Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с железной дороги Ямы )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сохранившийся типичный шахтный поезд в Museu de Les Mines d 'Eschucha , Eschucha , Испания

Шахта железной дороги (или шахты железной дороги , США), иногда яма железная дорога , железнодорожный построен для перевозки материалов и рабочих , и из шахты . [1] Транспортируемые материалы обычно включают руду , уголь и вскрышные породы (также называемые по-разному отвалы, отходы, шламы, стебли [2] и щебень; все это означает пустая порода). Об этом мало что помнят, но смесь тяжелых и громоздких материалов, которые нужно было ввозить в шахты и из шахт, породила первые несколько поколений железных дорог , сначала сделанных из деревянных рельсов, но со временем добавив защитного железа, паровозов.стационарными двигателями и самыми ранними коммерческими паровозами , все в шахтах и ​​вокруг них. [3]

История [ править ]

Рельсы шахты [ править ]

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

Вагоны (или трамвайные пути) были разработаны в Германии в 1550-х годах для облегчения транспортировки рудных ванн в и из шахт с использованием примитивных деревянных рельсов. Подобная операция была проиллюстрирована в 1556 году Георгием Агриколой из Германии (изображение справа). [4] Здесь использовались тележки «Hund» с колесами без фланцев, движущимися по деревянным доскам, и вертикальный штифт на тележке, вставленный в зазор между досками, чтобы поддерживать правильное движение. [5] Такая транспортная система использовалась немецкими шахтерами в Калдбеке , Камбрия , Англия, возможно, с 1560-х годов. [6] Альтернативное объяснение основано на намеке Мадьяр.- коляска. Есть возможные упоминания об их использовании в Центральной Европе в 15 веке. [7]

Фуникулер был проложен в Брозли в Шропшире , Англия, где-то до 1605 года. По нему уголь для Джеймса Клиффорда доставлялся из его шахт вниз до реки Северн, где его загружали на баржи и доставляли в прибрежные города. [8] Хотя первые документальные свидетельства об этом появились позже, его строительство, вероятно, предшествовало Wollaton Wagonway , завершенному в 1604 году, до сих пор считавшемуся самым ранним британским сооружением. Он пролегал от Стрелли до Воллатона недалеко от Ноттингема . Еще одна ранняя повозка отмечена позже . Хантингдон Бомонт , который занимался добычей полезных ископаемых наСтрелли также проложил широкие деревянные рельсы недалеко от Ньюкасл-апон-Тайн , по которым одна лошадь могла вытащить от пятидесяти до шестидесяти бушелей (130–150 кг) угля. [9]

К 18 веку такие вагоны и трамвайные пути существовали в ряде районов. Ральф Аллен, например, построил трамвай для перевозки камня из местного карьера для нужд строителей георгианских террас Бата . Битва Prestonpans , в якобита восходе 1745 , боролись верхом 1722 Транент - Cockenzie Waggonway. [10] Этот вид транспорта быстро распространился по всему угольному месторождению Тайнсайд , и наибольшее количество линий было обнаружено на угольном месторождении недалеко от Ньюкасл-апон-Тайн . В основном они использовались для перевозки угля в чалдронных вагонах от угольных карьеров до месторождений.(деревянный пирс) на берегу реки, откуда уголь мог доставляться в Лондон бригадами угольщиков . Вагоны были спроектированы таким образом, чтобы составы вагонов с углем могли спускаться на стоянку под действием силы тяжести, тормозясь тормозом, который «давил» на колеса, заклинивая их. Фургоны на менее крутых подъемах можно было замедлить, позволив колесам заедать на поворотах. По мере того, как работа с лошадьми становилась все более утомительной, была представлена ​​повозка, известная как денди-повозка , в которой лошадь могла отдыхать на спусках.

Симбиоз угля, железа и рельса [ править ]

Тенденция к концентрации сотрудников началась, когда Бенджамин Хантсман , ищущий более качественные пружины для часов, обнаружил в 1740 году [11], что он может производить высококачественную сталь в беспрецедентных количествах ( тигельная сталь вместо черновой стали ), используя керамические тигли при той же нехватке топлива. / Стекольная промышленность вдохновила отражательные печи , которые стимулировали добычу угля, коксование , производство чугунных пушек, а также пользование большим спросом шлюзовыми или стимулирующими продуктами [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 сосредоточения усилий в более крупные центральные города , но крупные предприятия [11] превращается в тенденцию , вызванного Генри Корт «s патент обработки железа 1784 [11] ведущий в короткие сроки для литейных обобщающую вблизи угольных шахт [3] и ускорения практики вытесняя кустарные промыслы наций. [11] С такой концентрацией сотрудников и отделением от жилищ [3] трамваи, запряженные лошадьми, стали широко доступны в качестве средства передвижения для ежедневных поездок на работу. [3]Шахтные железные дороги использовались с 1804 года вокруг Коулбрукдейла в таких промышленных скоплениях шахт и металлургических заводов, где все требовали тягового тягового усилия для громоздких или тяжелых грузов. Это привело к появлению обширных ранних деревянных железнодорожных путей и первых поездов, приводимых в движение животными, [11] затем, всего за два десятилетия [3], к защитным железным полосам, прибитым для защиты рельсов, к паровым поездам (1804 г.) и чугунные рельсы. Позже Джордж Стефенсон , изобретатель всемирно известной ракеты и член правления шахты, убедил свой совет использовать пар для тяги. [12] Затем он обратился в парламент с ходатайством о выдаче лицензии на общественную пассажирскую железную дорогу [3], учредивЛиверпуль и Манчестерская железная дорога . 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]

Корпоративные города и детский труд [ править ]

Сегодня большинство шахтных железных дорог имеют электрическое питание; в прежние времена пит-пони , такие как шетландские пони , ослы и / или мулы, использовались для буксировки первых шахтных поездов. В очень стесненных условиях вырубленных вручную шахтных туннелей также часто использовались дети, а за животными водили и ухаживали мальчики (в США их называли «мальчиками-мулами» [13] в возрасте 10–12 лет). Пока движение против детского труда не подтолкнуло к принятию законов, требующих всеобщего обязательного образования детей до шестого класса в Соединенных Штатах, в Антраците Аппалачей.На угольных месторождениях в Восточной Пенсильвании эти ежи использовались и были известны как мальчики-мулы до 1920-х годов, занимая положение на одну ступеньку выше по лестнице в качестве ученика шахтера (возраст 12+) от мальчиков-разбойников , в то время как заработки на каждой ступени позволили каждой группе значительно больше вернуться в свои упорные семьи.

Поскольку многие американские рудники были основаны в отдаленных районах, а акционерные компании импортировали рабочих из Европы, которым приходилось работать на своем пути в городке компанииспециально 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 продаже недвижимости и с радостью продавали земли всем желающим, поэтому люди постепенно инвестировали в такие загруженные сообщества, включая права проезда железнодорожным компаниям.

Rails [ править ]

Шахтный вагон на деревянных рельсах из Трансильвании , конец XVI века.

Обычно нет прямого соединения шахтной железной дороги с промышленным разъездом шахты или сетью железных дорог общего пользования из-за обычно используемых узкоколейных путей. В Соединенных Штатах стандартная ширина колеи для шахтной тяги составляет 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ), хотя используются размеры от 18 дюймов ( 457 мм ) до 5 футов 6 дюймов ( 1676 мм ). [14] [15]

В оригинальных шахтных железных дорогах использовались пропитанные воском деревянные рельсы, прикрепленные к деревянным шпалам , 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.

От дерева к чугуну [ править ]

Основная статья: профиль рельса

Эти ранние шахты железные дороги использовали деревянные рельсы, которые в начале промышленной революции около Coalbrookdale , вскоре были блокированы железной обвязкой, те были заменены кованым железом, то с первыми парой тяговых двигателями, чугунными рельсами, [12] и в конце концов стал рельсы, каждый из которых последовательно находился, служат намного дольше, чем рельсы предыдущего более дешевого типа. [3] Ко времени появления первых поездов, запряженных паровозом, большинство рельсов было из кованого железа [3], которое на 8: 1 превосходило чугунные рельсы. Примерно три десятилетия спустя, после того как Эндрю Карнеги сделал сталь конкурентоспособно дешевой, стальные рельсы вытеснили железо по тем же причинам долговечности. [3]

Движущая сила [ править ]

Основная статья: Minecart
Воспроизвести медиа
Езда на минной машине в Ашленде, штат Пенсильвания.

Трамвайные (или драмовые ) вагоны, используемые для перевозки шахт, обычно называют кадками . [16] Термин « вагонетка» широко используется в США [17]

Пит-пони [ править ]

Сохранившийся фургон Денди железной дороги Фестиниог . До появления локомотивов сланцевые поезда двигались вниз к Портмадогу под действием силы тяжести, и их тянули назад лошади.
Основная статья: Пит-пони

Римляне были первыми, кто осознал преимущества использования животных в своих промышленных работах, используя специально выведенных карьерных пони для питания дополнительных работ, таких как шахтные насосы.

Пони за работой во французских горных выработках XVIII века

Пони начали использовать под землей, часто заменяя детский или женский труд, по мере того, как расстояние от верха карьера до угольного забоя становилось больше. Первое известное зарегистрированное использование в Великобритании было на угольном месторождении графства Дарем в 1750 году; в Соединенных Штатах мулы были основным источником энергии животных в горнодобывающей промышленности, а лошади и пони использовались в меньшей степени. [18] На пике популярности в 1913 году в Великобритании насчитывалось 70 000 подземных 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-Восточной Англии.как «посадка», в Соединенных Штатах - как «трамвай» или «сбор» [19] ), которые было труднее механизировать . По состоянию на 1984 год, 55 пони все еще использовались Национальным советом по углю Великобритании, в основном на современной шахте в Эллингтоне, Нортумберленд .

Денди-фургоны часто прикрепляли к поездам с полным драмом, чтобы содержать лошадь или пони. Горные инженеры, а позже и железнодорожные инженеры проектировали свои трамвайные пути так, чтобы полные (тяжелые) поезда использовали силу тяжести при спуске по склону, а лошади использовались, чтобы 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 , была уволена из Пант-и-Гассег, недалеко от Понтипула , в мае 1999 года [20].

Кабельные перевозки [ править ]

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

В 19 веке после середины 1840-х годов, когда немецкое изобретение каната стало доступным на мануфактурах как в Европе, так и в Северной Америке, большие стационарные паровые двигатели на поверхности с кабелями, идущими под землю, обычно использовались для перевозки в шахтах. Неудивительно, что ориентированные на инновации менеджеры Lehigh Coal & Navigation Company первыми внедрили эту технологию в Америке, используя ее, чтобы сделать мертвую тягу загруженного угля на 1100 футов (340 м) вверх по планам Эшли , а также расширить свои работы в над долиной Пантер-Крик [21]с новыми секциями обратного хода под действием силы тяжести и уклонами обратного троса, но в первую очередь за счет установки двух секций канатного подъемника и расширения уже известной железной дороги Mauch Chunk Switchback с «задним ходом», время возврата вагона с 3–4 часа до примерно 20 минут, что новые уклоны затем подавались от новых шахтных стволов и угольных дробилок дальше в долину. [22] Иногда стационарные двигатели даже располагались под землей, с котлом на поверхности, хотя это была меньшая ситуация. Все методы кабельной тяги в основном использовались на основных путях прохождения рудника. Обычно ручной труд, мулы или пит-понииспользовались при сборе заправленных вагонов с рабочих площадок (галереи по возможности проложены по пластам) на основные подъездные пути. [23] В первом десятилетии 20-го века электрические локомотивы вытесняли энергию животных для выполнения этой вторичной транспортной роли в шахтах [24], где искрение, вызванное взрывным накоплением метана, представляло меньшую опасность. Было использовано несколько систем кабельной транспортировки:

В горных выработках , где происходил непрерывный спуск от входа до забоя, трос от подъемного двигателя можно было использовать для опускания порожних вагонов в шахту и последующего подъема полных вагонов. В шахтах вторичные подъемные двигатели могут использоваться для буксировки автомобилей на уклонах внутри шахты. Для классов в несколько процентов поезда из 25 вагонов каждый, перевозящие примерно полтонны, были типичными в 1880-х годах. [25]

В шахтах, где уклоны были неоднородными 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 подъемах с канатной тягой до 1830-х годов. [26] Это была доминирующая система в 1880-х годах. [27] Часто один двигатель использовался для работы с обоими канатами, причем хвостовой канат заходил в шахту, вокруг шкива на дальнем конце, а затем снова выходил наружу.

Наконец, самые продвинутые системы включали непрерывные веревочные петли, работающие как система канатной дороги . Некоторые шахты использовали бесконечные цепи до того, как канат стал широко доступным. [28] Бесконечная цепная система возникла в шахтах около Бернли (Англия) около 1845 года. Бесконечная веревочная система была разработана в Ноттингемшире примерно в 1864 году, а другая, независимо от того, была разработана несколько позже недалеко от Уигана (также в Англии). [29] В этих системах отдельные вагоны или поезда в шахте могли быть соединены с кабелем с помощью захвата, сравнимого с захватами, используемыми в наземных системах канатной дороги. [30] В 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 рукоятку, где оператор захвата ехал на переднем вагоне поезда, используя рукоятку, прикрепленную цепью к передней части вагона. В некоторых случаях к голове поезда прицеплялся отдельный вагон. [31] На заре 20-го века бесконечная канатная транспортировка была доминирующей технологией транспортировки на основных путях транспортировки подземных рудников. [24]

Паровозы [ править ]

Бак локомотив рекламируется в HK Porter, Inc. 1908 каталога для использования в подземных рудниках
Гном , использованный на шахте в Швейцарии

До тех пор, пока использование паровозов в общей железнодорожной системе было экономичным , паровозы также использовались на наземных путях в шахтах. В XIX и начале XX веков на некоторых крупных шахтах регулярно использовались подземные паровозы. Локомотивы для этой цели, как правило, представляли собой очень приземистые танковые двигатели с колесной формулой 0–4–0 . 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 на выезде. Такие двигатели нельзя было использовать в шахтах с проблемами рудничного газа . [32]

Porter, Bell & Co., похоже, построили первые локомотивы для подземных горных работ, которые использовались в Соединенных Штатах примерно в 1870 году. К 1874 году Consolidation Coal Company и Georges Creek Coal and Iron Company использовали несколько локомотивов Porter в своих подземных шахтах в Джорджес-Крик. Долина в Мэриленде . Другие пользователи включали несколько угольных шахт недалеко от Питтсбурга, штат Пенсильвания , Lehigh Coal and Navigation Company и железную шахту в Лейк-Супериор Айрон Рэнджес . Шахтные локомотивы Портера требовали минимального зазора 5 футов и ширины 4 фута при работе на колее 3 фута, где они могли справиться с кривой радиусом 20 футов.[33] [34] Компания Baldwin Locomotive Works строила аналогичные локомотивы, начиная с 1870 года. [35] [36] К началу 20 века очень маленькие нефтяные паровозы британского производства использовались на некоторых шахтах Южной Африки. [37] Портер и Вулкан (Wilkes-Barre) рекламировали паровые шахтные локомотивы в 1909 и 1911 годах. [38] [39] К началу 1920-х годов только несколько небольших шахт в Угольном поле Покахонтас в Западной Вирджинии использовали подземные паровозы. [40] Тем не менее, и Болдуин, и ВулканЕще в 1921 году продолжала рекламировать паровозы для подземного использования вне угольной промышленности [41].

Пневматические локомотивы [ править ]

Пневматический шахтный локомотив

Пневматические локомотивы приводились в движение сжатым воздухом, который перевозился по локомотиву в баллонах со сжатым воздухом. Преимущество этого метода движения в том, что он безопасен, но недостатком являются высокие эксплуатационные расходы из-за очень ограниченного диапазона, прежде чем возникла необходимость перезарядки баллонов с воздухом. Как правило, компрессоры на поверхности были соединены водопроводом с заправочными станциями, расположенными по всей шахте. Подзарядка в целом была очень быстрой. Уже в 1875 году в Германии производились узкоколейные локомотивы с сжатым воздухом для шахт с баллонами под давлением 4 или 5 бар . [42] Компания Baldwin Locomotive Works поставила свой первый локомотив на сжатом воздухе в 1877 году, а к 1904 году они предложили множество моделей, большинство из которых имелиКолесная формула 0-4-0 . [43] Пневматические локомотивы были введены в эксплуатацию на шахтах Newbottle в Шотландии в 1878 году, работающие при давлении 200 фунтов на квадратный дюйм (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 годов Портер строил локомотивы, рассчитанные на давление от 500 до 600 фунтов на квадратный дюйм (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 году компания Vulcan (Wilkes-Barre) продавала одноцилиндровые локомотивы со сжатым воздухом, 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 шестью резервуарами, которые могут работали при гораздо более высоком давлении. [46] Хомстейкв 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 пришли на смену сжатому воздуху.

Электровозы мостовые [ править ]

Шахтный локомотив U 28 от AEG на Verein Rothe Erde , Эш-сюр-Альзетт, 1894 г.

Технология электродвигателей, использовавшаяся до 1900 года на постоянном токе с напряжением в несколько сотен вольт, и прямая подача энергии к двигателю по воздушному проводу, позволила использовать эффективные, маленькие и прочные тракторы простой конструкции. Первоначально стандарта напряжения не было, но к 1914 году стандартным напряжением для подземных работ в Соединенных Штатах было 250 вольт. Это относительно низкое напряжение было принято из соображений безопасности. [47]

Первая в мире электрическая шахтная железная дорога была разработана компанией Siemens & Halske для добычи битуминозного угля в Саксонском Заукероде недалеко от Дрездена (ныне Фрайталь). Саксонский угольный завод. [48]

В 1894 году шахтная железная дорога Аахенской металлургической компании Rothe Erde была оснащена электрическим приводом, как и многие другие шахтные железные дороги в Рейнской области , Саарской Лотарингии , Люксембурге и Бельгийской Валлонии . В эти страны производились крупномасштабные поставки электровозов для этих железных дорог от компаний AEG , Siemens & Halske , Siemens-Schuckert Works (SSW) и Union Electricitäts-Gesellschaft (UEG).

Первый шахтный электровоз в США был введен в эксплуатацию в середине 1887 года на шахте Lykens Valley Coal Company в Ликенсе, штат Пенсильвания . Двигатель мощностью 35 л.с. для этого локомотива был построен Филадельфийской компанией Union Electric . [49] Локомотив весом 15000 фунтов (6800 кг) был назван Pioneer, и к середине 1888 года второй электровоз уже находился в эксплуатации на этой шахте. [50] [51] [52] Использование угля на Аппалачских месторождениях быстро распространилось. 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 протянуть воздушную линию для питания. 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 кабельные барабаны . Чтобы двигаться по путям 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 лебедкой для вытаскивания вагонов с обесточенных путей. Такой подход позволил использовать временные рельсы, которые были слишком легкими, чтобы выдержать вес кабельной катушки или аккумуляторного локомотива. Недостатком крабового локомотива было то, что тяговый трос от лебедки приходилось протягивать к рабочему забою, натягивая его на шкивы на любых крутых поворотах. [57] [58]

Взрывозащищенные горные локомотивы Schalker Eisenhütte используются на всех шахтах, принадлежащих Ruhrkohle (сегодня Deutsche Steinkohle ).

Локомотивы внутреннего сгорания [ править ]

1938 г. - железнодорожный локомотив Deutz mine.

Gasmotorenfabrik Deutz (Deutz Gas Company двигателя), теперь Deutz AG , представила одноцилиндровый протирки бензин локомотив для использования в шахтах в 1897. Их первые горнодобывающие локомотивы были рассчитаны на 6 до 8 л.с. (4,5 до 6,0 кВт) и весил 5280 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). т; 2,24 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 двухцилиндровый двигатель мощностью 18 л.с. (13 кВт). двигатели, построенные Wolseley Motors , использовались на шахтах Южной Африки. [62] К 1914 году Whitcomb Locomotive Works , Vulcan Iron Works и Milwaukee Locomotive Manufacturing Co. (позже объединенная с Whitcomb) производили в Соединенных Штатах бензиновые локомотивы с 4- и 6- цилиндровыми двигателями . [63]

В конце девятнадцатого и начале двадцатого века шахты железнодорожных локомотивов были прооперированы с бензиновой бензола и спирта / бензольных смесей. [64] Хотя такие двигатели изначально использовались в металлических рудниках, к 1910 году они уже применялись в угольных шахтах. Безопасность от рудничного газа была достигнута за счет решетчатых экранов из проволочной сетки над впускными и выпускными отверстиями, а также впрыска охлаждающей воды в выхлопную систему. Барботирование выхлопных газов через водяную баню также значительно уменьшило количество вредных паров. [63] [65]

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

Аккумуляторные электровозы [ править ]

Поезд хромовой руды, выходящей из шахтного туннеля на хромитовой шахте Бен-Боу в округе Стиллуотер, штат Монтана

Локомотивы и системы с батарейным питанием решили многие потенциальные проблемы двигателей внутреннего сгорания, особенно в отношении дыма, вентиляции и выделения тепла. По сравнению с простыми электровозами, аккумуляторные локомотивы не нуждаются в троллейбусе, натянутом на 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 году Болдуин-Вестингауз поставил экспериментальный аккумуляторный локомотив на шахту в Вирджинии; подзарядка аккумулятора происходила всякий раз, когда локомотив двигался под троллейбусом , а при работе на временном пути возле забоя он мог работать от аккумулятора . Этот локомотив в конечном итоге стал успешным, но только после того, как напряжение в троллейбусе стабилизировалось. [69] Сименс и Haske чистых аккумуляторная батарея локомотив был в использовании в угольной шахте в Гельзенкирхене (Германия) по 1904. [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 аккумуляторов, в основном эта идея использовалась на зарядных станциях, где разряженный аккумуляторный ящик можно было откатить 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 работе [ править ]

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) из 900 мм ( 2 футов 11 дюймов). +7 / 16  в) - самые большие900 мм(2 фута  11+7 ⁄ 16  дюйма) сеть в наличии. Из них около 215 км были съемными путями внутри реальных карьеров, а 511 км - фиксированными путями для транспортировки угля к основной железнодорожной сети.

Последние 900 мм ( 2 фута  11+7 / 16  в) Манометр шахты железной дороги в Германии,Саксонии, однойосновных областей добычи в Центральной Европе, была закрыта в 1999 году наруднике Zwenkauв Лейпциге. Когда-то это была очень обширная железнодорожная сеть, но к концу у нее было всего 70 километров (43 миль) подвижного состава900 мм(2 футов 11 дюймов). +7 / 16  в) легкая 90 км (56 миль)900 мм(2 фута  11+7 / 16  в) фиксированной железнодорожных путейпределах карьеров самого сайта Zwenkau, а также в 20 км (12 миль),стандартной колеи, линии железной дороги для угольных поездов на электростанциях (1995-1999). Закрытие этой шахты ознаменовало конец истории900 мм(2 футов 11 дюймов). +7 ⁄ 16  дюйма) шахтные железные дороги в бурых шахтах Саксонии. В декабре 1999 г. последние900 мм(2 фута  11+7 ⁄ 16  дюйма) железная дорога на угольном месторождении в Центральной Германии вЛужицебыла закрыта.

В Соединенных Штатах шахта Shoemaker Mine компании Consol Energy , охватывающая большую территорию к востоку от Бенвуда, Западная Вирджиния, была последней подземной угольной шахтой, использовавшей железнодорожные перевозки. Начиная с 2006 года, были установлены 12 миль подземной конвейерной ленты 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 [ править ]

Остатки угольных железных дорог на Лейпциг-Альтенбургском месторождении лигнита можно посетить и использовать как музейную железную дорогу. Регулярные музейные поезда ходят также по линии из Мезельвица через Хазельбах в Регис-Брайтинген .

Шахты железных дорог в шахтах посетителей [ править ]

Австрия [ править ]

  1. Pradeisstollen, Радмер в Штирии
  2. Серебряный рудник Швац

Германия [ править ]

Гессе
  1. Grube Fortuna, Solms , шахта для посетителей с рабочим валом, музей поля и карьера с круговой колеей, 600 мм ( 1 фут  11+5 / 8  в), 2,3 км (1,4 миль)длину
Нижняя Саксония
  1. Барсингхаузен , Клостерстоллен , 600 мм ( 1 фут  11+5 ⁄ 8  дюйма), 13 км (8,1 мили) в длину
  2. Клаусталь-Целлерфельд - Клаусталь , вал Оттилии , открытая железная дорога до старой станции в Клаустале, 600 мм ( 1 фут  11+5 ⁄ 8  дюйма), 2,2 км (1,4 мили)
  3. Гослар , Раммельсберг
  4. Лангельсхайм - Лаутенталь , Лаутентальс Глюк Пит
Северный Рейн-Вестфалия
  1. Bestwig - Ramsbeck , Ramsbeck Ore Mine
  2. Кляйненбремен , шахта для посетителей Кляйненбремен
Рейнланд-Пфальц
  1. Штайнебах / Зиг , Яма Биндвейде
Саксония
  1. Аннаберг-Буххольц , Маркус Рёлинг Штольн, 600 мм ( 1 фут  11+5 ⁄ 8  дюйма)
  2. Эренфридерсдорф , Зауберг (только подземная часть), 600 мм ( 1 фут  11+5 ⁄ 8  дюйма)
Саксония-Анхальт
  1. Эльбингероде (Гарц) , шахта Дрей Кронен и Эрт посетитель, 600 мм ( 1 фут  11+5 ⁄ 8  дюйма)
  2. Зангерхаузен - Веттельроде , шахта Рёригшахт
Тюрингия
  1. Ильфельд - Нетцкатер , Rabensteiner Stollen , 600 мм ( 1 фут  11+5 ⁄ 8  дюйма)
Люксембург
  1. Minièresbunn , Fond-de-Gras , 700 мм ( 2 фута  3+9 ⁄ 16  дюйма), 4 км (2,5 мили) в длину
  2. Национальный музей железных рудников Люксембурга , круговая дорожка

См. Также [ править ]

  • Промышленная железная дорога
  • Гранитная железная дорога
  • Мантрип (шаттл для перевозки горняков)
  • Моя машина
  • Вагонетка
  • Plateway
  • Карьерная ванна
  • Железнодорожный профиль
  • Рельсовые пути
  • Вагон
  • Гранитная железная дорога

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Ellis, Iain (2006). Британская энциклопедия железнодорожного машиностроения Эллиса . Lulu.com. ISBN 978-1-8472-8643-7.
  2. ^ культура отмечена и перечисленные термины: culm .
  3. ^ a b c d e f g h i j Кларк, Рональд В. (1985). Произведения человека: история изобретений и инженерии, от пирамид до космического челнока (1-е американское издание. 8 "x10", твердая обложка, ред.). Viking Penguin, Inc., Нью-Йорк, США (1985). С.  352 (проиндексировано) . ISBN 9780670804832.
  4. ↑ Георгиус Агрикола (транс. Гувер), De re Metallica (1913), стр. 156
  5. ^ Шахтеры назвали фургоны Хунд - «собака» - из-за шума, который они производили на путях. 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 Г. Бойсе (ред.), Ранние железные дороги 4: документы 4-й Международной конференции ранних железных дорог 2008 г. (Six Martlets, Sudbury, 2010), 52–69.
  7. ^ Льюис, Ранние деревянные железные дороги , 8-10.
  8. ↑ Питер Кинг, «Первые железные дороги Шропшира» 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. ^ MJT Льюис, Ранние деревянные железные дороги .
  10. Перейти ↑ Ransom, Philip (1981). Археология железных дорог . Тэдворт, Англия: Мировая работа. п. 268. ISBN 978-0-437-14401-0.
  11. ^ a b c d e f g Джеймс Берк (историк науки) , Connections (1985), страницы: 136-137, pbk: 304 страницы, Little Brown & Co., Нью-Йорк, ISBN
  12. ^ a b Джордж Стивенсон # Ранние локомотивы
  13. ^ "Джим Mule Boy (Film Short, 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 малых и средних предприятий . Общество горного, металлургического и геологоразведочного общества. п. 232 . Проверено 9 октября 2012 года .
  15. ^ Stoek, HH; Флеминг, младший; Хоскин, AJ (июль 1922 г.). Исследование угольных шахт в Иллинойсе . Бюллетень инженерной опытной станции . 132 . Университет Иллинойса. С. 102–103 . Проверено 22 июня 2011 года .
  16. ^ "II, Перевозка" . Горное дело . Уоллгейт, Уиган, Англия: Stowager and Sons. 2 декабря 1893 г.
  17. ^ Фэй, Альберт Х. (1920). «Автомобиль» . Глоссарий горнодобывающей и минеральной промышленности . Министерство внутренних дел США. п. 131.
  18. ^ HH Stoek, JR Fleming, AJ Hoskin, Исследование шахтному климат - контроль в Иллинойсе , Бюллетень 132, Университет штата Иллинойс инженерно опытная станция, июль 1922; страницы 15-16.
  19. ^ HH Stoek, JR Fleming, AJ Hoskin, Исследование шахтному климат - контроль в Иллинойсе , Бюллетень 132, Университет штата Иллинойс инженерно опытная станция, июль 1922; 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). ИСТОРИЯ УГЛЕРОДА ПЕНСИЛЬВАНИЯ (проект Archive.org, pdf, электронная перепечатка, 2-е издание , 627 страниц, (1913) изд.). Также содержит отдельный отчет о нескольких районах и поселках в округе Дж. Нунгессер, Гаррисбург, Пенсильвания.
  22. ^ Bartholomew, Ann M .; Metz, Lance E .; Кнейс, Майкл (1989).КАНАЛЫ ДЕЛАВЕРА и ЛЕХАЙ , 158 страниц (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 в Айове, глава V « Открытых исследований по географии», I, «Создание поверхности и почв региона Верхней Миссисипи» , 1908; страницы 97-105, см. страницу 101.
  24. ^ a b Сидней Ф. Уокер, Электрические горные записки, Обзор электротехники , Vol. 48, No. 1, январь 1906 г.
  25. ^ Wilhelm Hildenbrand, раздел II, Простой двигатель самолета, Подземный Haulage угля на тросах , Рёблинг сыновья Co., 1884; 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. ^ Wilhelm Hildenbrand, раздел III, Хвост Rope система, Подземный Haulage угля на тросах , Рёблинг сыновья Co., 1884; стр.22.
  28. ↑ Томас Дж. Уотерс, Канатные перевозки на угольной шахте Westport Coal Company, Вестпорт, доклады, прочитанные на Горной конференции, состоявшейся в Данидине, март 1890 г. , Джордж Дидсбери, правительственный типограф, Веллингтон, Новая Зеландия, 1890 г .; стр.12
  29. ↑ Отчет Комитета горных инженеров , Сделки Института горных инженеров Северной Англии , вып. XVII, Приложение I (1867-8), Ньюкасл-апон-Тайн, 1868.
  30. ^ Карл Волк, Транспортные и намоточные устройства, используемые в шахтах , Скотт, Гринвуд и Ко. Лондон, 1903; стр.113.
  31. ^ Wilhelm Hildenbrand, раздел IV, Бесконечный Rope система, Подземный Haulage угля на тросах , Рёблинг сыновья Co., 1884; стр.37.
  32. ^ Шахтные перевозки, Элементы горного дела, Vol. III , Инженерная компания угольных шахт, Скрэнтон, 1900 г .; пункты 2436-2437.
  33. ^ Легкие локомотивы, журнал торговли углем Саварда , 29 июля 1874 г .; страницы 39-40.
  34. ^ Porter Bell & Co. 1873 реклама .
  35. ↑ Baldwin Locomotive Works, Иллюстрированный каталог локомотивов , второе изд., Burnham, Parry, Williams & Co., Филадельфия, 1881; стр.47.
  36. ^ Шахтные локомотивы для золотых рудников, 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. ↑ HK Porter Co., Реклама, Engineering Magazine , Vol. XXVII, № 6 (сентябрь 1909 г.); Рекламная страница 111.
  39. Перейти ↑ Vulcan Locomotive , Vulcan Iron Works, Wilkes-Barre, 1911; страницы 70 , 72 , 86 и 105 .
  40. ^ HH Stoek, JR Fleming, AJ Hoskin, Исследование шахтному климат - контроль в Иллинойсе , Бюллетень 132, Университет штата Иллинойс инженерно опытная станция, июль 1922; стр.17.
  41. ↑ Горный каталог (ред. Металл и карьер) , Keystone, Питтсбург, 1921; страницы 273 (Болдуин) и 275 (Вулкан).
  42. ^ Пневматические локомотивы, Ежемесячный журнал Братства локомотивов ; т. Х, нет. 1 (январь 1876 г.); стр.16.
  43. ^ a b Пневматические локомотивы, Отчет о недавнем строительстве № 46, Baldwin Locomotive Works, 1904; 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, Шахтные локомотивы сжатого воздуха , The School of Mines Quarterly , vol. II, нет. 4 (май 1881 г.), Колумбийский колледж, Нью-Йорк; страницы 215-216.
  45. ^ Шахтный локомотив сжатого воздуха, Инженер угольной шахты , т. XII, нет. 8 (март 1892 г.); стр.183.
  46. Перейти ↑ Vulcan Locomotive , Vulcan Iron Works, Wilkes-Barre, 1911; страницы 74-78 и 97 .
  47. ^ Дэвид Р. Ширер, Глава VI: Проект электростанции постоянного тока, Электричество в угольной промышленности , Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1914.
  48. ^ FMF Cazin, 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 шахт).
  49. Перейти ↑ Schlesinger Electric Locomotive Motor, The Electrical World , 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. ^ T. C, 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 перевозок, журнал Cassier , vol. 22, нет. 3 (июль 1902 г.); страницы 323-343. Хорошо проиллюстрировано.
  54. ^ Сьюард Мигелл, Локомотив, Патент США 732768 , выданный 7 июля 1903 г.
  55. ^ Кеннет Руштон, Reel Приложение для рудничных, патент США 737491 , выданном 25 августа 1903 года.
  56. ^ Кабельно-Reel Локомотивы, горняки угольщиков Pocketbook, 11 Ed. , Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1916; стр. 826-827.
  57. ^ WE Гамильтон, Локомотив автомобилей съемник, патент США 765833 , выданном 26 июля 1904.
  58. Перейти ↑ Crab Locomotive, The Coal Miners 'Pocketbook, 11th Ed. , Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1916; стр.827.
  59. ^ Бензиновый локомотив для использования в шахтах, The Petroleum Industrial and Technical Review , vol. 2, вып. 68 (23 июня 1900 г.); стр. 388.
  60. ^ Бензиновые Локомотив, английский механик и Мир науки , № 1713 (21 января, 1898); страницы 532-533.
  61. ^ Бензиновые локомотивы для горнодобывающих целей, The Petroleum Review , vol. XIV (Новая серия), вып. 375 (23 июня 1906 г.); стр. 411. Включает фотографии.
  62. ^ Нефтяной-Driven Mining Локомотив, локомотивного журнал , Vol. IX, № 119 (29 августа 1903 г.); стр. 128. Включает чертежи в масштабе.
  63. ^ a b 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 горнодобывающий локомотив внутреннего сгорания, Mining Science , Vol. LXI, № 1573 (24 марта 1910 г.); стр. 272. Включает фото.
  66. ↑ Electric Underground Haulage, The Coal Trade Journal , 3 октября 1894 г .; стр.726.
  67. ↑ Дж. С. Доу, Изер против Васера, Труды семнадцатого ежегодного собрания Института горных инженеров Огайо, 19-21 января 1898 г., Колумбус, опубликовано как «Горный журнал Огайо» , № 27 (1899 г.); страницы 60-66, особенно см. страницу 62.
  68. ^ Фрэнсис А. Покок, Аккумуляторы и горное дело, представленный на встрече в Нью-Йорке, сентябрь 1890 г., Trans. Амер. Inst. горных инженеров . 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 горнодобывающей, фабричной и смежных отраслей, часть III, журнал Cassier , Vol. XXVI, № 5 (сентябрь 1904 г.); страницы 474-496; см. фото на странице 474 , текст на странице 489 .
  71. ^ Евгений В. Schellentrager и Брэдли Э. Clarkson, Аккумуляторный Локомотивный, патент США 1413686 , выданный 25 апреля 1922 года.
  72. ↑ Уильям Т. Петтерсон, Механизм смены локомотивной батареи, патент США 2970550 , выдан 7 февраля 1961 г.
  73. ↑ Shoemaker Mine рассчитывает на будущее, The Times Leader , Martin's Ferry Ohio, 28 января 2010 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Grubenbahn.de - участок шахтной железной дороги
  • Schmalspurige Grubenbahn.de - участок узкоколейной железной дороги
  • Kohlebahn - участок угольной железной дороги
  • Промышленный и железнодорожный парк Фон-де-Гра в горнодобывающем регионе Люксембурга
  • Шахтные железнодорожные локомотивы