stringtranslate.com

Шахтная железная дорога

Сохранившийся типичный шахтный поезд в Музее шахт д'Эшуча, Эшуча , Испания.

Шахтная железная дорога ( или шахтная железная дорога , США), иногда шахтная железная дорога , — это железная дорога, построенная для перевозки материалов и рабочих в шахту и из шахты . [1] Транспортируемые материалы обычно включают руду , уголь и вскрышные породы (также называемые по-разному отвалами, отходами, шлаком, штыбом, [2] и плиткой; все это означает пустую породу). Об этом мало кто помнит, но смесь тяжелых и громоздких материалов, которые нужно было доставлять в шахты и из них, дала начало первым нескольким поколениям железных дорог , сначала сделанных из деревянных рельсов, но в конечном итоге добавленных защитное железо, паровая тяга с помощью стационарных двигателей и первые коммерческие паровозы , все внутри и вокруг шахтных работ. [3]

История

Рельсы шахтные

Вагонетка, показанная в De Re Metallica (1556). Направляющий штифт вставляется в паз между двумя деревянными досками.

Вагонные пути (или трамвайные пути) были разработаны в Германии в 1550-х годах для облегчения транспортировки рудных бочек в шахты и из шахт с использованием примитивных деревянных рельсов. Такая операция была проиллюстрирована в 1556 году Георгиусом Агриколой из Германии (изображение справа). [4] Для этого использовались тележки «Hund» с нефланцевыми колесами, движущимися по деревянным доскам, и вертикальный штифт на тележке, входящий в зазор между досками, чтобы она двигалась в правильном направлении. [5] Такая транспортная система использовалась немецкими шахтерами в Колдбеке , Камбрия , Англия, возможно, с 1560-х годов. [6] Альтернативное объяснение выводит ее из венгерского hintó – повозка. Есть возможные ссылки на их использование в Центральной Европе в 15 веке. [7]

Фуникулер был построен в Брозли в Шропшире , Англия, где-то до 1605 года. Он перевозил уголь для Джеймса Клиффорда из его шахт вниз к реке Северн, чтобы погрузить на баржи и доставить в прибрежные города. [8] Хотя первое документальное упоминание об этом появилось позже, его строительство, вероятно, предшествовало Wollaton Wagonway , завершенному в 1604 году, до сих пор считавшемуся самой ранней британской установкой. Он проходил от Стрелли до Воллатона около Ноттингема . Еще один ранний wagonway отмечен позже. Хантингдон Бомонт , который занимался добычей полезных ископаемых в Стрелли , также проложил широкие деревянные рельсы около Ньюкасл-апон-Тайн , по которым одна лошадь могла тащить от пятидесяти до шестидесяти бушелей (130–150 кг) угля. [9]

К XVIII веку такие пути для перевозки грузов и трамвайные пути существовали в ряде областей. Ральф Аллен, например, построил трамвайную линию для транспортировки камня из местного карьера для обеспечения нужд строителей георгианских террас Бата . Битва при Престонпансе во время восстания якобитов в 1745 году произошла на пути Транента — Кокензи 1722 года. [10] Этот тип транспорта быстро распространился по всему угольному месторождению Тайнсайд , и наибольшее количество линий можно было найти в угольном месторождении около Ньюкасл-апон-Тайн . Они в основном использовались для транспортировки угля в вагонах- чалдронах из угольных шахт на стейт (деревянный пирс) на берегу реки, откуда уголь можно было отправлять в Лондон на угольных бригах . Вагонные пути были спроектированы так, чтобы составы угольных вагонов могли спускаться на стоянку под действием силы тяжести, тормозимые тормозным мастером, который «растормаживал» колеса, заклинивая их. Вагонные пути на менее крутых склонах можно было замедлить, позволяя колесам застревать на поворотах. Поскольку работа становилась все более изнурительной для лошадей, было введено транспортное средство, известное как денди-вагон , в котором лошадь могла отдыхать на спусках.

Симбиоз угля, железа и рельсов

Тенденция к концентрации сотрудников началась, когда Бенджамин Хантсман , ища более качественные часовые пружины, обнаружил в 1740 году [11] , что он может производить высококачественную сталь в беспрецедентных количествах ( тигельная сталь для замены черновой стали ) с использованием керамических тиглей в той же нехватке топлива/стекольной промышленности, вдохновившей отражательные печи , которые стимулировали добычу угля, коксование , литейные цеха для чугунных пушек и очень востребованные 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 появлялись ранние небольшие фабрики. [11]

Эта тенденция концентрации усилий на более крупных, центрально расположенных, но крупных предприятиях [11] превратилась в тенденцию, стимулированную патентом Генри Корта на обработку железа 1784 года [11], что в скором времени привело к размещению литейных заводов вблизи угольных шахт [3] и ускорению практики вытеснения кустарных производств страны. [11] С такой концентрацией работников и отделением от жилья [3] конные трамваи стали общедоступными в качестве пригородного ресурса для ежедневных поездок на работу. [3] Шахтные железные дороги использовались с 1804 года вокруг Коулбрукдейла в таких промышленных концентрациях шахт и металлургических заводов, все из которых требовали тяги для перевозки громоздких или тяжелых грузов. Это привело к появлению обширных ранних деревянных рельсов и первых поездов на животной тяге, [11] затем последовательно всего за два десятилетия [3] к защитным железным полосам, прибитым гвоздями для защиты рельсов, к паровым поездам (1804) и к чугунным рельсам. Позже Джордж Стефенсон , изобретатель всемирно известной «Ракеты» и член правления шахты, убедил свое правление использовать пар для тяги. [12] Затем он подал прошение в парламент на получение лицензии на строительство общественной пассажирской железной дороги, [3] основав Ливерпульско-Манчестерскую железную дорогу . Вскоре после интенсивной публичной рекламы, отчасти вызванной конкурсом на лучший локомотив, в котором победила «Ракета» Стефенсона, железные дороги во всем мире пережили взрывной рост, и промышленная революция постепенно стала глобальной. [3]

Рельсы

Шахтная повозка на деревянных рельсах из Трансильвании , конец XVI века.

Обычно нет прямого соединения железной дороги шахты с промышленной веткой шахты или общественной железнодорожной сетью из-за узкоколейной колеи, которая обычно используется. В Соединенных Штатах стандартная ширина колеи для откатки в шахте составляет 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ), хотя используются колеи от 18 дюймов ( 457 мм ) до 5 футов 6 дюймов ( 1676 мм ). [13] [14]

Первоначально железные дороги шахт использовали пропитанные воском деревянные рельсы, прикрепленные к деревянным шпалам , по которым тащили драмки мужчины, дети или животные. Позже это было заменено L-образными железными рельсами, которые крепились к полу шахты, что означало, что шпалы не требовались, и, следовательно, оставляло легкий доступ для ног детей или животных, чтобы толкать больше драмок.

Дерево в чугун

Эти ранние шахтерские железные дороги использовали деревянные рельсы, которые в начале промышленной революции около Коулбрукдейла вскоре были покрыты железной обвязкой, их заменили кованым железом, затем первыми паровыми тяговыми двигателями, чугунными рельсами [12] и, в конечном итоге, стальными рельсами, поскольку каждый из них последовательно служил намного дольше, чем предыдущий более дешевый тип рельсов. [3] К моменту появления первых поездов на паровой тяге большинство рельсов были проложены из кованого железа [3] , которое превосходило чугунные рельсы в соотношении 8:1. 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

Поездка на шахтерской вагонетке в Эшленде, Пенсильвания

Трамвайные вагоны (или драм-вагоны ), используемые для перевозки в шахтах, обычно называются «ваннами» . [15] Термин «шахтный вагон» обычно используется в Соединенных Штатах [16]

Люди

Работников шахт часто использовали для толкания шахтерских тележек. В очень стесненных условиях вручную вырубленных шахтерских туннелей дети также часто использовались до появления законодательства о детском труде, либо толкая сами тележки, либо ухаживая за животными, которые это делали (см. ниже). [17]

Пит-пони

Сохранившийся вагон «Денди» железной дороги Фестиниог . До появления локомотивов поезда с сланцем спускались в Портмадог под действием силы тяжести, а обратно их тянули лошади.

Римляне первыми осознали преимущества использования животных в промышленных работах, применяя специально выведенных карьерных пони для привода вспомогательных механизмов, таких как шахтные насосы.

Карьерные пони за работой на французских рудниках XVIII века

Пони начали использовать под землей, часто заменяя детский или женский труд, поскольку расстояния от шахты до угольного забоя становились больше. Первое известное зарегистрированное использование в Британии было на угольном месторождении графства Дарем в 1750 году; в Соединенных Штатах мулы были доминирующим источником животной силы в шахтерской промышленности, а лошади и пони использовались в меньшей степени. [18] На пике в 1913 году под землей в Британии находилось 70 000 пони. В последующие годы механическая транспортировка была быстро введена на главных подземных дорогах, заменив пони-тягачи, и пони, как правило, ограничивались более короткими пробегами от угольного забоя до главной дороги (известными в Северо-Восточной Англии как «putting», в Соединенных Штатах как «tramming» или «gathering» [19] ), которые было сложнее механизировать. По состоянию на 1984 год 55 пони все еще использовались Национальным угольным советом Великобритании, в основном на современной шахте в Эллингтоне, Нортумберленд .

Вагоны Dandy часто прикреплялись к поездам полных драмов, чтобы вместить лошадь или пони. Инженеры горнодобывающей промышленности, а позднее и железнодорожники проектировали свои трамвайные пути таким образом, чтобы полные (тяжелые) поезда использовали силу тяжести для спуска по склону, в то время как лошади использовались для того, чтобы тянуть пустые драмы обратно к выработкам. Вагон Dandy позволял легко перевозить требуемую лошадь каждый раз.

Вероятно, последняя лошадь, работавшая под землей в британской угольной шахте, Робби , была отправлена ​​на пенсию из Пант-и-Гассег, недалеко от Понтипула , в мае 1999 года. [20]

Перевозка кабеля

В 19 веке после середины 1840-х годов, когда немецкое изобретение стального каната стало доступно на заводах как в Европе, так и в Северной Америке, для откатки угля в шахтах обычно использовались большие стационарные паровые двигатели на поверхности с кабелями , достигающими земли. Неудивительно, что инновационно настроенные менеджеры Lehigh Coal & Navigation Company стали пионерами в этой технологии в Америке, используя ее для обеспечения подъема загруженных угольных составов на высоту 1100 футов (340 м) вверх по плато Эшли , и расширения своих работ в долине Пантер-Крик и выше [21] новыми секциями гравитационного поворота и обратными канатными подъемами, но наиболее примечательно установкой двух секций канатного подъема и расширением уже известной железной дороги Mauch Chunk Switchback с «обратным путем» времени возврата вагонетки с 3–4 часами до примерно 20 минут, которые затем питались от новых шахтных стволов и угольных дробилок дальше вниз в долину. [22] Иногда стационарные двигатели даже располагались под землей, а котел на поверхности, хотя это было меньшинство. Все методы канатной откатки в основном использовались на основных откаточных путях шахты. Обычно ручной труд, мулы или шахтные пони использовались для сбора заполненных вагонеток из рабочих зон (галереи проезжали поперек пластов, насколько это было возможно) на основных откаточных путях. [23] В первом десятилетии 20-го века электровозы вытесняли животную силу для этой второстепенной роли откатки в шахтах [24] , где искры, вызывающие взрывное накопление метана, представляли меньшую опасность. Использовалось несколько систем канатной откатки:

В наклонных шахтах , где был непрерывный спуск от входа к рабочему забою, канат от подъемной машины мог использоваться для спуска пустых вагонов в шахту, а затем подъема полных вагонов. В шахтах вторичные подъемные машины могли использоваться для вытягивания вагонов на уклонах внутри шахты. Для уклонов в несколько процентов в 1880-х годах типичными были поезда из 25 вагонов, каждый из которых вез примерно полтонны. [25]

В шахтах, где уклоны были неравномерными или где уклоны были недостаточно крутыми для того, чтобы гравитация могла втянуть поезд в шахту, основной подъемный канат мог быть усилен хвостовым канатом, соединенным с противоположным концом поезда шахтных вагонеток. Система хвостового каната берет свое начало на поверхностных наклонных участках с канатной тягой до 1830-х годов. [26] Это была доминирующая система в 1880-х годах [27] Часто один двигатель использовался для работы обоих канатов, при этом хвостовой канат достигал шахты, вокруг шкива на дальнем конце, а затем снова выходил.

Наконец, самые передовые системы включали непрерывные петли каната, работающие как система канатной дороги . Некоторые шахты использовали бесконечные цепи до того, как трос стал широко доступен. [28] Система бесконечной цепи возникла в шахтах около Бернли (Англия) около 1845 года. Система бесконечного каната была разработана в Ноттингемшире около 1864 года, а другая независимо разработана около Уигана несколько позже (также в Англии). [29] В этих системах отдельные вагоны или поезда в шахте могли быть соединены с тросом с помощью захвата, сопоставимого с захватами, используемыми в системах наземных канатных дорог. [30] В некоторых шахтах цепь или трос для перевозки проходили поверх вагонов, и вагоны автоматически освобождались, когда цепь или трос поднимались с помощью верхнего шкива. Там, где кабель проходил под вагонами, можно было использовать ручной захват, где оператор захвата ехал на переднем вагоне поезда, работая с захватом, прикрепленным цепью к передней части вагона. В некоторых случаях отдельный вагон захвата был соединен с головой поезда. [31] На заре 20-го века бесконечная канатная транспортировка была доминирующей технологией транспортировки для основных путей транспортировки подземных шахт. [24]

Паровозы

Танк -локомотив, рекламируемый в каталоге HK Porter, Inc. 1908 года для использования в подземных шахтах.
Gnom , используемый на шахте в Швейцарии

Пока было экономически выгодно эксплуатировать паровозы на общей железнодорожной системе, паровозы также использовались на наземных путях шахт. В 19-м и начале 20-го веков некоторые крупные шахты регулярно использовали паровозы под землей. Локомотивы для этой цели обычно представляли собой очень приземистые танковые паровозы с колесной формулой 0-4-0 . Использование паровой энергии под землей было целесообразно только в районах с очень высоким потоком отработанного воздуха, с ограничениями скорости двигателя в 1/2 скорости воздуха, чтобы обеспечить достаточно чистый воздух для команды во время поездок на выход. Такие двигатели нельзя было использовать в шахтах с проблемами рудничного газа . [32]

Porter, Bell & Co., по-видимому, построили первые подземные горнодобывающие локомотивы, использовавшиеся в Соединенных Штатах около 1870 года. К 1874 году Consolidation Coal Company и Georges Creek Coal and Iron Company использовали несколько локомотивов Porter в своих подземных шахтах в долине Джорджес-Крик в Мэриленде . Другими пользователями были несколько угольных шахт около Питтсбурга, штат Пенсильвания , Lehigh Coal and Navigation Company и железный рудник в районе оз. Верхнее железное хребтов. Локомотивы Портера требовали минимального клиренса в 5 футов и ширины в 4 фута при работе на 3-футовой колее, где они могли преодолевать кривую радиусом 20 футов. [33] [34] Baldwin Locomotive Works строила похожие локомотивы, начиная с 1870 года. [35] [36] К началу 20-го века очень маленькие британские паровые локомотивы, работающие на нефти, использовались в некоторых южноафриканских шахтах. [37] Портер и Вулкан (Уилкс-Барре) рекламировали паровые шахтные локомотивы в 1909 и 1911 годах. [38] [39] К началу 1920-х годов только несколько небольших шахт в угольном бассейне Покахонтас в Западной Вирджинии использовали паровозы под землей. [40] Тем не менее, и Болдуин , и Вулкан продолжали рекламировать паровозы для подземного использования за пределами угольной промышленности вплоть до 1921 года. [41]

Пневматические локомотивы

Пневматический шахтный локомотив

Пневматические локомотивы приводились в действие сжатым воздухом, перевозимым в локомотиве в баллонах для сжатого воздуха. Этот метод движения имел преимущество в том, что был безопасным, но недостатком были высокие эксплуатационные расходы из-за очень ограниченного диапазона, прежде чем требовалась перезарядка воздушных баллонов. Как правило, компрессоры на поверхности были соединены с помощью водопровода со станциями перезарядки, расположенными по всей шахте. Зарядка, как правило, была очень быстрой. Узкоколейные локомотивы на сжатом воздухе были изготовлены для шахт в Германии еще в 1875 году, с резервуарами, нагнетаемыми до 4 или 5 бар . [42] Baldwin Locomotive Works поставили свой первый локомотив на сжатом воздухе в 1877 году, и к 1904 году они предложили множество моделей, большинство с колесной формулой 0-4-0 . [43] Пневматические локомотивы были введены в эксплуатацию в угольной шахте Ньюботл в Шотландии в 1878 году, работая при давлении 200 фунтов на квадратный дюйм (14 бар ). [44]

Обычные шахтные системы сжатого воздуха, работающие при 100 фунтах на квадратный дюйм (7 бар), позволяли перемещаться всего на несколько сотен футов. К концу 1880-х годов Портер строил локомотивы, рассчитанные на 500–600 фунтов на квадратный дюйм (34–41 бар ). [45] К началу 1900-х годов давление в воздушных резервуарах локомотивов возросло с 600 до 800 фунтов на квадратный дюйм (41–55 бар), хотя уже предполагалось давление до 2000 фунтов на квадратный дюйм (140 бар). [43] В 1911 году Vulcan (Wilkes-Barre) продавала локомотивы с одним баком, работающие на сжатом воздухе при 800 фунтах на квадратный дюйм (55 бар), модели с двумя баками до 1000 фунтов на квадратный дюйм (69 бар) и одну модель с 6 баками, которая, возможно, работала при гораздо более высоком давлении. [46] Хоумстейк в Южной Дакоте, США , использовал такие высокие давления, со специальными компрессорами и распределительными трубопроводами. За исключением очень маленьких перспектив и удаленных небольших шахт, аккумуляторные или дизельные локомотивы заменили сжатый воздух.

Электровозы с контактной сетью

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

Технология электродвигателя, использовавшаяся до 1900 года для постоянного тока с несколькими сотнями вольт и прямой подачи питания на двигатель от контактного провода, позволила использовать эффективные, небольшие и прочные тракторы простой конструкции. Первоначально не было стандарта напряжения, но к 1914 году 250 вольт стали стандартным напряжением для подземных работ в Соединенных Штатах. Это относительно низкое напряжение было принято в целях 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) и эксплуатировалась уже в 1882 году на 5-м главном проходе шахты Оппель, эксплуатируемой Королевскими саксонскими угольными заводами. [48]

В 1894 году рудничная железная дорога Ахенской металлургической компании Rothe Erde была оснащена электроприводом, как и впоследствии многочисленные другие рудничные железные дороги в Рейнланде , Сааре , Лотарингии , Люксембурге и бельгийской Валлонии . В этих странах осуществлялись крупномасштабные поставки электровозов для этих железных дорог от AEG , Siemens & Halske , Siemens-Schuckert Works (SSW) и Union Electricitäts-Gesellschaft (UEG).

Первый электрический шахтный локомотив в Соединенных Штатах был введен в эксплуатацию в середине 1887 года на шахте Lykens Valley Coal Company в Лайкенс, штат Пенсильвания . Двигатель мощностью 35 л. с. для этого локомотива был построен компанией Union Electric Company из Филадельфии . [49] Локомотив весом 15000 фунтов (6800 кг) был назван Pioneer, и к середине 1888 года на этой шахте работал второй электровоз. [50] [51] [52] Использование в угольных месторождениях Аппалачей быстро распространилось. К 1903 году в Америке использовалось более 600 электрических шахтных локомотивов, а новые производились со скоростью 100 в год. [53]

Первоначально электровозы использовались только там, где было экономически выгодно натягивать контактную линию для питания. Это ограничивало их использование для сбора грузов в забое шахты, где рельсы были временными и часто перемещались. Это побудило к разработке аккумуляторных локомотивов, но в первом десятилетии 20-го века первые успешные электровозы для сбора использовали кабельные барабаны . Для работы на путях вдали от воздушных линий силовой кабель был прикреплен к контактной линии, а затем автоматически разматывался по мере продвижения локомотива и наматывался по мере его возвращения. [54] [55] [56]

Локомотивы-крабы были оснащены лебедкой для вытягивания вагонов с нерабочих путей. Такой подход позволял использовать временные пути, которые были слишком легкими, чтобы выдержать вес кабельного барабана или аккумуляторного локомотива. Недостатком локомотива-краба было то, что кто-то должен был тянуть тяговый трос от лебедки к рабочему забою, продевая его через шкивы на любых крутых поворотах. [57] [58]

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

Локомотивы внутреннего сгорания

Локомотив шахтной железной дороги Deutz 1938 года .

Gasmotorenfabrik Deutz (Deutz Gas Engine Company), теперь Deutz AG , представила одноцилиндровый бензиновый локомотив для использования в шахтах в 1897 году. Их первые горнодобывающие локомотивы имели мощность от 6 до 8 л. с. (от 4,5 до 6,0 кВт) и весили 5280 фунтов (2390 кг). [59] Первоначальный двигатель мощностью 6 л. с. (4,5 кВт) имел длину 8 футов 6,5 дюймов (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 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 двухцилиндровые двигатели мощностью 18 л. с. (13 кВт), произведенные Wolseley Motors, использовались в шахтах Южной Африки. [62] К 1914 году Whitcomb Locomotive Works , Vulcan Iron Works и Milwaukee Locomotive Manufacturing Co. (позже слившаяся с Whitcomb) производили в Соединенных Штатах бензиновые шахтерские локомотивы с 4- и 6- цилиндровыми двигателями . [63]

Локомотивы шахтерской железной дороги конца 19-го и начала 20-го века работали на смесях бензина, бензола и спирта /бензола. [64] Хотя такие двигатели изначально использовались в металлических шахтах, к 1910 году они стали обычным явлением в угольных шахтах. Безопасность от рудничного газа достигалась с помощью защитных экранов из проволочной сетки над впускными и выпускными отверстиями, а также впрыска охлаждающей воды в выхлопную систему. Барботирование выхлопа через водяную баню также значительно уменьшало вредные пары. [63] [65]

В целях безопасности (вредные пары, а также воспламеняемость топлива) современные локомотивы внутреннего сгорания для шахтных железных дорог работают только на дизельном топливе. Каталитические скрубберы снижают уровень оксида углерода. Другие локомотивы являются электрическими, либо аккумуляторными, либо троллейбусными.

Электровозы на аккумуляторных батареях

Состав с хромовой рудой, выходящий из штольни хромитового рудника Бен-Боу в округе Стиллуотер, штат Монтана.

Локомотивы и системы на аккумуляторных батареях решили многие потенциальные проблемы, которые представляют двигатели внутреннего сгорания, особенно в отношении паров, вентиляции и выработки тепла. По сравнению с простыми электровозами, локомотивы на аккумуляторных батареях не нуждаются в контактном проводе, натянутом над каждым рельсом. Однако аккумуляторные батареи — это тяжелые изделия, которые раньше требовали длительных периодов зарядки для обеспечения относительно коротких периодов работы на полной мощности, что приводило либо к ограничению операций, либо к необходимости удвоения закупок оборудования.

В 19 веке было много спекуляций о потенциальном использовании аккумуляторных локомотивов в шахтах. [66] [67] [68] К 1899 году компания Baldwin-Westinghouse поставила экспериментальный аккумуляторный локомотив на шахту в Вирджинии; подзарядка батареи происходила всякий раз, когда локомотив двигался под контактным проводом , в то время как он мог работать от батареи при работе на временных путях вблизи забоя . Этот локомотив в конечном итоге оказался успешным, но только после того, как напряжение в системе троллейбуса было стабилизировано. [69] К 1904 году локомотив Siemens и Haske с чистым аккумулятором использовался на угольной шахте в Гельзенкирхене (Германия). [70]

Одной из проблем с аккумуляторными локомотивами была замена аккумулятора. Это было упрощено за счет использования съемных аккумуляторных ящиков. В конце концов, были разработаны аккумуляторные ящики, которые включали колеса, чтобы их можно было скатывать с локомотива. [71] Хотя первоначальная мотивация была связана с обслуживанием аккумулятора, основное применение этой идеи было на зарядных станциях, где разряженный аккумуляторный ящик можно было скатить и заменить на свежезаряженный. [72]

Несмотря на популярность, аккумуляторные системы часто были практически ограничены шахтами, где системы были короткими, и перемещением относительно малоплотной руды, которая могла легко взорваться. Сегодня мощные аккумуляторные батареи обеспечивают работу в течение полной смены (8 часов) с одной или несколькими запасными батареями для зарядки.

В эксплуатации

Пассажирский вагон на шахтной железной дороге

До 1995 года крупнейшая в Европе узкоколейная надземная шахтная и угольная железнодорожная сеть была в Лейпцигско-Альтенбургском буроугольном месторождении в Германии. Она имела 726 километров (451 милю) 900 мм ( 2 фута  11+716  дюйма) – самый большой900 мм(2 фута  11 дюймов)+716 дюйма  )существующей сети. Из них около 215 километров были съемными путями внутри самих карьеров и 511 километров были фиксированными путями для транспортировки угля к основной железнодорожной сети.

Последние 900 мм ( 2 фута  11 дюймов)+716  дюймовая) колея шахтерской железной дороги в немецкой землеСаксония, крупнейший горнодобывающий район в центральной Европе, была закрыта в 1999 году нашахте Цвенкаув Лейпциге. Когда-то очень обширная железнодорожная сеть, к концу она имела только 70 километров (43 мили) подвижных900 мм(2 фута  11+716  дюйма) и 90 километров (56 миль)900 мм(2 фута  11+716  дюйма) фиксированный железнодорожный путь в пределах самого карьера Цвенкау, а также 20-километровая (12 миль)стандартная колея, соединяющая железную дорогу для угольных поездов на электростанции (1995–1999). Закрытие этой шахты ознаменовало конец истории900 мм(2 фута  11+716  дюйма) шахтные железные дороги в лигнитовых шахтах Саксонии. В декабре 1999 года последние900 мм(2 фута  11+ Была закрыта железная дорога длиной 716 дюйма в районе добычи угля в Средней Германии, вЛужице.

В Соединенных Штатах шахта Shoemaker компании Consol Energy , охватывающая большую территорию к востоку от Бенвуда, Западная Вирджиния, была последней подземной угольной шахтой , которая использовала железнодорожную транспортировку. Начиная с 2006 года, было установлено 12 миль подземного конвейера и 2,5 мили надземного конвейера. Последняя партия угля была доставлена ​​по железной дороге в январе 2010 года. [73]

Музейные и исторические железные дороги

Остатки угольных железных дорог в Лейпцигско-Альтенбургском лигнитном поле можно посетить и использовать как музейную железную дорогу. Регулярные музейные поезда также ходят по линии от Мойзельвица через Хазельбах до Регис-Брайтингена .

Шахтные железные дороги в гостевых шахтах

Австрия

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

Германия

Гессе
  1. Грубе Фортуна, Солмс, гостевая шахта с рабочим стволом, музей полевой и шахтной железной дороги с кольцевым путем, 600 мм ( 1 фут  11 дюймов)+58  дюйма), 2,3 км (1,4 мили) в длину
Нижняя Саксония
  1. Барсингхаузен , Клостерстоллен, 600 мм ( 1 фут  11+58  дюйма), 13 км (8,1 мили) в длину
  2. Клаусталь-ЦеллерфельдКлаусталь , шахта Оттилии, карьерная железная дорога до старой станции в Клаустали, 600 мм ( 1 фут  11+58  дюйма), 2,2 км (1,4 мили)
  3. Гослар , Раммельсберг
  4. ЛангельсхаймЛаутенталь , карьер Лаутентальс-Глюк
Северный Рейн-Вестфалия
  1. BestwigРамсбек , рудник Рамсбек
  2. Кляйненбремен , Посетительская шахта Кляйненбремен
Рейнланд-Пфальц
  1. Штайнебах/Зиг , карьер Биндвайде
Саксония
  1. Аннаберг-Бухгольц , Маркус Релинг Столльн, 600 мм ( 1 фут  11+58  дюйма)
  2. Эренфридерсдорф , Зауберг (только подземная часть), 600 мм ( 1 фут  11+58  дюйма)
Саксония-Ангальт
  1. Эльбингероде (Гарц) , шахта для посетителей Драй Кронен и Эрт , 600 мм ( 1 фут  11+58  дюйма)
  2. Зангерхаузен – Веттельроде, шахта Реригшахт .
Тюрингия
  1. Ильфельд -Нецкатер, Рабенштайнер Штоллен, 600 мм ( 1 фут  11+58  дюйма)
Люксембург
  1. Миньербунн, ​​Фонд-де-Гра , 700 мм ( 2 фута  3 дюйма)+916  дюйма), 4 км (2,5 мили) в длину
  2. Национальный музей железных рудников Люксембурга, кольцевая трасса

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Эллис, Иэн (2006). Британская железнодорожная инженерная энциклопедия Эллиса . Lulu.com. ISBN 978-1-8472-8643-7.
  2. ^ Отмечена культура и перечислены термины: culm .
  3. ^ abcdefghij Кларк, Рональд В. (1985). Труды человека: история изобретений и инженерии, от пирамид до космического челнока (1-е американское издание. 8"x10" твердый переплет). Viking Penguin, Inc., Нью-Йорк, США, (1985). стр. 352 (индексировано). ISBN 9780670804832.
  4. ^ Георгиус Агрикола (транс Гувер), De re Metallica (1913), с. 156
  5. Шахтеры называли вагоны Hund — «собака» — из-за шума, который они производили на путях. Ли, Чарльз Э. (1943). Эволюция железных дорог (2-е изд.). Лондон. стр. 16. OCLC  1591369. {{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )CS1 maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка )
  6. Уоррен Эллисон, Сэмюэл Мерфи и Ричард Смит, «Ранняя железная дорога в немецких рудниках Колдбека» в книге Г. Бойса (ред.), « Ранние железные дороги 4: доклады 4-й Международной конференции по ранним железным дорогам 2008 г.» (Six Martlets, Садбери, 2010 г.), 52–69.
  7. Льюис, Ранние деревянные железные дороги , 8-10.
  8. Питер Кинг, «Первые железные дороги Шропшира» в книге Г. Бойса (ред.), « Ранние железные дороги 4: доклады 4-й Международной конференции по ранним железным дорогам 2008 г.» (Six Martlets, Садбери, 2010 г.), 70–84.
  9. ^ М. Дж. Т. Льюис, Ранние деревянные железные дороги .
  10. ^ Рэнсом, Филип (1981). Археология железных дорог . Тадворт, Англия: World's Work. стр. 268. ISBN 978-0-437-14401-0.
  11. ^ abcdefg Джеймс Берк (историк науки) , Connections (1985), страницы: 136-137, pbk: 304 страницы, Little Brown & Co., Нью-Йорк, ISBN
  12. ^ ab Джордж Стефенсон#Локомотивы
  13. ^ Лоури, Рэймонд Л., ред. (2002). "Экскавация, погрузка и транспортировка материалов". Справочник для горнодобывающих предприятий малого и среднего бизнеса . Общество горного дела, металлургии и разведки. стр. 232. ISBN 9780873351751. Получено 9 октября 2012 г.
  14. ^ Stoek, HH; Fleming, JR; Hoskin, AJ (июль 1922 г.). Исследование транспортировки угля в угольных шахтах Иллинойса. Том 132. Иллинойсский университет. С. 102–103 . Получено 22 июня 2011 г. {{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )
  15. ^ "II, Haulage". Горное дело . Wallgate, Wigan, Англия: Stowager and Sons. 2 декабря 1893 г.
  16. ^ Фэй, Альберт Х. (1920). «Автомобиль». Глоссарий горнодобывающей и минеральной промышленности . Министерство внутренних дел США. стр. 131.
  17. ^ "Джим-мул (короткометражный фильм, название @IMDB)". Edison Film Company. 28 марта 1911 г. Этот фильм демонстрируется на видеозацикле вместе с другими историческими программами в Музее добычи угля в Антраците, Коулдейл, Пенсильвания
  18. ^ HH Stoek, JR Fleming, AJ Hoskin, Исследование транспортировки угля в угольных шахтах в Иллинойсе, Бюллетень 132, Инженерная экспериментальная станция Иллинойсского университета, июль 1922 г.; страницы 15-16.
  19. HH Stoek, JR Fleming, AJ Hoskin, Исследование транспортировки угля в угольных шахтах в Иллинойсе, Бюллетень 132, Инженерная экспериментальная станция Иллинойсского университета, июль 1922 г.; стр. 70 и стр. 12.
  20. ^ Томпсон, Сери (2008). Запряжённые: лошади угольной промышленности в Уэльсе . Кардифф: Национальный музей Уэльса. стр. 66. ISBN 978-0-7200-0591-2.
  21. ^ Фред Бренкман, официальный историк Содружества (1884). ИСТОРИЯ ОКРУГА КАРБОН, ПЕНСИЛЬВАНИЯ (проект Archive.org pdf e-reprint 2-е издание, 627 страниц, (1913) ред.). Также содержит отдельный отчет о нескольких городских округах и поселках в округе, Дж. Нангессер, Харрисберг, Пенсильвания. {{cite book}}: Внешняя ссылка в |edition=( помощь )
  22. ^ Варфоломей, Энн М.; Мец, Лэнс Э.; Кнейс, Майкл (1989).DELAWARE и LEHIGH CANALS , 158 страниц (первое издание). 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 «Изучения географии на открытом воздухе», I, «Формирование поверхности и почв региона Верхнего Миссисипи», 1908; страницы 97–105, см. страницу 101.
  24. ^ Сидней Ф. Уокер, Заметки об электротехнике в горном деле, Electrical Review, т. 48, № 1, январь 1906 г.
  25. Вильгельм Гильденбранд, Раздел II, Простой самолет с двигателем, Подземная транспортировка угля с помощью стальных канатов, John A. Roebling's Sons Co., 1884; стр. 16.
  26. Николас Вуд, Глава IV – Движущая сила, Раздел III – Паровая машина, закрепленная на восходящих плоскостях, Практический трактат о железных дорогах, Лонгман, Риз, Орм, Браун и Грин, Лондон, 1832; стр. 114.
  27. Вильгельм Гильденбранд, Раздел III, Система хвостового каната, Подземная транспортировка угля стальными канатами, John A. Roebling's Sons Co., 1884; стр. 22.
  28. Томас Дж. Уотерс, Канатная транспортировка на угольной шахте Коулбрукдейл компании Westport Coal Company, Вестпорт, Доклады, прочитанные на Горнодобывающей конференции, состоявшейся в Данидине, март 1890 г., Джордж Дидсбери, правительственный издатель, Веллингтон, Новая Зеландия, 1890 г.; стр. 12
  29. Отчет Комитета по хвостовому канату, Труды Института горных инженеров Северной Англии, т. XVII, Приложение I (1867-8), Ньюкасл-апон-Тайн, 1868.
  30. Карл Фольк, Транспортные и намоточные устройства, используемые в шахтах, Скотт, Гринвуд и Ко. Лондон, 1903; стр. 113.
  31. Вильгельм Гильденбранд, Раздел IV, Система бесконечных канатов, Подземная транспортировка угля стальными канатами, John A. Roebling's Sons Co., 1884; стр. 37.
  32. Шахтная откатка, Элементы горного дела, том III, The Colliery Engineer Co., Скрантон, 1900; параграфы 2436-2437.
  33. Легкие локомотивы, Saward's Coal Trade Journal, 29 июля 1874 г.; страницы 39-40.
  34. ^ Реклама Porter Bell & Co. 1873 года .
  35. Baldwin Locomotive Works, Иллюстрированный каталог локомотивов, второе издание, Burnham, Parry, Williams & Co., Филадельфия, 1881; стр. 47.
  36. Локомотивы для золотых приисков, Железнодорожная газета, 12 октября 1877 г.; стр. 453. Имеет чертежи в хорошем масштабе.
  37. Новый шахтерский локомотив, The Locomotive Magazine, том IX, № 125 (10 октября 1903 г.); страницы 214-215. Включает фотографию.
  38. HK Porter Co., Реклама, Журнал инженерного дела, т. XXVII, № 6 (сентябрь 1909 г.); страница рекламы 111.
  39. Локомотивы Vulcan, Vulcan Iron Works, Уилкс-Барре, 1911; страницы 70, 72, 86 и 105.
  40. HH Stoek, JR Fleming, AJ Hoskin, Исследование транспортировки угля в угольных шахтах в Иллинойсе, Бюллетень 132, Инженерная экспериментальная станция Иллинойсского университета, июль 1922 г.; стр. 17.
  41. Горнодобывающий каталог (ред. по металлам и карьерам), Keystone, Питтсбург, 1921; страницы 273 (Болдуин) и 275 (Вулкан).
  42. «Локомотивы на сжатом воздухе», ежемесячный журнал Братства локомотивных инженеров; т. X, № 1 (январь 1876 г.); стр. 16.
  43. ^ ab Compressed Air Locomotives, Record of Recent Construction No. 46, Baldwin Locomotive Works, 1904; на стр. 14 упоминается первая поставка; на стр. 9 показаны давления хранения и рабочие давления; на стр. 13–14 обсуждается работа при давлении 2000 фунтов на кв. дюйм.
  44. Профессиональные заметки, Пневматические шахтные локомотивы , The School of Mines Quarterly, т. II, № 4 (май 1881 г.), Колумбийский колледж, Нью-Йорк; страницы 215-216.
  45. Пневматический шахтный локомотив, The Colliery Engineer, т. XII, № 8 (март 1892 г.); стр. 183.
  46. Локомотивы Vulcan, Vulcan Iron Works, Уилкс-Барре, 1911; страницы 74-78 и 97.
  47. ^ Дэвид Р. Ширер, Глава VI: Проектирование электростанции постоянного тока, Электричество в угольной промышленности, McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1914.
  48. ^ Ф. М. Ф. Казин, Какую пользу могут принести горнодобывающая и металлургическая промышленность электрические приспособления? Часть II, [Электроэнергия], том III, № 35, (ноябрь 1891 г.); страницы 405-409 (см. страницы 408-409 для обсуждения раннего немецкого и американского электрического рудничного транспорта).
  49. Schlesinger Electric Locomotive Motor, The Electrical World, т. XI, № 8 (25 февраля 1888 г.); стр. 88. Включает фотографии тягового двигателя.
  50. Электрическая железная дорога в угольной шахте Lykens Valley, The Electrical World, т. XI, № 24 (16 июня 1888 г.); стр. 303. Включает изображение локомотива.
  51. The Union Electric Company, Филадельфия (реклама), The Electrical World, т. XI, № 26 (30 июня 1888 г.); стр. xv. Включает вес локомотивов.
  52. ^ T. C, Martin и Joseph Wetzler, Глава XIII: Latest American Motors and Motor Systems, [Электрический двигатель и его применение, третье изд.]; WJ Johnston, Нью-Йорк, 1891; страницы 218-224. Включает хорошие иллюстрации Pioneer.
  53. Джордж Гиббс, Электровоз для откатки в шахтах, Cassier's Magazine, т. 22, № 3 (июль 1902 г.); страницы 323-343. Хорошо иллюстрировано.
  54. Сьюард Мигхелл, Локомотив, патент США 732,768 , выдан 7 июля 1903 года.
  55. Кеннет Раштон, Катушка для шахтных локомотивов, патент США 737,491 , выдан 25 августа 1903 г.
  56. Локомотивы с кабельными катушками, The Coal Miners' Pocketbook, 11-е изд., McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1916; стр. 826-827.
  57. У. Э. Гамильтон, «Тягач локомотива», патент США 765,833 , выдан 26 июля 1904 г.
  58. Крабовые локомотивы, The Coal Miners' Pocketbook, 11-е изд., McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1916; стр. 827.
  59. Бензиновый локомотив для использования в шахтах, The Petroleum Industrial and Technical Review, т. 2, № 68 (23 июня 1900 г.); стр. 388.
  60. Benzine Locomotive, English Mechanic and World of Science, № 1713 (21 января 1898 г.); страницы 532-533.
  61. Бензиновые локомотивы для горнодобывающей промышленности, The Petroleum Review, т. XIV (Новая серия), № 375 (23 июня 1906 г.); стр. 411. Включает фотографии.
  62. Горнодобывающий локомотив, работающий на бензине, журнал The Locomotive Magazine, том IX, № 119 (29 августа 1903 г.); стр. 128. Включает чертежи в масштабе.
  63. ^ Джозеф А. Англада, Газовые локомотивы для шахт, Газовый двигатель, т. XVI, № 2 (февраль 1914 г.); страницы 100-103. Включает фотографии.
  64. ^ Хайзе-Хербст, Бергбаукунде, Springer-Verlag 1910, стр. 345 и далее.
  65. Уникальный английский шахтерский локомотив внутреннего сгорания, Горная наука, т. LXI, № 1573 (24 марта 1910 г.); стр. 272. Включает фотографию.
  66. Электрическая подземная транспортировка, The Coal Trade Journal, 3 октября 1894 г.; стр. 726.
  67. JS Doe, The Iser vs. the Waser, Труды семнадцатого ежегодного собрания Института горных инженеров Огайо, 19-21 января 1898 г., Колумбус, опубликовано как The Ohio Mining Journal, № 27, (1899); страницы 60-66, см. в частности страницу 62.
  68. Фрэнсис А. Покок, Аккумуляторы и горное дело, представлено на Нью-Йоркском собрании в сентябре 1890 г., Trans. Amer. Inst. of Mining Engineers, Vol. XIX (1891); страницы 278-282.
  69. Гарри К. Майерс, Комбинированный троллейбусный и аккумуляторный локомотив для шахт, American Electrician, т. XI, № 11 (ноябрь 1899 г.); стр. 512-513.
  70. Дж. Ф. Гейрнс, Промышленные локомотивы для горнодобывающей промышленности, фабрик и смежных целей, часть III, журнал Cassier's Magazine, т. XXVI, № 5 (сентябрь 1904 г.); страницы 474-496; см. фото на стр. 474, текст на стр. 489.
  71. Юджин В. Шеллентрагер и Брэдли Э. Кларксон, Аккумуляторный локомотив, патент США 1,413,686 , выдан 25 апреля 1922 года.
  72. Уильям Т. Петтерсон, Механизм замены аккумуляторной батареи локомотива, патент США 2,970,550 , выдан 7 февраля 1961 г.
  73. Shoemaker Mine делает ставку на будущее, The Times Leader, Martin's Ferry Ohio, 28 января 2010 г.

Внешние ссылки