斜井小半径曲线物料运输工法

斜井曲线段物料运输工法1、前言斜井小半径曲线物料运输技术是中国铁路总公司在重庆石忠高速公路控制工程方斗山隧道斜井创造性应用的一种新颖的技术型施工方法。它一改煤矿系统传统的分段运输法、刮板式输送带运输法，采用洞外一台矿用提升机提升，曲线段安设五花立辊约束钢丝绳运动方向，实现矿车按曲线方向行驶的一系列新技术，使斜井径曲线段物料运输具有高效、经济、安全等特点。该项技术在方斗山隧道斜井施工中，取得了令人满意的效果，其施工组织便利，安全性能可靠，满足了斜井的快速施工要求。通过对轨道和矿车的改造、设备配套等技术的不断完善、发展，经总结形成本工法。结合本工法在施工生产中进行的质量管理成果《攻克大断面陡坡斜井曲线段运输难题》获国家级二等QC成果奖。2、工法特点刮板式输送带运输法：运输可以实现连续性，所需设备均有定型产品，但费用高，每米需1.3万元左右，不能紧跟工作面，需挖掘机倒碴、每两循环需接输送机，维修人员多，不能反向向下输送喷浆料及其它材料，因此不适用于本工程。分段运输法：煤矿在平面上转角采用分段牵引法，在斜面上还无先例，但理论可行。但需要开挖两个洞室安装两台绞车、需增加两台机械转盘，转盘需单独研制，且费用大，由于需反复摘钩危险性很大，施工速度缓慢。本工法与传统方法比较具有以下特点：2.1速度快。由于减少了井身内摘挂钩工序，提高了运输施工速度，斜井曲线段开开挖月进尺达到77.5m/月。2.2安全性好。采用井外一台矿用提升机提升，无井身内摘挂钩，减少安全风险。2.3工艺简单。本工法应用五花立辊约束钢丝绳运动，对矿车及设备进行适当改造，不需增加设备和人员，易操作。2.4效益明显：可充分利用现有设备，仅需增加一些附件及对轨道、矿车适当改造，节约投入。3、适用范围本工法适用采用矿用提升机提升的铁路、公路、水工及各种地下人防工程的斜井曲线段物料运输。4、工艺原理4.1利用原有斜井矿用提升机对矿车、轨道进行改造后进行物料运输的方法，进入曲线后，钢丝绳仍按矿用提升机与矿车两点之间形成直线，当矿车进入曲线一定距离后，钢丝绳将偏离轨道，致使钢丝绳与钢轨相交，磨损钢丝绳，为了使钢丝绳始终位于轨道中间，在钢丝绳的曲线内侧设置立辊，对钢丝绳进行约束。4.2由于立辊高度较低，提升机刹车时及其它因素容易造成牵引钢丝绳跳跃，导致立辊无法约束钢丝绳，发生安全事故，因此在立辊顶部增设五花凸轮，保证钢丝绳不脱离立辊。病4.3烛缺矿车钢丝鼓绳连接器扰高度与矿亦车底盘高嗽度相同，致但立辊高倾度不得超捷过矿车的提轮轴高度听，超过矿蝶车轮轴便满会碰撞立才辊造成矿虎车无法运伴行或跳道仿，为了实逆现五花立合辊约束钢方丝绳必须敏对矿车进败行改造，册增设绳卡水器牵降低玩钢丝绳的盯连接高度铜。润4.4温俯立辊顶部邀设五花凸讯轮后钢丝那绳矿车向脾下运行时应如何进入往五花立辊丈或矿车向给上运行时被钢丝绳如难何脱离立融辊。立辊幼安装在钢厚丝绳的曲筋线内侧，谁并偏移轨死道中心一慧定尺寸，旗而绳卡器泳在矿车上旦安装时向笨曲线外侧钥偏移一定闭尺寸，当市矿车向下玉运行到立雄辊位置时齐，立辊不礼会与绳卡疤器碰撞；仁利用钢丝肆绳在曲线螺两约束点赔间是一弦历线的原理狼，当矿车混通过立辊飞后并运行旺一定距离竞，钢丝绳折将向曲线秩内侧移动吉，最后被立立辊挡住捐不再往曲擦线内侧移朝动，实现恼立辊对钢洲丝绳的约顿束。反之木，钢丝绳档将脱离立杏辊的约束旁。易5钢、须施工工艺窃流程及操舍作要点忽5.1矮第矿用提升惜机赞采界用还2JK-怠2.5×贫1.5/神2创0纪型矿用提资升机，卷因筒直忆径伤2500互m环m怪，卷桶宽埋度埋1500竖m乔m方，拉灿力仗90K闹N梨，最大提查升速产度狼3.8m郑/姨s谋，钢丝绳旷直用径狮31m石m障（为右交歼捻绳），狮钢丝绳长蛙度半1000墨m例，电机功色率之400K培W珠，总傅重占3594罩3K注g啄，使用电锄压活6000法V秩。文5.2沉纵轨道铺设半及地辊安拔装跃曲线段运草输采用单蝴线双轨，乖钢轨采赚用筐43kg岸/侨m柳钢轨，轨饥距华762m惹m赔，钢轨按演曲线铺设论，钢轨按龟《煤矿安宿全规程》冻采用曲线贪错接式接浩头，错尿距苦2寇m添；枕木采魂用油枕，武油枕横截笛面槐为纤200×喉160m夺m巧，枕木河长诞1200疯m充m属，横.颜铺设间奴距蝇800m昨m滥，安装地喷辊及立辊另处枕木采苏用轮160m加m匆槽钢；每长间到距仆8套米设置一鲁地辊及轨漫道防滑装芬置，防滑逢装置采帽用坦Φ腥2锻2灿，瑞L=1.典5数m困的地锚将千轨枕固定年于底板。够地辊安装肝高度距轨色面赶40m斤m矿，地辊支爬架焊接在日槽钢上，剂地辊安装李见湾图诱5.2-福1迷《地辊安衬装示意图疮》。笔图荷5.2-赢1捐阳地辊安装勒示意图冈5.3誉胸矿车改造付在矿车没组改造前，邮采用钢丝交绳连接器榜连接矿车扰时，钢丝认绳高度将链超过矿车慢轮的轴下环线，而立伯辊高度不皇能超过轮场轴的轴下月线，利用却连接器牵参引矿车根工本无法让鬼矿车通过杨立辊时便拼将牵引钢遣丝绳引入科立辊中，愧见刻图纸5.3-乔1惩《矿车改泻造前矿车脂牵引示意药图》。因膨此，通过兄研究改绳杠卡器牵引强代替连接毛器牵引。牙绳卡器设死计体积很鞭小，这使拢它不受车鉴轮轴下线中的限制而京能根据需撤要任意降清低牵引高垒度，使矿煎车通过立旅辊便能将种钢丝绳引减入立辊有小效约束区买域内，从雹而让牵引躬钢丝绳沿确立滚设置慎位置运动亚，见研图念5.3-肌2求《矿车改史造后矿车白牵引示意如图》，为像使矿车与心牵引钢丝储绳连接可废靠，将原博矿车连接宫器移至矿蝴车尾部，帮钢丝绳从驰矿车下部供穿过与矿摊车尾部连更接器连接葵牢固，钢健丝绳与矿迟车连接见棍图响5.3-鱼3誉《钢丝绳皇与矿车连善接示意图厕》。串绳卡器材打料采额用险Q23杏5芬钢材，与犁矿车底盘装相连采用枪连续焊接冬法焊接，航焊缝高不恼低字于主8m逝m战。为防止沉钢丝绳在贴绳孔中的泳挤压形成立点或线接模触而磨损症、点蚀影侨响钢丝绳滩寿命，同文时防止绳钉卡器松动牺或在意外检冲击力下愈钢丝绳在惩绳槽中滑浅动磨损钢泪丝绳，设网计在绳卡压器与钢丝歼绳之间镶钻嵌一套两肾半圆形紫脾铜套。紫弯铜质地较请软，在夹腔紧力的作猫用下能与您钢丝绳紧糠密接触，铺形成足够跃的摩擦力糟，同时为筝消除绳卡座器两端对速钢丝绳的哀剪切力，故两端制作誉成圆滑过伏渡喇叭形格。紫钢套钢与夹绳器陶之间各有拥矩形螺纹的槽，相互渗镶嵌其中腾，防止紫恢铜套与夹盈绳器相互尺滑动。察图票5.3-梳1月俩矿车改造小前矿车牵荣引示意图筛图田5.3-透2滨流矿车改造鹿后矿车牵纪引示意图切图辞5.3-洽3尤钢丝绳与财矿车连接得示意图妨5.4棒积五花立辊蜜设计及安成装纳五花地辊遮设计见俗图井5.4-爸1燃《五花地玉辊设计图响》套图毒5.4-摔1甩研五花地辊胁设计图稠5.4胡.1粮恋五花立辊插设计么⑴我哪五花立辊斜高度设计兽五花立辊移总高度饱：狱H尼1瓦=H另2女+H红3蹄＜覆H竹H梨1禽：镇五花立辊衰有效区高扯度；丧H爹2虎：菠五花立辊妙底座与上潮盖高度；时H净：轨枕面召与轴下线嫩间的距离础。咱五花立辊堡有效区高油度糟：丹H芬2番=h尺1够+h钟2横h况1言：钢丝绳隙直径；家h给2刘：自由区谎间，由于猜立辊高度粘受轴下线右与轨枕机陪间的高度匠控制，往取梢84m防m虚；轧⑵租浆五花立辊贩主轴设计学立辊主轴尤主要承受考钢丝绳偏陵移所产生塑的剪切力学，通过分慰析可知，桃矿车由井霜底向井口愿出碴时为涌最不利受诸力条件，云主轴直径碌需满足其桨受力要求颠。歇由河图约5.4-搁2徐《受力分昏析袖图旁Ⅰ际》可得出露钢丝绳受婆拉力为企：盒F=Gs膨in22耕°+G数cos2至2锻°郑γ算F泻：钢丝绳站拉力；昼G饰：矿车与斯运送物料宣重量之和牛；留γ计：轮与钢裤轨滚运摩悟擦力系数晨；垮22何°曲：斜井倾帆角；言图爽5.4-墙2攀受力分狱析笛图科Ⅰ创由吉图眠5.4-鼠3映《受力分万析胀图足Ⅱ返》可得出菜五花立辊剖主轴剪力态为迅：抽Q=2F言si具n读α塞Q狡：五花立乡辊主轴剪姑力；种F谈：钢丝绳凳拉力；烟α崖：弦切角馆，罩α韵≈卸L/床(米π再D)×3疫60°促L江：立辊间例距；已D昂：味园曲线直厉径；险图棍5.4-至3绵肺受力分析殖图刚Ⅱ末五花立辊蛙主轴直森径教d=(4停Q/供[汤τ遥]/蚕卧π较)新1/2侍d欢：五花立帜辊主轴直伤径；猾Q启：五花立润辊主轴剪钓力；复[宾τ左]外：五花立臭辊主轴永怖许剪应力蚀；犹五花立辊笼通过以上鬼计算没考涝虑按匀速亩运动时的阀受力状态窝，因此，玩考虑矿车姥起动时的痰静摩擦阻贪力及其他狸因素影响垄，往取猛3.闷0丢的安全系宿数。叉5.4衬.2撤消五花立辊阵五花立辊宋安装嘉在距曲线楚起诱点揪8筛m文处开始设集置安装立纳辊，在该磨处连设两炮组立辊及做轨距拉杆建（间勾距闹0.8顽m倘），往后菊立辊安装苍间科距时5.0颠m哗，轨距拉毛杆墨5.0疏m礼一组。主立辊与轨兄道钢枕悄用尊M2积0街螺栓连接纸，钢枕两弊端各粱用烈4胀根浊φ息2皂2章砂浆锚杆铺锚固，锚裕杆耐长辜1.2然m障。捆5.5魂请信号系统缓信号通讯写系统主要韵由电铃、携指示灯、英对讲机、诚内部电话赠和视频装相置组成，苦在作业时诊，各种信夺号工具同行时使用，企可避免因喊某种工具麦损坏而影嘴响绞车系助统正常运鹅行。信号葛在绞车房躲与井口、寨井底之间妈传输，绞村车司机收剑到信号人肥员的操作北指令，并歉确认轨道茂线路无障像碍时，发姓出回应信灰号，再得尊到信号人策员确认后编，方可进绸行操作。银严格遵守宜信号的发巧布程序，赶在停车状色态，若收泼到不明确轧的信号，灾不能操作颜，只有指鸭令正确，疼信号规范陶后方可运祥行矿车。爪同时在绞镇车液压泵些站起动按耳扭中串入乘一组警报测信号线。渐当绞车司庭机起动液味压泵站准组备动车警外报器便发愉出声光警梦示，洞内兼任何人员描只要熟看叙(挡听释)颈见警报器废发出声光闻警示便立匠即拆离轨仔道。关闭廊液压泵站丛停车警报吹器便停止柴声光警示馅。警报器时在洞内每僵间更隔德50针m属安装一个糕。居当进入曲冻线施工段编时，矿车辟跳道不易残及时发现论，在曲线缴段增设矿以车跳道信乡息捕捉装扮置。在轨烫道内外侧曲距离矿车嘴车团厢保150m暴m绑处每间阴距偷16鼓m旧（直线段蚁）鉴、偷8艘m疏（曲线段悦）锚焊一皆立杆，立姜杆高出车优厢底信板危150m侮m粱，立杆上讯安装一套蓬小滑轮，饮滑轮内消穿馅Φ必3m源m觉钢丝绳，细调整钢丝筒绳与矿车蔽车厢相暖距蚁50m色m粘。每间铁距哈80敏m摄安装一扰套鼠LX4-浇12达S场型行程开绒关，将钢收丝绳与行尿程开关撞矮杆顶端固晃定。工作茶原理：矿互车轮缘一捏旦爬上钢马轨面，矿茫车车厢便顶会偏离轨否道中心线绞撞上其中化一侧钢丝模绳，钢丝埋绳拉动行正程开关向膝绞车司机凡发出警报乞，即可立强即停车处差理。攻5.6理铲劳动力安擦排砖主要劳动醉力配备参翠见那表缠5.6-逢1哀《主要劳狂动力配备田》势。哪主要劳动耐力配轨备忘弯贤貌箭岸拖丛洞表肥5.6-父1蒜班组判主要工作碑内容干工种瑞人数妈备注视提升班鞭轨道设置赏、检修，弱钢丝绳检促修、更换成，操作绞厚车较轨道工四7渔检修工聋2乖绳检工歌2趋绞车司机涝6谷信号班射发送信号宝信号工后6搭合计狱23输6巴、径材料与设轻备瓜6.1计轿材料枣本工法涉胳及材料均劫为常规建睡筑材料，求不涉及需澡特别说明什的新型材此料。迎6.2砖医设备树主要机械慕设备配置炼参见税表腐6.2-赌1滴《主要机虑械设备配扒备表》。夸某幕费转塞刮塑主要机械转设备配备抱表骗别勿硬倚灯腐自表咐6.2-户1挖序号案机械设备茅名称但规格、型挑号争单位汁数量骨备注融1戒双筒绞车停400k活W妹台烟1掉2刺侧卸矿车劲4m演³正台恩2巨3谊装载机料ZLC5箭0C暴台猎1急洞外装碴链4配自卸车里20T雷台湾2兄洞外运碴著5薪电焊机权小型映台为2性6像轨行运输倚矿车必台边1洲7兼皮带运输似机看自制母台潮1箩8必信号通信推系统鸟套仰2炸电铃、指缸示灯、对卫讲机、内侍部电话和惹视频装置骂若干够左右线塑各译1窄套或9戚发电机旋400k席W验台院1碑备用台7根、范质量控制跨7.1棒午通过全员毙岗前培训捧、技术交刺底，制定吨岗位责任拼制等手段请，规范操袄作行为，碰从人的因丙素上杜绝千质量隐患文的发生。副7.2那鹅轨道接头侵的间隙不是得大执于英5m局m谁，高低和懒左右错差唤不得大铺于肺2m吴m惧。召2稳条钢轨顶辽面的高低助差，不得临大芝于敬5m目m醋。轨枕的爸间距偏差标不得超日过苍50m伞m箩，道碴普夹通碎石道胀碴，轨枕仗下应捣实荷，对道床型应经常清告理，应无勿杂物、无仓积水。证7.3示形轨距拉杆独严格设计疼间距安装溪，误差不申大聚于猪50m贷m惯。椅7.4灶迅地锚系统尽严格按要待求间距，精锚杆长度老进行设置琴，锚孔内恒锚杆药包匪必须饱满皆，锚杆与滔钢枕焊接佣牢固。纳7.5粒庆地辊与立凑辊安装间民距误差不扰大属于收20m饶m薄，立辊横佩向向曲线叮外侧误签差尘0m罩m避，曲线内摧侧误数差零10m体m迁。渣8趋、偏安全措施盟8.1径跃严格遵守桥绞车信号琴制度。晒8.2添比对绞车、释轨道、钢隐丝绳等严趣格按检查扰制度进行勇检查，并追做好检查黄记录。厘8.3饱船绞车操作亩严格贯彻蚕执行主、云副司机制顿，对制动他系统要在储开车前进佩行检查，刚在确认无并故障后方声能使用。牧8.4衣夫绞车行驶持不得超速匪，曲线段颈运行速傍度耽≯尽1.5妥m俘／饮s坡，进入直压线段后才内能逐渐加矩至全速；绍严格按信显号及时减窃速、刹车也。岂8.5闪贞设置矿车绕跳道信息兆捕捉装置粒，实时将增信号传送态给绞车司伍机，以便勇出现异常震情况立即在处理。衣8.6锯堆钢丝绳连聪接必需采狂用重型绳造卡，绳卡壤数量不得苗少抱于盼6调个，绳卡恨里端为钢长丝绳断头诊端。大8.7蒙弹采用视频关监控系统萌对矿车运边行全过程印监控与录仪像，直线床段每间恰距煌150母m废设置一套存，曲线段越间僵距补30宫m丘设置一套责，其中卸霞碴位、变刊坡点、曲若线起始、艺终止点各穿增设一套乱，由绞车亚副司机进柄行监视，渡发现问题条及时停车步处理。铁8.8隔义洞外配汇备直1轻台并网发跃电机，可向随时启动迎向洞内送暖电。趴9累、犹环保措施瓣9.辆1冶堪弟开工前组答织全体干很部职工进烤行生态资雪源环境保裂护知识学豆习，增强传环保意识捷。费9.扛2宰胳童合理布置温施工场地蝇，生产、什生活设施奴尽量布置孔在征地线临以内，并谷在周围进典行绿化，泰以尽量减亡少对原有咏环境的破渠坏。速9.宅3昆讯咬做好生产滔、生活区蛾的卫生工滴作，保持泡工地清洁喉，生活垃普圾在指定般的地点堆勉放。丈9.4员冶洞口及生于活区设污添水处理系栗统，经处是理达到国口家规定标键准后再排脉放。廊9.5梦遍加强施工飞机械养护睬，禁止机影械运转过驴程中产生对的油污水振未经处理房就直接排来放。雹9.6皮伏隧道内设照专人检测朗洞内空气页成分、粉录尘含量及枝温度。减讽少大气污鉴染及对粉浸尘污染防利治等。辱9.7倍作加强施工含机械设备刑的维护保愿养，减少仆机械噪声昌，尽量减蛮少施工对什当地居民洪的不利影养响。拖9.8针库弃碴匠要芽“财先挡后塌弃复”饶，并设环仪形截水沟牺，保证排缩水畅通，班尽量不破释坏原有地割表径流通肤道。强1侄0倚、碍效益分析介10.1诱扬经济效益奖本工法与机采用分段狂牵引法比桃较：读分段牵引慢法比较需躁投葛入寄3影台提升机跟械，增加区费用贿约慌5躬4马万元；开闲挖南3乞个机械安醉装洞室，伞增加费用塞约迎22.呢1盛万元；配额备两台机傲械转盘增作加费用议约答1者5拆万元；投宅入机械操封作人玻员查3忍2侦人旬共美2董个月时间讯，增加费煌用诊约假11.5隐2削万元；共塌需增加费军作兵约股102.磁6破2边万元。本令工法只需筋加工立证辊励2最6慌套，每耐套斯40舅0涛元财/晒套，增加厨费业用菜1.0筛4亩万元，矿剥车改造费凭用鸭约功80佛0偷元，合计栽增加费晒用复1.8锈4辛万元，可贝节约成瓣本牵100.逝7颗8篮万元。润本工法与欣采用刮板游输送机提疑升运输法建比较：书刮板输送图机提升运指输每米伤需港1.眠3滑万元左右泛，本工程仪曲线做长哀127猾m漫，需要增警加费用天约呼165.巴1皇万元，本牛工法可节疑约成屿本捉163.监2岔6锹万元。跳10.2伴茂社会效益葱展示了强孙企风采，伤提升企业祥核心竞争焦力。斜井狮三维曲线材段提升技腔术的成功绸应用，既腊节约了施葡工成本，干又有效地旁缓解了工取期压力。撑在施工中刷，未发生朵一起安全慨、质量事婚故，而且遮在业主对亭石忠高速额公路多次宁综合评比蛛中，均名萄列前茅，督综合业绩患受到重庆塘市交委、率业主、设历计院和监饼理单位的送认可和好封评，赢得线了良好的库社会效益附。鸦10.3株膀技术效益舰在无任何蔽可借鉴经近验的情况菜下，成功深开发出了毒斜井三维厨曲线段提鞋升技术，易填补了国茫内斜井曲白线段单一牲绞车提升际运输施工织的空白。鼻斜井曲线许提升技术脖的成功实跑施，为今尖后类似条宜件下斜井金工程的设蒙计和施工葬提供可靠喇的决策依刷据。疼1扎1文、奸应用实例蛙石（柱）煎～忠（县捏）高速公乐路土建工辨程鹊B1花2增合同段斜叨井工程，粉位于重庆凭市石柱县宗境内，为宏方斗山隧软道的专用索通风巷道安，分为左缠、右线。谅斜井左线病全安长沸708.谦2愧m灰，倾醉角匪24框°羡，井口与顽井底高溜差墓283.呜639异m符；洞架口起6.5亩m街为平坡段粗，平坡与楚井身间设越一半径骗为椅20裙m掀的竖曲线盐，观长拾8.5呼m节；斜井净疑宽某8.5彩m鞭，净猾高飞6.25萍m顿，净空面趁积耽45.3绕7m于²免；开挖宽锄度第为东9.夕4由～卧10.0干4焦m件，高度幼为凯7.2妄8两～想7.97洒m凑，开挖断您面面积团为尖56.粪8愧～略72.7换m幸²形。灿斜井右线周全鞭长予781.充1灰m架，倾沈角够22积°殿，井口与邀井底高辣差明283.回203啊m笑；洞长口狂21喉m农为平坡段厦，平坡与明井身间设趁一半径哄为烫20激m兄的竖曲线雷，谣长番8旷m日。斜井净尼宽园7好m旦，净仿高享5.25忌m爸，净空面笛积储31.4万9m猜²愁；开挖宽毙度虫为蛾7.藏9墓～逮8.54游m害，高度膀为烂6.2辱8可～声6.98挽m持，开挖断滴面面积丈为诱41.倾3浆～禁53.8剃m俊²尤。井身翅有星127量m必位于平面研半托径拢R=15撞0愧m副的曲线上李。斜井平建面布置见元图愚11-狗1挎《方斗山罩隧道斜井数平面布置资图梁》芦。矛图尸11-1瘦唇方斗山隧般道斜井平奥面布置图源斜井全洞鸽要进行二吧次砼衬砌栽，二次衬部砌主要采郊用素混凝或土，其中奖洞蚀口馋20它m默和替F救4膝断层及影骡响班带爆60访m畅采钟用晌C2穴5域钢筋混凝冲土衬砌。版二次衬砌侵厚度遵为期3泼0昨～强45c总m莫。斜井衬圣砌砼设中远隔墙（一丧侧为排风心道，一侧壮为送风道催），中隔欠墙厚度星为误30c味m车，为钢筋荷混凝土。差左线斜井屯送、排风烤道为对称箱结构，右波线斜井送漫、排风道伙为非对称掌结构。随初期支护素主要采洞用跳D2仔2蔬砂浆锚杆虚（舍L艰＝铁2