).

Для нормальной работы металлургических предприятий с полным металлургическим циклом, где железную руду последовательно перерабатывают в чугун, сталь и прокатные изделия, требуется большое количество различного сырья и полуфабрикатов. На производство 1 т стали необходимо завезти 4— 5 т различного вида грузов и вывезти более 2 т продукции. В связи с этим примерно 2/3 грузооборота металлургических заводов (внешнего) составляет выгрузка и 13 погрузка. Такие предприятия отправляют много порожних вагонов, а большую часть готовой продукции загружают в освободившиеся после выгрузки вагоны, выполняя с ними сдвоенные грузовые операции.

Работа подъездных путей металлургической промышленности

Общая протяженность (развернутая длина) железнодорожных путей предприятий металлургической промышленности является наибольшей из всех отраслей промышленности и составляет около 17,5 тыс. км. Из них 13 % приходится на предприятия черной металлургии и более 4 % — цветной.

Для железнодорожного транспорта металлургических заводов характерно наличие большого количества путей, обслуживающих внутренние технологические перевозки, и использование специальных вагонов. Около 50 % общего объема перевозок составляют технологические, связанные непосредственно с металлургическим производством. На рис. 71 изображена схема генерального плана крупного металлургического завода. На ней показаны пути для внутризаводских перевозок, пункты выгрузки сырья и погрузки готовой продукции и примыкание к станции МПС. Внутренние перевозки на крупнейших предприятиях металлургической промышленности достигают 200 млн. т в год.

Внутризаводские перевозки отличаются большой точностью поступления вагонов в различные пункты производства (перевозки жидкого металла), так как даже незначительные нарушения графика могут вызвать осложнения в производственном процессе предприятия.

Особенностью подъездных путей крупных заводов-комбинатов является также наличие нескольких заводских станций погрузки и выгрузки и нескольких примыканий к магистральной сети железных дорог. Это определяет необходимость сооружения хорошо оснащенной заводской сортировочной станции.

Подъездные пути горно-обогатительных комбинатов цветной металлургии представляют собой крупные транспортные комплексы с разветвленной сетью железнодорожных путей и несколькими станциями, обслуживающими перевозки сырья.

Технология работы предприятий металлургической промышленности предъявляет особые требования к магистральным железным дорогам: ритмичный завоз сырья и материалов в номенклатуре, необходимой для обеспечения всех переделов металлургического производства, доставка грузов к определенному сроку; обеспечение сохранности количества и качества грузов; перевозка таких грузов, как офлюсованные агломерат и окатыши, а также кокс по твердым графикам движения, согласованным с отправителями, получателями и железными дорогами – технологическими маршрутами (это требование связано с тем, что для таких грузов не допускаются перегрузка и длительное хранение, которые приводят к снижению их качества).