Понятие подвесных канатных дорог. Общие сведения

 

Глава 1. Понятие подвесных канатных дорог. Общие сведения

 

Канатная дорога (а. cable way; н. Seilbahn; ф. funiculaire, teleferique; и. transpoptador por cable) — транспортная установка для перевозки грузов в подвесных вагонетках, а также пассажиров в подвесных вагонах и креслах по натянутому между конечными станциями и поддерживаемому на линии промежуточными опорами стальному канату. Канатные дороги строят в горной, пересечённой и труднопроходимой местности, а также в городах и рабочих посёлках для создания наиболее экономичных, кратчайших транспортных связей между различными объектами. 

По назначению различают  канатные дороги грузовые, пассажирские и грузопассажирские; по устройству — двухканатные (один из канатов несущий, другой — тяговый) и одноканатные. Канатные дороги бывают с кольцевым движением, при котором вагоны перемещаются по двум параллельным линиям подвесного пути всегда в одном направлении, и с маятниковым — на каждом пути подвешено по одному вагону, совершающему возвратно-поступательное движение между конечными станциями. Маятниковые канатные дороги подразделяются на одно- и двухпутные; в последнем случае вдоль трассы навешены два несущих каната для каждого пути и один тяговый, связывающий оба вагона. 

  

Маятниковые канатные подвесные  дороги с колебательным или маятниковым движением применяются при небольших расстояниях перемещения и малых объемах 190 т/ч обслуживаемых грузопотоков.

Принцип действия пассажирских подвесных канатных дорог аналогичен принципу действия грузовых подвесных канатных дорог. Пассажирские подвесные канатные дороги выполняют одно- и двухканатными; они имеют кольцевое и маятниковое движение. Принципиальное отличие пассажирских канатных дорог от грузовых состоит в конструкции подвижного состава и повышенных требованиях к безопасности.

  По конструкции подвижного состава пассажирские подвесные канатные дороги делят на:

- Кресельные (обычно одноканатные кольцевые) – с открытыми креслами или легкими полуоткрытыми кабинами, подвешенными к непрерывно движущемуся несуще-тяговому канату; посадка и высадка пассажиров происходит на ходу.

- Гондольные канатные дороги (одно- или двухканатные кольцевые) с кабинами (гондолами) или креслами, отцепляемыми от каната на конечных станциях и обеспечивающими более комфортабельный вход и выход пассажиров.

- Буксировочные  канатные дороги (одноканатные кольцевые) с неотцепляемыми подвесками (бугелями), снабженными буксировочными приборами для одного или двух лыжников (пассажиры захватывают приборы на ходу). 

Глава 2. Основные аспекты развития подвесных канатных дорог

 

Строительство канатных дорог имеет многовековую историю. Во все времена перед людьми стояла задача эффективной транспортировки грузов через пересеченную местность. Проектирование канатных дорог и эксплуатация их в различных географических условиях – это целая наука.

Еще до нашей эры в Китае  подвесные канатные дороги использовались для поднятия необходимых грузов на стены крепостей. В средние века жители гор переправлялись через ущелья с помощью корзин, которые крепились на канатах.

Первые стальные канаты появились  в Германии в 1834 году. Переплетенные стальные проволоки оказались эффективным изобретением и дали новый толчок к развитию канатного транспорта в мире. В это же время начинают применятся первые фуникулеры, эти рельсовые дороги с канатной тягой при эксплуатации получили положительные отзывы у горняков и нашли свое применение у промышленников. Рельсы давали хорошую устойчивость перевозимым вагонам и защищенность от боковых ветров.

В 1866 году на севере Швейцарии  была построена первая пассажирская канатная дорога, которая доставляла туристов на смотровую площадку, откуда открывался шикарный вид на водопад.

После второй мировой войны  в Европе, США и Японии начал  набирать все большую популярность горнолыжный спорт и, соответственно, начали строиться подъемники для спортсменов и посетителей горнолыжных центров.

В Швеции существовала самая длинная в мире 96-километровая дорога, доставлявшая железную руду из Лапландии на берег Ботнического залива. Участок длиной 13.2 километра переделан в самую длинную в мире пассажирскую дорогу.

В настоящее время самой  длинной промышленной канатной дорогой  в мире является канатная дорога в Моанде (Габон).  Дорога служит для доставки марганцевой руды из шахты и имеет длину 76 км. Она построена в 1959—1962 гг., и имеет 858 вышек и 2800 ковшей. 155-километровый проволочный трос проходит через 6 тыс. направляющих роликов.

Осенью 2010 года в Армении состоялось открытие Татевской канатной дороги, самой длинной однопролетной дороги в мире (5.7 км).

За последние годы во многих развитых странах мира усилилось  внимание к грузовым подвесным канатным дорогам , которые с успехом используются для транспортировки отбитой горной массы при отработке месторождений полезных ископаемых открытым способом.

Грузовые подвесные канатные дороги обеспечивают наименьшую стоимость  перевозки руды по сравнению с  другими видами транспорта при наименьших капитальных и эксплуатационных затратах (табл. 1).

 

 

В настоящее время во многих странах осуществляется проектирование и строительство канатно-подвесных дорог. При этом применяются различные типы дорог: одно- и двух-канатные, с кольцевым и маятниковым движением, с вагонетками и платформами большой грузоподъемности.

Дальность транспортирования  грузов канатно-подвесными дорогами непрерывно увеличивается. Протяжение канатно-подвесных  дорог для транспортирования  сернистой руды в Швеции составляет 96 км, в Конго 76 км - для перевозки марганцевой руды, в Бразилии 51 км - для перевозки угля и т. д.

Основными направлениями  в развитии канатно-подвесных дорог  являются: повышение их производительности за счет увеличения грузоподъемности вагонеток и сокращения интервала между ними; полная автоматизация работы дорог, совершенствование погрузочно-разгрузочных устройств; создание новых типов канатно-подвесных дорог.

Часовая производительность одноканатных дорог составляет примерно 150 т и двухканатных 250 т. Однако в последнее время проектируются и создаются дороги производительностью 300 т/ч и более.

Так, в Италии для перевозки известняка из карьера на цементный завод запроектирована двухканатная кольцевая дорога протяжением 5,9 км, которая имеет производительность 400 т/ч . Полезная нагрузка вагонетки на этой дороге принята 2240 кг и скорость движения тягового каната 3 м/сек.

Экономическая эффективность  применения канатно-подвесных дорог  резко увеличивается в результате автоматизации их работы, особенно процессов погрузки и разгрузки вагонеток.

Обычно при погрузке вагонетки  отключаются от тягового каната и  толкающим конвейером подаются к  загрузочному устройству с питателем  или дозатором. Разгрузка вагонеток  производится опрокидыванием без отключения от тягового каната или также с помощью толкающего конвейера или цепи. В последнее время за рубежом применены новые способы автоматизации погрузки и разгрузки вагонеток.

На вновь построенной  одноканатной кольцевой дороге в  Конго протяжением 76 км применено своеобразное загрузочное устройство. Оно состоит из четырех лотков, вращающихся вокруг вертикальной оси, и двухканатных поверхностей, распределяющих по лоткам руду, поступающую с ленточного питателя. У лотков имеются упоры, которые захватывают порожние вагонетки и перемещают их по кольцевому рельсу. Во время этого двжения вагонетка находится под одним из лотков и успевает загрузиться. На ленточный питатель руда подается вибролотком.

В Мексике на железорудном карьере фирмы Las Encinas S. А. на кольцевой канатно-подвесной дороге протяжением 22 км для погрузки руды в вагонетки применена специальная погрузочная установка. Она представляет собой секционированный вращающийся бункер с несколькими (по числу секций) рациональными желобами. Каждый желоб снабжен автоматическим замком для фиксирования вагонетки в процессе загрузки, когда она вращается вместе с бункером. В момент загрузки вагонетка движется со скоростью, равной скорости тягового каната.

На канатно-подвесной  дороге длиной 7,2 км, построенной на Ямайке фирмой British Railway для перевозки боксита, загрузка вагонеток происходит на ходу из передвижного бункера. В момент установки кузова вагонетки под передвижным бункером последний движется вместе с кузовом, загружая его. Время загрузки вагонетки равно 20 сек, ход бункера 1,22 м.

Особенно большой эффект дает полная автоматизация работы        канатно-подвесных дорог. В США на дороге протяжением 2 км транспортирующей руду от рудника Моут на обогатительную фабрику, автоматизированы все операции и управление ими производится с единого пульта. Для контроля за разгрузкой вагонеток применяется телевизионная установка. Дорога обслуживается всего двумя работниками. Стоимость работ по автоматизации дороги окупилась за 7 месяцев. такие же автоматизированные дороги построены во Франции, Англии и других странах.

В связи с ограничением производительности канатно-подвесных  дорог 350-400 т/ч и скорости движения тягового каната 3,5 м/сек за рубежом ведется работа по созданию новых канатно-подвесных дорог.

Представляет интерес  канатно-подвесная дорога нового типа, построенная во Франции для транспортирования и закладки камня в тело плотины. Дорога длиной 1,9 км имеет две станции и три опоры высотой соответственно 30, 42 и 30 м. Два несущих каната специального изготовления имеют диаметр 92,2 мм и погонный вес 47,1 кг/м. Канат заякорен на обводной станции и натянут контргрузом на погрузочной станции. Дорога не имеет тяговых канатов. На каждой из 12 вагонеток установлен двигатель мощностью 300 л. с. Вагонетка имеет кабину для двух человек и несет бадью грузоподъемностью 10 т. тележка вагонетки имеет 16 ходовых и 8 прижимных роликов. Максимальная скорость передвижения 9 м/сек . Проектный интервал между вагонетками 3 мин, полный цикл вагонетка совершает за 20 мин. Вагонетки могут совершать полный обход через обводную станцию или курсировать по каждому из двух канатов маятниковым движением. Последний метод работы оказался более удобным. Производительность дороги 300 т/ч . При работе с двух погрузочных станций, с обоих концов дороги, производительность может быть повышена путем ликвидации порожних ездок.

Безопасность движения на дороге обеспечивается системой световой блокировки. На каждой опоре установлены  светофоры. Разгрузка вагонеток  осуществляется в пролете. Особое устройство обеспечивает постепенность разгрузки в течение 85 секунд, что значительно уменьшает раскачивание вагонетки и каната после разгрузки. Указание места разгрузки осуществляется при помощи световой сигнализации с поста, установленного в районе разгрузки, или через центральный пост управления, который передает команды на табло, имеющееся в кабине вагонетки.

В СССР канатно-подвесные  дороги получили довольно широкое применение. Всего в стране имеется примерно 1000 установок, в том числе за последние 7 лет построено и реконструировано около 400 дорог. Однако по техническим параметрам имеющиеся в СССР канатно-подвесные дороги значительно отстают от зарубежных.

 

 

 

 

Глава 3. История развития подвесных канатных дорог в России

 

История начала развития грузовых подвесных канатных дорог и пассажирских подвесных канатных дорог уходит в 70-е годы XIX в., когда в Москве были построены первые две грузовые дороги. 

Первая канатная дорога в  России была построена в 1871 году для  перевозки леса через заболоченную местность около Ж.Д. станции Покров. Эта девятикилометровая канатная дорога работала за счет парового двигателя. Подвесные вагонетки на 16-мм канате достигали скорости в 7 км/ч, а производительность такой дороги составляла 50 т/ч.

В 1873 году в эксплуатацию была введена одноканатная подвесная  дорога (427 метров в длину) на москворецкой ситцепечатной фабрике. Дорога соединяла  котельную с топливным складом, пересекая реку Москву.

Перед первой мировой войной с помощью канатных дорог велось строительство военного флота во Владивостоке, а уже к началу первой мировой войны длина всех канатно-подвесных дорог России составляла 1/10 от общей протяженности подобных дорог в мире.

Канатные дороги оказались  оптимальным видом транспорта для  болотистой и горной местности при минимальных эксплуатационных затратах. Грузовые канатные дороги начали активно использоваться на рудниках, перерабатывающих предприятиях, при строительстве гидроэлектростанций.

C 1917 по 1991 года в СССР  было построено около 110 канатных  подвесных дорог. Большинство грузовых канатных дорог были построены для горняков и шахтеров. Рельсовые канатные дороги в Москве обслуживали цементные и химические заводы.

В СССР первую кресельную дорогу для лыжников построили в районе Приэльбрусья в 1963 году. В Сочи, Ялте, на Домбае и в ряде других мест также действовали туристические пассажирские подъемники, хотя, в целом по стране их было построено немного. Проектировать дороги без помощи компьютерных вычислительных мощностей было нелегким делом для инженеров.

Российское производство подъемников активно заработало только в конце XX – начале XXI века. На смену неновому зарубежному оборудованию на горнолыжные курорты России пришли отечественный производитель СКАДО (SKADO) и австрийская компания Доппельмайр (Doppelmayr).

9 февраля 1963 года вступила  в строй первая в СССР канатно-кресельная  подвесная дорога на горе Чегет. Нижняя станция находится на высоте 2100 метров над уровнем моря, верхняя расположена на отметке 2750 метров. Длина дороги 1600 метров. Трос поддерживают 18 стальных мачт-опор, установленных на разном расстоянии друг от друга с учётом рельефа. 
       В 1966г. была введена в эксплуатацию вторая очередь канатно-кресельной дороги на горе Чегет - "Чегет-2". В 1969 году начала действовать парно-кресельная подвесная канатная дорога Чегет. Тогда же на склоне горы Эльбрус запустили первую маятниковую канатную дорогу «Эльбрус 1» от