斜井施工有轨运输线路的布置技术.doc

富水大断面斜井快速施工技术研究
斜井施工有轨运输线路的布置技术
1.1前言
根据我国斜井(主要是煤矿)施工经验，ί<0.02的缓坡斜井可采用电瓶车运输；ί<0.15的缓坡斜井可采用汽车运输或电磁轨道车牵引运输(目前某些特种载重车爬坡能力达ί>0.25)；ί=0.3～0.45，即160～240竖角只能采用绞车提升运输的特点。结合方斗山斜井左线倾角240，ί=0.44；右线倾角220，ί=0.40的实际情况，决定方斗山斜井左、右线都采用提升机有轨运输。
1.2 有轨运输方案的比选

方斗山隧道斜井左线全长707.14m，倾角240，开挖断面面积

56.8～72.7m2；右线斜井全长779.94m，倾角220，开挖断面面积41.3～53.8m2。左线开挖宽度为9.4～10.04m，高度为7.28～7.97m；右线开挖宽度为7.9～8.54m，高度为6.28～6.98m。
根据《铁路工程施工安全技术规程》：斜井施工期间提升速度最大不超过3.5/s的规定。若采用4m3矿车出碴，提升钢丝绳长度按平均400米计算，提升速度平均2.25米/秒，装碴时间每矿车4分钟，卸碴时间3分钟，装满系数0.9，松方系数1.6，按每循环进尺1.5m，计算出左线Ⅱ类围岩单滚筒出碴时间为：
{(1.5×57.5×1.6) ×[(240+180+400÷2.25×2)÷(4×0.9)]}÷3600=8.25小时
同样条件，若采用双筒出碴时间为：
{(1.5×57.5×1.6) ×[(240+180+400÷2.25)÷(4×0.9)]}÷3600=6.4小时
从以上分析可得出：双筒提升出碴速度比单筒出碴速度快4分之一。
根据左右线开挖宽度最小为7.9m，完全可满足四轨双线要求。因此，方斗山斜井左右线均采用四轨双线双筒提升机运输。
1.3 有轨运输线路布置
方斗山隧道斜井有轨运输采用43kg/m重型钢轨，轨距762mm，L140槽钢与220×160mm方木轨枕(木枕采用铁路替换下来的未毁坏油枕)穿插(三至五根木枕加一根钢枕)，轨枕间距700mm，轨枕长1400mm。
轨道靠洞口变坡点附近每10～15m设置大地滚，其他段按每15～25m米设置小地滚。
卸碴曲轨设置在栈桥碴仓处，曲轨处的轨枕长为3200mm，间距500㎜。在洞口停车处应设制阻车器，以防矿车在停车时因绞车系统刹车失灵而溜车。
轨道安装严格按《煤矿安全规程》规定执行。轨道接头直线段全部采用悬接式对接接头。为避免重矿通过接头时车轮碾压钢轨头造成钢轨挠曲，轨端下落，鱼尾板和轨端受力过大造成鱼尾板弯曲和断裂现象，接头处两端轨枕间距缩短为460～480mm，从而提高接头处轨端的抗弯强度。钢轨接头示意图如下：
直线断采用对接式接头主要目的是：当矿车通过接头时，两股道上的冲击力同时发生和消失，从而保持矿车运行更平稳。对接方法是：轨道的两条钢轨的接头左右相对，且其相对错距最大不能超过50mm。
因气温变化(尤其是洞外段)会引起钢轨热胀冷缩，所以在钢轨接头处都要留一定的间隙(轨缝)。钢轨接头处间隙的大小直接影响轨道的质量，轨缝过大，矿车通过接头时的冲击力和震动也大。间隙过小，会造成线路胀轨，使线路不平顺。钢轨接头间隙(轨缝)的计算公式如下：
△L=0.0118(T-t)L-C
式中: △L——钢轨接头间隙(轨缝) ，mm；
T——最高轨温，0C；
t——铺轨时钢轨温度，0c；
L——一根钢轨长度，m；
C——轨枕连接零件及道床阻力限制钢轨自由缩量，C=1～2mm；
0.0118——每米钢轨的热膨胀系数，mm/(m·0c)。
由于峒内温差较小，因此，原煤炭部质量标准、以及新版《煤矿安全规程》中都规定：煤矿井下钢轨接头间隙不得大于5㎜，高低和左右错差不得大于2㎜。2条钢轨顶面的高低差，不得大于5㎜。轨枕的间距偏差不得超过50㎜，道碴的粒度及铺设厚度应符合要求，轨枕下应捣实，对道床应经常清理，应无杂物、无积水。
由于方斗山隧道斜井倾角大，为防止轨道整体滑动，每根钢轨采用φ22，L=1.5m的地锚两根将钢枕固定于底板。
根据《煤矿安全规程》第二十二条(一)：巷道内平板车上综采设备的最突出部位，与巷帮支护的距离不得小于0.3m。以及第二十三条：在双轨运输巷中，2列列车最突出部分之间的距离，对开时不得小于0.2m的规定。方斗山隧道斜井两矿之间最突出部分之间的距离设定为0.3m，矿车最突出部位与斜井初期支护墙距离为0.8m。布置示意图如下：
峒门阻车器加工图：

1.4结论
由于施工前期便进行了精心策划和多次论证，使得方斗山隧道斜井有轨运输十分顺利，在整个施工中未出现一次安全事故，圆满地完成了斜井运输任务。