鉱山鉄道

スペイン、エシューチャの鉱山博物館に保存されている典型的な鉱山列車

鉱山鉄道(きんじょうてつどう、英: mine railwaymine railway )は、鉱山へ資材や作業員を輸送するために建設された鉄道である。[ 1 ]輸送される資材には、鉱石石炭表土(スポイル、ウェイスト、スラック、カルム、[ 2 ]タイリングなどとも呼ばれ、いずれも廃岩を意味する)が典型的に含まれる。あまり知られていないが、鉱山へ、あるいは鉱山から運搬する必要のある重くてかさばる資材の混合が、最初の数世代の鉄道の誕生につながった。当初は木製のレールが使用されていたが、やがて保護用の鉄レールが追加され、固定エンジンによる蒸気機関車や初期の商用蒸気機関車が鉱山周辺の工場内外で使用されていた。[ 3 ]

歴史

鉱山レール

『デ・レ・メタリカ』 (1556年)に登場するトロッコ。ガイドピンは2枚の木の板の間の溝に収まっている。

1550年代、ドイツで原始的な木製レールを用いて鉱石を鉱山へ運搬するために、ワゴンウェイ(または路面電車)が開発されました。この作業の様子は、1556年にドイツのゲオルギウス・アグリコラによって図解されています(右図)。[ 4 ]この作業では、フランジのない車輪を持つ「フント」と呼ばれる台車が木の板の上を走行し、台車の垂直のピンが板の隙間に差し込まれることで、台車が正しい方向に進むようにしていました。[ 5 ]このような輸送システムは、おそらく1560年代からイギリスのカンブリア州カルドベックでドイツ人鉱夫によって使用されていました。 [ 6 ] 別の説としては、ハンガリー語の「hintó」(馬車)に由来するという説があります。15世紀の中央ヨーロッパで使用されていた可能性も示唆されています。[ 7 ]

1605年より前の時期に、イングランドのシュロップシャー州ブロズリーにケーブルカーが作られた。これは、ジェームズ・クリフォードの鉱山から石炭をセヴァーン川まで運び、荷船に積み込んで川沿いの町々に運ぶものだった。[ 8 ]このケーブルカーの最初の記録はもっと後のものだが、建設はおそらく1604年に完成したウォラトン・ワゴンウェイよりも前のものだった。ウォラトン・ワゴンウェイはこれまでイギリスで最古の施設とされてきた。このワゴンウェイはストレリからノッティンガム近郊のウォラトンまで走っていた。さらに初期のワゴンウェイがこれ以降に記録されている。ストレリの鉱山に関わっていたハンティンドン・ボーモントは、ニューカッスル・アポン・タインの近くに幅広の木製レールも敷設した。このレールでは馬1頭で50~60ブッシェル(130~150 kg)の石炭を運ぶことができた。[ 9 ]

18 世紀までには、こうした荷馬車道や路面電車が多くの地域に存在していた。たとえば、ラルフ・アレンは、バースのジョージ王朝時代の台地の建設者の需要に応えるため、地元の採石場から石材を輸送する路面電車を建設した。1745 年のジャコバイト蜂起におけるプレストンパンズの戦いは、1722 年のトランエント・コッケンジー荷馬車道で戦われた。[ 10 ]このタイプの輸送方法はタインサイド炭田全体に急速に広がり、最も多くの路線がニューカッスル・アポン・タイン近郊の炭田に集中していた。これらの路線は主に、石炭を積んだ荷馬車で炭鉱から川岸のステイス(木製の桟橋)まで輸送し、そこから石炭ブリッグでロンドンへ出荷するのに使用された。荷馬車道は、石炭貨車の列が重力によって駅まで降下できるように設計されました。ブレーキ係が車輪を挟んで「スプラッシュ」させるブレーキをかけます。勾配が緩やかな荷馬車道では、曲線で車輪が引っかかることで速度を落とすことができました。作業が馬にとってより負担になるにつれ、ダンディワゴンと呼ばれる車両が導入され、馬は下り坂で休むことができました。

石炭、鉄、鉄道の共生

従業員を集中させる傾向は、 1740年[ 11 ]にベンジャミン・ハンツマンがより高品質の時計のバネを探していたときに、セラミックるつぼを使うことで前例のない量の高品質の鋼(ブリスター鋼に代わるるつぼ鋼)を生産できることを発見したときに始まりました。燃料不足とガラス産業に触発された反射炉は、石炭採掘、コークス製造、鋳鉄製大砲の鋳造、そしてガラス製造産業の需要の高いゲートウェイ製品または刺激製品[ 11 ]を促進しました。これらの技術は、数十年にわたって徐々に産業の成長を加速させ、労働者の集中を引き起こし始め、初期の小さな工場が時々出現しました。[ 11 ]

より大きな中心地に位置するが規模の大きい企業に努力を集中させるこの傾向[ 11 ]は、ヘンリー・コートの1784年の鉄処理特許[ 11 ]によって促進された傾向に変わり、すぐに炭鉱の近くに鋳造所が集中することになり[ 3 ]、国の家内工業に取って代わる慣行が加速しました。[ 11 ]従業員が集中し、住居から離れたため、[ 3 ]馬に引かれた路面電車が毎日の通勤手段として一般的に利用できるようになりました。[ 3 ]鉱山鉄道は、かさばる荷物や重い荷物を牽引する必要がある鉱山や製鉄所の産業集中地であるコールブルックデール周辺で 1804 年から使用されました。これらによって、初期の広範囲にわたる木造鉄道や初期の動物動力の車両列車が誕生し、[ 11 ] 、その後わずか20年の間に[ 3 ]レールを保護するために釘で打ち付けられた保護用の鉄板、蒸気機関車(1804年)、鋳鉄レールへと次々と進化しました。後に、世界的に有名なロケットの発明者であり、鉱山の役員でもあったジョージ・スチーブンソンは、役員会に蒸気を牽引手段として使うよう説得しました。 [ 12 ]次に、彼は議会に公共の旅客鉄道の認可を請願し、[ 3 ]リバプール・アンド・マンチェスター鉄道を設立しました。スチーブンソンのロケットが最も優れた機関車を選ぶコンテストで優勝したこともあって、大衆の注目を集めた直後、鉄道は世界中で爆発的な成長を遂げ、産業革命は徐々に地球規模に広がりました。[ 3 ]

レール

16世紀末のトランシルヴァニア地方の木製レールの鉱山用貨車

通常、鉱山鉄道は狭軌線路を採用しているため、鉱山の工業用側線や公共鉄道網への直通接続は行われていない。アメリカ合衆国では、鉱山輸送用の標準軌は3フィート6インチ1,067 mm)であるが、18インチ457 mm)から5フィート6インチ1,676 mm)までの軌間が使用されている。[ 13 ] [ 14 ]

初期の鉱山鉄道は、ワックスを含浸させた木製のレールと木製の枕木を連結し、その上を男性、子供、あるいは動物がドラムを牽引していました。後に、鉱山の床に固定されたL字型の鉄製レールに置き換えられました。これにより枕木は不要になり、子供や動物が足でドラムを牽引しやすくなりました。

木材から鋳鉄へ

初期の鉱山鉄道では木製のレールが使用されていましたが、コールブルックデール周辺の産業革命初期にはすぐに鉄製のストラップで覆われ、その後錬鉄製のレールに置き換えられ、さらに最初の蒸気機関車の登場で鋳鉄製のレール、[ 12 ]、そして最終的には鋼鉄製のレールに置き換えられました。これは、それぞれのレールが以前の安価なレールよりもはるかに長持ちすることが次々と判明したためです。 [ 3 ]蒸気機関車が牽引する最初の列車の頃には、敷設されたレールのほとんどは錬鉄製でした。 [ 3 ]錬鉄製のレールは鋳鉄製のレールの8倍の耐久性を持っていました。約30年後、アンドリュー・カーネギーが鋼鉄を競争力のあるほど安価にした後、同じ耐久性の理由から鋼鉄製のレールが鉄に取って代わりました。[ 3 ]

動力

ペンシルベニア州アッシュランドの鉱山車に乗る

鉱山輸送に使用される路面電車(ドラムカー)は、一般的にタブと呼ばれます。[ 15 ]鉱山車 という用語は米国で一般的に使用されています[ 16 ]

人間

鉱山労働者はしばしばカートを押すために使われてきました。児童労働法が制定される以前は、手掘りの坑道という非常に狭い空間で、子供たちがカートを押す作業に従事したり、カートを押す動物の世話をしたりすることが多かったのです(下記参照)。[ 17 ]

ピットポニー

フェスティニオグ鉄道のダンディ貨車が保存されている。機関車が登場する以前は、スレート列車は重力でポートマドックまで下り、馬に引っ張られて戻っていた。

ローマ人は、産業活動において動物を利用することの利点を最初に認識した人々であり、特別に飼育された坑内ポニーを鉱山のポンプなどの補助作業に動力として利用しました。

18 世紀フランスの鉱山で働くポニー

坑口から炭鉱までの距離が長くなるにつれ、ポニーが坑道で使われるようになり、児童労働や女性労働に取って代わることが多かった。イギリスで最初にポニーが使われたのは1750年のダラム炭田である。アメリカ合衆国では、鉱山産業においてラバが動物動力の主な供給源であり、馬やポニーはそれより少ない程度使われていた。[ 18 ] 1913年のピーク時には、イギリスの地下には7万頭のポニーがいた。その後、ポニーによる運搬に代えて、主要な地下道で機械による運搬が急速に導入され、ポニーは炭鉱から幹線道路までの短距離(イングランド北東部では「プッティング」、アメリカ合衆国では「トラミング」または「ギャザリング」と呼ばれる[ 19 ])に限定される傾向があり、機械化がより困難であった。 1984 年時点で、55 頭のポニーがイギリスの国立石炭公社でまだ使用されており、主にノーサンバーランド州エリントンの現在の炭鉱で使用されていました。

ダンディワゴンは、馬やポニーを積載するために、満載のドラムを積んだ列車に連結されることがよくありました。鉱山技師、そして後に鉄道技師となった人々は、満載の(重い)列車が重力を利用して斜面を下り、馬が空のドラムを鉱山まで引っ張って戻るように路面電車を設計しました。ダンディワゴンは、必要な馬を毎回容易に輸送することを可能にしました。

おそらくイギリスの炭鉱で地下で働いていた最後の炭鉱馬であるロビーは、 1999年5月にポンティプール近くのパンティガセグで引退した。[ 20 ]

ケーブル輸送

1840年代半ば以降の19世紀には、ドイツで発明されたワイヤーロープがヨーロッパと北アメリカの両方の工場で入手できるようになり、ケーブルは地中まで伸びて地上に設置された大型の固定式蒸気機関が鉱山の輸送に広く使用されました。驚くことではないが、リーハイ石炭航行会社の革新志向の経営者たちは、アメリカでこの技術の先駆者となり、アシュリー平原を1,100フィート(340メートル)上まで石炭を積んだ石炭をデッドリフトで持ち上げることを可能にし、パンサークリーク渓谷[ 21 ]の中と上流の工場を新しい重力スイッチバックセクションと戻りケーブルインクラインで拡張しましたが、最も注目すべきは2つのケーブルリフトセクションを設置し、すでに有名だったマウフチャンクスイッチバック鉄道を「バックトラック」で拡張して、車両の戻り時間を3〜4時間から約20分に短縮したことです[ 22 ] 時には固定機関が地下に設置され、ボイラーが地上にあることもあったが、これは少数派であった。ケーブル牽引法はすべて、主に鉱山の主牽引路で使用された。典型的には、作業区域(坑道は可能な限り坑道を横切って走行した)から主牽引路まで、満載の貨車を集荷するために、人力、ラバ、または坑内ポニーが使用された。 [ 23 ] 20世紀の最初の10年間には、鉱山でのこの二次牽引の役割において、電気機関車が動物の力に取って代わった。[ 24 ]火花が引き起こす爆発性のメタン蓄積の危険性が低かった。いくつかのケーブル牽引システムが使用された。

斜面鉱山では、坑口から切羽まで連続的に勾配が下降するため、ホイストエンジンのロープを使って空の貨車を坑内に降ろし、その後、満載の貨車を引き上げることができました。竪坑鉱山では、二次ホイストエンジンを使って坑内の勾配で貨車を牽引することができました。勾配が数パーセントの場合、1880年代には25両編成の貨車が約0.5トンの積荷を積載して坑道を走るのが一般的でした。[ 25 ]

勾配が均一でない鉱山や、勾配が急すぎて重力で列車を鉱山内に引き込めない鉱山では、主巻上げロープに加えて、列車の反対側の端にテールロープを接続することで補強することができました。テールロープシステムは、1830年代以前のケーブル牽引式の地表斜路に起源を持ちます。[ 26 ] これは1880年代に主流のシステムでした。 [ 27 ] 多くの場合、1台のエンジンで両方のロープを操作し、テールロープを鉱山内に引き込み、端の滑車を回して再び鉱山外に出しました。

最後に、最も進歩したシステムは、ケーブルカーシステムのように操作される連続したループ状のロープを使用するものでした。ワイヤーロープが広く普及する前は、一部の鉱山ではエンドレスチェーンを使用していました。[ 28 ]エンドレスチェーンシステムは、1845年頃、イギリスのバーンリー 近郊の鉱山で生まれました。1864年頃、ノッティンガムシャーでエンドレスロープシステムが開発され、その後少し遅れてイギリスのウィガン近郊でも別のシステムが独自に開発されました。[ 29 ] これらのシステムでは、鉱山内の個々の車両または列車は、地上のケーブルカーシステムで使用されるグリップに匹敵するグリップによってケーブルに接続できました。[ 30 ] 一部の鉱山では、牽引チェーンまたはケーブルが車両の上部を通り、頭上の滑車でチェーンまたはケーブルが持ち上げられると、車両が自動的に解放されました。ケーブルが車両の下を通る場所では、手持ち式のグリップが使用され、グリップ操作者は列車の先頭車両に乗り、車両の前部にチェーンでつながれたグリップを操作しました。場合によっては、別のグリップ車両が列車の先頭に連結されていました。[ 31 ] 20世紀初頭には、エンドレスロープによる運搬が地下鉱山の主な運搬手段として主流でした。[ 24 ]

蒸気機関車

1908年のHKポーター社のカタログに掲載された、地下鉱山での使用を目的としたタンク機関車
スイスの鉱山で使用されているグノム

蒸気機関車を一般鉄道網で運用することが経済的であった限り、蒸気機関車は鉱山の地上線路にも使用されていました。19世紀から20世紀初頭にかけて、いくつかの大規模鉱山では地下で蒸気機関車が日常的に使用されていました。この用途で使用された機関車は、典型的には0-4-0の車輪配置を持つ非常にずんぐりとしたタンク機関車でした。地下での蒸気動力の使用は、排気流量が非常に高い地域でのみ現実的であり、往路の乗務員に十分な清浄な空気を確保するために、機関車の速度は風速の半分に制限されていました。このような機関車は、可燃性ガスの問題を抱える鉱山では使用できませんでした。[ 32 ]

ポーター・ベル社は、 1870年頃に米国で初めて使用された地下鉱山用機関車を製造したと思われる。1874年までに、コンソリデーション石炭会社ジョージズ・クリーク石炭鉄会社が、メリーランド州ジョージズ・クリーク渓谷の地下鉱山で数台のポーター社製機関車を使用していた。他の使用者としては、ペンシルベニア州ピッツバーグ近郊のいくつかの炭鉱、リーハイ石炭航行会社、スペリオル湖鉄鉱山などがある。ポーター社の鉱山用機関車は、3フィート軌間の線路で運行する場合、最低5フィートのクリアランスと4フィートの幅が必要であったが、半径20フィートの曲線を通過できた。[ 33 ] [ 34 ] ボールドウィン機関車工場は1870年から同様の機関車を製造した。[ 35 ] [ 36 ] 20世紀初頭までに、非常に小型の英国製の石油燃料蒸気機関車が南アフリカのいくつかの鉱山で使用されていた。[ 37 ] ポーターとバルカン(ウィルクスバリ)は1909年と1911年に蒸気鉱山機関車を宣伝した。[ 38 ] [ 39 ] 1920年代初頭までに、ウェストバージニア州のポカホンタス炭田のいくつかの小規模鉱山のみが地下蒸気機関車を使用していた。 [ 40 ]それにもかかわらず、ボールドウィンバルカンの 両社は1921年まで石炭産業以外で地下で使用するための蒸気機関車の宣伝を続けた。[ 41 ]

圧縮空気機関車

圧縮空気鉱山機関車

圧縮空気機関車は、機関車に積まれた圧縮空気コンテナで運ばれた圧縮空気で駆動した。この推進方法は安全という利点があるが、空気タンクへの充填が必要になるまでの距離が非常に限られているため、運用コストが高くなるという欠点があった。一般的に地上の圧縮機は、鉱山全体にある充填ステーションに配管で接続されていた。充填は一般的に非常に速かった。狭軌の圧縮空気機関車は、1875年にはすでにドイツの鉱山向けに製造されており、タンクは4または5バールに加圧されていた。[ 42 ] ボールドウィン機関車工場は1877年に最初の圧縮空気機関車を納入し、1904年までにさまざまなモデルを提供したが、そのほとんどが0-4-0の車輪配置であった。[ 43 ]圧縮空気機関車は1878年にスコットランドのニューボトル炭鉱 に導入され、200 psi (14 bar )で稼働した。[ 44 ]

通常の鉱山の圧縮空気システムは 100 psi (7 bar) で稼働していて、数百フィートの移動しかできなかった。1880 年代後半までに、ポーターは500 ~ 600 psi (34-41 bar )用に設計された機関車を製造していた。[ 45 ] 1900 年代初頭までに、機関車の空気タンク圧力は 600 ~ 800 psi (41-55 bar) に増加したが、2000 psi (140 bar) までの圧力がすでに想定されていた。[ 43 ] 1911 年に、バルカン (ウィルクスバリ)は 800 psi (55 bar) で稼働するシングルタンクの圧縮空気機関車、1000 psi (69 bar) までのダブルタンクモデル、およびおそらくはこれよりはるかに高い圧力で稼働していた 6 タンクモデルを 1 台販売していた。[ 46 ]アメリカ合衆国サウスダコタ州のホームステークでは、特殊なコンプレッサーと配管を用いてこのような高圧ガスを使用していました。非常に小規模な鉱脈や遠隔地の小規模鉱山を除き、圧縮空気の代わりにバッテリー機関車やディーゼル機関車が使用されています。

架空電気機関車

エシュ・シュル・アルゼットのVerein Rothe ErdeにあるAEGの鉱山用機関車U 28 1894年

1900年以前に使用されていた電気モーター技術は、数百ボルトの直流電圧と架線からの直接供給によって、効率が高く、小型で頑丈な、シンプルな構造のトラクターの使用を可能にしました。当初は電圧基準がありませんでした。しかし、1914年までに、アメリカ合衆国では地下作業の標準電圧として250ボルトが採用されました。この比較的低い電圧は、安全上の理由から採用されました。[ 47 ]

世界初の電気鉱山鉄道は、ドレスデン近郊のザクセン州ツァウケローデ(現在のフライタール)の瀝青炭採掘のためにシーメンス・ハルスケ社によって開発され、1882年には王立ザクセン炭鉱が運営するオッペル坑道の第5主坑道で稼働していました。[ 48 ]

1894年、アーヘン製錬会社ローテ・エルデの鉱山鉄道が電気駆動となり、その後、ラインラントザールラント・ロレーヌルクセンブルク、ベルギー領ワロン地域の多くの鉱山鉄道も電気駆動となった。これらの国々では、 AEGシーメンス・アンド・ハルスケシーメンス・シュッケルト工場(SSW)、そしてユニオン・エレクトリシテッツ・ゲゼルシャフト(UEG) から、これらの鉄道向けに大量の電気機関車が納入された。

アメリカ合衆国で最初の電気鉱山用機関車は、1887年半ば、ペンシルベニア州ライケンズのライケンズバレー炭鉱会社で運用が開始された。この機関車用の35馬力モーターは、フィラデルフィアのユニオン・エレクトリック・カンパニーで製造された。[ 49 ] 15000ポンド(6800 kg)の機関車はパイオニアと命名され、1888年半ばには2台目の電気機関車がこの鉱山で運用されていた。[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]アパラチア炭田 での使用は急速に広がった。1903年までに、アメリカでは600台を超える電気鉱山用機関車が運用され、年間100台のペースで新車が生産されていた。[ 53 ]

当初、電気機関車は、電力供給のために架線を張ることが経済的に可能な場合にのみ使用されていました。そのため、鉱山の切羽での集荷には限定的に使用されていました。切羽では線路が一時的なもので、頻繁に移動されるからです。これがバッテリー機関車の開発の動機となりましたが、20世紀の最初の10年間で、ケーブルリールを使用した最初の電気集荷機関車が成功しました。架線から離れた線路を走行するために、電力ケーブルは架線にクリップで留められ、機関車が前進すると自動的に繰り出され、戻ると巻き取られました。[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ]

カニ形機関車は、動力のない線路から車両を引き出すためのウインチを備えていました。この方式により、ケーブルリール式機関車やバッテリー式機関車の重量を支えるには軽すぎる仮設線路を使用することができました。カニ形機関車の欠点は、急カーブでは誰かが牽引ケーブルをウインチから作業面まで引き、滑車に通さなければならなかったことです。[ 57 ] [ 58 ]

シャルカー・アイゼンヒュッテ社の防爆型鉱山用機関車は、ルールコーレ社(現在のドイチェ・シュタインコーレ社)が所有するすべての鉱山で使用されています。

内燃機関車

1938年製ドイツ鉱山鉄道機関車。

現在のDeutz AGであるGasmotorenfabrik Deutz (Deutz Gas Engine Company)は、1897年に鉱山で使用するための単気筒ベンジン機関車を発表しました。最初の鉱山用機関車の定格は6~8馬力(4.5~6.0kW)で、重量は5,280ポンド(2,390kg)でした。[ 59 ] 最初の6馬力(4.5kW)のエンジンは、長さ8フィート6.5インチ(2.60m)、幅3フィート11インチ(1.19m)、高さ4フィート3.5インチ(1.31m)で、重量は2.2英トン(2.46米トン、2.24t)でした。[ 60 ] 1906年の典型的なDeutz鉱山用エンジンの定格は8~12馬力(6.0~8.9kW)でした。[ 61 ]この頃には、南アフリカの鉱山では、ウォルズレー・モーターズ社 製の18馬力(13kW)の2気筒エンジンが使用されていました。[ 62 ] 1914年までに、ホイットコム機関車工場バルカン鉄工所、ミルウォーキー機関車製造会社(後にホイットコム社と合併)が、米国で4気筒および6気筒エンジンを搭載したガソリン鉱山用機関車を製造していました。[ 63 ]

19世紀後半から20世紀初頭にかけての鉱山鉄道機関車は、ガソリンとベンゼン、またはアルコールとベンゼンの混合燃料を使用して運行されていました[ 64 ]このよう機関車は当初金属鉱山で使用されていましたが、1910年には石炭鉱山でも日常的に使用されるようになりました。可燃性ガスに対する安全性は、吸排気口を覆う金網シールドと、排気システムへの冷却水の注入によって確保されました。また、排気を水槽に通すことで、有害ガスを大幅に削減しました。[ 63 ] [ 65 ]

安全性(有害な煙と燃料の可燃性)を考慮し、現代の鉱山鉄道の内燃機関車はディーゼル燃料のみで運行されています。触媒スクラバーにより一酸化炭素が低減されます。その他の機関車はバッテリーまたはトロリー式の電気機関車です。

バッテリー電気機関車

モンタナ州スティルウォーター郡のベン・ボウ・クロム鉄鉱鉱山の坑道から出てくるクロム鉱石を積んだ列車

バッテリー駆動の機関車とシステムは、特に排気ガス、換気、発熱といった、内燃機関が抱える多くの潜在的な問題を解決しました。単純な電気機関車と比較すると、バッテリー機関車は各線路に架線するトロリー線を必要としません。しかし、バッテリーは重量物であるため、フルパワー運転できる時間が比較的短いため、長時間の充電が必要でした。その結果、運用が制限されたり、機器を二重に購入する必要が生じたりしていました。

19世紀には、鉱山でバッテリー機関車を使用する可能性についてかなりの憶測がありました。[ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] 1899年までに、ボールドウィン・ウェスティングハウスはバージニア州の鉱山に実験的なバッテリー機関車を納入しました。機関車がトロリー線の下を走行しているときはいつでもバッテリーの再充電が行われ、切羽近くの仮設線路で作業しているときはバッテリーで走行することができました。この機関車は最終的に成功しましたが、トロリーシステムの電圧が安定してからでした。[ 69 ] シーメンスとハスケの純粋な蓄電池機関車は、1904年までにゲルゼンキルヒェン(ドイツ)の炭鉱で使用されていました。[ 70 ]

バッテリー機関車の問題点の一つは、バッテリー交換でした。これは、取り外し可能なバッテリーボックスの使用によって簡素化されました。最終的には、車輪付きのバッテリーボックスが開発され、機関車から転がして取り外せるようになりました。[ 71 ] 当初の目的はバッテリーのメンテナンスでしたが、このアイデアの主な用途は充電ステーションでした。そこでは、放電したバッテリーボックスを転がして取り外し、新しく充電されたボックスに交換することができました。[ 72 ]

バッテリーシステムは普及していましたが、実際にはシステム容量が不足している鉱山や、爆発しやすい比較的低密度の鉱石を運搬する鉱山に限定されることが多かったです。今日では、高耐久性バッテリーは、1個以上の予備バッテリーを充電することで、フルシフト(8時間)の稼働を可能にしています。

稼働中

鉱山鉄道の客車

1995年まで、ヨーロッパ最大の狭軌地上鉱山・石炭鉄道網は、ドイツのライプツィヒ・アルテンブルク褐炭鉱地帯に存在していた。全長726キロメートル(451マイル)、幅900mm2フィート 11インチ)の鉄道網である。+716 インチ) – 最大900 mm2フィート 11+現存する鉄道網は全長約7 ⁄ 16インチ(約1.7 ⁄ 16 インチ)です。このうち約215キロメートルは実際の炭鉱内の可動式軌道で、511キロメートルは石炭を主要鉄道網へ輸送するための固定式軌道でした。

最後の900 mm2フィート 11+中央ヨーロッパの主要鉱山地域であるザクセン州にあった716 インチゲージの鉱山鉄道はツヴェンカウ鉱山。かつては非常に広範囲にわたる鉄道網でしたが、終焉に向かって、可動式900 mm2フィート 11インチ)のレールが70キロメートル(43マイル)しか残っていませんでした。+716 インチ)のトラックと90キロメートル(56マイル)の900 mm2フィート 11+ツヴェンカウ露天掘り鉱山敷地内には、全長716 インチ標準軌、900 mm約2 ft  11)の石炭火力発電所の歴史は幕を閉じました。+ザクセン州の褐炭鉱山では、厚さ約716 インチ900 mm約2フィート 11インチ)の+ラウジッツにある中央ドイツの炭鉱地帯の16 キロメートル(716 インチが閉鎖されました。

アメリカ合衆国では、ウェストバージニア州ベンウッドの東に広がる広大な地域を占めるコンソル・エナジー社のシューメーカー鉱山が、鉄道輸送を採用した最後の地下炭鉱でした。2006年から、12マイルの地下コンベアベルトと2.5マイルの地上コンベアベルトが設置されました。最後の石炭は2010年1月に鉄道輸送されました。[ 73 ]

博物館と歴史ある鉄道

ライプツィヒ=アルテンブルク褐炭鉱地帯の石炭鉄道跡は、博物館鉄道として見学および運行されています。ミューゼルヴィッツからハーゼルバッハを経由してレーギス=ブライティンゲンまで、定期的に博物館列車が運行されています。

見学鉱山の鉱山鉄道

オーストリア

  1. プラデイシュトーレン、シュタイアーマルク州ラドマー
  2. シュヴァーツ銀鉱山

ドイツ

ヘッセン
  1. グルーベ・フォルトゥナ、ゾルムス、ビジター鉱山、稼働中の坑道、フィールド、円形の線路を備えた坑道鉄道博物館、600 mm1フィート 11+58 インチ)、長さ2.3 km(1.4マイル)
ニーダーザクセン州
  1. バージングハウゼンクロスターシュトーレン600 mm ( 1 フィート 11+58 インチ)、長さ13 km(8.1マイル)
  2. クラウスタール・ツェラーフェルト-クラウスタールオッティリアエ・シャフト、クラウスタールの旧駅までの露天掘り鉄道、600 mm ( 1 フィート 11)+58 インチ)、2.2 km(1.4 マイル)
  3. ゴスラーランメルスベルク
  4. ランゲルスハイムラウテンタールラウテンタール グリュック ピット
ノルトライン=ヴェストファーレン州
  1. ベストヴィグラムズベックラムズベック鉱山
  2. クライネンブレーメン,クライネンブレーメン ビジター鉱山
ラインラント=プファルツ州
  1. シュタインバッハ/ジークビントヴァイデ・ピット
ザクセン
  1. アンベルク ブッフホルツ、マルクス レーリング シュトルン、600 mm ( 1 フィート 11)+58 インチ
  2. エーレンフリーダースドルフ、ザウベルク (地下セクションのみ)、600 mm ( 1 フィート 11+58 インチ
ザクセン=アンハルト州
  1. エルビンゲローデ (ハルツ)ドライ クローネン & エールト訪問者鉱山、600 mm ( 1 フィート 11)+58 インチ
  2. ザンガーハウゼンヴェッテルローデレーリグシャハトのショー鉱山
テューリンゲン州
  1. イルフェルトネッツカーターラーベンシュタイナー シュトーレン600 mm ( 1 フィート 11)+58 インチ

ルクセンブルク

  1. ミニエールブンフォン・ド・グラ700 mm ( 2 ft  3)+916 インチ)、長さ4 km(2.5マイル)
  2. ルクセンブルク国立鉄鉱山博物館、円形コース

参照

参考文献

  1. ^イアン・エリス (2006). 『エリスの英国鉄道工学百科事典』 . Lulu.com. ISBN 978-1-8472-8643-7
  2. ^記載されている文化とリストされている用語: culm
  3. ^ a b c d e f g h i jクラーク、ロナルド・W. (1985). 『人類の営み:ピラミッドからスペースシャトルまでの発明と工学の歴史』(アメリカ初版、8インチ×10インチ・ハードカバー版). Viking Penguin, Inc., ニューヨーク、アメリカ合衆国, (1985). pp.  352 (索引付き) . ISBN 9780670804832
  4. ^ Georgius Agricola (トランス・フーバー)、 De re metallica (1913)、p. 156
  5. ^鉱夫たちは、線路上での貨車の騒音から、貨車を「 Hund 」(犬)と呼んでいた。Lee , Charles E. (1943). The Evolution of Railways (第2版). ロンドン. p. 16. OCLC 1591369 . {{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ)CS1 メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク)
  6. ^ウォーレン・アリソン、サミュエル・マーフィー、リチャード・スミス、「カルドベックのドイツの鉱山における初期の鉄道」、G・ボイズ編『初期鉄道4:2008年第4回国際初期鉄道会議論文集』(シックス・マートレット、サドベリー、2010年)、52-69ページ。
  7. ^ルイス『初期の木造鉄道』8-10頁。
  8. ^ピーター・キング、「最初のシュロップシャー鉄道」、G・ボイズ編『初期鉄道4:2008年第4回国際初期鉄道会議論文』(シックス・マートレット、サドベリー、2010年)、70-84ページ。
  9. ^ MJT Lewis、「初期の木造鉄道」
  10. ^ランサム、フィリップ(1981年)『鉄道の考古学』タッドワース(イギリス)『ワールドズ・ワーク』268頁。ISBN 978-0-437-14401-0
  11. ^ a b c d e f gジェームズ・バーク(科学史家)『コネクションズ』(1985年)、136-137ページ、ペーパーバック:304ページ、リトルブラウン社、ニューヨーク、ISBN
  12. ^ a bジョージ・スチーブンソン#機関車
  13. ^レイモンド・L・ローリー編 (2002). 「掘削、積載、資材輸送」 .中小企業鉱業参考ハンドブック. 鉱業・冶金・探査協会. p. 232. ISBN 9780873351751. 2012年10月9日閲覧
  14. ^ Stoek, HH; Fleming, JR; Hoskin, AJ (1922年7月). 「イリノイ州の炭鉱運搬に関する研究」第132巻. イリノイ大学. pp.  102– 103. 2011年6月22日閲覧{{cite book}}:|work=無視されました (ヘルプ)
  15. ^ 「II、運搬」『鉱業ウォールゲート、ウィガン、イングランド:ストウガー・アンド・サンズ。1893年12月2日。
  16. ^フェイ、アルバート・H. (1920). 「自動車」 .鉱業・鉱物産業用語集. 米国内務省. 131ページ.
  17. ^ 「ジム・ザ・ミュール・ボーイ(短編映画、タイトル@IMDB)」。エジソン・フィルム・カンパニー。1911年3月28日。この映画は、ペンシルベニア州コールデールの無煙炭鉱博物館で、他の歴史的プログラムと共にビデオループ上映されている。
  18. ^ HH Stoek、JR Fleming、AJ Hoskin、「イリノイ州の石炭鉱山の運搬に関する研究」、Bulletin 132、イリノイ大学工学実験ステーション、1922年7月、15-16ページ。
  19. ^ HH Stoek、JR Fleming、AJ Hoskin、「イリノイ州の石炭鉱山の運搬に関する研究」、Bulletin 132、イリノイ大学工学実験ステーション、1922年7月、70ページと12ページ。
  20. ^トンプソン、セリ (2008). 『馬具:ウェールズの炭鉱馬』 カーディフ:ウェールズ国立博物館. p. 66. ISBN 978-0-7200-0591-2
  21. ^フレッド・ブレンクマン著『公式コモンウェルス歴史家』(1884年)。『ペンシルベニア州カーボン郡の歴史』。また、郡内の各行政区とタウンシップに関する別冊も収録。J・ナンゲッサー著、ペンシルベニア州ハリスバーグ。Archive.orgプロジェクトpdf電子復刻第2版、627ページ、(1913年)
  22. ^バーソロミュー、アン M.メッツ、ランス E.マイケル・ナイス (1989)。デラウェア・リーハイ運河、158ページ(初版)。ペンシルベニア州イーストン:運河の歴史と技術センター、ヒュー・ムーア歴史公園博物館、pp  . 4– 5。ISBN 0930973097LCCN  89-25150
  23. ^フランシス・M・フルツ「アイオワ州の炭鉱」『屋外地理学研究 I ミシシッピ川上流地域の地表と土壌の形成』第 5 章、1908 年、97-105 ページ、101 ページを参照。
  24. ^ a bシドニー・F・ウォーカー、「Electrical Mining Notes」、Electrical Review、第48巻、第1号、1906年1月。
  25. ^ Wilhelm Hildenbrand、第2部「単純なエンジン飛行機、ワイヤーロープによる地下の石炭運搬」、John A. Roebling's Sons Co.、1884年、16ページ。
  26. ^ニコラス・ウッド、第4章「動力」、第3節「上昇面に固定された蒸気機関」、鉄道実用論文集、ロングマン、リース、オーム、ブラウン&グリーン、ロンドン、1832年、114ページ。
  27. ^ Wilhelm Hildenbrand、第3部「テールロープシステム、ワイヤーロープによる地下石炭運搬」、John A. Roebling's Sons Co.、1884年、22ページ。
  28. ^トーマス・J・ウォーターズ「ウェストポート炭鉱会社のコールブルックデール炭鉱におけるロープ運搬」、ウェストポート、 1890年3月にダニーデンで開催された鉱業会議で発表された論文、ジョージ・ディズベリー、政府印刷局、ウェリントン、ニュージーランド、1890年、12ページ
  29. ^テールロープ委員会報告書、北イングランド鉱山技術者協会紀要、第17巻、付録I(1867-8年)、ニューカッスル・アポン・タイン、1868年。
  30. ^ Carl Volk, Haulage and Winding Appliances used in Mines、Scott, Greenwood & Co. London、1903年、113ページ。
  31. ^ Wilhelm Hildenbrand、第IV部「エンドレスロープシステム、ワイヤーロープによる地下石炭運搬」、John A. Roebling's Sons Co.、1884年、37ページ。
  32. ^鉱山運搬、「鉱山工学の要素」第3巻、The Colliery Engineer Co.、スクラントン、1900年、2436-2437段落。
  33. ^軽量機関車、 Saward's Coal Trade Journal、1874年7月29日、39-40ページ。
  34. ^ポーターベル社 1873 年の広告
  35. ^ボールドウィン機関車工場、『機関車図解カタログ』第2版、バーナム・パリー・ウィリアムズ社、フィラデルフィア、1881年、47ページ。
  36. ^金鉱山用の鉱山機関車、 Railroad Gazette、1877年10月12日、453ページ。優れた縮尺図が掲載されている。
  37. ^「A Novel Mining Locomotive」、『The Locomotive Magazine』第9巻第125号(1903年10月10日); 214-215ページ。写真付き。
  38. ^ HKポーター社、「広告」、エンジニアリングマガジン、第XXVII巻、第6号(1909年9月)、広告ページ111。
  39. ^ Vulcan Locomotives Vulcan Iron Works 、 Wilkes -Barre、1911年 70、72、86、105ページ
  40. ^ HH Stoek、JR Fleming、AJ Hoskin、「イリノイ州の石炭鉱山の運搬に関する研究」、イリノイ大学工学実験ステーションの紀要132、1922年7月、17ページ。
  41. ^ The Mining Catalogue (Metal and Quarry Ed.)、Keystone、ピッツバーグ、1921年、 273ページ(Baldwin) および275ページ(Vulcan)。
  42. ^圧縮空気機関車、機関車技術者同胞団月刊誌、第10巻第1号(1876年1月)、16ページ。
  43. ^ a b圧縮空気機関車、最近の建設記録第 46 号、ボールドウィン機関車工場、1904 年、14 ページで最初の納品について言及しています。9 ページでは保管圧力と動作圧力を示しています。13 ~ 14 ページでは 2000 psi での動作について説明しています。
  44. ^専門ノート、圧縮空気鉱山機関車 The School of Mines Quarterly、第2巻、第4号(1881年5月)、コロンビア大学、ニューヨーク、215-216ページ。
  45. ^圧縮空気鉱山機関車、 The Colliery Engineer、第12巻、第8号(1892年3月)、183ページ。
  46. ^ Vulcan Locomotives、Vulcan Iron Works、Wilkes-Barre、1911年、 74〜78ページと97ページ。
  47. ^ David R. Shearer、「第6章 直流発電所の設計、石炭採掘における電力」、McGraw-Hill、ニューヨーク、1914年。
  48. ^ FMF Cazin、「鉱山と冶金産業は電気の仕組みをどのように活用すれば利益を得られるのか? 第2部、[電力]、第3巻、第35号、(1891年11月)、405-409ページ(初期のドイツと米国の鉱山の電気牽引に関する議論は408-409ページを参照)。
  49. ^シュレジンジャー電気機関車モーター、『The Electrical World』第11巻第8号(1888年2月25日)88ページ。牽引モーターの写真が掲載されている。
  50. ^ライケンズバレー炭鉱の電気鉄道、『The Electrical World』第11巻第24号(1888年6月16日)303ページ。機関車の写真が掲載されている。
  51. ^ユニオン・エレクトリック・カンパニー、フィラデルフィア(広告)、『The Electrical World』、第XI巻、第26号(1888年6月30日); xvページ。機関車の重量も掲載。
  52. ^ T. C. Martin、Joseph Wetzler共著、「第13章:最新の米国製モーターとモーターシステム」[電気モーターとその応用、第3版]、WJ Johnston、ニューヨーク、1891年、218~224ページ。パイオニアの優れたイラスト付き。
  53. ^ジョージ・ギブス『鉱山運搬用電気機関車』『キャシエズ・マガジン』第22巻第3号(1902年7月)323-343ページ。図解も豊富。
  54. ^スワード・ミゲル、機関車、米国特許732,768、1903年7月7日付与。
  55. ^ケネス・ラシュトン、「鉱山機関車用リールアタッチメント」、米国特許737,491、1903年8月25日付与。
  56. ^ケーブルリール式機関車、『炭鉱労働者のポケットブック』第11版、McGraw-Hill、ニューヨーク、1916年、826-827ページ。
  57. ^ WEハミルトン、機関車牽引装置、米国特許765,833、1904年7月26日付与。
  58. ^カニ機関車、炭鉱労働者のポケットブック、第11版、McGraw-Hill、ニューヨーク、1916年、827ページ。
  59. ^鉱山で使用するためのベンジン機関車、石油産業技術評論、第2巻、第68号(1900年6月23日)、388ページ。
  60. ^ Benzine Locomotive、 English Mechanic and World of Science、第1713号(1898年1月21日); 532-533ページ。
  61. ^鉱山用ベンジン機関車、 The Petroleum Review、第14巻(新シリーズ)、第375号(1906年6月23日)、411ページ。写真付き。
  62. ^石油駆動鉱山用機関車、『The Locomotive Magazine』第IX巻第119号(1903年8月29日)128ページ。縮尺図を含む。
  63. ^ a b Joseph A. Anglada, Gasoline Locomotives for Mines, The Gas Engine , Vol. XVI, No. 2 (1914年2月); 100-103ページ。写真付き。
  64. ^ Heise-Herbst、Bergbaukunde、Springer-Verlag 1910、p. 345以降。
  65. ^ A Unique English Internal Combustion Mining Locomotive、 Mining Science、第LXI巻、第1573号(1910年3月24日)、272ページ。写真付き。
  66. ^電気による地下輸送、 The Coal Trade Journal、1894年10月3日、726ページ。
  67. ^ JS Doe, The Iser vs. the Waser, Proceedings of the Seventeenth Annual Meeting of the Ohio Institute of Mining Engineers, Jan 19-21, 1898, Columbus, published as The Ohio Mining Journal , No. 27, (1899); 60-66ページ、特に62ページを参照。
  68. ^ Francis A. Pocock, 「Accumulators and Mining」、1890年9月のニューヨーク会議で発表、 Trans. Amer. Inst. of Mining Engineers、Vol. XIX (1891); 278-282ページ。
  69. ^ Harry K. Myers、「鉱山向けトロリーと蓄電池を組み合わせた機関車」、 American Electrician、第XI巻、第11号(1899年11月)、512-513ページ。
  70. ^ JF Gairns、「鉱山、工場および関連用途向け産業用機関車」第3部、 Cassier's Magazine 、第XXVI巻第5号(1904年9月)、474-496ページ。474ページの写真、 489ページの本文を参照。
  71. ^ Eugene W. SchellentragerとBradley E. Clarkson、「蓄電池式機関車」、米国特許1,413,686、1922年4月25日付与。
  72. ^ William T. Petterson、「機関車バッテリー交換機構」、米国特許2,970,550、1961年2月7日付与。
  73. ^シューメーカー鉱山は将来に賭ける、タイムズリーダー紙、オハイオ州マーティンズフェリー、2010年1月28日。