一稿工法成果幻灯片有轨运输课件.ppt
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1、汇报资料大倾角曲线斜井大倾角曲线斜井物料有轨提升运输工法物料有轨提升运输工法中国中铁股份有限公司中国中铁股份有限公司二二0000七年十一月七年十一月前 言“提升机提升机+轨道轨道+矿车矿车”的有轨运输系统是隧道斜井内一种通用高效的物料的有轨运输系统是隧道斜井内一种通用高效的物料运输工法。但矿车在小半径曲线上运行过程中,由于受钢绳牵引力方向与矿车运输工法。但矿车在小半径曲线上运行过程中,由于受钢绳牵引力方向与矿车轴线间不断变化的夹角的限制(严重时钢丝绳甚至会与斜井洞壁摩擦),该法轴线间不断变化的夹角的限制(严重时钢丝绳甚至会与斜井洞壁摩擦),该法难以使用,故现场多采用安全性和效率较低的分段运输法
2、或设备庞大复杂的刮难以使用,故现场多采用安全性和效率较低的分段运输法或设备庞大复杂的刮板式输送带运输法。本工法通过在轨道曲线段安设五花立辊、给矿车安装绳卡板式输送带运输法。本工法通过在轨道曲线段安设五花立辊、给矿车安装绳卡器等一系列新技术,实现了约束牵引钢丝绳,使矿车按曲线方向行驶的目的。器等一系列新技术,实现了约束牵引钢丝绳,使矿车按曲线方向行驶的目的。从而实现了从而实现了“提升机提升机+轨道轨道+矿车矿车”的有轨运输系统在小半径曲线斜井中的使用。的有轨运输系统在小半径曲线斜井中的使用。该项技术是在重庆石(柱)忠(县)高速公路控制工程方斗山隧道斜井该项技术是在重庆石(柱)忠(县)高速公路控制
3、工程方斗山隧道斜井施工中开发的一种工法,其施工组织便利,安全性能可靠,物料运输具有高效、施工中开发的一种工法,其施工组织便利,安全性能可靠,物料运输具有高效、经济等特点,满足了斜井的快速施工要求,取得了令人满意的效果。经济等特点,满足了斜井的快速施工要求,取得了令人满意的效果。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全国工程建设优秀质量管理小组二等奖。段运输难题获全国工程建设优秀质量管理小组二等奖。前 言“提升机提升机+轨道轨道+矿车矿车”的有轨运输系统的有轨运输系统工法特点 1 1、设备工艺简单:
4、本工法省去了、设备工艺简单:本工法省去了“刮板式输送带法刮板式输送带法”中庞大复杂的设中庞大复杂的设备,只是在直线段提升系统设备基础上,对轨道和矿车设备进行适当改造,备,只是在直线段提升系统设备基础上,对轨道和矿车设备进行适当改造,不需增加设备和人员,易操作。不需增加设备和人员,易操作。2 2、速度快:由于省去了分段运输法中必须有的、速度快:由于省去了分段运输法中必须有的“井巷内摘挂钩工序井巷内摘挂钩工序”,提高了运输施工速度,斜井曲线段开挖月进尺达到提高了运输施工速度,斜井曲线段开挖月进尺达到77.5m/77.5m/月。月。3 3、安全性好:采用井外一台矿用提升机提升,无井巷内摘挂钩等作、安
5、全性好:采用井外一台矿用提升机提升,无井巷内摘挂钩等作业,同时设置了矿车运行综合信号系统和安全警报系统,大大减少了安全业,同时设置了矿车运行综合信号系统和安全警报系统,大大减少了安全风险。风险。4 4、效益显著:可充分利用现有设备,仅需增加一些附件,节约投资,、效益显著:可充分利用现有设备,仅需增加一些附件,节约投资,同时提高运输效率,节约了运输成本。同时提高运输效率,节约了运输成本。适用范围适用范围本工法适用于采用矿用提升机提升的铁路、本工法适用于采用矿用提升机提升的铁路、公路、水工、城市轨道交通及各种人防工程等公路、水工、城市轨道交通及各种人防工程等地下结构的大倾角曲线斜井的物料提升运输。
6、地下结构的大倾角曲线斜井的物料提升运输。工艺原理工艺原理 矿车在曲线上某点的运行方向是曲线的切线方向,而设置在洞口提升机钢丝绳的牵引力方向是弦线方向。这样,矿车的受力方向与运行方向存在一个夹角,而且曲线半径越小、曲线越长,夹角越大。在侧向力的作用下,质量较小的矿车极易倾覆和掉道。所以,在曲线井巷施工中如果要采用效率较高的提升机+轨道+矿车的有轨运输系统,其关键是采取措施,约束牵引钢丝绳,使夹角减小到能确保矿车安全运行的程度。本工法在传统的直线斜井提升系统的基础上,通过对矿车、轨道进行改造和采取了一系列的安全控制措施,实现了物料运输安全高效的目标。工艺原理工艺原理 1、根据钢丝绳在曲线两约束点间
7、是一弦线的原理,矿车在运行中钢丝绳将向曲线内侧移动。为此在线路曲线内侧设置立辊,对矿车运行中牵引钢丝绳向曲线内侧移动进行约束和控制,同时确保钢丝绳始终位于轨道中间部位,并减少钢丝绳磨损,工艺原理见工艺原理示意图。2、在矿车前部安装绳卡器,以约束钢丝绳的牵引高度,使矿车钢丝绳能顺利引入立辊有的效约束区域内,实现钢丝绳沿立辊设置位置牵引。3、立辊安装在线路曲线内侧,并偏移轨道中心线一定尺寸,绳卡器安装时向曲线外侧偏移一定尺寸,当矿车运行到立辊位置时,立辊不会与绳卡器碰撞。工艺原理工艺原理 4、由于立辊高度较低,提升机刹车时或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
8、在立辊顶部设置半径比立辊半径大50mm的五花轮来约束钢丝绳,使之不脱离立辊。5、为确保钢丝绳与矿车连接可靠,矿车原有的连接器移至矿车尾部,钢丝绳从矿车下部穿过与矿车尾部连接器连接。6、采用视频装置、电铃、指示灯、对讲机等组成的综合信号指挥系统。7、设置曲线地段矿车脱轨信息捕捉装置和矿车运行安全警报系统。工艺原理工艺原理工艺原理示意图工艺原理示意图工艺原理工艺原理工艺原理工艺原理施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点斜斜井井曲曲线线段段提提升升运运输输施施工工工工艺艺流流程程图图曲线运输试验曲线运输方案的确定方案的改进完善曲线运输正常运行加工及安装五花立辊、地辊、钢枕抽换、加密地辊、钢枕,
9、安装五花立辊钢枕改装矿车,加设绳卡器,钢轨弯为曲线,安装防跳道信息捕捉器 1、对曲线段运输所需的专项设备如立辊、绳卡器、锚固配件等提前进行设计制造,经检验合格后备用。2、提升机采用矿山通用的斜井提升设备,在洞口设计位置安装。施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点曲线段运输采用单线双轨,钢轨型号及轨距与直线段相同;轨道按煤矿安全规程铺设,采用曲线错接式接头,错距2m;枕木采用2001601500油枕,铺设间距800mm。安装地辊处采用160mm槽钢轨枕,轨道与钢枕用螺栓连接,轨道防滑装置采用1.5m长的22锚杆将钢枕锚固于底板。一、设计、制造及安装运输设备一、设计、制造及安装运输设备二、铺
10、二、铺 设设 轨轨 道道施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 1、为了保证钢丝绳不与地面及轨枕摩擦,每间隔8米设置一个地辊,其结构设计与一般地辊通,但要考虑在曲线条件下钢丝绳的摆动和安装要求。2、地辊的安装高度距轨面40mm,地辊支架焊接在槽钢上,地辊安装见地辊安装示意图。地辊安装示意图地辊安装示意图三、制造、安装地辊三、制造、安装地辊 (1)矿车改造 受矿车底部高度限界控制,立辊高度尺寸受到限制,从图矿车改造前牵引示意图可看出,矿车改造前钢丝绳无法进入立辊有效区。绳卡器的作用是将钢丝绳高度降低,使矿车通过立辊时便能将钢丝绳引入立辊有效约束区域内,从而让牵引钢丝绳沿立辊设置的位置运动。
11、绳卡器设计体积很小,这使它不受车轮轴下线的限制而能根据需要降低牵引高度,矿车改造后见图矿车改造后绳卡器与地辊关系图和图矿车改造后绳卡器与五花立辊关系图。为使矿车与牵引钢丝绳连接可靠,将原矿车连接器移至矿车尾部,钢丝绳从矿车下部穿过与矿车尾部连接器连接。施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 四四 、改造矿车及安装绳卡器、改造矿车及安装绳卡器施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 四四 、改造矿车及安装绳卡器、改造矿车及安装绳卡器 (2)绳卡器安装 绳卡器材料采用Q235钢材,与矿车底盘相连采用连续焊接法焊接,焊缝高不低于8mm。为防止钢丝绳与绳卡器形成点或线接触,从而降低摩擦力使钢
12、丝绳松动,故在绳卡器与钢丝绳之间设计镶嵌了一套质地较软的半圆形紫铜套,以保证紫铜套和钢丝绳间形成面接触而产生足够的摩擦力。此外为消除绳卡器两端对钢丝绳的剪切力,两端制作成圆滑过渡的喇叭形。施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点矿车改造前矿车牵引示意图矿车改造前矿车牵引示意图施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点矿车改造后绳卡器与地辊关系图矿车改造后绳卡器与地辊关系图施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点地辊安装位置地辊安装位置绳卡连接装置绳卡连接装置施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点矿车改造后绳卡器与五花立辊关系图矿车改造
13、后绳卡器与五花立辊关系图施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点矿车改造后绳卡器与五花立辊关系图矿车改造后绳卡器与五花立辊关系图绳卡连接装置绳卡连接装置五花立辊位置五花立辊位置施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 五五 、确定五花立辊尺寸、确定五花立辊尺寸1)五花立辊高度 五花立辊总高度:H总=H1-H2H1:轨枕面与矿车轮轴下平线的距离;H2:五花立辊顶端与轮轴下平线之间安全距离(取15mm)。五花立辊有效区高度(自由区间):H效=H总-h1-h2h1:五花立辊顶端至五花凸轮下缘尺寸;h2:五花立辊基座底面至地辊上平面的距离。施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 六六 、
14、五花立辊主轴尺寸、五花立辊主轴尺寸立辊主轴主要承受钢丝绳偏移所产生的剪切力,通过分析可知,矿车由井底向井口出碴时为最不利受力条件,主轴直径需满足其受力要求。图5.1.5-2 受力分析图由图5.1.4-2受力分析图可得出钢丝绳受拉力为:匀速提升F=GSinF:钢丝绳拉力;G:矿车与运送物料重量之和;:轮与钢轨滚运摩擦力系数;:斜井倾角;施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 六六 、五花立辊主轴尺寸、五花立辊主轴尺寸由图5.1.4-3受力分析图可得出五花立辊主轴剪力为:Q=2FsinQ:五花立辊主轴剪力;F:钢丝绳拉力;图5.1.5-3 受力分析图:弦切角,L/(D)360L:立辊间距;D
15、:圆曲线直径;五花立辊主轴直径d=k4Q/)d:五花立辊主轴直径;Q:五花立辊主轴剪力;:五花立辊主轴允许剪应力;K:考虑矿车起动时的静摩擦阻力及其他因素影响设定的安全系数,k=3.0。施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 七七 、安装五花立辊、安装五花立辊 在距曲线起点在距曲线起点8m8m处开始处开始安装立辊,在该处连设两组安装立辊,在该处连设两组立辊及轨距拉杆(间距立辊及轨距拉杆(间距0.8m0.8m),其后立辊安装间距),其后立辊安装间距5.0m5.0m,轨距拉杆,轨距拉杆5.0m5.0m一组。一组。立辊与轨道钢枕用立辊与轨道钢枕用M20M20螺螺栓连接,钢枕两端各用栓连接,钢枕
16、两端各用4 4根根2222砂浆锚杆锚固,锚杆长砂浆锚杆锚固,锚杆长1.5m1.5m。五花立辊图五花立辊图施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 七七 、安装五花立辊、安装五花立辊施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 八八 、安装信号系统、安装信号系统 信号通讯系统主要由电铃、指示灯、对讲机、内部电话和视频装信号通讯系统主要由电铃、指示灯、对讲机、内部电话和视频装置组成。在作业时,各种信号工具同时使用,可避免因某种工具损坏置组成。在作业时,各种信号工具同时使用,可避免因某种工具损坏而影响绞车系统正常运行。绞车司机收到信号人员的操作指令,并确而影响绞车系统正常运行。绞车司机收到信号人
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