煤礦窄軌鐵路軌道（講座）.doc

煤礦窄軌鐵路軌道（ 講 座 ）主 講： 程國志聯系方式13983965442重慶天弘公司鹽井一礦建設項目部第一章 煤礦窄軌鐵路概述第一節(jié) 煤礦窄軌鐵路的作用和分類一 煤礦窄軌鐵路的作用窄軌鐵路是煤礦軌道運輸的基礎建筑物，是煤礦生產過程中煤炭、矸石、材料、設備和人員運輸的物質條件之一。它的作用是把車輪的集中載荷傳播、分散到地面或井下巷道底板上，使列車沿軌道平穩(wěn)、高速運行。軌道的設計、施工和維修的質量，是安全行車最基本的保證。二 煤礦鐵路的分類煤礦現行的窄軌鐵路，按軌距分有900mm、762mm、600mm三種。根據運輸情況分為主要運輸與一般運輸線路。三 鐵路建筑的組成軌道的建筑由兩大部分組成，即軌道下部建筑：1. 軌道下部建筑（路基及附屬設備排水和防護加固設備等）；2.軌道上部建筑（道床、軌枕、鋼軌、道岔、聯接零件、安全設備）。第二節(jié) 軌距、水平、軌底坡、高低和方向一 軌距軌距是指鐵道線路上兩股鋼軌頭部內側、與軌道中心線垂直的距離。（如圖1所示）1. 軌距的測量點因鋼軌頭部兩側呈圓弧形，同時車輪輪緣也有一定的曲線形式，輪緣與鋼軌的接觸點，隨鋼軌類型不同而異，窄軌道軌矩在軌頂下13mm處測量。2. 游間為了使車輪沿兩鋼軌滾動時不被卡住，減少車輪與鋼軌間的摩擦，在輪緣與鋼軌間應有一定的空隙，這個空隙稱為游間。游間可用下式計算：=S-q式中：游間；S軌距；q輪緣距。其中 q=T+2h式中：T輪背距；h輪緣厚。max=Smax-qminmin=Smin-qmax3. 軌矩允許誤差軌矩允許有誤差，是因為列車運行對鐵道產生很大的壓力和沖擊，是鐵道軌矩不可能經常保持標準規(guī)定的公稱軌距，另外，施工時也會出現誤差。煤礦安全規(guī)程規(guī)定“直線段或曲線段加寬后，最寬不得超過5mm，最窄不得超過2mm。二 水平、三角坑為了保證車輛行駛平穩(wěn)，使兩股鋼軌均勻的承擔荷重，所以在直線軌道上，左右兩股鋼軌頂面應位于同一水平上，以保持列車運行平穩(wěn)和磨耗均勻，因此規(guī)定兩股鋼軌軌頂水平誤差不得超過5mm。在延長兩米范圍內，兩股鋼軌頂面水平向相反變化，先左股比右股高，后右股比左股高，水平差超過5mm，稱為三角坑。這樣會使得四個輪子的一個懸空，如果恰好在這個輪上出現很大的橫力，就可能使浮起的車輪輪緣沿鋼軌爬上軌面而引起跳道。三 軌面前后高低軌道縱向的不平順，出現坑洼或凸起現象時，稱為軌面前后高低。由于雨后和礦井巷道存水，路基狀態(tài)發(fā)生變化，道床搗固堅實程度不均勻，連接扣件松緊不同，都會使軌道產生不均勻的下沉，造成軌面高低不平。 主要運輸線路要求目視平順，用10m弦量軌面高低允許差值10mm，傾斜絞車道不超過15mm，但設計變坡點不受此限。四 方向方向是指線路平面位置的延長，即在直線上軌道是否直順，在曲線上軌道是否園順。檢查時，在接頭前后5m內選擇點檢查，直線目視直順，用10m弦量鋼軌內側不超過10mm；曲線目視園順，在外軌內側用2m弦量相鄰正矢差，半徑50m以上不超過2mm，半徑位50m以下不超過3mm。第二章 軌道上部建筑第一節(jié) 鋼軌一 鋼軌的作用鋼軌是軌道線路主要組成部分之一，其作用是支持并引導列車按一定方向運行，承受來自車輪的壓力、沖擊力和縱向的慣性力、橫向的離心力等。并將承受的力傳導給軌枕、道床和路基。為車輪的滾動提供阻力最小的表面。二 鋼軌的性能鋼軌應當具有足夠的強度、韌性和耐磨性。強度是為了承受車輪的強大壓力；韌性是為了能承受車輪對鋼軌的沖擊作用。鋼軌的強度、韌性和耐磨性取決于鋼軌的材質、熱處理及斷面形狀。三 鋼軌的斷面車輪作用于鋼軌上的垂直壓力，使鋼軌彎曲。為增加其抗壓和抵抗撓曲的能力，制造成工字形斷面。（如圖2所示）四 鋼軌類型及選擇主要運輸大巷和井底車場應采用24kg/m、30kg/m鋼軌，隨著礦井電機車、礦車運行速度的提高，軸重和運量的增加，一般使用30kg/m及以上的重型鋼軌。五 鋼軌砸損礦井主要運輸線路上的鋼軌垂直磨耗超過下表的限度時，應進行更換。再次使用、更換拆除下來的鋼軌時，應不屬于輕重傷的鋼軌；每根鋼軌長度不短于2m。主要線路鋼軌的垂直磨耗鋼軌類型（kg/m）1518222430垂直磨損限度（mm67911第二節(jié) 鋼軌接頭一 鋼軌接頭的型式接頭的型式，按其對軌枕的位置，可分為懸接式和承墊式兩種。懸接式用這種接法時，可以把接頭軌枕間距縮小些，以增強接頭的抗繞曲能力，這種接法的優(yōu)點是彈性較好。單承墊式使用單承墊時，由于軌枕沉陷不均后，使得軌枕搖動，軌枕失去穩(wěn)定性。雙承墊式使用雙承墊時，承墊接頭魚尾板受力輕，因軌枕支持軌頭，接頭處所發(fā)生繞曲較小。二 對接與錯接錯接的優(yōu)點：1.沖擊力分散，道床養(yǎng)路工作少。2.兩股鋼軌間斷在不同地方，易于保持曲線的圓順。對接的優(yōu)點：1.在列車通過機頭時，兩股鋼軌的沖擊作用同時發(fā)生，因此沖擊次數比錯接少一半。2.在對接的情況下，所發(fā)生的沖擊作用是平衡的，易于保持水平，而在錯接的情況下，所發(fā)生的沖擊是時左時右，不平衡的，不易保持水平。第三節(jié) 軌枕一 軌枕的作用和分類軌枕位于道床和鋼軌之間，是鋼軌的支座。（一） 軌枕的作用1. 承受由鋼軌傳來的荷重和橫向力，并將它均勻地傳布在道床上；2. 將兩根鋼軌聯系在一起固定鋼軌位置，使其保持一定的距離（軌距）；3. 固定鐵路方向，是鐵路不因受力的作用而產生縱向及橫向位移。(二)軌枕的分類 按照制造材料的不同軌枕可分為木枕、鋼筋混凝土軌枕和鋼枕。按用途可分為普通軌枕，鋪設道岔的岔枕和橋梁上用的橋梁枕。二 木軌枕優(yōu)點是：木軌枕富于彈性，重量輕，可緩和列車的動力沖擊作用，容易加工制造，成本低，便于運輸，木枕與鋼軌連接簡單，鋪設養(yǎng)護及修理方便；有較好的絕緣性能；木枕與碎石道渣之間有較大的摩擦系數，能保證軌道的穩(wěn)定。缺點是：不容易保持軌距，增加維修工作量，易腐朽磨損和裂縫，使用年限短，抽換失效腐朽枕木工作量較大、木材資源有限，不能大量生產。三 鋼筋混凝土軌枕鋼筋混凝土軌枕與木枕對比優(yōu)點是：節(jié)約木材；能保證尺寸一致，硬度一致，使鐵道的彈性均勻，穩(wěn)定性高；采用扣板式扣減與鋼軌連接便于保持軌距；不腐朽，使用壽命長，減少抽換工作量和維修工作量。其缺點是：彈性差，使用時應加膠墊，脆性大；電絕緣性能差；扣件連接困難；重量大不易搬運等。第四節(jié) 道床一 道床的作用道床：即道渣層，為軌枕的基礎，其主要作用是1. 把軌枕的載荷均勻地傳布到路基面上；2. 便于撥道和起道；3. 排除鐵道積水，防止翻漿冒泥，保持枕木的干燥；4. 增加軌道彈性；5. 保持軌道的穩(wěn)定，阻止軌枕縱向和橫向移動。二 道床斷面道床頂面應比軌枕面低30mm，而道床頂寬應根據枕木長度而定，地面的枕木頭外應有150mm的寬度，井下的枕木頭外應有100mm的寬度；在半徑等于或小于150m的曲線上，曲線外側道床要加寬100mm。三 道床的材質及粒度對道床的材質有如下要求：1. 堅韌并有一定的彈性；2. 具有良好的排水性能，吸水性?。?. 耐凍性強，不易風化，道渣顆粒間要有較大的摩擦力；4. 不易被磨碎，搗碎；5. 不易被風吹動或被水沖走。道渣的材質和粒度在煤礦窄軌鐵道維修質量便準中規(guī)定：1. 井下道渣可因地制宜地采用碎石、卵石以及不易風化、不自燃的堅硬矸石。碎石、矸石的粒度1040mm，不得慘有碎末。2. 地面道渣除上述品種粒度相同外，尚可采用不含泥的河沙及熔爐礦渣。第三章 道岔第一節(jié) 道岔的種類一 煤礦窄軌鐵道標準道岔1. 普通單開道岔：這種道岔一側為直股，一側為曲股，站在尖軌前向道岔尾部看，曲股向左開的為左開道岔，曲股向右開的為右開道岔。(如下圖所示)2. 對稱道岔（又稱雙開道岔）兩側都是曲股，并對稱于直股中心線（及轍岔角的平分線）。（如下圖所示）3. 渡線道岔：連接兩條相鄰線路的道岔。(如下圖所示)二 煤礦使用的非標準道岔施工簡易道岔（又稱驢尾道岔），此種道岔加工簡單，使用方便，在井巷施工中廣泛應用。(如下圖所示)第二節(jié) 普通單開道岔的構造一 轉轍器轉轍器是由兩根基本軌，兩根尖軌和各種聯接零件及轉轍器械等組成。通過轉轍機械（扳道器），使兩根尖軌往復擺動，以引導列車沿著某一方向運行的導向設備。（如下圖所示）二 撤叉和護軌轍叉由叉心（又稱心軌）和翼軌組成，它是使車輪由一股鋼軌越過另一股鋼軌的設備。（轍叉的分類和各部名稱如下圖所示）三 道岔曲基本軌的彎折從轉轍部分到導曲線之間的軌距變化較大為了更好地保持軌距、需要將曲基本軌加以彎折，彎折的位置叫曲折點。彎折的尺寸根據軌距變化的大小和距離確定。曲基本軌有兩個曲折點，第一曲折點距尖端7080mm范圍內，如距尖軌尖端遠了，尖軌尖端的軌距必然要大。反之，軌距要小，尖軌尖端出于基本軌曲折點，使車輪撞出尖軌尖端，加速尖軌磨損，危及行車安全。第二曲折點，為尖軌的根部，如曲折度過大時，會使間隔鐵與基本軌不密貼，如曲折度過小，使間隔鐵安設困難。第三節(jié) 道岔軌距加寬及其檢查道岔軌距的檢查1.尖軌前端即尖軌尖端軌距加寬遞減終點。2.尖軌尖端軌距，在尖軌理論尖端處檢查（距尖軌尖端100mm）。3.尖軌根部（曲直股各一處）。4.連接部分的檢查。直股尖軌根端軌距加寬遞減距離終點一處。彎股曲線始終各一處。5. 轍岔前后，直股轍岔前后，彎股轍岔前后各一處。道岔水平的檢查尖軌前端，直曲股導軌中部，轍岔后（直股和彎股）均需檢查兩軌面的水平。第四章 軌道的鋪設第一節(jié) 鋪軌前的準備工作一 整修路基鋪軌前的路基，按設計要求，標出鐵道中心（每20m一點），圓曲線起止點，道岔中心及頭尾和縱斷面上的變坡點。地面用標樁，井下劃測點。標樁和測點位置確定后進行水平測量，根據軌道水平（地面）或巷道腰線測量結果，按設計標高調整坡度，整修路基（井下為巷道底板），消滅上鼓下洼現象，誤差超過50mm時要鏟除或補填。地面路基寬度不足要加寬，井下巷道寬度不夠要處理。整修底板時把巷道多余雜物全部運出，以便于永久軌道的鋪設。二 預鋪道渣鋪軌時對橋頭或明渠兩端鐵道鋪足道渣平臺及順坡長度，橋梁不得短于15m，明渠不得短于10m，對有渣橋面的道渣槽在鋪設之前必須用碎石道渣填齊，橋梁兩端不小于15m距離內，應用碎石或鵝卵石道渣。凡是石質路塹或填石路堤在鋪軌之前鋪設道渣一層，其厚度不少于70mm，如道渣在鋪設之前鋪設有困難時，可用廢石渣墊平。填石路堤，可以在不大于150mm的石塊。鋪設鋼筋混凝土軌枕之前，應先鋪道渣并加夯壓。三 材料準備1.準備：按批準的工程計劃，組織備料。2.整理鋼軌：新鋼軌應使用鋼尺，放貼在軌頭面上逐一精密測量其長度的實際公差值，以每5mm為一級（如10.005），用不同顏色油漆做出標志，按級分別堆放，每一堆旁應樹立標牌，注明該堆軌長與類型及數量等。舊鋼軌必須整理，兩端頂部磨損過甚或嚴重塔頭有硬彎無法復原者，可以鋸去。第二節(jié) 釘道八害道釘是：1俯：順著軌條方向目視道釘帽前端向前傾斜；2仰：順著軌條方向目視道釘頂帽后端向后傾斜；3歪：垂直軌條方向目視道釘，釘桿向左右方向傾斜；4斜：道釘桿僅有一個邊棱與軌底邊緣貼著；5浮：釘帽底部與軌底面不密貼，有2mm以上的間隙；6離：釘桿與鋼軌底邊不密貼，有2mm以上的間隙；7磨：釘桿上部與鋼軌底邊的接觸部分磨損2mm以上者；8彎：釘桿有彎，目視不值者。第三節(jié) 巡道軌道工