于平和 陳宗援

（馬鋼礦業(yè)南山礦業(yè)公司）

馬鋼礦業(yè)南山礦業(yè)公司（以下簡稱南山礦）位于安徽省馬鞍山市雨山區(qū)向山鎮(zhèn)，1954 年建礦，是馬鋼優(yōu)質(zhì)鐵精礦生產(chǎn)基地。礦區(qū)總面積16 km2，轄有高村、和尚橋兩個采場，凹選、東選、和選3 個選廠。年采選鐵礦石1 200 萬t，年產(chǎn)鐵精礦300 萬t。物流主要依靠鐵路運輸，年運輸總量1 400 萬t。礦山地處城鄉(xiāng)結(jié)合部，面廣線長點多，繁忙的運輸任務(wù)給礦山鐵路運輸安全管理帶來重重壓力。對此，南山礦通過技術(shù)改造，提升鐵路運輸安全效能，開辟了嶄新的視野。

1 南山礦鐵路運輸概述

南山礦鐵路運輸系統(tǒng)初建于20 世紀(jì)70 年代，從過去“凹山采場—凹山選礦廠、凹山采場—凹山排土場”三點二線的布局到現(xiàn)在以47 m 編組站為中心，北進(jìn)高村采場，東上凹山排土場，西下和尚橋采場，西北、西南分別連接凹山選礦廠和東山選礦廠，運行單程最遠(yuǎn)9.7 km，鐵路線總里程62 km。設(shè)置有6 個車站，12 個作業(yè)場，16 座道口。鐵路沿線彎道多，伴山而行，與周邊村落交織。車列編組方式從過去1臺韶峰ZG80-1500電力機(jī)車牽引4節(jié)KF-60自翻車，轉(zhuǎn)變?yōu)? 臺韶峰ZG150-1500 電力機(jī)車牽引9 節(jié)KF-60 自翻車，每班8 組車出勤，24 h 內(nèi)2 班連續(xù)運轉(zhuǎn)，年運輸總量從最初500 萬t提升到現(xiàn)在的1 400 萬t。設(shè)備設(shè)施陳舊，安全生產(chǎn)壓力大，傳統(tǒng)管理模式力不從心。為破解運能和安全矛盾，南山礦立足技術(shù)改造，通過不斷加大技改投入，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，對運輸設(shè)備、鐵道線路、信號設(shè)施等進(jìn)行了一系列針對性地技術(shù)改造，從本質(zhì)上提升鐵路運輸系統(tǒng)安全，實現(xiàn)長周期的安全生產(chǎn)目標(biāo)。

2 技術(shù)改造提升安全效能的應(yīng)用實踐

2.1 運輸設(shè)備的改進(jìn)

2.1.1 加裝照明裝置

南山礦鐵路運行列車長期以來僅擔(dān)任牽引的電機(jī)車有夜間照明裝置，連掛的9 節(jié)自翻車都沒有照明，當(dāng)列車在夜間推進(jìn)運行時，電機(jī)車位于列車運行的后方，由于全車組長達(dá)146 m，過彎道時機(jī)車照明呈直線照射，在前方守車上擔(dān)任瞭望的調(diào)車員因偏離機(jī)車照明光線，無法觀察前方動態(tài)，一旦遇到異常情況極易發(fā)生安全事故。為保障夜間行車安全，自行設(shè)計、制造、安裝了守車照明裝置。該裝置由氣動發(fā)電機(jī)、整流器、蓄電池、照明開關(guān)、照明燈、進(jìn)氣管、電氣線路組成，工作原理是利用自翻車使用的壓縮空氣驅(qū)動1臺氣動發(fā)電機(jī)，通過整流獲得24 V直流電源，點亮安裝在守車上的2只24 V照明燈。守車照明裝置制作容易，性能可靠，使用方便，為夜間安全行車提供了保障。

2.1.2 應(yīng)用滾動軸承替代滑動軸承

南山礦鐵路運輸使用的KF-60 型礦山自翻車采用H2E 型轉(zhuǎn)向架，通過滑動軸承輪對承載，由于結(jié)構(gòu)上的缺陷，極易發(fā)生脫軌、掉件等行車事故，同時，燃軸、軸高溫、瓦脫殼等故障居高不下，一直是影響礦山鐵路運輸安全的一大難題。為攻克難關(guān)，我們嘗試在KF-60 型礦山自翻車試用滾動軸承輪對，通過引進(jìn)轉(zhuǎn)8A 型轉(zhuǎn)向架代替H2E 型轉(zhuǎn)向架，試用后發(fā)現(xiàn)滾動軸承輪完全滿足承載要求和小半徑曲線通過能力，經(jīng)過幾年的不斷改造和更新，130 臺KF-60 型礦山自翻車滑動軸承輪對全部改為滾動軸承輪對，解決了KF-60 型自翻車故障率高、行車安全系數(shù)低的問題，減輕了工人檢修勞動強(qiáng)度，提高了行車安全性能。

2.1.3 增設(shè)脫軌自動制動裝置

南山礦鐵路行車作業(yè)客觀條件惡劣，彎道多，坡道長，簡易線路占比較大，列車運行過程中容易發(fā)生自翻車脫軌，加之列車司機(jī)班次采用12 h 制，容易疲勞，精力不集中，在列車發(fā)生脫軌時不能及時發(fā)現(xiàn)和采取制動措施，造成列車脫軌后繼續(xù)運行，強(qiáng)大的沖擊力擠毀鐵路構(gòu)件，損壞列車車體，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。通過對其他鐵路行車單位的考察，結(jié)合南山礦鐵路行車實際，決定參考《鐵道貨車脫軌自動制動裝置》，采購關(guān)鍵部件，自行改造安裝，運用到我單位KF-60 型自翻車上，增強(qiáng)鐵路運輸安全生產(chǎn)的保障能力。

鐵道貨車脫軌自動制動裝置工作原理是在列車脫軌時，采用機(jī)械作用方式，通過脫軌輪對的車軸下拉裝置中的拉環(huán)，或同轉(zhuǎn)向架中未脫軌輪對的車軸上頂裝置中的頂梁，斷開脫軌制動閥桿，打開脫軌制動閥，打通列車主風(fēng)管與大氣的通路，使列車產(chǎn)生緊急制動，避免脫軌事故擴(kuò)大。該裝置由脫軌制動閥、球閥、三通和管路等組成，其核心部件是脫軌制動閥。我們在引進(jìn)運用時主要采購研發(fā)單位的關(guān)鍵部件（脫軌制動閥），其余組成部件均采用KF-60 型自翻車常用配件進(jìn)行適應(yīng)性改造，并結(jié)合礦山鐵路技術(shù)狀況調(diào)整安裝參數(shù)，便于更好地發(fā)揮裝置功能［1］。主要做法：①通過考察比對，按照性價比高低，選擇生產(chǎn)商，購進(jìn)脫軌制動閥套裝，包括拉環(huán)、頂梁、調(diào)節(jié)桿、作用桿、鎖緊螺母、彈片、制動閥桿、閥體；②其余組成部件球閥、三通和管路從KF-60 型自翻車常用配件中選擇，根據(jù)安裝空間進(jìn)行適應(yīng)性改造，結(jié)合KF-60 型自翻車自重、載重和礦山鐵路技術(shù)狀況，合理選取安裝關(guān)鍵尺寸；③根據(jù)KF-60 型自翻車轉(zhuǎn)向架自由空間，設(shè)計固定安裝位置，選配裝置組成部件，組織專業(yè)技術(shù)人員、鉗工、焊工協(xié)同作業(yè)，依次對在用自翻車安裝防掉道擴(kuò)大裝置（脫軌自動制動裝置）。每輛自翻車2 臺轉(zhuǎn)向架，每臺轉(zhuǎn)向架兩側(cè)各安裝1 套，保證任何1 個車輪脫軌都能使脫軌制動閥發(fā)生作用，使列車產(chǎn)生緊急制動，避免脫軌事故擴(kuò)大［2-3］。

2.2 鐵道線路的改進(jìn)

2.2.1 鋼軌升級換型

南山礦鐵路運輸線路主要建于20 世紀(jì)70—80年代，均使用43 k 型鋼軌。隨著使用年限延長，鋼軌磨耗嚴(yán)重，線路水平和方向難以調(diào)整，穩(wěn)定性能降低，給鐵路行車帶來重大安全隱患。結(jié)合線路維修和改建工作，有計劃地逐步使用50 k型鋼軌代替43 k型鋼軌，改造過程中為解決50 k 型鋼軌和原43 k 型鋼軌過渡連接問題，我們采用異型鋼軌夾板，窄端連接43 k 型鋼軌，寬端連接50 k 型鋼軌，確保過渡連接穩(wěn)定可靠。改成50 k 型鋼軌后，鐵路穩(wěn)定性大幅提高，日常維護(hù)和故障檢修工作量顯著減少，提升了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本，保障了行車安全。

2.2.2 使用混凝土枕道岔

南山礦鐵路車站、作業(yè)場眾多，下采場和上排土場均多次折返，大量使用道岔成為線路日常維護(hù)的重要負(fù)擔(dān)，經(jīng)常因道岔狀況惡化造成列車脫軌事故。為改善道岔技術(shù)性能，引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)軌距混凝土枕50 k型鋼軌8#單開道岔，代替原來普通木枕道岔。該型道岔尖軌采用直線型藏尖式設(shè)計，轍叉采用整鑄高錳鋼，配套定型砼枕，設(shè)計車速直向80 km/h，側(cè)向30 km/h，安全穩(wěn)定性好，幾乎免維護(hù)。由于日常維護(hù)和故障檢修工作量顯著減少，極大地降低了鐵路工人的勞動強(qiáng)度。鋪設(shè)混凝土枕道岔的關(guān)鍵點：要嚴(yán)格按照圖紙標(biāo)識，對號安裝，否則會發(fā)生裝配困難，或嚴(yán)重影響道岔的使用性能。目前主要站場咽喉道岔：47 m 站的2#、4#、25#、27#、18#、1#、3#道岔以及高村站的1#、3#、7#、16#道岔全部更換為50 k 型鋼軌8#混凝土枕道岔，極大地提升了鐵路線技術(shù)等級，減少了脫軌事故的發(fā)生，提高了鐵路站場的通過能力。

2.3 信號設(shè)施的改進(jìn)

2.3.1 運用計算機(jī)聯(lián)鎖集中管控

南山礦鐵路運輸行車信號系統(tǒng)自20 世紀(jì)70 年代開始，一直使用6501繼電集中聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，為南山鐵路運輸行車效率和安全作出了重要貢獻(xiàn)。但隨著時間的推移，6501 信號設(shè)備均超過使用年限，繼電器性能下降，信號電纜老化，經(jīng)常發(fā)生信號故障，已經(jīng)嚴(yán)重影響鐵路運輸?shù)陌踩熊嚭屯ㄐ行?。為提升信號管控技術(shù)，引進(jìn)了北京康吉森的MCIS 模塊化計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，取代了原6501繼電集中聯(lián)鎖系統(tǒng)，首先對47 m 站、69 m 北站、69 m 南站、北106 m 站的鐵路信號進(jìn)行技術(shù)改造。該系統(tǒng)取消了維護(hù)工作量大、故障頻率高的區(qū)間軌道電路，改用計軸識別聯(lián)鎖電路；取消了笨重繁雜的按鈕式控制操作臺，改用鼠標(biāo)顯示屏操控；取消了功耗高、體積大的繼電器組合柜，改用結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能高效的MCIS模塊［4］。站間閉塞、進(jìn)路排列、信號顯示均通過計算機(jī)聯(lián)鎖控制，安全系數(shù)大，行車效率高，維護(hù)工作量低，操作輕松簡便，改造后的運用效果非常顯著。在此基礎(chǔ)上，還將69 m 南站、北106 m 站和69 m 北站合并，室內(nèi)信號控制部分均納入69 m 北站，由69 m 北站信號樓集中操作，統(tǒng)一控制，在安全高效的前提下，節(jié)省了大量的人力資源。

2.3.2 增設(shè)道口智能語音報警

南山礦鐵路道口眾多，有人看守道口11座，無人看守道口5座，交通復(fù)雜，是事故多發(fā)地段，每年都會發(fā)生多起鐵路交通事故，曾一度困擾南山礦鐵路運輸生產(chǎn)。從技術(shù)革新入手，在道口增設(shè)語音報警裝置，根治道口交通事故頻發(fā)的頑疾。我們陸續(xù)在47 m站到69 m北站復(fù)線道口、87 m道口、2#橋道口、47 m站西道口、東精線道口、迪里站道口、東山道口、69 m南北站區(qū)間道口、高村3#道口、47 m 站東道口安裝了TBC-9 型道口智能語音報警器。TBC-9 型道口智能語音報警器的組成包括1 臺主機(jī)，2 對紅外傳感器，2只語音警告器，2 只聲光旋轉(zhuǎn)報警燈。其工作原理是在道口兩端約200 m 處各安裝1 對紅外傳感器，當(dāng)列車經(jīng)過紅外傳感器時，紅外傳感器接收到信號，觸發(fā)安裝在道口的聲、光報警系統(tǒng)，發(fā)出聲光報警，警示公路過往的車輛及行人停止通行，同時也提示道口員做好迎送列車和監(jiān)護(hù)道口安全的工作。TBC-9 型道口智能語音報警器安裝之后，使用安全效果特別明顯，安裝過報警器的道口再也未發(fā)生過安全事故，確保了鐵路道口安全暢通。

2.3.3 引進(jìn)數(shù)字平面無線調(diào)車系統(tǒng)

南山礦鐵路行車作業(yè)過程中的信息聯(lián)絡(luò)，一直以來采用旗語手信號（信號旗、燈）、音響信號（汽笛、電鈴）、戶外廣播喊話，正常條件下能滿足安全生產(chǎn)的需要，如遇到大風(fēng)、大雨、大霧等惡劣天氣及大彎道、偏遠(yuǎn)地段等惡劣環(huán)境，往往造成作業(yè)人員之間信息聯(lián)絡(luò)不暢，極易發(fā)生行車事故。通過對其他鐵路行車單位的考察，結(jié)合南山礦鐵路行車實際，決定引進(jìn)數(shù)字平面無線調(diào)車系統(tǒng)，經(jīng)適應(yīng)性改造后運用到我單位鐵路行車作業(yè)，增強(qiáng)鐵路運輸安全生產(chǎn)的保障能力。

該系統(tǒng)由固定設(shè)備（調(diào)度臺）、機(jī)車設(shè)備（車載臺）和便攜設(shè)備（手持機(jī)）組成，集呼叫應(yīng)答、指令控制、屏顯信號、速度監(jiān)測、自動放風(fēng)制動、數(shù)據(jù)存儲等功能。根據(jù)鐵路行車作業(yè)的實際情況，在引進(jìn)運用時進(jìn)行了適應(yīng)性改造，便于更好地發(fā)揮系統(tǒng)功能。主要做法：①每座信號樓操作臺面上固定安設(shè)1臺調(diào)度機(jī)，室外平臺上架設(shè)發(fā)射天線。在每臺電機(jī)車運轉(zhuǎn)室控制開關(guān)柜平面安設(shè)1 臺車載機(jī)，根據(jù)運轉(zhuǎn)工況，可以方便地在機(jī)車的兩端來回移置。每名調(diào)車員隨身攜帶1臺手持機(jī)。為方便作業(yè)人員操作，將每組系統(tǒng)均設(shè)為固定的單一信道，對一些待開發(fā)的擴(kuò)展功能鍵給予技術(shù)鎖定，防止誤操作影響使用。②增裝直流電源。車載機(jī)要求使用24 V 直流電源，而機(jī)車上可用直流電源的電壓為48 V。為解決電源匹配問題，我們專門自制了變壓裝置，將直流48 V 電源降到24 V，滿足車載機(jī)使用要求。③制定安全操作規(guī)程，做好相關(guān)人員安全技術(shù)培訓(xùn)。制定了《南山礦數(shù)字平面無線調(diào)車設(shè)備使用規(guī)程》，請廠家技術(shù)人員給車間管理人員、技術(shù)人員、操作人員進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)，指導(dǎo)全體作業(yè)人員安全高效地使用數(shù)字平調(diào)系統(tǒng)［5］。

3 技術(shù)升級效果

該系統(tǒng)應(yīng)用以來，安全效果顯著，相比過去作業(yè)信息聯(lián)絡(luò)方式，操作更簡便，勞動強(qiáng)度低，安全有保障，作業(yè)人員反響良好。大幅減少冒進(jìn)信號、擠道岔、掉獨頭道、碰撞障礙物、正（側(cè)）面撞車、碾軋人員等各類鐵路行車事故。

4 結(jié) 語

南山礦為提升鐵路運輸安全效能，在運輸設(shè)備、鐵道線路、信號設(shè)施等方面開展了一系列技術(shù)改造實踐，通過自主研發(fā)、引進(jìn)新技術(shù)、創(chuàng)新實踐，運用到生產(chǎn)實際中，使老舊礦山煥發(fā)新顏，不但大幅提升了生產(chǎn)效率，減少了安全事故，降低了生產(chǎn)成本，有效促進(jìn)了本單位生產(chǎn)經(jīng)營工作安全順行，同時為國內(nèi)老舊礦山鐵路運輸安全創(chuàng)新工作開拓了思路，有一定的借鑒作用。