Kopalniana kolej

I.      Wprowadzenie  1

1.     Zadania kolei i pojęcia podstawowe  1

2.     Klasyfikacja kopalnianej kolei podziemnej. 1

3.     Zalety i wady kopalnianej kolei podziemnej 2

II.         Kopalniana  kolej podziemna (normalna, tradycyjna) 3

1.     Kopalniany tor kolejowy  3

2.     Tor kolejowy w łuku  8

3.     Połączenia i rozjazdy torowe  8

4.     Układanie i utrzymanie torów   10

III.        Tabor wozów kopalnianych i lokomotywy  11

1.     Pojęcia podstawowe. 11

2.     Podział wozów kopalnianych  11

3.     Wozy urobkowe  12

4.     Klasyfikacja lokomotyw   12

5.     Konstrukcja lokomotywy  13

 

I.  Wprowadzenie

1.    Zadania kolei i pojęcia podstawowe

Przez kopalnianą kolej podziemną należy rozumieć zespół urządzeń współdziałających ze sobą harmonijnie pod względem technicznym i organizacyjnym, służących do bezpiecznego przewożenia ładunków i osób w specjalnych naczyniach wzdłuż poziomej lub nachylonej trasy wytyczonej torem odpowiedniej budowy.

W skład urządzeń kolei podziemnej wchodzą:

-        urządzenia stałe, jak kopalniany tor kolejowy, stacje, dworce, zajezdnie, mijanki itp.,

-        tabor wozowy, w tym: wozy urobkowe, wozy osobowe, wozy do transportu materiałów, maszyn i urządzeń oraz wozy specjalne;

-        tabor trakcyjny (lokomotywy), wykorzystywany do ciągnienia wozów, pojemników,  naczyń, kabin, platform;

-        specjalne pojazdy techniczne, jak dźwigi na wozach, wozy do pomiaru toru i inne,

-        mechaniczne urządzenia towarzyszące, jak kolejki łańcuchowe, hamulce torowe, przesuwniki, maszyny do spinania i rozpinania pociągów z lokomotywą i inne,

-        aparatura i urządzenia elektrotechniczne oraz aparatura automatyzacji lokomotyw, trakcji przewodowej, ruchu pociągów, a także aparatura blokady, sterowania i zarządzania pracą kolei.

2.    Klasyfikacja kopalnianej kolei podziemnej.

W górnictwie podziemnym stosuje się bardzo różnorodne środki transportowe należące do kolei. Ogólnie kopalnianą kolej podziemną dzieli się w zależności od:

a) Rodzaju jej użytkowania - na kolej:

-        normalną dwuszynową o szerokości toru 600, 750 i 900 mm do transportu głównego oraz oddziałowego,

-        specjalną - jednoszynową, dwuszynową o szerokości toru mniejszej od 600 mm, zębatą, linową, magnetyczną;

b) Przebiegu w czasie — na kolej:

-        ruchu ciągłym,

-        o ruchu przerywanym regularnym (cyklicznym) lub nieregularnym.

c) Budowy toru — na kolej:

-        jednoszynową pod- i nadtorową,

-        dwuszynową naspągową,

-        trójszynową, np. dwie szyny gładkie, a w środku między nimi umieszczona szyna zębata.

d) Rodzaju trakcji — na kolej o trakcji:

-        elektrycznej,

-        spalinowej,

-        pneumatycznej,

-        mieszanej np. spalinowo-elektrycznej.

e) Może być także inny podział np. wg kąta nachylenia toru do poziomu, itd.

 

3.    Zalety i wady kopalnianej kolei podziemnej

Zalety. Szerokie zastosowanie kolei szynowej w górnictwie ma swoje uzasadnienie w licznych zaletach tego środka transportu, do których należy zaliczyć:

-        niski współczynnik tarcia, który określa stosunek masy wozu próżnego do masy ładunku użytecznego; dla wozów urobkowych przeznaczonych do węgla wartość tego współczynnika jest zawarta w przedziale 0,4 do 0,6, dużą masę jednego pociągu zawartą w granicach od 100 do 300 t,

-        możliwość jazdy pociągu z prędkością do 30 km/h przy zapewnieniu efektywnego hamowania składu,

-        praktycznie nieograniczony zasięg transportu przy stosunkowo niskich kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych,

-        możliwość transportu drobnicy, masówki, cieczy i gazów w specjalnych pojemnikach, osób,

-        dużą elastyczność pracy kolei, spełnianie przez wozy urobkowe dodatkowej funkcji zbiorników, małe kruszenie urobku, łatwość segregacji poszczególnych ty węgla, brak większego pylenia w trakcie transportu przy odpowiednim zraszaniu wodą urobku,

-        wysoką efektywność pracy kolei, wyrażającą się małym zapotrzebowaniem mocy silników napędowych w stosunku do przewożonej masy brutto (masa pociągu z ładunkiem użytecznym); opory ruchu pojazdów szynowych są od 5 do 15 razy mniejsze od oporów ruchu samochodów, wysoką niezawodność pracy, łatwość standaryzacji środków transportu.

Wady. Z koleją związane są jednak pewne ograniczenia i wady, do których należy zaliczyć:

-        możliwość stosowania kolei konwencjonalnej wyłącznie w wyrobiskach prawie poziomych; dla większych nachyleń buduje się koleje specjalne o mniejszej wydajności, trudności załadunku i wyładunku wozów urobkowych, konieczność budowy specjalnych urządzeń jak: wywrotów, za ładowni, urządzeń do czyszczenia wozów,

-        kłopoty z utrzymaniem torów kopalnianych w dobrym stanie z uwagi na ruchy spągu, zawodnienie toru i ich zanieczyszczenie,

-        trudności w prawidłowej organizacji ruchu z uwagi na nierównomierność pracy oddziałów wydobywczych i przerw w pracy szybów, a także — z uwagi na różnorodność spełnianych zadań i skomplikowany układ torów — duża liczba personelu obsługującego,

-        względnie wysoką wypadkowość wynikającą przede wszystkim z wysokich energii kinetycznych pojazdów, stosowania drutu ślizgowego, ręcznego spinania i rozpinania wozów oraz trudności utrzymania odpowiednich prześwitów w wyrobiskach transportowych,

-        dużą stabilność schematu sieci kolejowej, konieczność stosowania dla całej kopalni jednej szerokości toru (wyjątkiem mogą być poziomy skipowe),

-        trudności w automatyzacji pracy kolei szczególnie w przypadku ruchu wahadłowego pociągów,

-        potrzebę budowy dużych podszybi, dworców, załadowni, mijanek itp.; kolej może być stosowana tylko w wyrobiskach transportowych o odpowiednich rozmiarach.

II. Kopalniana  kolej podziemna (normalna, tradycyjna)

1.    Kopalniany tor kolejowy

a.   Pojęcie nawierzchni i podtorza oraz ich części składowe

Tor jest podstawowym elementem drogi kolejowej i służy do prowadzenia po nim pojazdów kolejowych. Tor podziemnej kolei kopalnianej składa się z nawierzchni ułożonej na podtorzu, którym prawie zawsze jest spodek wyrobiska korytarzowego.

Nawierzchnia toru kolejowego składa się z następujących elementów: szyn, złączek, prowadnic i szyn o specjalnym przekroju w łukach, rozjazdów i skrzyżowań torów wraz z urządzeniami do nastawiania zwrotnic, podkładów i podrozjezdnic, podsypki. Niektóre z elementów toru kolejowego przedstawiono na rys. 1.

Kopalniany tor kolejowy
a) szyny kolejowe S24 lub S30 ze złączem wiszącym,
 b) szyny kolejowe S42 wg ze złączem podpartym, 
AA — przekrój przez złącze podparte,  BB — przekrój przez szynę w miejscu międzyzłączowym;
1 — szyna, 2 — podkładka klinowa złączowa, 3 — wkręt 4 — podkład drewniany, 5 — łubek płaski, 6 — śruba do złącz szynowych, 7 — nakrętka, 8 — pierścień sprężysty, 9 — śruba do łączenia podkładów, 10 — nakrętka, 11 — podkładka, 12 — podkładka klinowa międzyzłączowa, 13 — podsypka (żwir, tłuczeń i kliniec, żużel wielkopiecowy).

Rys. 1. Kopalniany tor kolejowy

a) szyny kolejowe S24 lub S30 ze złączem wiszącym,

 b) szyny kolejowe S42 wg ze złączem podpartym,

AA — przekrój przez złącze podparte,  BB — przekrój przez szynę w miejscu międzyzłączowym;

1 — szyna, 2 — podkładka klinowa złączowa, 3 — wkręt 4 — podkład drewniany, 5 — łubek płaski, 6 — śruba do złącz szynowych, 7 — nakrętka, 8 — pierścień sprężysty, 9 — śruba do łączenia podkładów, 10 — nakrętka, 11 — podkładka, 12 — podkładka klinowa międzyzłączowa, 13 — podsypka (żwir, tłuczeń i kliniec, żużel wielkopiecowy).

 

Podstawowym parametrem toru jest jego szerokość p określana jako najkrótsza odległość między wewnętrznymi powierzchniami główek szyn jednego toru. Znormalizowane szerokości toru wynoszą: 600, 750 i 900 mm. Odchylenia d szerokości nominalnej toru nie mogą przekraczać 4 mm poszerzenia i 2 mm zwężenia.

Drugim ważnym parametrem toru są skrajnie taboru i wyrobiska transportowego, zapewniające bezpieczeństwo ruchu. Przez skrajnię taboru rozumie się graniczny zarys, poza który nie powinna wystawać żadna część pojazdu lub ładunku przy jeździe po torze prostym (rys. 2). Problem ten regulują odpowiednie przepisy górnicze i normy[1]. I tak: ROZPORZĄDZENIE MINISTRA GOSPODARKI z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych mówi:

§ 439. W wyrobiskach obok maszyn i urządzeń wykonuje się i utrzymuje przejścia o wymiarach określonych w projekcie technicznym, jednak nie mniejszych niż o szerokości 0,7 m i wysokości 1,8 m, o ile przepisy rozporządzenia nie stanowią inaczej.

 553. 1. Odstęp między krawędziami środka transportowego a obudową wyrobiska, ociosem lub odrzwiami oraz między dwoma mijającymi się środkami transportowymi powinien wynosić co najmniej 0,25 m.

§ 603. 1. Na całej długości stacji osobowej odległość, od najszerszego środka transportowego do obudowy wyrobiska po stronie wsiadania i wysiadania ludzi, powinna wynosić co najmniej 0,8 m do wysokości co najmniej 1,8 m.

§ 605.  2. Na drogach przewozowych z trakcją przewodową odległość przewożonych ładunków od przewodu jezdnego nie może być mniejsza niż 0,2 m.

 

Przekrój poprzeczny przez wyrobisko korytarzowe zabudowane torami z wymiarami

Rys 2. Przekrój poprzeczny przez wyrobisko korytarzowe zabudowane torami z wymiarami

Trzecim parametrem toru jest typ szyny, określany masą 1 metra szyny, której z kolei odpowiada ustalona geometria szyny. Kopalniane tory wykonywane są z szyn oznaczonych symbolami: S24, S30 i S36; szyny S18 stosowane są wyjątkowo na tory trzeciorzędne.

b.   Szyny kopalniane

W górnictwie stosuje się wyłącznie typ szyny szerokostopowej. Szyna ta (rys. 3) w przekroju poprzecznym składa się z główki 1, szyjki 2 i stopki 3. Kształt szyny wynika z optymalizacji jej własności wytrzymałościowych i ekonomicznych.

Szyna S 30

Rys. 3. Szyna S 30

c.    Złączki szynowe

Szyny w jednym toku łączy się ze sobą na styk przez spawanie albo za pomocą mechanicznych złącz szynowych, przy czym ten ostatni typ połączenia jest najsłabszym miejscem toru. W połączeniu mechanicznym złączkami są łubki i śruby. Szyny do podkładów mocowane są za pomocą złącz przytwierdzających, a złączkami są tutaj: szyniaki (haki) lub wkręty, podkładki, śruby stopowe, łapki, pierścienie sprężyste i opórki przeciwpełzne.

Wymagania stawiane złączom szynowym są następujące: odpowiednia wytrzymałość, nieskomplikowana konstrukcja o możliwie najmniejszej liczbie elementów znormalizowanych, długi okres eksploatacji, niskie koszty produkcji i konserwacji.

 Szyny w torach bocznych łączy się przez podkładki z podkładem za pomocą szyniaków o znormalizowanym kształcie (rys. 4. a). Szyniaki wykonuje się z miękkiej stali, o przekroju kwadratowym 14 X 14 lub 16 X 16 mm. Szyniak ma ostrze w kształcie klina, które służy do

Szyniaki i wkręty
a — szyniak do szyny S24,
 b — hak sprężysty (system Rupinga), 
c — hak sprężysty (system Mackbet),  
d — wkręt z łbem prostokątnym

Rys. 4. Szyniaki i wkręty

a — szyniak do szyny S24,

 b — hak sprężysty (system Rupinga),

c — hak sprężysty (system Mackbet), 

d — wkręt z łbem prostokątnym

ściskania włókien drewna podczas wbijania go w otwór wykonany w podkładzie. Długość szyniaka zależy od grubości podkładu i wynosi od 140 do 160 mm. Główka szyniaka dociskająca stopkę szyny do podkładu ma ucha boczne, umożliwiające zaczepienie jej przez drąg stalowy w czasie wyrywania szyniaków: Drganie szyn powoduje poluzowanie się szyniaków w otworze i częściowe ich wyciągnięcie z podkładu. Ponieważ łatwiej jest wyciągnąć szyniak z podkładu niż zgiąć go, zatem od strony wewnętrznej toru daje się po dwa szyniaki, a z zewnętrznej po jednym.

Wad tych nie mają szyniaki sprężyste wykonane ze stali resorowej, których odpowiednio ukształtowana główka dociska stopkę szyny dzięki sile sprężystości.

W głównych torach szyny przytwierdza się do podkładu wkrętami (rys. 4. d), które wykazują opór na wyrywanie od 1,5 do 2 razy większy od oporu szyniaka. Wkręt składa się z trzpienia i główki zakończonej czopem kwadratowym do wkręcania za po mocą klucza pionowego w podkład z uprzednio przygotowanymi otworami. Szynę przytwierdza się trzema wkrętami do każdego podkładu, przy czym dwoma od środka toru, a jednym od strony zewnętrznej. Inne rozmieszczenie wkrętów względem szyny jest uwarunkowane zwiększeniem oporu szyny przed pełzaniem.

W celu zwiększenia powierzchni nacisku szyny na podkład, uniknięcia niszczenia drewna podkładów, nadania szynie poprzecznego nachylenia 1: 20 (lub 1: 40), a także związania ze sobą wkrętów lub szyniaków tak, że razem z podkładką stawiają większy opór siłom bocznym działającym na szyny, pod stopką szyny układa się klinowe podkładki stalowe (rys. 5.) z obrzeżami z obu stron stopki szyny.

Podkładka klinowa międzyzłączowa do szyny S24

Rys. 5. Podkładka klinowa międzyzłączowa do szyny S24

 

Szyny do podkładów stalowych przytwierdza się za pośrednictwem podkładek żebrowych przyspawanych do podkładu lub za pomocą śrub stopowych i łapek.

Do wiązania końców szyn stosowane są łubki płaskie symetryczne (rys.6) wykonane ze stali bardziej miękkiej i ciągliwej niż stal szynowa, a także łubki wypukłe i kątowe. Do łączenia końców szyn różnych typów lub szyn częściowo zużytych z nowymi służą łubki przejściowe, do stosowane do różnych rozmiarów stykających się szyn. Śruba łubkowa musi mieć taki kształt, aby podczas dociągania nakrętki nie obracała się w otworze. Śruby muszą być tak założone, aby ich łby znajdowały się po stronie zewnętrznej toru. Pod nakrętki śrub, w celu uniknięcia poluzowania ich pod wpływem drgań toru, podkłada się sprężyste pierścienie. Na złączu daje się 4 lub 6 śrub, zależnie od długości łubków.

Złącze szynowe z łubkami płaskimi

Rys. 6. Złącze szynowe z łubkami płaskimi

 

Szyny w głównych torach kolei kopalnianej powinny być łączone ze sobą przez spawanie elektryczne lub termitowe. Korzyści ze spawania szyn są następujące: zmniejszenie uderzeń kół o styki oraz oporów jazdy, wyeliminowanie łubków, uzyskanie dobrej przewodności szyn i uniknięcie prądów błądzących oraz elektrolizy.

Opórki przeciwpełzne mają za zadanie przeciwdziałać pełzaniu szyn w kierunku ruchu pociągu, wywołanemu siłami poziomymi podłużnymi na torach o jednym kierunku ruchu. Pełzanie szyn powoduje zamknięcie luzów na stykach szyn i wyboczenie toru lub zginanie śrub łubkowych w złączach szynowych. Jako środki zaradcze stosuje się: regulację luzów, dokręcanie obluzowanych śrub i wkrętów w celu zwiększenia oporu przeciw pełzaniu, a także opórki rys  7.

 

Opórka przeciwpełzna

Rys. 7. Opórka przeciwpełzna

d.    Podkłady

Podstawowym zadaniem podkładów jest utrzymanie stałej wzajemnej odległości torów szynowych oraz przenoszenie na podsypkę nacisków kół taboru kolejowego przekazywanych przez szyny. Podkłady torów kopalnianych mogą być drewniane, stalowe lub żelbetowe Rozróżnia się podkłady poprzeczne i podłużna w stosunku do osi toru.

Najpowszechniej używane są podkłady drewniane otrzymywane z przepiłowania okrąglaków Mają one w przekroju poprzecznym kształt prostokątny z nieznacznymi flisami.

e.   Podsypka

Podsypka spełnia następujące zadania: zapewnia tłumienie drgań nawierzchni toru, zabezpiecza odpowiednią sprężystość i stateczność toru, doprowadza do równomiernego przenoszenia ciśnienia od nacisków kół taboru na podtorze (torowisko), przeciwdziała przesunięciom podkładów wzdłuż i w poprzek toru, zapewnia szybkie przepuszczanie wody z nawierzchni oraz ułatwia konserwację toru.

Materiałami na podsypkę są: tłuczeń kamienny uzyskany przez kruszenie twardych skał magmowych, osadowych lub metamorficznych (najczęściej stosowany jest tłuczeń dolomitowy), nadto żużel wielkopiecowy lub żwir.

Rys. 8. Wymiary osadzenia podkładów w podsypce dla szyn S24 i p = 600 mm

Dobry tłuczeń powinien składać się z ziaren o ostrych krawędziach i rozmiarach od 20 do 60 mm. Grubość warstwy podsypki pod podkładami jest zależna od przeznaczenia toru i powinna wy nosić od 10 do 15 cm przy osadzeniu podkładu w podsypce do 2/3 jego wysokości (rys. 8.). Naturalne stoki podsypki mają nachylenie 1: 2. Przed ułożeniem podsypki wskazane jest osuszenie podtorza i założenie poprzecznych rynienek ściekowych. Podtorze powinno mieć nachylenie rzędu 1: 25 do 1: 100 w kierunku ścieku odwadniającego.

2.    Tor kolejowy w łuku

W celu utrzymania dobrej stateczności i prawidłowego ruchu wozu poruszającego się z prędkością v (m/s) w łuku o promieniu R (m) wypadkowa siły ciężkości wozu i siły odśrodkowej powinna mieć kierunek prostopadły do osi zestawu kołowego (rys. 9.).

Schemat sił działających na wóz poruszający się po torze na łuku

Rys. 9. Schemat sił działających na wóz poruszający się po torze na łuku

W tym też przypadku oba toki szyn będą jednakowo obciążone i nie wystąpi przyspieszenie boczne. Aby warunek ten mógł być spełniony, szyny w toku zewnętrznym łuku układa się wyżej od szyn w toku wewnętrznym o wysokość h (mm), zwaną przechyłką toru. Przechyłkę toru stosuje się w łukach o promieniu R < 700 m. Należy także pamiętać iż w łuku szerokość toru powinna być większa.

3.     Połączenia i rozjazdy torowe

Połączenia torów są to węzły, w których tory rozdzielają się na dwa, trzy lub więcej kierunków.

Rozróżnia się dwie grupy połączeń służących do:

·         zmiany kierunku ruchu pojedynczych pojazdów - płyty zwrotne (rys. 10), obrotnice (rys. 11), przesuwnice,

·         zmiany kierunku ruchu pociągów - rozjazdy zwyczajne i krzyżowe.

Pierwsza grupa połączeń torowych jest wykorzystywana w obiegach wozów w rejonie szybów i szybików, a także w miejscach, w których prowadzi się górnicze roboty specjalne. Zaletą tej grupy połączeń torowych jest stosunkowo prosta budowa i możliwość zmiany kierunku ruchu od 900 do 3600 na całej powierzchni lub przesunięcie wozu z jednego toru na drugi do niego równoległy.

Płyta rozjazdowa

Rys. 10. Płyta rozjazdowa

Obrotnica

Rys. 11. Obrotnica

 

·         Druga grupa połączeń torowych to rozjazdy zwyczajne (rys. 12) i krzyżowe (rys. 13). Szczegółową budowę rozjazdu zwyczajnego przedstawia rysunek 14.

 

 

Schematy rozjazdów zwyczajnych

Rys. 12. Schematy rozjazdów zwyczajnych

a) rozjazd pojedynczy prawy  b) rozjazd pojedynczy lewy   c) rozjazd podwójny prawy   d) rozjazd podwójny lewy   e)rozjazd symetryczny

Schematy rozjazdów krzyżowych

Rys. 13. Schematy rozjazdów krzyżowych

 

Rozjazd zwyczajny prawy1 - łącznik iglic, 2 – ruchome iglice, 3 - krzyżownica, 4 – szyny łączące zwrotnicę z krzyżownicą, 5 – szyny kierownicze, 6 - zwrotnik, 7 – opornice, O1 - środek rozjazdu (punkt skrzyżowania osi toru zasadniczego z osią toru odgałęźnego), α - skos skrzyżowania (kąt zawarty między osią toru zasadniczego z osią toru odgałęźnego)

Rys. 14. Rozjazd zwyczajny prawy

1 - łącznik iglic, 2 – ruchome iglice, 3 - krzyżownica, 4 – szyny łączące zwrotnicę z krzyżownicą, 5 – szyny kierownicze, 6 - zwrotnik, 7 – opornice, O1 - środek rozjazdu (punkt skrzyżowania osi toru zasadniczego z osią toru odgałęźnego), α - skos skrzyżowania (kąt zawarty między osią toru zasadniczego z osią toru odgałęźnego)

 

4.    Układanie i utrzymanie torów

W zakresie budowy torów nowych wymiany i naprawy torów istniejących wyróżnia się następujące technologie:

-        wykonanie torów z pojedynczych elementów przy zastosowaniu prac ręcznych lub sprzętu zmechanizowanego,

-        wykonanie torów z gotowych przęseł torowych przy zastosowaniu sprzętu zmechanizowanego.

W pierwszej technologii stosowanej dotychczas wyłącznie w górnictwie, układanie torów w głównych wyrobiskach transportowych poziomów wydobywczych rozpoczyna się od wyznaczenia przez mierniczego kierunku osi toru na stropie chodnika i nachylenia dla jednego toku szyn toru na ociosie. Drugi tok układa się zachowując przyjętą wysokość i nachylenie szyn. Punkty dla w znaczenia osi toru umieszcza się co 10 do 15 m na odcinkach prostoliniowych i co 1 m na łukach. Na ociosie na wysokości 1 m od główki szyny ustala się co 2 do 3 m punkty wytyczające żądane pochylenie toku szyn.

Następnie wykonuje się niwelację spągu i rowki odwadniające. W dalszej kolejności rozkłada się podkłady (w przybliżeniu 2000 sztuk na 1 km drogi) i szyny na długości odcinka drogi, który może być zabudowany w ciągu zmiany lub dłuższym czasie, w zależności od przyjętej organizacji pracy. Ustala się dokładnie odległości między podkładami zgodnie z zatwierdzonym projektem budowy toru, wyprostowuje się je i nakłada pierwszy tok szyn, przybijając go do podkładów (wstępnie). Drugi tok układa się według szablonów torowych i przybija do podkładów. Oba toki wyprostowuje się, sypie podsypkę z tłucznia między podkłady, podnośnikami podnosi się tor do żądanej wysokości i rozpoczyna podbija nie podsypki pod podkładami: Następnie dosypuje się ponownie podsypkę między podkłady. Ostatnią czynnością jest skontrolowanie prawidłowości ułożonego toru i wykonanie ewentualnych poprawek.

Pewne odmiany przedstawionej technologii układania torów stosowane są przy budowie torów w łuku, układaniu torów z szyn spawanych, rozjazdów itd.

Brygada torowa w swoim wyposażeniu technicznym powinna posiadać następujący zestaw narzędzi: bańki do nafty i smaru, oliwiarkę wtryskową z pompką, dwa drągi do wyciągania szyniaków, cztery podbijaki torowe jednostronne, łopaty nieckowe i widły wielozębne z końcówkami spłaszczonymi, dwa klucze sztorcowe i kilofy górnicze, komplet kluczy płaskich, młotek dwuobuchowy do szyniaków i młotek ślusarski, obcęgi, pilnik płaski i okrągły, imadło przenośne, piłkę do cięcia metali i drewna, cieślicę do podkładów drewnianych, siekierę górniczą, kleszcze do noszenia pod kładów i szyn, grzechotkę do wiercenia otworów w szynach, wiertarkę elektryczną lub pneumatyczną, zestaw wierteł, giętarkę śrubową lub hydrauliczną, pneumatyczny podbijak torowy, dwa zespoły wózków transportowych do szyn i podkładów, dwa wozy do transportu i układania podsypki, dwa podnośniki torowe o udźwigu 50 kN, taśmę mierniczą, wskaźnik do taśmy, toromierz, krzyż niwelacyjny (1 komplet), węgielnicę torową i wysokościomierz trakcyjny oraz urządzenia zabezpieczająco-sygnalizacyjne związane z pracą torową. Niektóre z tych narzędzi oraz przyrządów kontrolno-pomiarowych mają zastosowanie przy utrzymywaniu toru.

III. Tabor wozów kopalnianych i lokomotywy

1.    Pojęcia podstawowe.

Wóz kopalniany składa się ogólnie z nadwozia i podwozia. Nadwozie stanowi najczęściej skrzynia otwarta z góry lub boków albo całkowicie zamknięta. Może to być także platforma albo konstrukcja specjalnego kształtu, jak np. zbiorniki na cement luzem itp.

W skład podwozia wchodzi:

-        rama (ostoja), do której przymocowana jest skrzynia nadwozia oraz inne elementy podwozia,

-        układ zderzakowo-sprzęgłowy służący do łączenia i utrzymania odległości między wozami

-        układ hamulcowy,

-        zespoły biegowe pojazdu, do których zalicza się: zestawy kołowe, ze sztywnymi osiami i obracającymi się kołami,

-        układ zawieszenia z różnego typu resorami.

W wozach specjalnych mogą wystąpić dodatkowe elementy związane ze skrzynią lub podwoziem.

 

2.    Podział wozów kopalnianych

Klasyfikację wozów kopalnianych można przeprowadzić biorąc pod uwagę następujące cechy:

a) przeznaczenie:

-        wozy osobowe, w tym sanitarne,

-        wozy urobkowe do przemieszczania urobku, skały płonnej, materiałów podsadzkowych

-        wozy do transportu różnego rodzaju materiałów i ciężkich urządzeń w tym drzewiarki,

-        wozy do transportu materiałów długich, sypkich, płynów, gazów technicznych i kabli itp.,

-        wozy specjalne wyposażone w urządzenia techniczne dla po trzeb kolei i przeciwpożarowe;

b) liczbę osi:

-        dwuosiowe,

-        czteroosiowe,

-        wozy na wózkach dwuosiowych;

c) pojemność:

-         wozy małe (WM) o pojemności do 1,5 m3 włącznie,

-        wozy średnie (WS) o pojemności powyżej 1,5 do 3,0 m3

-        wozy duże (WD) o pojemności od 3,0 m3 wzwyż;

d) konstrukcję skrzyni i sposób wyładunków wozów urobkowych:

-        ze skrzynią sztywno zamocowaną do ramy podwozia,

-        ze skrzynią mającą odchylone dno, przez które następuje opróżnienie wozu,

-        ze skrzynią mającą odchylne ścianki boczne i nachylone dno,

-        ze skrzynią zamocowaną obrotowo do ramy podwozia, wypróżniane przez obrót skrzyni;

3.     Wozy urobkowe

Podstawowymi parametrami wozu urobkowego są:

-        pojemność skrzyni V podawana w m3,

-        masa wozu próżnego ze wszystkimi jego urządzeniami tzw. tara wozu,

-        masa użyteczna wozu stanowiąca największą masę ładunku, jaka może być załadowana,

-        jednostkowe opory ruchu,

-        szerokość toru i rozstaw osi wozu.

Z wozów małych (rys. 15) i średnich najpowszechniejsze zastosowanie znalazły wozy ze sztywną skrzynią, opróżniane, w wywrotach przez obrót o 360° dookoła dłuższej osi wozu.

 

Wóz mały do urobku  1 — sprzęg luźny, 2 — skrzynia, 3 — podłużnica, 4 — zestaw kołowy, 5 — zderzak

 

Rys. 15. Wóz mały do urobku  1 — sprzęg luźny, 2 — skrzynia, 3 — podłużnica, 4 — zestaw kołowy, 5 — zderzak

 

4.    Klasyfikacja lokomotyw

W zależności od rodzaju energii napędowej, lokomotywy dzielą się na: elektryczne, pneumatyczne i spalinowe.

W zależności od źródła energii zasilającego lokomotywy mogą być:

-        zależne, tj. takie, które nie wożą ze sobą własnego źródła energii, lecz czerpią ją z przewodów -lokomotywy przewodowe, pobierające prąd z przewodu jezdnego,

-        niezależne, które wożą ze sobą źródło energii:

·     elektryczne lokomotywy akumulatorowe,

·    lokomotywy pneumatyczne,

·   lokomotywy spalinowe.

Wadą lokomotyw niezależnych jest konieczność regularnego ładowania źródła energii, gdyż ich moc spada w miarę wyczerpywania się jej zapasu.

 

5.    Konstrukcja lokomotywy

Lokomotywa składa się z następujących zespołów głównych:

— podwozia,

— nadwozia,

— kabiny maszynisty.

a.   Podwozie

Ramę podwozia stanowią dwie belki podłużne, zwane ostojnicami, i dwie belki poprzeczne, zwane czołownicami, które są oparte na całej wysokości o czoła ostojnic. Ostojnice mają wycięcia dla umieszczenia zestawów kołowych. Elementy ramy wykonuje się o dużej grubości nie tylko, aby uzyskać wymaganą wytrzymałość , ale  także po to, aby zwiększyć ciężar lokomotywy, a tym samym jej przyczepność do torów.

Zestaw kołowy (rys. 16) składa się z osi 1, kół, tzw. bosych 2, i obręczy 3. Obręcze kół są najbardziej narażone na zużycie wskutek tarcia, dlatego są elementami wymiennymi. Obręcze na kołach bosych i same koła bose na osi są osadzane skurczowo (na gorąco). Zestawy kołowe są ułożyskowane w maźnicach o łożyskach ślizgowych lub tocznych.

Zestaw kołowy.

Rys. 16. Zestaw kołowy

Do hamowania kół zestawów kołowych służą hamulce szczękowe z wymiennymi klockami. Wykonuje się je ze specjalnego żeliwa miękkiego, lecz odpornego na ścieranie. Przy hamowaniu klocki są dociskane do obręczy kół za pośrednictwem układu dźwigniowego.

Resory przenoszą ciężar kadłuba lokomotywy na zestawy kołowe oraz przejmują w sposób łagodny uderzenia zestawów o złącza szyn w czasie jazdy. Resor składa się z kilku płaskich prętów stalowych różnej długości, tzw. piór, złączonych opaską.

Do czołownic ramy podwozia przymocowane są zderzaki, które amortyzują uderzenia. Do łączenia lokomotywy z wozami służą sprzęgi.

b.   Nadwozie

Nadwozie lokomotywy mieści w sobie silniki napędowe, przekładnie, piasecznice i źródło energii napędowej (w lokomotywach niezależnych) lub odbieraki energii elektrycznej (lokomotywy przewodowe).

c.   Kabina

Kabina maszynisty jest to pomieszczenie, z którego prowadzi on lokomotywę. W kabinie są zgromadzone wszystkie urządzenia sterujące, kontrolno-pomiarowe i sterowniki sygnałowej Kabina jest osłonięta blachami bocznymi i dachem. W blachach tych znajdują się odpowiednio rozmieszczone otwory wejściowe i okienne. Lokomotywa może mieć albo jedno stanowisko albo dwa stanowiska dla kierowcy.

6.    Zagrożenia wypadkowe przy transporcie koleją podziemną - tradycyjną

Wypadki związane z transportem kopalnianym stanowią znaczną ilość wszystkich wypadków powstałych w kopalniach. W starciu człowieka z ciężkimi maszynami transportowymi człowiek nie ma szans, dlatego są to zazwyczaj wypadki ciężkie i nie rzadko  śmiertelne.

Z analizy zagrożeń wypadkowych przy przewozie szynowym wynika, że do najczęściej powtarzających się przyczyn wypadków należą:

   niedozwolone poruszanie się po głównych drogach transportowych podczas ruchu pociągów;

   niedozwolone chodzenie po torach podczas ruchu pociągów;

   przechodzenie między wozami;

   nieprawidłowe spinanie i rozpinanie wozów;

   niedozwolona jazda na wozach z urobkiem i materiałem;

   wskakiwanie lub wyskakiwanie z pociągu będącego w ruchu;

   wychylanie się z pociągu podczas jazdy lub wystawianie części ciała jadących poza gabaryt pociągu;

   prowadzenie pociągów ze zbyt dużą szybkością;

   niedostateczna obserwacja przedpola jazdy kierowcy pociągu;

   niedokładna   konserwacja, naprawa oraz przegląd urządzeń transportu;

   nieodpowiedni stan obudowy oraz brak gabarytów w wyrobiskach;

   brak lub nieodpowiednia sygnalizacja na trasie przewozu;

   niedostateczne przeszkolenie i dobór pracowników przewozu.

 

Wymienione przyczyny wypadków najlepiej zobrazuje poniższy film.

 

Film 1.  Źródło - You Tube

 

 

Skrajny przypadek, jak nie powinno być można zobaczyć na innym filmie.

 

Film 2.  Źródło – You Tube

 

Zebrał i opracował: Czesław Zając 2004 /2013/ styczeń 2017

Bibliografia:

- Antoniak J.  ,Maszyny górnicze, Wydawnictwo Śląsk

- Janion A. ,Maszyny i urządzenia górnicze,  Wydawnictwo Śląsk

- Korecki Z. Maszyny i urządzenia górnicze, Wydawnictwo Śląsk 1985 r.

- Wanat J., Bezpieczeństwo i higiena pracy w górnictwie, Wydawnictwo Śląsk 1974 r.

- Materiały własne

 

 

 

 



[1] PN-G-05013:1997 Wyrobisko korytarzowe poziome i pochyłe w zakładach górniczych. Zasady projektowania wzajemnego usytuowania torów, ścieków i posadowień obudowy.

PN-G-06009:1997 Wyrobiska korytarzowe poziome i pochyłe w zakładach górniczych. Odstępy ruchowe i wymiary przejścia dla ludzi.

PN-G-06010:1997 Wyrobiska korytarzowe poziome i pochyłe w zakładach górniczych. Przejścia nad urządzeniami transportowymi. Wymagania.