有轨运输斜井设备配套及井底车场布置.doc
有轨运输斜井设备配套及井底车场布置 1 工程概况 太行山隧道7#斜井西山头长381.08 m,与正线交于DK89180,斜井平面与正线大里程方向夹角40,斜井倾角l 8.43,最大坡度为36.58%,综合坡度33.32%。设计为有轨运输,没主副斜井,主、剐斜井线间距20m。主井断面按小矿车双车道设汁,副井断面按小矿车单车道设计,在底部均设35m井底车场。其承担正线l 928双延m的施工任务。斜井断面尺寸、围岩分级情况详见表1、表2。 2 有轨提升主要设备配套选型和配置 2.1 配置方案 2.1.1 斜井施工阶段 7#斜井井口段15m均采用装载机出碴,主井井身段采用DH550挖掘机装碴,2.0 m单筒提升机提升6m3矿车运碴至井外卸碴栈桥,自卸汽车倒运至弃碴场。 7#副斜井井身洞口段15 m采用装载机出碴;井身段采用PB60耙斗装岩机装碴,1.2 m单筒提升机提升2 m3侧卸式矿车出碴。 表1 斜井断面尺寸表 表2 7#斜井围岩级别划分表 主、副斜井内均布置双轨单线。 2.1.2 正洞施工阶段 主斜井负责出碴,副斜井负责进料、人员上下。 正洞采用ZLC50装载机装碴,l8t自卸汽车运碴至井底碴仓,装载机二次倒运至8m3侧卸式矿车,2.5m双筒提升机提升8m3矿车运碴至井外卸碴栈桥,自卸汽车倒运至弃碴场。 副斜井配置2.0 m单筒提升机提升6 m3侧卸式矿车或平板车负责进料。人员从人行道上下。 主斜井内布置四轨双车道,副斜井内布置双轨单线。钢轨38 kg/m;轨距762mm。轨枕采用钢枕,间距0.7m,轨枕长1.16m,道岔处设长木枕。 7#斜井井身装碴、运输设备配置见表3。主、副井提升纵断面图见图1、图2。 表3 7#斜井井身装碴、运输设备配备表 图1 7#主斜井提升纵断面图单位m 图2 7#副斜井提升纵断面图单位m 2.2 主斜井提升设备 2.2.1 采用双钩提升 主斜井主要负责出碴,布置双车道,因此采用双钩提升,不仅可以加快提升速度,而且耗电量可以减少30%~40%。 2.2.2 提升容器的选择 1 提升计算 日提升量Vmax Vmax正洞最高月开挖量松散系数月工作天数 1 代人数据计算得 Vmax150 851.4 2301 190 m3 一次提升时间t 选用绳速4.8 m/s的提升机,考虑提升起动、停车前后加减速和卸车影响,经计算提升循环时间为263 s。 2 提升容器大小计算 提升容器的容积V双钩 式中V双钩为双钩提升时提升容器的提升量,m3;K1为容器装满系数,取0.9;K2为提升不均匀系数,取1.2;Vmax为最大提升量,取1190m3;t为一次提升时间,取263s;T为每日提升时间,取14 h。 经计算V双钩8.28 m3。考虑斜井设计断面和井底设备等,最终选择8 m3侧卸式矿车,每次提升l辆。 2.2.3 提升机选择 1 最大静张力Fmax FmaxnQlQ2sinαf1COSαPkLsinαf2cosα 3 式中n为一次提升车数,取1; Q1为提升容器及连接装置的自重,为6 000 kg; Q2为提升容器的有效载重,为12 000 kg; α为斜井倾角,18.43; f1为提升容器的阻力系数,用0.015; f2为钢丝绳移动的阻力系数,用0.25; Pk为提升钢丝绳的单位长度重量,计算暂选用φ31钢丝绳,取3.383 kg/m; L为钢丝绳提升长度,为410m。 经计算Fmax6 714.25 kg≈66 kN 2 最大静拉力差F差 F差Fmax一nQ1sinα一fl COSα 4 式中参数已知,代入后计算得 F差48.05 kN 选用2JK2.5 1.520型提升机,配280 kW电动机,最大静拉力为88.2 kN,最大静拉力差63.7 kN,完全可以满足提升计算。 2.2.4 钢丝绳选择 钢丝绳安全系数按煤矿安全规程用7.5,要求钢丝绳破断拉力总和 7.5 Fmax495 kN 选用φ31钢丝绳,抗拉强度l 700 MPa,钢丝绳破断拉力总和为596.33 kN。 2.2.5 天轮直径d选择 采用游动天轮,要求d40~60φ绳,采用直径2 000 mm天轮完全可以满足要求。 2.3 副斜井提升设备 2.3.1 采用单钩提升 副斜井主要负责进料及人员上下,布置单车道,因此采用单钩提升。, 2.3.2 提升容器的选择 1 日提升量计算 计算式同式1,代人数据汁算得 Vmax17.68150211.47120 230269 m3 2 一次提升时t 选用绳速3.4 m/s的提升机,考虑提升起动、停车、前后加减速和卸车影响,提升循环时间为 t2L/V均2L上/V平2L下/V平2t平, 式中t为一次提升所用时间,s;L为斜井长度,取350m;V均为斜井内提升的平均速度,m/s;L上为斜井井口以上提升长度,取40m;V平为平坡段平均提升速度,取1.5 m/s;L下为斜井井底平坡段长度,取35m;t平为在平坡段的休止时间,取30S。 经计算t400 S 3提升容器大小的计算 计算式同式2,代人数据计算得 根据斜井功能、设计断面和井底设备,选用6 m3矿车或平板车单钩提升。 2.3.3 提升机选择 最大静张力Fmax按式3代人数据计算得 Fmax 144.1 kN88.2 kNsin18.430.015cos18.432.165 kg/m 381 msin18.430.25cos18.4348.40 kN Pk计算暂选用φ24.5钢丝绳,取2.165 kg/m。 选用CKT22.530型提升机,配218 kW电动机,最大静拉力为58.8 kN,完全可以满足提升要求。 2.3.4 钢丝绳选择 钢丝绳安全系数按煤矿安全规程用7.5,要求钢丝绳破断拉力总和为7.5Fmax 363 kN。 选用φ24.5钢丝绳,抗拉强度1700 MPa,钢丝绳破断拉力总和为381.22 kN。 2.3.5 天轮直径d选择 同主斜井。 3 井底车场布置方案 因有轨运输井底车场布置困难,井底车辆调度复杂,仰拱施作地段电瓶车牵引出碴重车上坡困难、辅助工序多,施工组织难度较大,安全管理难度大等因素,采用“正洞无轨运输,井底转载,斜井井身有轨运输提升”的施工运输方案。其技术上可行,且有利于正洞施工安全及仰拱施工质量,有效提高工作效率,加快施工进度,缩短工期。 井身采用有轨运输提升、井底转载,正洞采用无轨运输,二者结合,两个系统相对独曲,发挥各自的优势,有利于施工组织和施工进度。主井铺设四轨双线,采用2.5m双筒提升机提升8m3侧卸式矿车出磷,采用不摘钩方式。利用正洞左线DK89180~230作为临时存碴仓2 000 m3,进行井底转载,掌子而的石磷在最短时间内转运至井底临时存碴场,只要洞内有存碴,可保证全天候不问断提升。 具体方案见图3、图4。 ① 主井平坡段采用双直道方案,装载机正、反向进行装碴作业。 ② 主井井底与正洞交叉段划出禁止行人区,只允许车辆通行。右线所有施工人员均从DK89011横通道进入左线,以保证安全。 图3 主井井底转载纵断面图 图4 井底转载平面布置图 4 结束语 7#斜井的施工实践证明,有轨运输斜井在井底车场布置方案合理、设备配置合理、施工组织得当的情况下,其正洞开挖支护施工能力与无轨运输斜井相当,但有轨斜井二次衬砌混凝土进料方式有待进一步研究和探讨。 参考文献 [1] 铁道部第二工程局.铁路工程施工技术手册一隧道[M].北京中国铁道出版社,2004. 赵玉良 中铁隧道集团太行山隧道Z5标项目部,山西 盂县045108 隧道建设2007年6月增刊