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PAGE PAGE 3 预防道岔尖轨段车轮掉道的小设计 大兴矿 李盛瑜 摘 要 大兴矿井巷埋藏深、矿压大，轨道所处的区域容易出现底臌，致使铁道、道岔高低不平、轨距发生变化，尤其轨道道岔处较为严重，引发运输事故。为此,该矿以分析研究矿车掉道原因为前提，在道岔尖轨前缘段设计、安装了车轮运行限位构件，有效地预防了车辆掉道事故发生。 关 键 词 运输事故 铁道道岔 结构简单 1 设计背景 大兴矿设计能力300万t/a，1990年投产。蓄电池电机车是该矿各水平运输岩石、物料、设备主要运输工具，具有运输成本低、能力大、且速度可调、维护方便、操作简单等优点。所以，在矿井上、下得到了广泛应用。 近年来随着大兴矿采深变化，地质条件复杂化，矿压增大，轨道所处的底板容易出现底臌，道岔出现高低不平，轨距变化偏差大。随着矿井不断的延深，轨道线路越来越长，导致电机车在使用过程中，发生各种各样的运输事故，其中车辆在铁道道岔处窜岔子掉道事故比例高，对机车、铁道及人员造成损坏和伤害。就全国煤矿重大事故案例的调查分析显示,轨道事故在各种事故中居第4位，运输事故占总事故数的26%,其中电机车运输发生的事故占轨道运输的30%左右,所以抓好轨道运输作业对矿井安全生产起着至关重要的作用。 针对以上情况，近年来大兴矿深入分析矿用车辆及电机车掉道事故发生的原因，汲取教训，为道岔尖轨前缘段设计、安装车轮运行限位构件，预防车辆掉道事故发生，保障运输安全，取得了明显效果。 2 车辆掉道原因分析 由于轨道和道岔铺设、维护不到位，出现轨距严重超宽、道岔闭合不严、三角坑、弹簧道及吊板严重等不良轨道,造成车辆掉道；煤矿井下轨道由于地鼓、巷道来压及出水(淋水)等原因,造成轨道高低不平、弯曲变形,也容易出现车辆掉道。矿用车辆和电机车的维护不到位，存在车辆轮轴断裂,制动系统不正常等不安全因素,导致电机车及车辆在行驶过程中出现车辆掉道现象。人员操作不当，违反操作规程，造成电机车及车辆在行驶过程中出现车辆掉道现象。因轨道、道岔变化而发生运输事故，隐患出现在道岔部位占90%以上。 当巷道底臌引发轨道间距变宽（变窄），两侧铁轨标高差异明显，致使尖轨与基本轨之间不密贴,道岔尖轨前缘段矿车运行时发生横窜，脱轨掉道则是必然的现象，如图1所示。尤其当车轮内沿延轨道内侧面缓慢运行，接触到道岔轨尖时，两侧铁轨标高差而产生的车轮侧滑力驱使轮子内沿渐渐爬骑到尖轨顶面之上，同时车轴牵制另一侧轮子亦渐渐脱轨掉道。当车辆急速行驶，则突变为运输事故。 图1 因轨距变宽、二轨面高差造成车轮横窜示意图 3 车轮运行限位构件设计 基于轨道事故分析结果可知，道岔尖轨前缘段运输事故防治的技术关键，在于控制和约束转动车轮的横窜倾向和行为。故设计了车轮运行限位构件，详见图2和图3。该构件由三部分组成，一者为前部过渡部分，用于把偏离轨道的车轮强行引入正轨，避免车轮出轨；二者为中间固定部分，把引入的车轮稳定于正常轨道上来，以便于车轮能正常进入道岔，避免车轮窜岔子；三者为后部过渡部分，把出岔子的车轮顺利引入正轨。 车轮运行限位构件由24kg/m的铁轨截取450mm长度段按图3尺寸加工而成。成品后呈“织布梭子”形，两端梭角均为20°；安装后临近铁轨侧的楔面长度分别为170mm、245mm。 图2 车轮运行限位构件安设位置图 图3 车轮运行限位构件尺寸图 4 安装方法与技术条件 在道岔岔尖子前方100mm左右位置，钻出φ20mm洞孔2个，孔距300mm，用M16螺丝与轨道联结车轮运行限位构件，中间使用2个间隔套用于固定和限位，间隔套长度同为65mm。隔套用DN15无缝钢管加工而成。安装车轮运行限位构件后，使车轮进入正轨部分与轨道里沿间距为28mm，车轮轮沿厚度为25mm。在电机车及车辆车轮即将偏离轨道前，限制电机车及车辆车轮到正常轨道上来，即能避免机车及车辆窜岔子掉道造成事故发生。具体安装应用，还应遵循以下技术条件： 扣件必须齐全、牢固并与轨型相符。轨道接头的间隙不得大于5mm，高低和左右错差不得大于2mm。 钢轨顶面的高低偏差要小。钢轨顶面的高低偏差直线段2条钢轨顶面的高低偏差，以及曲线段外轨按 HYPERLINK /sjsm/ \o 煤矿设计说明 \t _blank 设计加高后与内轨顶面的高低偏差，都不得大于5mm。 轨距偏差要小。直线段和加宽后的曲线段轨距上偏差为+5mm，下偏差为-2mm。 在曲线段内应设置轨距拉杆。同一线路必须使用同一型号钢轨。道岔的钢轨型号，不得低于线路的钢轨型号。 轨枕的规格及数量应符合 HYPERLINK /fgbz/mabz/ \o 煤矿标准 安全标准 \t _blank 标准要求。间距偏差不得超过50mm。道碴的粒度及铺设厚度应符合 HYPERLINK /fgbz