斜井有轨运输出渣方案及轨道布置

斜井有轨运输出渣方案及轨道布置斜井井身长388m，坡度14º满足出渣施工的需要，更好的进行无轨和有轨运输方式的衔接和转序，根据现场的实际情况进洞50m 长度范围内出渣采用装载机端装至洞口5t自卸汽车运输出渣；50～100m内采用ZL30B侧翻装载机装渣，5t自卸汽车运输出渣；后100～388 m采用有轨运输方式出渣。

设备选择及施工方法如下：
一、提升机械的选择：
斜井井身出渣采用JTP1.6的绞车、直径1.2m的游动天轮、直径24.5㎜的钢丝绳，4m3箕斗(4643×1485×1391mm)运渣、挖装机装渣；主洞施工采用JK2.0型提升机、直径1.6m的游动天轮、直径31㎜的钢丝绳、8 m3箕斗（6289×1910×1570mm）运渣、挖装机装渣。

计算说明详见附录1.1。

二、洞内线路布置横断面图：见图2.1
三、提升设备及栈道布置：
1、前50m采用无轨运输自卸汽车出渣，在此期间进行绞车斜坡栈道修设及洞内24kg/m型钢轨铺设。

洞外布置详见下图3.1 ,3.2 , 3.3，3.4，3.5，3.6，3.7，3.8，3.9，3.10。

2、50m 后因坡度较大，无轨运输不能满足施工要求采用，采用绞车出渣及进料。

装渣设备可考虑小型挖掘机。

3、支洞施工结束后，支洞与主洞交接时进行井底渣仓施工，同时修建提升机栈道及洞内钢轨铺设。

（进行C20底板砼施工改换绞车临时轨道为永久轨，提升机轨道一次铺设为永久轨。

立于槽钢上，20工字钢斜撑立于22槽钢（长30cm）上，槽钢紧扣工字钢，再浇筑C25砼基础。

砼厚度为50cm，砼顶面标高
工字钢，考虑无轨运输及大型设备进洞需要，提升机外侧支撑可在修建洞底渣仓时施做。

详见上图。

3.1.2 支撑结构：钢支撑竖向支撑绞车提升机均采用28工字钢，绞车横梁采用28工字钢每根长度为1.5m。

架于竖支撑上，焊牢每道支撑横梁两端用20工字钢（纵梁）连接成。

24kg/m型钢轨焊于横梁上。

为增加稳定性，横梁与竖向支撑间以16工字钢钢连接。

工字钢长度可根据支撑高度适当调整（一般焊与竖撑中心与横梁中心处）。

竖向支撑外侧斜撑采用20工字钢，立于22槽钢（长30cm）上增加稳定型，埋入砼基础中。

斜撑脚点到相连竖撑脚点的距离随竖撑高度增加由0增加到1m。

竖撑高度较小时可不做斜撑。

沿纵梁方向两道竖撑间用16工字钢连接。

提升机纵梁采用28工字钢横梁与纵梁间采用16工字钢连接。

其它施工工艺与绞车栈道支撑相同。

进料线结构横梁采用20工字钢，横梁与竖撑间斜撑采用8×8角钢。

其它形式与绞车相同。

3.2.3人行道施工：
当绞车与提升机整体栈道修好之后，在提升机栈道一侧修建人行
道以便人员维修养护。

人行道用两根6.3角钢（长1.5m）作栏杆间距0.8m，沿纵梁方向间距为1m。

道面采用台阶式，高0.15m，宽0.35m。

用防滑波纹钢板镶嵌。

2、天轮架施工工艺：
根据现场地形，卷扬机距天轮间距离较小以及箕斗重车行驶方向造成天轮受力与竖直方向产生偏角。

故考虑受力特点天轮架形式如下：
绞车天轮架基础为4×1.5m 主柱采用20工字钢斜撑采用8×8角钢连接；提升机基础为4×2m，主柱采用25工字钢斜撑采用8×8角钢连接，根据实际情况可适当加密。

3、渣仓结构：详见下图
轨缝6㎜，单根轨长8～10m。

随着工作面向前延伸，每次移动装渣机械时，向前铺设临时轨，同时改换临时轨为永久轨。

保持临时轨长度为40m。

固定轨采用14槽钢反扣，槽钢长1.3m。

井口处间距50cm，井身间距70cm，人工将基底面整平夯实后，打入锚杆、嵌入基岩50cm，上部套丝扣，用Φ18圆钢做固定锚杆。

用锚杆将扣件固定在槽钢上，扣件夹住钢轨，固定在槽钢上，备
好24kg/m轨的连接配件及撑杆。

提升机轨道布置：在斜井井身施工结束后铺设，铺设定位根据轨线布置图测量放样。

采用43kg/m钢轨，轨距140cm，轨枕以14槽钢反扣一次铺设为永久轨，槽钢长1.8m，中间轨距70㎝，接头轨距不大于50㎝，轨缝6㎜，单根轨长25m或12.5m 施工工艺同绞车轨道铺设工艺。

在斜井施工结束后，修设井底渣仓时，进行基底C20砼施工，轨枕固定于砼中，绞车轨顶高出砼面8cm，提升机轨顶高出砼面8cm。

轨道铺设要求：
铺设临时轨时，安设计标高找平底板，按照永久轨道中心线设采用永久轨的轨型为改为永久轨创造条件。

为防止钢轨变形，枕木要用碎石找平。

掘进工作面临时轨道铺设方式要适应装岩的需要，可考虑轻便轨节或短轨、爬道，短轨长2～3m。

随着工作面向前延伸，每够一节钢轨铺设一节整节轨道。

三、洞内人行道的设置：
人行道宽度为60cm，并设人行踏步。

采用砼台阶式，每节台阶高15cm，沿底板长度50cm，沿洞向宽度35cm。

并在行车线侧安装1.5m高的活动防护栏，为安拆方便采用插管式，竖杆和横杆用Φ50～Φ80钢管在行车道外侧边预埋Φ80钢管。

四、托辊布设：
在每轨道斜井坡道入口处，安设一大地滚右线安装Φ320mm、
采用7310单列圆锥滚子轴承，其它地段每15m安设一小地滚Φ159mm采用36209单列径向滚珠轴承，安装于斜井坡到上用螺栓固定在轨枕上，大地滚应做砼基础，但地滚安装高度不得妨碍箕斗、矿车、或铲斗、装岩机通过。

五、斜井安全设施：
1、绞车应有深度指示器及防过卷装置，并在钢丝绳上设明显
的深度标志。

2、使用斗车在斜井井身设阻车器，在井身及井底车场变坡点
附近设挡车器，挡车器必须经常处于正位关闭状态，放车
时可打开。

车辆本身设断绳保险装置以防跑车。

3、斜井防跑车装置，在工作面处安简易防跑车装置，在井身
内安设电动防跑车装置，该装置的电源与提升机设备的安
全回路相互闭锁，自动控制。

4、为防止断绳跑车，钢丝绳挂钩应加保险栓。

附录一出渣系统选择计算说明书
1.1 一次提时间的计算：
t=2l d/v pj.v max+θ
=2×450/0.9×3＋12=345s
l d –提升长度m l d =400m
v pj.v max-平均提升速度m/s ；v pj =（0.75-0.9）v max、当提升长度小于200m时取下限，大于600cm时取上限，由于450接近600m故取上限，取v pj =0.9v max
v max—最大提升速度，m/s；取3m/s；
θ-提升休止时间取 12s
考虑箕斗洞底装渣时间130s，洞外卸渣时间为30s，则箕斗一次提升时间为505s
1.2 矿车容积的选择：
v单钩=k2tv1a f/（3600k1T）=1.25×505×180×1.15/（3600×0.85×15）
=3m3
v1-隧洞每天出渣量：取180m3
T-隧道每天出时间当每天出渣三班、每班5h时，每天出渣时间15 h；K1-容器装满系数，取0.85
K2-提升不均匀系数，取1.25
a f-提升能力宽裕系数，取1.15；
t-一次出渣时间
采用4.0 m3箕斗，自重4.0吨，渣体重为4.0×1.6=6.4吨，取6.8
吨。

箕斗尺寸为（4643×1485×1391）㎜
1.3提升钢丝绳的选择：
钢丝绳的选择主要根据钢丝绳的单位长度重量。

计算出钢丝绳的单位长度重量后，根据相关资料选择钢丝绳的直径；并验算出钢丝绳的安全系数。

A提升钢丝绳的单位长度重量计算：
P k=n（Q1＋Q2）（sinα＋f1cosα）/（110σ/m-L（sinα＋f2cos α））（kg/m）
式中：Q1-提升容积及连接装置的自重；
Q2-提升容积的有效载重；
L-钢丝绳提升长度；
σ-钢丝绳公称抗拉强度，取170㎏/㎜2；
f1-提升容器的阻力系数，取0.015；
f2–钢丝绳移动的阻力系数，.取0.4；
α-斜井倾角；
m-安全系数，为安全保险取0.9；
n-一次提升车数。

P k=（4500＋6800）（sin14°＋0.015cos14°）/（110×170/9-400（sin14°＋0.4cos14°））=1.59（kg/m）
初步选择：直径为24.5㎜的6×19钢丝绳，单位长度重量P ab=21.65N/m，钢丝绳破断拉力为Q d=320500N
其安全系数计算：
m=Q d/（（Q1＋Q2）（sinα＋f1cosα）+P ab L（sinα＋f2cosα））=320500/（（4500+6800）（sin14°＋0.015cos14°）+21.65×400（sin14°＋0.4cos14°））=38.3>9 可知安全
最后选择直径为24.5㎜的6×19钢丝绳，单位长度重量P ab=21.65N/m，钢丝绳破断拉力为Q d=389KN，绳长450cm。

1.4 天轮的选择:
钢丝绳与天轮的围包角为15º<α<35º时Dr>30d s=30×24.5=735mm,故我们选择了Dr=1200mm的游动天轮。

天轮的游动距离：
Y=Bj-b×2tgα
Bj-绞车的卷筒宽度取1.2m；
Y- 游动天轮的游动距离m；
α<1º10¹,取1º10¹提升机的倾角为14º；
b-天轮至绞车距离取29m；
Y=1.2-29×2tg1º10¹=0.02m 取800mm
故选择直径Dr=1200mm的游动天轮，游动距离为800mm。

1.5 提升绞车的选择:
根据绞车选择原则，卷筒直径D天=40～80d绳=1470～1960mm
选择D天=1600mm的JTP-1.6型矿用提升绞车、卷筒宽度1.2m
卷筒宽度：Bj=（（H+L）/（πp j）+3）（d s+ε）=907mm 取1.2m
1.最大静张力:
F最大=n（Q1＋Q2）（sinα＋f1cosα）+P k L（sinα＋f2cos
α）=（4500+6800）（sin14°＋0.015cos14°）+1.59×450（sin14°＋0.4cos14°）=3299kg
静张力差:
F 差= F最大-n Q1（sinα-f1cosα）=3299-4500（sin14°-0.015cos14°）=2276kg
2.电动机功率:
N=K备. F最大. V最大/102η=1.5×3299×2.45/102×0.9
=132KW
故选用:JT1600×1200-20型绞车,
F最大为4500>3299kg
F 差>2276kg
最大运行速度为3.06m/s,电动机功率为130 KW
5、慢速卷扬机的选择：
主要作为洞内物料设备保障的提升动力，在对其进行选择时，主要考虑了洞内施工中的一些大型设备自重（TK312H3型挖装机自重22t，s14梭矿自重12.6吨，s16梭矿自重16t，为了安全起见选者牵引力为25t的JM-25A的回柱卷扬机。

6、主洞渣料提升系统的布置：（提升机的选择）
1.1 一次提时间的计算：
t=2l d/v pj.v max+θ
=2×450/0.9×5＋12=345s
l d –提升长度m l d =400m
v pj.v max-平均提升速度m/s ；v pj =（0.75-0.9）v max、当提升长度小于200m时取下限，大于600cm时取上限，由于450接近600m故取上限，取v pj =0.9v max
v max—最大提升速度，m/s；取5m/s；
θ-提升休止时间取 12s
考虑箕斗洞底装渣时间150s，洞外卸渣时间为50s，则箕斗一次提升时间为412s
1.2 矿车容积的选择：
v单钩=k2tv1a f/（3600k1T）=1.25×412×640×1.15/（3600×0.85×15）
=8m3
v1-隧洞每天出渣量：取640m3
T-隧道每天出时间当每天出渣三班、每班5h时，每天出渣时间15 h；K1-容器装满系数，取0.85
K2-提升不均匀系数，取1.25
a f-提升能力宽裕系数，取1.15；
t-一次出渣时间
采用8.0 m3箕斗，自重8.0吨，渣体重为8.0×1.6=14.4吨，取10.4吨。

箕斗尺寸为（4643×1485×1391）㎜
1.3提升钢丝绳的选择：
钢丝绳的选择主要根据钢丝绳的单位长度重量。

计算出钢丝绳的单位长度重量后，根据相关资料选择钢丝绳的直径；并验算出钢丝绳的安全系数。

A提升钢丝绳的单位长度重量计算：
P k=n（Q1＋Q2）（sinα＋f1cosα）/（110σ/m-L（sinα＋f2cos α））（kg/m）
式中：Q1-提升容积及连接装置的自重；
Q2-提升容积的有效载重；
L-钢丝绳提升长度；
σ-钢丝绳公称抗拉强度，取170㎏/㎜2；
f1-提升容器的阻力系数，取0.015；
f2–钢丝绳移动的阻力系数，.取0.4；
α-斜井倾角；
m-安全系数，为安全保险取0.9；
n-一次提升车数。

P k=（8000＋12800）（sin14°＋0.015cos14°）/（110×170/9-450（sin14°＋0.4cos14°））=3.318（kg/m）
初步选择：直径为31㎜的6×19钢丝绳，单位长度重量P ab=33.83N/m，钢丝绳破断拉力为Q d=554500N
其安全系数计算：
m=Q d/（（Q1＋Q2）（sinα＋f1cosα）+P ab L（sinα＋f2cosα））=320500/（（8000+12800）（sin14°＋0.015cos14°）+33.83×450（sin14°＋0.4cos14°））=37.1>9 可知安全
最后选择直径为31㎜的6×19钢丝绳，单位长度重量P ab=33.83N/m，钢丝绳破断拉力为Q d=608.5KN，绳长450cm。

1.4 天轮的选择:
钢丝绳与天轮的围包角为15º<α<35º时Dr>40d s=40×31=1240mm,故我们选择了Dr=1600mm的游动天轮。

天轮的游动距离：
Y=Bj-b×2tgα
Bj-绞车的卷筒宽度取1.2m；
Y- 游动天轮的游动距离m；
α<1º10¹,取1º10¹提升机的倾角为14º；
b-天轮至绞车距离取29m；
Y=1.2-29×2tg1º10¹=0.02m 取800mm
故选择直径Dr=1200mm的游动天轮，游动距离为800mm。

1.5 提升绞车的选择:
根据绞车选择原则，卷筒直径D天=40～80d绳=1860～2480mm
选择D天=2000mm的JTP-1.6型矿用提升绞车、卷筒宽度1.5m 卷筒宽度：Bj 取1.2m
1.最大静张力:
F最大=n（Q1＋Q2）（sinα＋f1cosα）+P k L（sinα＋f2cos α）=（8000+12800）（sin14°＋0.015cos14°）+3.318×450（sin14°＋0.4cos14°）=5903kg
静张力差:
F 差= F最大-n Q1（sinα-f1cosα）=5903-4500（sin14°-0.015cos14°）=4045kg
故选用:JK2/20型提升机
F最大为6000>5903kg
F 差6000>4045kg
最大运行速度为5.0m/s。

工程量材料清单
设备：
1、JTP-1.6绞车用钢丝绳：直径为24.5mm的6×19钢丝绳，单
位长度重量21.65N/m，钢丝绳破断拉力为Q d=389KN，绳长
510cm。

JK2/20型提升机用钢丝绳直径为31㎜的6×19钢丝
绳，单位长度重量P ab=33.83N/m，钢丝绳破断拉力为
Q d=608.5KN，绳长520cm。

2、大地滚Φ320mm、采用7310单列圆锥滚子轴承，2个；
小地滚Φ159mm采用36209单列径向滚珠轴承48个。

3、DK924-4-15号道岔一副。

材料：
1、钢轨24kg/m、43kg/m型钢轨各450×2m
2、绞车栈道材料：
a 20工字钢斜撑50m
b 竖撑用28工字钢 110m，横梁1.5×30=45m 纵梁60m
c 纵向两道竖撑间连接16工字钢150m，横梁与竖撑间斜撑30m
d 32槽钢60m
e 22槽钢4.5m
f纵向两道竖撑间连接16工字钢150m
提升机栈道材料：
a 横梁28工字钢2×30=60m 纵梁60m，竖撑用28工字钢 110m
b 20工字钢斜撑50m
c 横梁竖撑间连接16工字钢30m，纵向两道竖撑间连接16工字钢
150m
d 32槽钢60m
e 22槽钢4.5m
f 人行道6.3角钢125m，防滑波纹铁板（人行道用）40m
进料线材料：
a 横梁20工字钢1.5×30=45m 斜撑20m 纵梁60m
b 竖撑用28工字钢 70m
c 连接8×8角钢30m
d 32槽钢30m
e 22槽钢3m
f 纵向两道竖撑间连接16工字钢100m
两个天轮架：
25工字钢35m， 20工字钢35m，8×8角钢200m，
洞内绞车轨道用：
轨枕采用130×16×14㎝木枕，60根
24kg/m钢轨用鱼尾板、螺栓、道钉、扣件等配件110套
14槽钢750m
提升机轨道用：
14槽钢1120m
43kg/m钢轨用鱼尾板、螺栓、道钉、扣件等配件50套总计：20工字钢250m
28工字钢515m
连接8×8角钢230m
32槽钢150m
22槽钢12m
16工字钢460m
25工字钢35m
6.3角钢125m
人行道用防滑波纹铁板40m（宽0.35m ）
轨枕130×16×14㎝木枕，60根
24kg/m钢轨用鱼尾板、螺栓、道钉、扣件等配件110套43kg/m钢轨用鱼尾板、螺栓、道钉、扣件等配件50套14槽钢1870m。