[发明专利]大量材料运输系统

说明书

技术领域

本发明是关于一种大量材料的运输系统，像是例如含矿物质的矿砂、煤、矿砂、木片、谷粒、土壤和相似的颗粒材料。该系统能运送大量材料经过少于数公里的距离(短运程)。其可预期该系统能运送大量材料经过大于100公里的距离(长运程)。

本发明的大量材料的运输系统为一连续性的铰链式轨道在一管体中的型态(之后称为”CARIAT系统”)，该系统为传送带的本质，其中有一带体在连续性环圈中自一载点到一卸点并翻面返回。该系统也有列车的本质，其中车厢以铰链式方式连接尾端以承载大量材料的装载。该CARIAT系统具有一些特征类似于列车和一些特征相近于传送带。然而，CARIAT系统既非传送带也非列车，其为传送带和列车的混合体，其取传送带的一些优点(在小尺寸和载重的方面)和列车的一些优点(在坚固和模组和维持性方面)。

背景技术

CARIAT系统在大量材料运输的市场上竞争的现阶段有传送道、铁道、公路汽车和泥浆管线(用以陆地拖运)和船(用以海洋拖运)。

有一些特殊用途的传送带，包含带体式传送带、炼条式传送带、吊桶传送带、缆绳传送带、泪滴传送带和管体传送带，公路汽车包含有公路卡车、拖运卡车和其它路地移动机具，例如铲土机和前端装货机。轨道运输使用轨道卡车，包含底部倾卸车、侧部倾卸车和倒转型态倾卸车。泥浆管线则由帮浦机构界定使用，且海洋运输包括船只和大型平底船。

几乎所有的世界装载跨陆长途运程运输以两种商品为主：铁矿砂(每年约10亿吨)和焦碳(每年约40亿吨)。这些材料的运输成本范围在这些商品售价的10％到65％。

在出口市场，这些运输构成由船运和路运所构成，依地理位置变化比例，例如，西澳铁矿砂产区的皮尔巴拉(Pilbara)在日本将会有每吨41元澳币的运费，和付出约每吨4元澳币的铁道运输费用，加上进一步每吨14元澳币的船运运费，总运费成本为18元澳币或44％。

在大型市场如中国或美国，运输由路运为主，因为该矿产与客户在同一国家，例如美国西部的煤矿产区在美国东海岸会有每吨24美元的运费和付出约每吨12美元的铁道运输费用，代表总运输费用的50％。

约95％的大量矿物长运程跨路运输都由铁道运输完成，以传送器运输掌控剩余5％的大部分。

平均跨陆运输成本估计为铁矿砂每吨4元澳币，且煤矿每吨16元澳币，此让铁矿砂每年现有支出为40亿元澳币，且煤矿每年现有支出640亿元澳币，合并市场为每年680亿澳币。

矿业的大量运输

我们现在应该检视在习知技艺方面的一些细节，以了解它们如何与CARIAT系统比对。

矿产公司在他们的供应链中使用一种或更多种下列的大量运输系统：

●卡车-包含大型，后载堆式卡车在矿区和铰链式道路列车。

●铁道-包含大型柴油火车头拉动100-300节的列车，达7公里长，可载重达75000吨。

●传送器-包含跨陆多种飞行系统，长达100公里长，加上较短的传送带在港口以自堆货区混合和直接外载到非常大型的船上。

●泥浆管线-在管线中使用水以载送铁矿砂越过可考虑的距离长达450公里。

每一种现有的大量运输系统在矿物供应链的各种方面下，彼此比较各有其优缺点。简单来说，习知技艺中矿产大量运输系统的优点与问题如下：

卡车-提供弹性、小量成本投资(在一承包商基础上)、快速扩张和收缩依据产率。相反面上，其在操作、劳力强化有相对性昂贵，关于灰尘、噪音、视觉污染、道路安全与社区问题有显著的环境问题。另外，卡车近来面临增加的操作成本在增加的燃料成本、增加的执照费用、和缺乏轮胎的供应。还有，也有一些显著成本包含在卡车活动所需道路的建构与维持。在这些成本由政府所负担的地方，卡车比铁路有较显著的成本优势，但在资源拥有者必须负担这些成本的地方时，铁路有显著的优势。

铁路-现今铁路提供最长的运输方法给大规模的大量运输，在钢轨上钢轮的低滚动磨擦(道路轮胎磨擦的1/20一般低)，且降低劳力因素让铁路运输可行。但大规模资本投资在铁道和车辆车厢(每公里约1百万到2.4百万澳币)使得铁道选择只适用在量产超过15年、距离超过100公里和吨量每年超过5百万吨生产。在铁矿砂的例子中，一典型最大距离的铁道运程为约600公里，对煤矿来说(其有较高的价值)，其最大的距离为到达3000公里。

然而，铁道需要特定的引擎驱动器加上使用大型工作设备维修专家的主控，并加上如机动轨道量测仪等高科技系统，还有，铁道使用大量的能量且不能如传送器系统般在下坡状况时回收能量。实际上，35000吨的铁矿砂运行350公里铁轨会使用20000升的柴油。