Шахта железная дорога - Mine railway

Сохранился типичный шахтный поезд на Museu de Les Mines d 'Eschucha, Eschucha, Испания

А шахта железная дорога (или же шахта железная дорога, США), иногда железнодорожная яма, это железная дорога, построенная для перевозки материалов и рабочих в и из мой.[1] Транспортируемые материалы обычно включают руда, каменный уголь и перегружать (также называемые по-разному: добыча, отходы, провисание, стебель,[2] и мозаики; все означает пустую породу). Об этом мало что помнят, но смесь тяжелых и громоздких материалов, которые приходилось ввозить в шахты и вывозить из них, породила первые несколько поколений железнодорожные пути, сначала из деревянных реек, но со временем добавив защитного железа, паровоз фиксированными двигателями и ранней коммерческой паровозы, все вокруг и вокруг шахтных работ.[3]

История

Рельсы шахтные

Основные статьи: Вагоны и История железнодорожного транспорта
Minecart Показано в De Re Metallica (1556). Направляющий штифт входит в паз между двумя деревянными досками.

Вагоны (или трамваи) были разработаны в Германии в 1550-х годах, чтобы облегчить транспортировку рудных ванн в и из шахт с использованием примитивных деревянных рельсов. Такая операция была проиллюстрирована в 1556 г. Георгиус Агрикола Германии (изображение справа).[4] Для этого использовались тележки "Hund" с колесами без фланцев, движущимися по деревянным доскам, и вертикальный штифт на тележке, вставленный в зазор между досками, чтобы поддерживать его правильное движение.[5] Такую транспортную систему использовали немецкие горняки на Caldbeck, Камбрия, Англия, возможно, с 1560-х гг.[6] Альтернативное объяснение происходит от мадьярского языка. намек - коляска. Есть возможные упоминания об их использовании в Центральной Европе в 15 веке.[7]

А фуникулер был сделан в Broseley в Шропшир, Англия незадолго до 1605 года. Это доставляло уголь для Джеймса Клиффорда из его шахт в река Северн для погрузки на баржи и перевозки в прибрежные города.[8] Хотя первая документальная запись об этом появилась позже, его строительство, вероятно, предшествовало Wollaton Wagonway, завершенный в 1604 году, до сих пор считался самой ранней британской установкой. Это бежало от Стрелли к Wollaton возле Ноттингем. Другой ранний вагон отмечается далее. Хантингдон-Бомонт, который занимался майнингом на Стрелли, а также положили широкие деревянные перила возле Ньюкасл-апон-Тайн, на котором одна лошадь могла тянуть от пятидесяти до шестидесяти бушели (130–150 кг) угля.[9]

К 18 веку такие вагоны и трамвайные пути существовали во многих районах. Ральф Аллен, например, построил трамвай для перевозки камня из местного карьера для нужд строителей грузинских террас Ванна. В Битва при Престонпансе, в Якобитское восстание 1745 г. сражался верхом на Траненте 1722 года - Кокензи Ваггонвей.[10] Этот вид транспорта быстро распространился по всей Тайнсайд угольного месторождения, а наибольшее количество линий было найдено на угольном месторождении около Ньюкасл-апон-Тайн. В основном они использовались для перевозки угля в халдрон вагонов от угольных карьеров до Staithe (деревянный пирс) на берегу реки, откуда уголь можно было доставить в Лондон на угольщики. Вагоны были спроектированы таким образом, чтобы составы вагонов с углем могли спускаться на стоянку под действием силы тяжести, притормаживаясь тормозным мастером, который «раскручивал» колеса, заклинивая их. Фургоны на менее крутых подъемах можно было замедлить, позволив колесам заедать на поворотах. Поскольку работа на лошадях становилась все более утомительной, транспортное средство, известное как денди фургон была введена, в которой лошадь могла отдыхать на спусках.

Уголь, железо, рельс симбиоз

Тенденция к концентрации сотрудников началась, когда Бенджамин Хантсман ищет более качественные пружины для часов, найденные в 1740 г.[11] что он мог производить высококачественную сталь в беспрецедентных количествах (тигельная сталь заменить блистерная сталь ) в использовании керамических тиглей при той же нехватке топлива / стекольной промышленности. реверберационные печи которые стимулировали добычу угля, коксование, чугунные пушечные заводы, а также пользующиеся большим спросом шлюзовые или стимулирующие продукты[11] стекольной промышленности. Эти технологии в течение нескольких десятилетий уже начали постепенно ускорять промышленный рост и вызывать раннюю концентрацию рабочих, так что время от времени возникали небольшие фабрики.[11]

Эта тенденция концентрирует усилия на более крупных центральных, но более крупных предприятиях.[11] превратился в тенденцию, вызванную Генри Корт с патент на обработку железа 1784 г.[11] в короткие сроки привести к литейным цехам, расположенным рядом с угольными шахтами[3] и ускорение практики вытеснения кустарного промысла нации.[11] С такой концентрацией сотрудников и отделением от жилья,[3] Трамваи, запряженные лошадьми, стали широко доступны как средство передвижения для ежедневных поездок на работу.[3] Шахтные железные дороги использовались с 1804 года вокруг Коулбрукдейла в таких промышленных скоплениях рудников и металлургических заводов, где все требовали тягового волочения громоздких или тяжелых грузов. Это привело к появлению обширных ранних деревянных железнодорожных путей и первых поездов транспортных средств, приводимых в движение животными,[11] затем всего за два десятилетия подряд[3] защитные железные полосы прибиты для защиты рельсов, паровых поездов (1804 г.) чугунных рельсов. Потом, Джордж Стивенсон, изобретатель всемирно известная ракета и член правления шахты убедил свой совет использовать пар для тяги.[12] Затем он обратился в парламент с просьбой лицензировать общественную пассажирскую железную дорогу.[3] основание Ливерпуль и Манчестер Железнодорожный. Вскоре после интенсивной публичной огласки, отчасти вызванной конкурсом на лучший локомотив, выигранным «Ракетой Стивенсона», железные дороги пережили взрывной рост во всем мире, и промышленная революция постепенно стала глобальной.[3]

Городские предприятия и детский труд

Сегодня большинство шахтных железных дорог электрически с питанием; в прежние времена пит-пони, Такие как Шетландские пони, ослы, и / или мулы использовались для перевозки первых шахтных поездов. В очень стесненных условиях выработанные вручную горные туннели, детей также часто использовали, а за животными водили и ухаживали мальчики (называемые "мальчики-мулы"[13]в США в возрасте 10–12 лет). Пока движение против детского труда не подтолкнуло принятие законов, требующих всеобщее обязательное образование детей в шестой класс в США, в Аппалачах антрацит На угольных месторождениях в Восточной Пенсильвании эти ежи использовались и были известны как мальчики-мулы до 1920-х годов, и это была ступенька вверх по лестнице к лучшей оплате в качестве подмастерьев. шахтер (возраст 12+) от мальчики-нарушители, в то время как заработки на каждом этапе позволяли каждой группе значительно больше возвращаться в свои жесткие семьи.

Поскольку многие американские шахты были основаны в отдаленных районах, и акционерные компании импортировали рабочих из Европы, которым приходилось работать в город компании специально построена для персонала шахты - типичная семья горняков постоянно была в долгу перед компанией за плату, аренду, продукты и инструменты большую часть своей жизни, поэтому со стороны семьи и общества было значительное социальное давление, чтобы дети получали заработную плату как можно скорее как кто-то заплатит им. Практика в Европе немного отличалась: горняки владели городскими землями, зданиями, коммерческими предприятиями, созданными для поддержки рабочих - от пивных, фирменных магазинов до парикмахеров, стоматологов, театров и даже кабинетов врачей. Горнодобывающие компании даже управляли своими офисами по недвижимости и с радостью продавали земли всем желающим, поэтому люди постепенно инвестировали в такие загруженные сообщества, включая права проезда для железнодорожных компаний.

Рельсы

Шахтный вагон на деревянных рельсах из Трансильвания, конец 16 века

Обычно нет прямого сообщения от шахтной железной дороги до шахты. промышленный сайдинг или сети железных дорог общего пользования из-за узкоколейка трек, который обычно используется. В Соединенных Штатах стандартная ширина колеи для шахтной тяги 3 фута 6 дюймов (1067 мм), хотя датчики из 18 дюйм (457 мм) к 5 футов 6 дюймов (1,676 мм) используются.[14][15]

В оригинальных шахтных железных дорогах использовались пропитанные воском деревянные рельсы, прикрепленные к деревянным шпалы, по которым драмы тащили люди, дети или животные. Позже они были заменены на L-образные железные рельсы, которые были прикреплены к полу шахты, что означало, что не требовались шпалы, и, следовательно, оставался легкий доступ для ног детей или животных, чтобы поднять больше драм.

Дерево в чугун

Основная статья: железнодорожный профиль

Эти ранние шахтные железные дороги использовали деревянные рельсы, которые в начале Индустриальная революция о Coalbrookdale вскоре были покрыты железной лентой, на смену им пришла кованая, затем первые паровые тяговые машины, чугунные рельсы,[12] и в конечном итоге стальные рельсы, поскольку каждый из них последовательно прослужил намного дольше, чем рельс более дешевого предыдущего типа.[3] Ко времени появления первых поездов, запряженных паровозами, большинство рельсов было из кованого железа.[3] который превосходил чугунные рельсы в соотношении 8: 1. Примерно три десятилетия спустя, после Эндрю Карнеги сделав сталь конкурентоспособно дешевой, стальные рельсы вытеснили железо по тем же причинам долговечности.[3]

Сила мотивации

Основная статья: Minecart
Езда на минной машине в Ашленд, Пенсильвания

Трамвай (или драм) автомобили, используемые для перевозки шахт, обычно называются кадки.[16] Период, термин моя машина широко используется в США[17]

Пит-пони

Сохранившаяся повозка денди Ffestiniog Железнодорожный. До появления локомотивов сланцевые поезда ездили в Портмадог под действием силы тяжести, и быть поднятыми лошадьми
Основная статья: Пит-пони

Римляне первыми осознали преимущества использования животных в их промышленных работах, используя специально выведенных животных. пит-пони для питания дополнительных работ, таких как шахтные насосы.

Пони за работой во французских горных выработках 18 века

Пони начали использовать под землей, часто заменяя ребенок или женский труд, как расстояние от голова ямы к угольный забой стало больше. Первое известное зарегистрированное использование в Великобритании было в Графство Дарем угольное месторождение 1750 г .; В Соединенных Штатах, мулы были основным источником энергии животных в горнодобывающей промышленности, в меньшей степени использовались лошади и пони.[18] На пике популярности в 1913 году в Великобритании насчитывалось 70 000 пони. В последующие годы механические перевозки были быстро введены на основных подземных дорогах, заменив пони, и пони, как правило, ограничивались более короткими рейсами от угольного забоя до главной дороги (известная в Северо-Восточная Англия как "положить", в Соединенных Штатах как "трамвай" или "сбор"[19]), которые было труднее механизировать. По состоянию на 1984 год 55 пони все еще использовались с Национальный совет угля в Британии, в основном на современной яме в Эллингтон, Нортумберленд.

Денди вагоны часто прикреплялись к поездам полных драм, чтобы содержать лошадь или пони. Горные, а затем и железнодорожные инженеры разработали свои трамваи так что полные (тяжелые) поезда будут использовать силу тяжести при спуске по склону, в то время как лошади будут тянуть пустые вагоны обратно к выработкам. Вагон Денди позволял легко перевозить необходимую лошадь каждый раз.

Вероятно, последняя шахтерская лошадь, работавшая под землей на британской угольной шахте, Робби, был на пенсии из Pant y Gasseg, недалеко от Понтипул, в мае 1999 г.[20]

Кабельные перевозки

Основные статьи: трос, гравитационная железная дорога, канатная дорога, и фуникулер

В 19 веке после середины 1840-х годов, когда немецкое изобретение трос стали доступны на заводах как в Европе, так и в Северной Америке, крупные стационарные паровые машины на поверхности с кабели доходящие до земли обычно использовались для перевозки шахт. Неудивительно, что новаторски настроенные менеджеры Lehigh Coal & Navigation Company впервые разработал технологию в Америке, используя ее, чтобы сделать мертвую тягу загруженного угля на высоте 1100 футов (340 м) вверх по Эшли Самолеты, и увеличение их работ в и выше Долина Пантер-Крик[21] с новыми секциями обратного гравитационного переключения и уклонами обратного кабеля, но прежде всего за счет установки двух секций кабельного подъемника и расширения уже известного Железная дорога Mauch Chunk Switchback с «задним ходом» время возврата опускающейся кабины от 3–4 часов до примерно 20 минут, которое затем подается на новые уклоны из новых шахтных стволов и угольные дробилки дальше в долину.[22] Иногда стационарные двигатели даже располагались под землей, а котел на поверхности, хотя это была меньшая ситуация. Все методы кабельной тяги в основном использовались на основных путях транспортировки рудника. Обычно ручной труд, мулы или же пит-пони использовались при сборе заправленных вагонов с рабочих площадок (галереи по возможности продвигались по пластам) на основные подъездные пути.[23] В первом десятилетии 20-го века электровозы вытеснили энергию животных для выполнения этой второстепенной роли в шахтах.[24] где искрообразование вызвало взрывоопасное накопление метана. Было использовано несколько систем кабельной транспортировки:

В склоновые шахты, где происходил сплошной спуск от входа в забой, веревка от подъемный двигатель может использоваться для опускания пустых вагонов в шахту, а затем подъема полных вагонов. В шахты вторичные подъемные двигатели могут использоваться для буксировки автомобилей на уклонах в пределах рудника. За оценки На несколько процентов составы из 25 вагонов каждый, перевозившие примерно полтонны, были типичными для 1880-х годов.[25]

В шахтах, где уклоны были неравномерными или где уклон не был достаточно крутым, чтобы сила тяжести втянула поезд в шахту, основной подъемный канат можно было дополнить хвостовым канатом, соединенным с противоположным концом поезда шахтных вагонов. Система хвостового троса возникла на канатных спусках до 1830-х годов.[26] Это была доминирующая система в 1880-х годах.[27] Часто один двигатель использовался для работы с обоими тросами, причем хвостовой трос заходил в шахту, вокруг шкива на дальнем конце, а затем снова.

Наконец, самые передовые системы включали непрерывные петли веревки, работающие как вагон фуникулера система. Некоторые шахты использовали бесконечные цепи до того, как канат стал широко доступным.[28] Бесконечная цепная система зародилась в шахтах рядом с Бернли (Англия) около 1845 года. Бесконечная веревочная система была разработана в Ноттингемшир около 1864 г., а еще один независимо развивался около Уиган несколько позже (тоже в Англии).[29] В этих системах отдельные вагоны или поезда в шахте могут быть связаны с кабелем с помощью захвата, сопоставимого с захватами, используемыми в наземных системах канатной дороги.[30] На некоторых шахтах тяговая цепь или трос проходили через верх вагонов, и вагоны отпускались автоматически, когда цепь или трос поднимались с помощью верхнего шкива. Там, где трос проходил под вагонами, можно было использовать ручную ручку, где оператор захвата ехал на переднем вагоне поезда, работая цепью, прикрепленной к передней части вагона. В некоторых случаях к голове поезда прицеплялся отдельный вагон.[31] На заре 20-го века бесконечная канатная тяга была доминирующей технологией транспортировки на основных путях транспортировки подземных рудников.[24]

Паровозы

А танковый локомотив рекламируется в H.K. Портер, Inc. Каталог 1908 года для использования в подземных рудниках
Гном, использованный на шахте в Швейцарии

Пока это было экономично в эксплуатации паровозы на общей железнодорожной системе паровозы также использовались на наземных путях шахт. В XIX и начале XX веков на некоторых крупных шахтах регулярно использовались подземные паровозы. Локомотивы для этой цели обычно были очень приземистыми. танковые двигатели с 0-4-0 колесная формула. Использование энергии пара под землей было практичным только в областях с очень сильным потоком отработанного воздуха, с ограничениями скорости двигателя, равными 1/2 скорости воздуха, чтобы обеспечить достаточный чистый воздух для экипажа при выезде. Такие двигатели нельзя было использовать в шахтах с рудничный газ проблемы.[32]

Портер, Белл и Ко. похоже, построил первые локомотивы для подземных горных работ, которые использовались в Соединенных Штатах примерно в 1870 году. К 1874 году Консолидация Угольная Компания и Жорж Крик угольная и железная компания использовали несколько локомотивов Портер в своих подземных шахтах в Долина Джорджес Крик из Мэриленд. Другие пользователи включали несколько угольных шахт рядом с Питтсбург, Пенсильвания, то Lehigh Coal and Navigation Company и железный рудник в Озеро Верхнее Железные хребты. Шахтные локомотивы Портера требовали минимального зазора в 5 футов и ширины 4 фута при работе на колее 3 фута, где они могли справиться с кривой радиусом 20 футов.[33][34] В Baldwin Locomotive Works построил аналогичные локомотивы, начиная с 1870 г.[35][36] К началу 20 века очень маленькие нефтяные паровозы британского производства использовались на некоторых шахтах Южной Африки.[37] Портер и Вулкан (Уилкс-Барре) рекламировал паровые шахтные локомотивы в 1909 и 1911 годах.[38][39] К началу 1920-х годов лишь несколько небольших шахт в Покахонтас Коулфилд в Западная Виргиния использовали паровозы под землей.[40] Тем не менее, оба Болдуин и Вулкан продолжала рекламировать паровозы для подземного использования за пределами угольной промышленности вплоть до 1921 года.[41]

Пневматические локомотивы

Пневматический шахтный локомотив

Пневматические тепловозы приводились в движение сжатый воздух перевозится на тепловозе в баллонах со сжатым воздухом. Преимущество этого метода приведения в движение заключалось в том, что он был безопасным, но имел недостаток в высоких эксплуатационных расходах из-за очень ограниченного диапазона, прежде чем возникла необходимость в перезарядке воздушных резервуаров. Как правило, компрессоры на поверхности были соединены водопроводом с заправочными станциями, расположенными по всей шахте. Зарядка в целом была очень быстрой. Узкоколейные пневмовозы производились для шахт в Германии еще в 1875 году с баллонами с давлением 4-5 бар.[42] В Baldwin Locomotive Works поставили свой первый локомотив с сжатым воздухом в 1877 году, а к 1904 году они предложили множество моделей, большинство из которых 0-4-0 колесная формула.[43] Пневматические тепловозы были внедрены в Newbottle Угольные шахты в Шотландия в 1878 г., работая на 200 psi (14 бар ).[44]

Обычные шахтные системы сжатого воздуха, работающие при давлении 100 фунтов на квадратный дюйм (7 бар), допускали перемещение только на несколько сотен футов. К концу 1880-х гг. Портье строил локомотивы на 500-600 psi (34-41 бар ).[45] К началу 1900-х годов давление в баллонах с воздухом локомотива увеличилось с 600 до 800 фунтов на квадратный дюйм (41-55 бар), хотя уже предусматривалось давление до 2000 фунтов на квадратный дюйм (140 бар).[43] В 1911 г. Вулкан (Уилкс-Барре) продавала пневматические локомотивы с одним резервуаром, работающие под давлением 800 фунтов на квадратный дюйм (55 бар), модели с двумя резервуарами до 1000 фунтов на квадратный дюйм (69 бар) и одну модель с 6 резервуарами, которые могли работать при гораздо более высоком давлении.[46] В Хоумстейк в Южной Дакоте, США, использовались такие высокие давления со специальными компрессорами и распределительными трубопроводами. За исключением очень маленьких перспектив и удаленных небольших шахт, аккумуляторные или тепловозы заменили сжатый воздух.

Электровозы мостовые

Шахтный тепловоз У 28 от AEG на Verein Rothe Erde, Эш-сюр-Альзетт 1894

В электрический двигатель технологии, используемые до 1900 г. ОКРУГ КОЛУМБИЯ напряжение в несколько сотен вольт и прямая подача питания на двигатель по воздушному проводу позволили использовать эффективные, маленькие и прочные тракторы простой конструкции. Первоначально стандарта напряжения не было, но к 1914 году стандартным напряжением для подземных работ в США было 250 вольт. Это относительно низкое напряжение было принято из соображений безопасности.[47]

Первая в мире шахтная электрическая железная дорога была разработана Сименс и Гальске за битуминозный уголь горное дело в Саксонии Zauckerode недалеко от Дрездена (ныне Фрайталь), и еще в 1882 году он работал на 5-м главном переходе вала Оппель, которым управлял Королевский саксонский угольный завод.[48]

В 1894 году шахтная железная дорога Аахенской металлургической компании, Роте Эрде, имел электрический привод, как и многие другие шахтные железные дороги в Рейнланд, Саар Lorraine, Люксембург и бельгийский Валлония. Были осуществлены масштабные поставки электровозов для этих железных дорог из г. AEG, Сименс и Гальске, Сименс-Шукерт Works (SSW) и Union Electricitäts-Gesellschaft (UEG) в этих странах.

Первый шахтный электровоз в США вступил в строй в середине 1887 года на шахте Lykens Valley Coal Company в г. Ликенс, Пенсильвания. Двигатель мощностью 35 л.с. для этого локомотива был построен компанией Union Electric в г. Филадельфия.[49] Локомотив весом 15000 фунтов (6800 кг) был назван Pioneer, и к середине 1888 года на этом руднике уже находился в эксплуатации второй электровоз.[50][51][52] Использование в Аппалачские угольные месторождения быстро распространяется. К 1903 году в Америке эксплуатировалось более 600 шахтных электровозов, при этом производилось 100 новых электровозов в год.[53]

Изначально электровозы использовались только там, где было экономично натягивать воздушная линия для власти. Это ограничивало их использование для сбора грузов на забое шахты, где пути были временными и часто перемещались. Это послужило стимулом для разработки аккумуляторных локомотивов, но в первом десятилетии 20-го века первые успешные электрические локомотивы-сборщики использовали кабель. катушки. Для бега по рельсам вдали от воздушных линий силовой кабель был прикреплен к воздушной линии, а затем автоматически разматывался по мере продвижения локомотива и наматывался, когда локомотив возвращался.[54][55][56]

Крабовозы оснащались лебедка для вытаскивания автомобилей с обесточенных гусениц. Такой подход позволил использовать временные рельсы, которые были слишком легкими, чтобы выдержать вес кабельной катушки или аккумуляторного локомотива. Недостатком крабового локомотива было то, что кому-то приходилось тянуть тяговый трос от лебедки к рабочему забою, продевая его через шкивы на любых крутых поворотах.[57][58]

Взрывозащищенные шахтные локомотивы от Шалькер Айзенхютте используются на всех шахтах, принадлежащих Ruhrkohle (сегодня Deutsche Steinkohle).

Тепловозы внутреннего сгорания

1938 Deutz шахтный железнодорожный локомотив.

В Gasmotorenfabrik Deutz (Deutz Gas Engine Company), сейчас Deutz AG, представила одноцилиндровый бензиновый локомотив для использования в шахтах в 1897 году. Их первые горные локомотивы имели мощность от 6 до 8 л.с. (от 4,5 до 6,0 кВт) и весили 5 280 фунтов (2390 кг).[59] Первоначальный двигатель мощностью 6 л.с. (4,5 кВт) имел длину 8 футов 6,5 дюйма (2,60 м), ширину 3 фута 11 дюймов (1,19 м) и высоту 4 фута 3,5 дюйма (1,31 м) и весил 2,2 длинных тонны (2,46 коротких тонны; 2,24 м). т).[60] Типичные шахтные двигатели Deutz в 1906 году имели мощность от 8 до 12 л.с. (от 6,0 до 8,9 кВт).[61] К этому времени уже двухцилиндровый 18 л.с. (13 кВт). двигатели построенные Wolseley Motors использовались в шахтах Южной Африки.[62] К 1914 г. Whitcomb Locomotive Works, Vulcan Iron Works, и Milwaukee Locomotive Manufacturing Co. (позже слитая с Whitcomb) производили бензиновые локомотивы в США с 4 и 6 двигателями. цилиндр двигатели.[63]

Шахтные железнодорожные локомотивы конца XIX - начала XX века эксплуатировались с бензин бензол и алкоголь / бензольные смеси.[64] Хотя такие двигатели изначально использовались на металлических рудниках, к 1910 году они стали обычным делом на угольных шахтах. Firedamp Безопасность обеспечивалась сеткой из проволочной сетки над впускным и выпускным отверстиями, а также впрыском охлаждающей воды в выхлопную систему. Барботирование выхлопных газов через водяную баню также значительно снижает количество вредных паров.[63][65]

В целях безопасности (вредные пары, а также воспламеняемость топлива) современные шахтные железнодорожные локомотивы внутреннего сгорания работают только на дизельном топливе. Каталитические скрубберы снижают содержание окиси углерода. Другие локомотивы бывают электрическими, аккумуляторными или троллейными.

Аккумуляторно-электровозы

Состав хромовой руды, выходящей из шахтного туннеля на Бен Боу хромитовый рудник в Стиллуотер Каунти, Монтана

Локомотивы с батарейным питанием и системы решили многие потенциальные проблемы двигателей внутреннего сгорания, особенно в отношении дыма, вентиляции и выделения тепла. По сравнению с простыми электровозами, аккумуляторным локомотивам не нужно натягивать троллейбусный провод через каждый путь. Однако батареи - это тяжелые предметы, которые раньше требовали длительных периодов зарядки для обеспечения относительно коротких периодов работы на полной мощности, что приводило либо к ограничению работы, либо к необходимости удваивать закупки оборудования.

В 19 веке было много предположений о потенциальном использовании аккумуляторных локомотивов в шахтах.[66][67][68] К 1899 г. Болдуин-Вестингауз доставил экспериментальный аккумуляторный локомотив на шахту в Вирджинии; перезарядка аккумулятора происходила всякий раз, когда локомотив работал под троллейный провод, в то время как он мог работать от батареи при работе на временном треке рядом с лицо. Этот локомотив в конечном итоге стал успешным, но только после того, как напряжение в троллейбусе стабилизировалось.[69] А Сименс и Хаске локомотив с чистой аккумуляторной батареей использовался в угольной шахте в Гельзенкирхен (Германия) к 1904 году.[70]

Одной из проблем с аккумуляторными локомотивами была замена аккумуляторных батарей. Это было упрощено за счет использования съемных аккумуляторных ящиков. Со временем были разработаны аккумуляторные ящики с колесами, чтобы их можно было скатывать с локомотива.[71] В то время как первоначальная мотивация была связана с обслуживанием аккумуляторных батарей, в основном эта идея использовалась на зарядных станциях, где разряженный аккумуляторный ящик можно было скатить и заменить на свежезаряженный.[72]

Несмотря на свою популярность, аккумуляторные системы часто практически ограничивались шахтами, где системы были короткими и перемещали руду с относительно низкой плотностью, которая могла легко взорваться. Сегодня сверхмощные батареи обеспечивают полную смену (8 часов) с зарядкой одной или нескольких запасных батарей.

В действии

Пассажирский вагон на шахте

До 1995 года крупнейшая сеть узкоколейных, наземных, шахтных и угольных железных дорог в Европе находилась на месторождении лигнита Лейпциг-Альтенбург в Германии. У него было 726 километров (451 миль) 900 мм (2 футов11 7⁄16 в) - самый большой 900 мм (2 футов11 7⁄16 в) существующая сеть. Из них около 215 километров были съемными путями внутри реальных карьеров и 511 километров были стационарными путями для транспортировки угля к основной железнодорожной сети.

Последний 900 мм (2 футов11 7⁄16 в) колея шахтной железной дороги в немецкой земле Саксония, крупный горнодобывающий район в Центральной Европе, был закрыт в 1999 г. Шахта Звенкау в Лейпциге. Когда-то это была очень обширная железнодорожная сеть, но к концу у нее было всего 70 километров (43 миль) подвижных 900 мм (2 футов11 7⁄16 в) трека и 90 километров (56 миль) 900 мм (2 футов11 7⁄16 в) фиксированный железнодорожный путь в пределах самого карьера Zwenkau, а также 20 километров (12 миль), стандартный калибр, подвести железную дорогу для угольных поездов к электростанциям (1995–1999). Закрытие этой шахты положило конец истории 900 мм (2 футов11 7⁄16 в) шахтные железные дороги в бурых шахтах Саксонии. В декабре 1999 г. последний 900 мм (2 футов11 7⁄16 в) железная дорога на угольном месторождении Центральной Германии в Lusatia был закрыт.

В Соединенных Штатах, Consol Energy шахты Сапожника, занимающей большую территорию к востоку от Бенвуд, Западная Вирджиния был последним подземная угольная шахта использовать железнодорожные перевозки. Начиная с 2006 года, 12 миль под землей конвейерная лента и 2,5 мили надземной конвейерной ленты. Последняя партия угля была перевезена по железной дороге в январе 2010 года.[73]

Музейные и исторические железные дороги

Остатки угольных железных дорог на Лейпциг-Альтенбургском месторождении бурых углей можно посетить и использовать как музейную железную дорогу. По ней также ходят обычные музейные поезда. линия из Meuselwitz через Haselbach к Regis-Breitingen.

Шахтные железные дороги в гостевых шахтах

Австрия

  1. Pradeisstollen, Radmer в Штирия
  2. Серебряный рудник Швац

Германия

Гессе
  1. Grube Fortuna, Solms, смотровая шахта с рабочим валом, музей поля и карьера с кольцевой колеей, 600 мм (1 фут11 5⁄8 в), 2,3 км (1,4 мили) в длину
Нижняя Саксония
  1. Barsinghausen, Klosterstollen, 600 мм (1 фут11 5⁄8 в), 13 км (8,1 мили) в длину
  2. Клаусталь-Целлерфельд –Клаусталь, Вал Оттилии, карьер до старой станции в Клаустале, 600 мм (1 фут11 5⁄8 в), 2,2 км (1,4 мили)
  3. Гослар, Раммельсберг
  4. Langelsheim –Лаутенталь, Лаутентальс Глюк Пит
Северный Рейн-Вестфалия
  1. Bestwig –Рамсбек, Рэмсбекский рудник
  2. Kleinenbremen, Кляйненбременская шахта для посетителей
Рейнланд-Пфальц
  1. Steinebach / Sieg, Яма Биндвейде
Саксония
  1. Аннаберг-Бухгольц, Маркус Рёлинг Штольн, 600 мм (1 фут11 5⁄8 в)
  2. Эренфридерсдорф, Sauberg (только подземная часть), 600 мм (1 фут11 5⁄8 в)
Саксония-Анхальт
  1. Эльбингероде (Гарц), Драй Кронен и Эрт посетитель мой 600 мм (1 фут11 5⁄8 в)
  2. Зангерхаузен –Wettelrode, Röhrigschacht покажи мой
Тюрингия
  1. Ильфельд –Netzkater, Rabensteiner Stollen, 600 мм (1 фут11 5⁄8 в)
Люксембург
  1. Minièresbunn, Fond-de-Gras, 700 мм (2 футов3 9⁄16 в), Длиной 4 км (2,5 мили)
  2. Национальный музей железных рудников Люксембурга, круговая дорожка

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Эллис, Иэн (2006). Британская энциклопедия железнодорожного машиностроения Эллиса. Lulu.com. ISBN  978-1-8472-8643-7.
  2. ^ Отмечена культура и перечислены термины: стебель.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j Кларк, Рональд В. (1985). Произведения человека: история изобретений и инженерии, от пирамид до космического челнока (1-е американское издание. 8 дюймов на 10 дюймов в твердом переплете). Viking Penguin, Inc., Нью-Йорк, США, (1985). стр.352 (проиндексировано). ISBN  9780670804832.
  4. ^ Георгиус Агрикола (транс Гувер), De re Metallica (1913), стр. 156
  5. ^ Шахтеры вызвали вагоны Hund - «собака» - от шума, который они производили на гусеницах.Ли, Чарльз Э (1943). Эволюция железных дорог. Железнодорожный вестник (2-е изд.). Лондон. п. 16. OCLC  1591369.
  6. ^ Уоррен Эллисон, Сэмюэл Мерфи и Ричард Смит, «Ранняя железная дорога в немецких рудниках Колдбека» в Дж. Бойсе (ред.), Ранние железные дороги 4: Материалы 4-й Международной конференции ранних железных дорог 2008 г. (Six Martlets, Садбери, 2010), 52–69.
  7. ^ Льюис, Ранние деревянные железные дороги, 8-10.
  8. ^ Питер Кинг, «Первые Шропширские железные дороги» в Дж. Бойсе (ред.), Ранние железные дороги 4: документы 4-й Международной конференции ранних железных дорог 2008 г. (Six Martlets, Садбери, 2010), 70–84.
  9. ^ М. Дж. Т. Льюис, Ранние деревянные железные дороги.
  10. ^ Выкуп, Филипп (1981). Археология железных дорог. Тадворт, Англия: Мировая работа. п. 268. ISBN  978-0-437-14401-0.
  11. ^ а б c d е ж грамм Джеймс Берк (историк науки), Подключения (1985), страницы: 136-137, pbk: 304 страницы, Little Brown & Co., Нью-Йорк, ISBN
  12. ^ а б Джордж Стивенсон # Ранние локомотивы
  13. ^ "Джим-мальчик-осел (короткометражный фильм, название @IMDB)". Кинокомпания Эдисон. 28 марта 1911 г. Этот фильм демонстрируется в виде цикла с другими историческими программами в Музее добычи угля антрацита. Колдейл, Пенсильвания
  14. ^ Лоури, Раймонд Л., изд. (2002). «Земляные работы, погрузка и транспортировка материалов». Справочник по горнодобывающей промышленности для МСП. Общество горного, металлургического и геологоразведочного общества. п. 232. Получено 9 октября 2012.
  15. ^ Stoek, H.H .; Fleming, J. R .; Хоскин, А. Дж. (Июль 1922 г.). Исследование угольных шахт в Иллинойсе. Бюллетень инженерной экспериментальной станции. 132. Университет Иллинойса. стр. 102–103. Получено 22 июн 2011.
  16. ^ «II, Перевозка». Добыча полезных ископаемых. Уоллгейт, Уиган, Англия: Stowager and Sons. 2 декабря 1893 г.
  17. ^ Фэй, Альберт Х. (1920). "Машина". Глоссарий горнодобывающей и минеральной промышленности. Министерство внутренних дел США. п. 131.
  18. ^ Х. Х. Стоук, Дж. Р. Флеминг, А.Дж. Хоскин, Исследование угольных шахт в Иллинойсе, Бюллетень 132, Техническая экспериментальная станция Университета Иллинойса, июль 1922 г .; страницы 15-16.
  19. ^ Х. Х. Стоук, Дж. Р. Флеминг, А.Дж. Хоскин, Исследование угольных шахт в Иллинойсе, Бюллетень 132, Инженерная экспериментальная станция Университета Иллинойса, июль 1922 г .; стр.70 и стр.12.
  20. ^ Томпсон, Кери (2008). Запряженные: угольные лошади в Уэльсе. Кардифф: Национальный музей Уэльса. п. 66. ISBN  978-0-7200-0591-2.
  21. ^ Фред Бренкман, официальный историк Содружества (1884 г.). ИСТОРИЯ УГЛЕРОДА ПЕНСИЛЬВАНИЯ (Проект Archive.org pdf e-reprint 2-е издание, 627 страниц, (1913) изд.). Также содержит отдельный отчет о нескольких районах и поселках в округе Дж. Нунгессер, Харрисбург, Пенсильвания.
  22. ^ Bartholomew, Ann M .; Metz, Lance E .; Кнейс, Майкл (1989). КАНАЛЫ ДЕЛАУЭР и ЛЕХАЙ, 158 стр. (Первое изд.). Истон, Пенсильвания: Центр истории и технологий каналов, Исторический парк и музей Хью Мура, Inc., стр. 4–5. ISBN  0930973097. LCCN  89-25150.
  23. ^ Фрэнсис М. Фульц, Угольная шахта Айовы, глава V Открытые исследования по географии, I, Создание поверхности и почв региона Верхний Миссисипи, 1908; страницы 97-105, см. страницу 101.
  24. ^ а б Сидней Ф. Уокер, Электротехнические заметки о горном деле, Электрический обзор, Vol. 48, No. 1, январь 1906 г.
  25. ^ Вильгельм Хильденбранд, Раздел II, Самолет с простым двигателем, Подземная транспортировка угля по тросам, Компания сыновей Джона А. Роблинга, 1884 г .; стр.16.
  26. ^ Николас Вуд, Глава IV - Движущая сила, Раздел III - Паровой двигатель, установленный на восходящих самолетах, Практический трактат о железных дорогах, Лонгман, Рис, Орм, Браун и Грин, Лондон, 1832; стр.114.
  27. ^ Вильгельм Хильденбранд, Раздел III, Система хвостовых тросов, Подземная транспортировка угля по тросам, Компания сыновей Джона А. Роблинга, 1884 г .; стр.22.
  28. ^ Томас Дж. Уотерс, Канатные перевозки на угольной шахте Westport Coal Company в Уэстпорте, Доклады, прочитанные на Горной конференции, состоявшейся в Данидине, март 1890 г., Джордж Дидсбери, правительственный принтер, Веллингтон, Новая Зеландия, 1890 г .; стр.12
  29. ^ Отчет Хвостового комитета, Сделки Института горных инженеров Северной Англии, т. XVII, Приложение I (1867-8), Ньюкасл-апон-Тайн, 1868.
  30. ^ Карл Фольк, Транспортное и намоточное оборудование, используемое в шахтах, Скотт, Гринвуд и Ко. Лондон, 1903 г .; стр.113.
  31. ^ Вильгельм Хильденбранд, Раздел IV, Бесконечная веревочная система, Подземная транспортировка угля по тросам, Компания сыновей Джона А. Роблинга, 1884 г .; стр.37.
  32. ^ Шахтные перевозки, Элементы горного дела. III, Инженерная компания угольных шахт, Скрэнтон, 1900; пункты 2436-2437.
  33. ^ Легкие локомотивы, Журнал торговли углем Саварда 29 июля 1874 г .; страницы 39-40.
  34. ^ Porter Bell & Co. 1873 реклама.
  35. ^ Болдуин локомотив завод, Иллюстрированный каталог локомотивов, второе изд., Burnham, Parry, Williams & Co., Филадельфия, 1881 г .; стр.47.
  36. ^ Шахтные локомотивы для золотых приисков, Железнодорожный вестник, 12 октября 1877 г .; стр. 453. Имеет хорошие масштабные рисунки.
  37. ^ Новый горный локомотив, Журнал "Локомотив", Vol. IX, № 125 (10 октября 1903 г.); страницы 214-215. Включает фото.
  38. ^ H.K. Портер Ко., Реклама, Инженерный журнал, Vol. XXVII, № 6 (сентябрь 1909 г.); Рекламная страница 111.
  39. ^ Вулканские локомотивы, Vulcan Iron Works, Wilkes-Barre, 1911; страницы 70, 72, 86 и 105.
  40. ^ Х. Х. Стоук, Дж. Р. Флеминг, А.Дж. Хоскин, Исследование угольных шахт в Иллинойсе, Бюллетень 132, Техническая экспериментальная станция Университета Иллинойса, июль 1922 г .; стр.17.
  41. ^ Горный каталог (Metal and Quarry Ed.), Keystone, Питтсбург, 1921; страницы 273 (Болдуин) и 275 (Вулкан).
  42. ^ Пневматические локомотивы, Ежемесячный журнал Братства локомотивовщиков; т. Х, нет. 1 (январь 1876 г.); стр.16.
  43. ^ а б Пневматические локомотивы, Отчет о недавнем строительстве № 46, Baldwin Locomotive Works, 1904 г .; на странице 14 упоминается первая доставка; на странице 9 показано давление хранения и рабочее давление; на страницах 13-14 обсуждается работа при 2000 фунтов на кв. дюйм.
  44. ^ Профессиональные заметки, Пневматические шахтные локомотивы, The School of Mines Ежеквартально, т. II, нет. 4 (май 1881 г.), Колумбийский колледж, Нью-Йорк; страницы 215-216.
  45. ^ Пневматический шахтный локомотив, Инженер угольной шахты, т. XII, нет. 8 (март 1892 г.); стр.183.
  46. ^ Вулканские локомотивы, Vulcan Iron Works, Wilkes-Barre, 1911; страницы 74-78 и 97.
  47. ^ Дэвид Р. Ширер, Глава VI: Проектирование электростанции постоянного тока, Электроэнергия в угольной промышленности, Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1914.
  48. ^ F.M.F. Казин, Каким образом горнодобывающая и металлургическая промышленность может получить выгоду от электрических устройств? Часть II, [Электроэнергия], Том III, № 35 (ноябрь 1891 г.); страницы 405-409 (см. страницы 408-409 для обсуждения ранних немецких и американских перевозок электрических мин).
  49. ^ Электровоз Шлезингера, Электрический мир, Vol. XI, № 8 (25 февраля 1888 г.); стр. 88. Включает изображения тягового двигателя.
  50. ^ Электрическая железная дорога в угольной шахте Lykens Valley, Электрический мир, Vol. XI, № 24 (16 июня 1888 г.); стр. 303. Включает изображение локомотива.
  51. ^ The Union Electric Company, Филадельфия (реклама), Электрический мир, Vol. XI, № 26 (30 июня 1888 г.); страница xv. Включает веса локомотивов.
  52. ^ Т. К., Мартин и Джозеф Ветцлер, Глава XIII: Последние американские двигатели и моторные системы, [Электродвигатель и его приложения, третье изд.]; У. Дж. Джонстон, Нью-Йорк, 1891; страницы 218-224. Включает хорошие иллюстрации Pioneer.
  53. ^ Джордж Гиббс, Электровоз для шахтных тягачей, Журнал Кэссье, т. 22, нет. 3 (июль 1902 г.); страницы 323-343. Хорошо проиллюстрировано.
  54. ^ Сьюард Мигелл, Локомотив, Патент США 732768 , пожалована 7 июля 1903 г.
  55. ^ Кеннет Раштон, Катушка для шахтных локомотивов, Патент США 737491 , пожалована 25 августа 1903 г.
  56. ^ Кабельные локомотивы, Записная книжка шахтеров, 11-е изд., Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1916; стр. 826-827.
  57. ^ В. Э. Гамильтон, Съемник локомотивов, Патент США 765 833 , пожалована 26 июля 1904 г.
  58. ^ Крабовые локомотивы, Записная книжка шахтеров, 11-е изд., Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1916; стр.827.
  59. ^ Бензиновый двигатель для использования в шахтах, Нефтяной промышленный и технический Ревикгев, т. 2, вып. 68 (23 июня 1900 г.); стр. 388.
  60. ^ Бензиновый локомотив, Английский механик и мир науки № 1713 (21 января 1898 г.); страницы 532-533.
  61. ^ Бензиновые локомотивы для горных целей, The Petroleum Review, т. XIV (Новая серия), вып. 375 (23 июня 1906 г.); стр. 411. Включает фотографии.
  62. ^ Горный локомотив с бензиновым двигателем, Журнал "Локомотив", Vol. IX, № 119 (29 августа 1903 г.); стр. 128. Включает чертежи в масштабе.
  63. ^ а б Джозеф А. Англада, Бензиновые локомотивы для шахт, Газовый двигатель, Vol. XVI, № 2 (февраль 1914 г.); страницы 100-103. Включает фотографии.
  64. ^ Heise-Herbst, Bergbaukunde, Springer-Verlag 1910, стр. 345 сл.
  65. ^ Уникальный английский горный локомотив внутреннего сгорания, Горная наука, Vol. LXI, № 1573 (24 марта 1910 г.); стр. 272. Включает фото.
  66. ^ Электрические подземные перевозки, Журнал торговли углем, 3 октября 1894 г .; стр.726.
  67. ^ Дж. С. Доу, Изер против Васера, Материалы семнадцатого ежегодного собрания Института горных инженеров штата Огайо, 19-21 января 1898 г., Колумбус, опубликовано как Горный журнал Огайо, № 27, (1899); страницы 60-66, особенно см. страницу 62.
  68. ^ Фрэнсис А. Покок, Аккумуляторы и горное дело, представленный на встрече в Нью-Йорке в сентябре 1890 г. Пер. Амер. Inst. горных инженеров, Vol. XIX (1891 г.); страницы 278-282.
  69. ^ Гарри К. Майерс, Комбинированный локомотив с тележкой и аккумуляторной батареей для шахт, Американский электрик, Vol. XI, № 11 (ноябрь 1899 г.); стр. 512-513.
  70. ^ Дж. Ф. Гэрнс, Промышленные локомотивы для горнодобывающего, промышленного и смежного назначения, часть III, Журнал Кэссье, Vol. XXVI, № 5 (сентябрь 1904 г.); страницы 474-496; см. фото на странице стр. 474, текст на стр. 489.
  71. ^ Юджин Шеллентрагер и Брэдли Кларксон, аккумуляторный локомотив, Патент США 1413686 , пожалована 25 апреля 1922 г.
  72. ^ Уильям Т. Петтерсон, Механизм смены локомотивной батареи, Патент США 2,970,550 выдана 7 февраля 1961 г.
  73. ^ Shoemaker Mine надеется на будущее, Лидер Таймс, Мартинс Ферри, Огайо, 28 января 2010 г.

внешняя ссылка