煤矿窄轨铁路轨道（讲座）

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1、煤矿窄轨铁路轨道（ 讲 座 ）主 讲： 程国志联系方式：023-42702005 13983965442重庆天弘公司盐井一矿建设项目部第一章 煤矿窄轨铁路概述第一节 煤矿窄轨铁路的作用和分类一 煤矿窄轨铁路的作用窄轨铁路是煤矿轨道运输的基础建筑物，是煤矿生产过程中煤炭、矸石、材料、设备和人员运输的物质条件之一。它的作用是把车轮的集中载荷传播、分散到地面或井下巷道底板上，使列车沿轨道平稳、高速运行。轨道的设计、施工和维修的质量，是安全行车最基本的保证。二 煤矿铁路的分类煤矿现行的窄轨铁路，按轨距分有900mm、762mm、600mm三种。根据运输情况分为主要运输与一般运输线路。三 铁路建筑的组成

2、轨道的建筑由两大部分组成，即轨道下部建筑：1. 轨道下部建筑（路基及附属设备排水和防护加固设备等）；2.轨道上部建筑（道床、轨枕、钢轨、道岔、联接零件、安全设备）。第二节 轨距、水平、轨底坡、高低和方向一 轨距轨距是指铁道线路上两股钢轨头部内侧、与轨道中心线垂直的距离。（如图1所示）1. 轨距的测量点因钢轨头部两侧呈圆弧形，同时车轮轮缘也有一定的曲线形式，轮缘与钢轨的接触点，随钢轨类型不同而异，窄轨道轨矩在轨顶下13mm处测量。2. 游间为了使车轮沿两钢轨滚动时不被卡住，减少车轮与钢轨间的摩擦，在轮缘与钢轨间应有一定的空隙，这个空隙称为游间。游间可用下式计算：=S-q式中：游间；S轨距；q轮缘

3、距。其中 q=T+2h式中：T轮背距；h轮缘厚。max=Smax-qminmin=Smin-qmax3. 轨矩允许误差轨矩允许有误差，是因为列车运行对铁道产生很大的压力和冲击，是铁道轨矩不可能经常保持标准规定的公称轨距，另外，施工时也会出现误差。煤矿安全规程规定“直线段或曲线段加宽后，最宽不得超过5mm，最窄不得超过2mm。二 水平、三角坑为了保证车辆行驶平稳，使两股钢轨均匀的承担荷重，所以在直线轨道上，左右两股钢轨顶面应位于同一水平上，以保持列车运行平稳和磨耗均匀，因此规定两股钢轨轨顶水平误差不得超过5mm。在延长两米范围内，两股钢轨顶面水平向相反变化，先左股比右股高，后右股比左股高，水平差

4、超过5mm，称为三角坑。这样会使得四个轮子的一个悬空，如果恰好在这个轮上出现很大的横力，就可能使浮起的车轮轮缘沿钢轨爬上轨面而引起跳道。三 轨面前后高低轨道纵向的不平顺，出现坑洼或凸起现象时，称为轨面前后高低。由于雨后和矿井巷道存水，路基状态发生变化，道床捣固坚实程度不均匀，连接扣件松紧不同，都会使轨道产生不均匀的下沉，造成轨面高低不平。 主要运输线路要求目视平顺，用10m弦量轨面高低允许差值10mm，倾斜绞车道不超过15mm，但设计变坡点不受此限。四 方向方向是指线路平面位置的延长，即在直线上轨道是否直顺，在曲线上轨道是否园顺。检查时，在接头前后5m内选择点检查，直线目视直顺，用10m弦量钢

5、轨内侧不超过10mm；曲线目视园顺，在外轨内侧用2m弦量相邻正矢差，半径50m以上不超过2mm，半径位50m以下不超过3mm。第二章 轨道上部建筑第一节 钢轨一 钢轨的作用钢轨是轨道线路主要组成部分之一，其作用是支持并引导列车按一定方向运行，承受来自车轮的压力、冲击力和纵向的惯性力、横向的离心力等。并将承受的力传导给轨枕、道床和路基。为车轮的滚动提供阻力最小的表面。二 钢轨的性能钢轨应当具有足够的强度、韧性和耐磨性。强度是为了承受车轮的强大压力；韧性是为了能承受车轮对钢轨的冲击作用。钢轨的强度、韧性和耐磨性取决于钢轨的材质、热处理及断面形状。三 钢轨的断面车轮作用于钢轨上的垂直压力，使钢轨弯曲

6、。为增加其抗压和抵抗挠曲的能力，制造成工字形断面。（如图2所示）四 钢轨类型及选择主要运输大巷和井底车场应采用24kg/m、30kg/m钢轨，随着矿井电机车、矿车运行速度的提高，轴重和运量的增加，一般使用30kg/m及以上的重型钢轨。五 钢轨砸损矿井主要运输线路上的钢轨垂直磨耗超过下表的限度时，应进行更换。再次使用、更换拆除下来的钢轨时，应不属于轻重伤的钢轨；每根钢轨长度不短于2m。主要线路钢轨的垂直磨耗钢轨类型（kg/m）1518222430垂直磨损限度（mm67911第二节 钢轨接头一 钢轨接头的型式接头的型式，按其对轨枕的位置，可分为悬接式和承垫式两种。悬接式用这种接法时，可以把接头轨枕

7、间距缩小些，以增强接头的抗绕曲能力，这种接法的优点是弹性较好。单承垫式使用单承垫时，由于轨枕沉陷不均后，使得轨枕摇动，轨枕失去稳定性。双承垫式使用双承垫时，承垫接头鱼尾板受力轻，因轨枕支持轨头，接头处所发生绕曲较小。二 对接与错接错接的优点：1.冲击力分散，道床养路工作少。2.两股钢轨间断在不同地方，易于保持曲线的圆顺。对接的优点：1.在列车通过机头时，两股钢轨的冲击作用同时发生，因此冲击次数比错接少一半。2.在对接的情况下，所发生的冲击作用是平衡的，易于保持水平，而在错接的情况下，所发生的冲击是时左时右，不平衡的，不易保持水平。第三节 轨枕一 轨枕的作用和分类轨枕位于道床和钢轨之间，是钢轨的

8、支座。（一） 轨枕的作用1. 承受由钢轨传来的荷重和横向力，并将它均匀地传布在道床上；2. 将两根钢轨联系在一起固定钢轨位置，使其保持一定的距离（轨距）；3. 固定铁路方向，是铁路不因受力的作用而产生纵向及横向位移。(二)轨枕的分类 按照制造材料的不同轨枕可分为木枕、钢筋混凝土轨枕和钢枕。按用途可分为普通轨枕，铺设道岔的岔枕和桥梁上用的桥梁枕。二 木轨枕优点是：木轨枕富于弹性，重量轻，可缓和列车的动力冲击作用，容易加工制造，成本低，便于运输，木枕与钢轨连接简单，铺设养护及修理方便；有较好的绝缘性能；木枕与碎石道渣之间有较大的摩擦系数，能保证轨道的稳定。缺点是：不容易保持轨距，增加维修工作量，易

9、腐朽磨损和裂缝，使用年限短，抽换失效腐朽枕木工作量较大、木材资源有限，不能大量生产。三 钢筋混凝土轨枕钢筋混凝土轨枕与木枕对比优点是：节约木材；能保证尺寸一致，硬度一致，使铁道的弹性均匀，稳定性高；采用扣板式扣减与钢轨连接便于保持轨距；不腐朽，使用寿命长，减少抽换工作量和维修工作量。其缺点是：弹性差，使用时应加胶垫，脆性大；电绝缘性能差；扣件连接困难；重量大不易搬运等。第四节 道床一 道床的作用道床：即道渣层，为轨枕的基础，其主要作用是1. 把轨枕的载荷均匀地传布到路基面上；2. 便于拨道和起道；3. 排除铁道积水，防止翻浆冒泥，保持枕木的干燥；4. 增加轨道弹性；5. 保持轨道的稳定，阻止轨

10、枕纵向和横向移动。二 道床断面道床顶面应比轨枕面低30mm，而道床顶宽应根据枕木长度而定，地面的枕木头外应有150mm的宽度，井下的枕木头外应有100mm的宽度；在半径等于或小于150m的曲线上，曲线外侧道床要加宽100mm。三 道床的材质及粒度对道床的材质有如下要求：1. 坚韧并有一定的弹性；2. 具有良好的排水性能，吸水性小；3. 耐冻性强，不易风化，道渣颗粒间要有较大的摩擦力；4. 不易被磨碎，捣碎；5. 不易被风吹动或被水冲走。道渣的材质和粒度在煤矿窄轨铁道维修质量便准中规定：1. 井下道渣可因地制宜地采用碎石、卵石以及不易风化、不自燃的坚硬矸石。碎石、矸石的粒度1040mm，不得惨有

11、碎末。2. 地面道渣除上述品种粒度相同外，尚可采用不含泥的河沙及熔炉矿渣。第三章 道岔第一节 道岔的种类一 煤矿窄轨铁道标准道岔1. 普通单开道岔：这种道岔一侧为直股，一侧为曲股，站在尖轨前向道岔尾部看，曲股向左开的为左开道岔，曲股向右开的为右开道岔。(如下图所示)2. 对称道岔（又称双开道岔）两侧都是曲股，并对称于直股中心线（及辙岔角的平分线）。（如下图所示）3. 渡线道岔：连接两条相邻线路的道岔。(如下图所示)二 煤矿使用的非标准道岔施工简易道岔（又称驴尾道岔），此种道岔加工简单，使用方便，在井巷施工中广泛应用。(如下图所示)第二节 普通单开道岔的构造一 转辙器转辙器是由两根基本轨，两根尖

12、轨和各种联接零件及转辙器械等组成。通过转辙机械（扳道器），使两根尖轨往复摆动，以引导列车沿着某一方向运行的导向设备。（如下图所示）二 撤叉和护轨辙叉由叉心（又称心轨）和翼轨组成，它是使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备。（辙叉的分类和各部名称如下图所示）三 道岔曲基本轨的弯折从转辙部分到导曲线之间的轨距变化较大为了更好地保持轨距、需要将曲基本轨加以弯折，弯折的位置叫曲折点。弯折的尺寸根据轨距变化的大小和距离确定。曲基本轨有两个曲折点，第一曲折点距尖端7080mm范围内，如距尖轨尖端远了，尖轨尖端的轨距必然要大。反之，轨距要小，尖轨尖端出于基本轨曲折点，使车轮撞出尖轨尖端，加速尖轨磨损，危及行车

13、安全。第二曲折点，为尖轨的根部，如曲折度过大时，会使间隔铁与基本轨不密贴，如曲折度过小，使间隔铁安设困难。第三节 道岔轨距加宽及其检查道岔轨距的检查1.尖轨前端即尖轨尖端轨距加宽递减终点。2.尖轨尖端轨距，在尖轨理论尖端处检查（距尖轨尖端100mm）。3.尖轨根部（曲直股各一处）。4.连接部分的检查。直股尖轨根端轨距加宽递减距离终点一处。弯股曲线始终各一处。5. 辙岔前后，直股辙岔前后，弯股辙岔前后各一处。道岔水平的检查尖轨前端，直曲股导轨中部，辙岔后（直股和弯股）均需检查两轨面的水平。第四章 轨道的铺设第一节 铺轨前的准备工作一 整修路基铺轨前的路基，按设计要求，标出铁道中心（每20m一点）

14、，圆曲线起止点，道岔中心及头尾和纵断面上的变坡点。地面用标桩，井下划测点。标桩和测点位置确定后进行水平测量，根据轨道水平（地面）或巷道腰线测量结果，按设计标高调整坡度，整修路基（井下为巷道底板），消灭上鼓下洼现象，误差超过50mm时要铲除或补填。地面路基宽度不足要加宽，井下巷道宽度不够要处理。整修底板时把巷道多余杂物全部运出，以便于永久轨道的铺设。二 预铺道渣铺轨时对桥头或明渠两端铁道铺足道渣平台及顺坡长度，桥梁不得短于15m，明渠不得短于10m，对有渣桥面的道渣槽在铺设之前必须用碎石道渣填齐，桥梁两端不小于15m距离内，应用碎石或鹅卵石道渣。凡是石质路堑或填石路堤在铺轨之前铺设道渣一层，其厚度不少于70mm，如道渣在铺设之前铺设有困难时，可用废石渣垫平。填石路堤，可以在不大于150mm的石块。铺设钢筋混凝土轨枕之前，应先铺道渣并加夯压。三 材料准备1.准备：按批准的工程计划，组织备料。2.整理钢轨：新钢轨应使用钢尺，放贴在轨头面上逐一精密测量其长度的实际公差值，以每5mm为一级（如10.005），用不同颜色油漆做出标志，按级分别堆放，每一堆旁应树立标牌，注明该堆轨长与类型及数量等。旧钢轨必须整理，两端顶部磨损过甚或严重塔头有硬弯无法复原者，可以锯去。第二节 钉道八害道钉是：1俯：顺着轨条方向目视道钉帽前端向前倾斜；2仰：顺着轨条方向