Имени серго орджоникидзе» (соф мгри – рггру)

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

 

Тема проекта: Исполнительная съемка железных дорог на АО Лебгок

 

Старый Оскол

2016 г.

 

Содержание

Введение ………………………………………………………………………….……6

1. Глава 1 Состояние вопроса проектирования и его анализ…..……………….7

1.1. Изучение технического задания и требований нормативных и

руководящих документов…………………………………………………………..…7

1.2. Анализ состояния топографо-геодезического обеспечения на основе

материалов предыдущих лет…………………………………………………………9

1.3 Техническое описание используемых приборов и программного обеспечения…………………….…………………………………………………..…16

1.4. Описание методики проводимых работ…………………………………..........17

2. Глава 2. Экспериментальная часть… …………………………………….........24

3.1. Физико – географическая характеристика района ЛГОК..................................24

3.2. Характеристика пути и подвижного состава железнодорожного транспорта.…………………….…………………………………………...………… 28

3.3. Разбивка трасс железнодорожных путей...................…………………………..31

3.4. Исходные данные для разбивки трассы…….………………………………......33

3.5. Разбивка кривой…………………………...……………….....…….....................39

3.6. Разбивка оси железнодорожного пути.……………………………………....…41

3.7. Исполнительная документация……………………………………………..…...44

3.8.Техника безопасности при строительстве железной дороге………...................53

Заключение …………………………………………………………………………...57

Рекомендуемая литература ………………………………………...........................58

Приложение …………………………………………………………………………..

 

Введение

Железные дороги играют значительную роль в экономике России. Преимуществом железнодорожного транспорта является независимость от природных условий. Доля железнодорожных перевозок в общем грузообороте превышает 80%, значение железных дорог особенно велико при перевозках грузов на дальние расстояния. Для большинства отправителей массовых грузов (таких как уголь, руды, лесные грузы, строительные материалы и др.) перевозка по железной дороге является единственной альтернативой.

Железнодорожный транспорт целесообразно применяют на карьерах с большим годовым грузооборотом (25 млн. тонн) и более при значительной длине транспортирования (4км и более). К основным достоинствам железнодорожного транспорта следует отнести небольшой расход энергии, возможность обеспечения практически любой величины грузооборота при любом расстоянии перевозок, возможность применения автоматизированной системы управления (АСУ), надежность работы в различных климатических и горно-геологических условиях и относительно небольшие затраты на 1 тоннокилометр перевозок.

В данном дипломном проекте раскрываются работы по строительству подъездного пути расположенного на территории Лебединского горнообогатительного комбината.

Актуальность темы. Выводы и рекомендации данного дипломного проекта могут быть использованы геодезической службой при строительстве железнодорожных путей в Старооскольском и Губкинском районе.

Цель работы. Целью работы является разработка методов геодезических изысканий, использующихся в строительстве железных дорог АО ЛГОКа.

Задачи:

o рассмотреть общие сведения о проектируемой железной дороги, перечислить физико-географические условия;

o раскрыть содержание и этапы геодезических и разбивочных работ;

o рассмотреть методологию планирования и построения трассы на местности;

o провести контроль точности геодезических разбивочных работ;

Глава 1 Состояние вопроса проектирования и его анализ.

1.1. Изучение технического задания и требований нормативных и руководящих документов

Для укладки железнодорожных путей в туннелях закреп­ляют путейские реперы, вид которых показан на рис. 1. На прямых участках трассы путейские реперы устанавливают че­рез 20 м с правой стороны по ходу поезда, на кривых через 5 м с внешней стороны кривой, т. е. со стороны возвышенного рельса (устанавливая возвышение в 75 мм, при котором равнодействующая сила отклоняется на 152 мм от оси пути). Путейские реперы устанавливают также на всех ха­ характерных точках плана и профиля трассы. Устанавливают путейские реперы таким образом, чтобы верх сферической головки болта имел высоту, соответствующую высоте головки ближнего к реперу рельса на этом пикете.

Рис. 1. Путейские реперы туннеля Рис. 2. Схема установки путейских  реперов

Сна­чала производят разбивку мест закрепления путейских репе­ров по пикетажу, затем их бетонирование.

Пикетаж закрепленных реперов ведут в натуре от полигонометрических знаков путем измерений расстояний от них до установленных реперов стальной рулеткой. Так как пикетаж путейских реперов в проектных чертежах показывают по раз­бивочной оси кривой, а разбивка мест установки их произво­дится по внешней относительно оси стороне туннеля, то на криволинейном участке в разность проектных значений пике­тажа путейских реперов вводят поправки, определяемые по формуле:

Δs = sl/R,

где s- расстояние между смежными путейскими реперами по разбивочной оси; R- радиус разбивочной кривой; l-среднее расстояние путейских реперов от оси пути.

Отклонение реального пикетажного значения путейских ре­перов от проектного не допускается более 3 см.

Получив фактическое значение пикетажа установленных пу­тейских реперов, вычисляют их проектные высоты. Путем вывинчивания или ввинчивания болтов, пользуясь нивелиром, сфе­рические головки болтов устанавливают в проектное положение по высоте.

При укладке рельсов в плане необходимо знать расстояние от репера до оси пути. Эти расстояния определяют, пользуясь пунктами окончательно уравненного подземного полигономет­рического хода. На участках переходных кривых расстояние от реперов до оси пути определяют от линии, параллельной линии тангенсов.

На участках круговой кривой расстояние от реперов до оси пути определяют по рейке при помощи теодолита, визир­ный луч которого направлен параллельно хорде.

На· установленные путейские реперы составляют ведомость, в которой показывают: пикетаж реперов, высоту головки ре­пера, расстояние r от репера до оси пути и расстояние l от репера до внутренней грани ближнего к реперу рельса (рис. 2). Расстояние между внутренними гранями рельсов на пря­мых участках принято равным 1524 мм. На кривых участках это расстояние увеличивается на габаритный запас в зависи­мости от радиуса кривой. По этой ведомости производят ук­ладку рельсов от путейских реперов, пользуясь рейкой и на­кладным уровнем.

После проверки правильности уложенных и раскрепленных путей производят заливку шпал бетоном. В процессе заливки периодически проверяют высотное положение рельсов при по­мощи нивелира, а их прямолинейность на прямых участках­ теодолитом, установленным над гранью рельса. На круговых участках правильность уложенных рельсов контролируют из­мерением стрелок прогиба рельсов в середине хорд длиной 10 или 20 м.

Для окончательно отрихтованного пути установлены сле­дующие допуски:

а) отклонение от проектного положения рельсов в плане и профиле не должно превышать 3 мм;

б) уширение колеи относительно проектной величины не должно превышать +4 мм, а сужение -2 мм;

в) измеренные величины стрел прогиба не должны отли­чаться от проектных более чем на 3 мм для 20-метровых и 2 мм для 10-метровых хорд.

При этом отклонения измеренных ве­личин стрелок прогиба от проектных на смежных хордах не должны иметь разных знаков.

 

1.2. Анализ состояния топографо-геодезического обеспечения на основе материалов предыдущих лет

Лебединское и Стойло-Лебединское месторождения расположены в северо-восточной части Белгородской области на востоке Губкинского административного района, в центре Старооскольского железорудного района КМА.

В 6 км на запад от Лебединского месторождения находится г.Губкин, а в 8-10 км к востоку - г.Старый Оскол. Города Губкин и Старый Оскол связаны между собой асфальтированной и железной дорогами.

Город Старый Оскол находится на железнодорожной магистрали Москва-Донбасс, а г.Губкин – на железной дороге Ржава - Старый Оскол. По этим магистралям Лебединский ГОК связан с металлургическими заводами Центра, Юга и Урала. На Оскольский электрометаллургический комбинат железорудный концентрат поставляется по трубопроводу.

Основные виды карьерного транспорта является связующим звеном в общем технологическом процессе. От четкой работы карьерного транспорта зависит эффективность смежных производственных процессов — выемочно-погрузочных и отвальных работ.

Значительная глубина рудных карьеров создает условия для использования комбинированного транспорта. Так, на железнорудных карьерах комбинированным транспортом вывозится 41,5 % горной массы, в том числе 79 % добываемой руды.

К основным достоинствам железнодорожного транспорта следует отнести небольшой расход энергии, возможность обеспечения практически любой величины грузооборота при любом расстоянии перевозок, возможность применения автоматизированной системы управления (АСУ), надежность работы в различных климатических и горно-геологических условиях и относительно небольшие затраты на 1 тоннокилометр перевозок.

По сравнению с другими видами карьерного транспорта железнодорожный требует наибольших радиусов кривых (100-120 метров), значительной протяженности фронта работ (500-600 метров) и допускает минимальные подъемы пути (40-60 промилле). Эти условия обеспечиваются при больших размерах карьера в плане. При железнодорожном транспорте относительно велики объемы горно-капитальных работ, капитальные затраты, затраты на содержание транспортных коммуникаций и их эксплуатацию и наиболее сложная организация движения.

Железнодорожные перевозки на карьерах черной металлургии осуществляются электрифицированным транспортом (77 % перевозимых грузов) и тепловозами (23%).

В качестве локомотивов используется 356 тяговых агрегатов, 245 электровозов, а также 448 тепловозов мощностью 2-6 тыс. л.с.. Тепловозы используются на большинстве карьеров Криворожского бассейна.

Основными условиями эффективного формирования экскаваторно-железнодорожных комплексов при использовании экскаваторов механических лопат на погрузке горной массы и железнодорожных составов при ее транспортировании является определение рациональных качественных сочетаний погрузочных и отвальных экскаваторов и локомотив составов; количественная взаимоувязка погрузочного, транспортного и отвального оборудования в грузопотоках.

Средствами железнодорожного транспорта являются рельсовые пути и подвижной состав.

Подъездные пути — железнодорожные пути, соединяющие железнодорожную станцию, расположенную на магистральной линии, с промышленным предприятием или другой организацией (в более широком смысле — любые железнодорожные пути на самом предприятии, вне магистральных линий общего пользования, то есть пути необщего пользования).

Рельсовая колея образована из рельсов, шпал, скреплений и других элементов которые вместе составляют верхнее строение пути. Верхнее строение пути укладывают на земляное полотно, представляющее собой заранее подготовленную поверхность земли, которое в совокупности с искусственными сооружениями в местах пересечения железнодорожным путём рек, крупных ручьёв, оврагов и т.п. образуют нижнее строение пути. К устройствам железнодорожного пути также относят стрелочные переводы, водоотводные и укрепительные устройства, путевые знаки.

Постройке железной дороги предшествует проектирование (рис. 3.), на котором в результате сравнения нескольких вариантов принимается решение расположении в пространстве продольной оси земляного полотна линии (то есть трассы). Расположение каждого пути на местности определяется положением его оси. За ось пути принимают продольную линию, проходящую посредине между рельсовыми нитками колеи. Учитывая, что железнодорожные линии могут быть не только однопутные, но и двухпутные и много путные, ось пути и линия трассы совпадают лишь на однопутных линиях.

Рис 3. Схематический чертеж трассы дороги

Вид трассы линии сверху (проекция трассы на горизонтальную плоскость) называется планом железнодорожной линии.

Вертикальный разрез земной поверхности и земляного полотна по трассе линии называется продольным профилем железнодорожной линии.

Для каждого участка железных дорог продольные профили вычерчивают по стандартной форме; подробный продольный профиль выполняют в масштабе 1: 10 000, для вертикальных 1: 1 000. Красным цветом указывают продольный профиль земляного полотна и его отметки, чёрной линией разрез земной поверхности и её отметки над уровнем моря.

Уклоны профиля обозначаются в особой графе наклонной чертой, цифра над которой показывает величину уклона в тысячных долях, цифра под чертой — его протяжённость в метрах. Положение черты показывает подъём, спуск или площадку. Разница между красными и чёрными отметками даёт высоту насыпей и носит название рабочих отметок. Внизу профиля на чертеже проставляют километрах линии и показывают пикеты. Также на чертеже приводят в условном изображении план линии с указанием радиусов и длины кривых и другие характеристики. На профиле также обозначают станции, путевые здания, искусственные сооружения и пр.

Для уменьшения объёма земляных работ, продольный профиль проектируется с максимальным приближением к естественному очертанию земной поверхности (ровные поверхности — площадки). В местах преодоления препятствий участки железных дорог выполняют под углом к горизонту, представляемые уклонами: спусками и подъёмами. Уклон для поезда, движущегося от низшей точки к высшей называется подъёмом, а обратно спуском. Крутизну уклонов на железных дорогах измеряют отношением возвышения одной точки уклона над другой к горизонтальному расстоянию между ними выражают в тысячных дробях (например, 0,005) или в тысячных (например, 5‰ — пять тысячных).

В зависимости от крутизны и протяжённости различают:

· руководящий (расчётный) подъём — подъём, по которому определяют массу поезда,

· подъём толкания — на которых в хвост поезда ставят дополнительный локомотив (толкач),

· подъём двойной тяги — (поезда следуют с двумя локомотивами в голове).

Руководящий уклон железнодорожного пути очень незначителен (по сравнению с уклонами автомобильных дорог, например) и при проектировании новых линий не может превышать 12‰ на участках с тепловозной тягой или 15 ‰ на участках с электровозной тягой. Однако на уже существующих железных дорогах имеются уклоны до 25‰ и даже 30‰, на таких участках применяется кратная тяга (подталкивание).

Карьерные железнодорожные пути по назначению и месту расположения в карьере, а также условиям эксплуатации подразделяются: на временные (со сроком службы до 1 года), перемещаемые по мере подвигания фронта горных работ, и постоянные (со сроком службы более 1 года).

К временным (передвижным) путям относят погрузочные пути добычных и вскрышных уступов (т.е. забойные пути), разгрузочные пути породных отвалов и отвалов бедных руд (отвальные пути), а также пути скользящих и тупиковых съездов (пути по борту карьера, соединяющие траншейные и забойные пути, внутрикарьерных постов и разъездов и др.)

К постоянным (стационарным) путям относят главные траншейные пути, поверхностные пути к пунктам разгрузки поездов, станционные (как главные и приемоотправочные, так и экипировочные пути, пути ремонта и осмотра состава), а также пути ремонтных площадок, звеносборочных баз, хозяйственных грузов и др.

На карьерах нашей страны используется более 15 тыс. км железнодорожных путей, из которых 30-35% передвижные. Большая часть карьерных путей имеет балластное основание из щебня и гравия. Около 30% всех путей уложены на криволинейных участках и более 20% имеет уклоны, превышающие 10‰.

Различия в условиях эксплуатации передвижных и стационарных путей обуславливают различия ограничений скоростей движения по ним. Так по передвижным участкам пути максимальная скорость движения состава ограничивается 15 ч 25 км/ч. Есть участки где эти цифры еще меньше (5 км/ч). На стационарных путях в траншеях и на поверхностных перегонах длиной 3 км и более, расположенных на незастроенной территории скорость ограничивается 40 ч 60 км/ч, в противном случае – 25 ч 40 км/ч.

По условиям эксплуатации рельсовые карьерные пути делятся на стационарные, сохраняющие свое положение постоянно или в течение длительного времени (пути на поверхности, транспортных бермах и в капитальных траншеях) и временные пути, периодически перемещаемые (на уступах и отвалах). На карьерах в основном применяется стандартная колея шириной 1520 миллиметров.

Минимальный радиус кривых определяется типом подвижного состава и шириной колеи. Для всех стационарных карьерных путей при ширине колеи 1520 мм нормальный радиус кривых равен не менее 200 метров. Для временных путей он находится в пределах 100-120 метров.

Величину подъема i (уклона) в продольном направлении принято выражать в промиллях (число тысячных единиц тангенса угла подъема, т.е. i = 1000 tg α, где α — угол подъема). Так как при малом угле подъема sin α= tg α, то при известных значениях i и высоты подъема можно определить 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.

Подвижной состав на карьерах состоит из вагонов и локомотивов. У вагонов типа «гондола» дно составлено из отдельных щитов, вращающихся на шарнирах у хребтовой балки. Опущенные щиты образуют 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 транспортирования руды. 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.

 

1.3. Техническое описание используемых приборов и программного обеспечения

Тахеометры Trimble 3600 (рис. 4.) идеально подходят для производства топографических, кадастровых или строительных съемок.

Характеристики электронного тахеометра Trimble 3600

Погрешность (среднеквадратичное отклонение, согласно DIN 18723)

3601...............................................1,5" (0,46 мгон)

Измерение расстояния)

Стандартное измерение........................... ±(1 мм) (0,0033 фута)

Быстрый стандартный режим........................ ±(3 мм) (0,01 фута)

Слежение........................................ ±(5 мм) (0,016 фута)

Дальность (при стандартных ясных условиях2)

Высокоточный стандартный электронный дальномер с функцией безотражательной съемки:

1 призма................................................... 3000 м (9840 футов)

1 призма, режим повышенной дальности.................. 1000 – 5000 м (3280 – 16400 футов)

3 призмы..................................... 5000 м (16400 футов)

3 призмы, режим повышенной дальности................ 1000 – 7000 м (3280 – 16400 футов)

Источник света

Лазерный диод 660 нм........... Класс лазера 1 при измерении с призмой

Центрирование

Система центрирования........................ Trimble, 3-штырьковая

Оптический отвес..................................... Опционально

Увеличение............................................2,4-кратное

Наименьшее расстояние фокусировки......... от 0,5 м до бесконечности

Лазерный отвес....................................... Опционально

Рис. 4. Тахеометр Trimble 3600