海外散貨底開門車輛卸車作業技術研究

陳冠三

摘 要：海外鐵路港口聯運項目越來越多，礦石火車的卸車是港口鐵路聯運裝卸運輸中一個重要環節。火車的卸車工藝首先取決于火車編組的車輛型式，采取底開門自卸車輛，港口卸車需在卸車線上設置受料裝置和物料轉運設備。

關鍵詞：裝卸工藝 底開門自卸車輛

1.引言

大宗散貨物料的陸路運輸主要是依靠火車運輸，尤其是現在海外鐵路港口聯運項目越來越多，因此火車的卸車是港口鐵路聯運裝卸運輸中一個重要環節。火車的卸車工藝首先取決于列車編組的車輛型式，采取底開門自卸車輛，港口卸車只需在卸車線上設置受料裝置和物料轉運設備。對于非自卸車輛，則必須設置專門的卸車設備，如翻車機、螺旋卸車機、鏈斗卸車機等。本文以筆者接觸的委內瑞拉帕魯阿港項目，談談自卸底開門車輛的卸車方式。

2.工程概況

委內瑞拉帕魯阿港現有一個8萬噸級的裝船泊位，運營時間已經超過50年，裝卸系統老化，碼頭通過能力折減嚴重，原設計能力為620萬噸/年，目前生產能力僅為350萬噸/年。鐵礦石貿易事業發展迅猛，亟需對現有碼頭裝卸系統進行改造，達到720萬噸/年的生產能力。改造范圍主要為新增2700噸/小時火車礦石卸料、3500t/h帶式輸送機水平運輸、3500噸/小時堆料機礦石堆料、4500噸/小時取料機礦石取料、4500噸/小時礦石裝船、2.5KM鐵路環線等裝卸工藝環節及配套設施。

3.底開門車輛卸車線概述

大宗散貨自卸車輛一般都采用底開門漏斗式車型，該車一般以氣動方式控制車輛的漏斗門。卸車時只需操作氣動閥門，即可將所載物料由車底排出，十分簡便。底開門車卸車線設地下受料漏斗和物料轉運裝置，重載火車逐輛卸凈離港。卸車線的車位數依運量大小、卸車方式而定。運量較小的，車位少，多采用定位卸車，一般1～3個車位。即重車停于卸車車位后，打開風門卸車，車輛卸空后再將火車向前移動。對運量大、卸車車位較多時，多采用火車行進中卸車的方式。這種方式卸車效率較高，一般采用6個車位，火車進入卸車線，每輛重車在第一個卸車車位開閥送風逐步開啟漏斗門，物料開始下卸，在車輛到達最后一個卸車車位時完全卸凈。此種方式要求車輛速度、火車行進速度、車位數、物料轉運系統的輸送能力互相匹配。底開門車輛卸車線的每個車位容量應為1.5～2輛車的載重量，受料斗設置給料機，并經地下輸送機轉運。

4.帕魯阿港現有礦石漏斗車

帕魯阿港現有礦石火車為2萬t重載單元火車的專用車輛， 適用于軌距為1435mm的線路， 主要用于裝運密度為3t/m3的鐵礦石。該車為無蓋底開門漏斗車，由車體、底門開閉機構、制動裝置、車鉤緩沖裝置和轉向架等部分組成。全車設有4 扇底門，底門為板梁結構，由底門板、底門梁、折頁、封邊角鋼等組成。采用AUTOMEC 全套底門開閉機構，由機械傳動元件、風控裝置、電控裝置組成。控制電磁閥動作，通過空氣管路帶動汽缸活塞桿運動，實現底門的自動開閉。也可以直接按壓電磁閥兩端的按鈕開閉底門。

5.帕魯阿港既有卸車線設計

現有卸車線采用高架卸車線，火車在行駛中卸料，時速1KM/H，卸貨運量為2720T/H， 主要貨種是面包鐵，密度為2.4，粒度為（110× 50×30） mm。面包鐵卸載過程中自由落體沖擊力比較大，為避免坑內皮帶機受沖擊力過大，設置了2級緩沖構筑物，礦石落料到2級構筑物后向2端斜面分流，再順著斜面臺階混凝土料斗掉進坑底皮帶機，另外采用斜面臺階形式，再次緩沖落料的勢能。

坑底皮帶機采用42英寸帶寬，運量為2720T/H，與火車卸料效率配套。考慮到坑底皮帶機隧道比較密閉，重點設置通風和排水系統，在隧道頭尾2端設置了通風口，形成對流，另外該通風口設置爬梯，作為檢修口用。隧道底下設置集水坑，布置潛水泵，對雨水進行排水。

既有卸車線主要缺點在于底開門落料沖擊力比較大，容易對現有面包鐵品相造成破壞，破損率增多。另外高空下落，礦石粉塵彌漫，污染相對嚴重。

6.帕魯阿港新增加礦石卸車線設計

根據帕魯阿港口作業功能的需求，新增礦石鐵路卸車線需要與原有卸車線共用，新增加礦石轉運系統需要與原來坑底皮帶機系統空間上錯開。新增加的礦石卸車線卸車效率與原來面包鐵卸車效率相當，均達到2720T/H。

6.1 環線鐵路

原來卸車線并沒有形成環線鐵路，車廂卸空后再倒車返回，作業效率比較低，為了解決卸車擁堵問題，現在設計2.5KM環形裝車鐵路線，火車卸料后順著環形鐵路離開港區。港區專用線從港區既有車站引出向西北方向延伸，后再接入東南方向既有環路，用于火車連續卸料的進入、卸貨和離開。

新建長度為2.55km的單線鐵路（其中正線長1.750Km，兩條會車線長0.8Km）。軌道采用單線標準1.435米軌距鐵路，采用美國AREMA標準。最小曲線半徑為200.0米。港區內采用有縫線路設計。

6.2卸車工藝

帕魯阿港主要采用底開門式火車，卸車貨物以粗細礦石為主，卸車效率按2720t/h設計，每列車皮為30節車廂，1個小時卸車完成，每節車廂重90噸。現場高架卸車線預留了4個坑位供后續設計用，目前運量情況，利用3個坑位便能滿足需求。擬在3個坑位中設計6個卸料漏斗，每個漏斗斗容為80m3，由于落料沖擊力比較大，在卸料料斗內壁增設了增強板，增強沖擊的能力。

漏斗底下設置板式給料機，經過板式給料機轉運到新增加的皮帶機上。設計難點主要在坑底空間狹窄，必須要錯開隧道上方，卸料漏斗的支柱基礎很難找到落腳支撐點，經過現場測繪勘查，卸料漏斗基礎采用板凳式基礎，橫跨在隧道上，問題得到了有效解決。

卸料坑卸車工藝流程主要為火車運來礦石，通過底開門卸料方式，往卸料漏斗卸料，轉運到板式給料機，再由板式給料機勻速給帶式輸送機給料，帶式輸送機將礦石往堆場輸送。

6.3 環保設置

礦石卸車時，周邊容易產生礦粉灰塵，給環境造成比較大的污染。所以在卸車系統增加噴霧除塵裝置，通過霧化裝置將水霧化， 形成許多高速運動的細小水滴去結合和粘附空氣中的礦塵粒子， 達到降塵和瀝濾空氣的作用。當礦石火車進入卸車位時， 通過安裝在每個卸車位上的傳感器感知礦車位置， PLC 根據預先編制好的程序自動接通水路， 由安裝在卸車位位置上的霧化噴嘴對水進行霧化， 形成水霧以達到降塵除塵的目的。當礦石火車卸車完畢駛離卸車位后， 電磁閥自動關閉， 從而完成噴霧除塵工作。

7.結束語

帕魯阿改擴建項目完工至今，港口系統運轉良好合理，已裝船發運礦石600多萬噸，為委方帶來了巨大的經濟效益和產生了良好的社會效益。

底開門火車卸車工藝在海外大型港口運用相對比較多，海外鐵路港口聯運項目越來越多，火車的卸車是港口鐵路聯運裝卸運輸中一個重要環節。希望本文所談的底開門卸車線設計，對往后的卸車設計積累一些經驗，有一些幫助。

參考文獻：

[1]交通部第一航務工程勘察設計院.海港工程設計手冊[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2]中華人民共和國交通部.海港總體設計規范[S].（JTS165-2013）.