煤矿窄轨铁路轨道（讲座）

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

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——轮缘距。 其中 q=T+2h

式中：T——轮背距；h——轮缘厚。 ＆max=Smax-qmin ＆min=Smin-qmax

3. 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。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） 垂直磨损限度（mm 15 6 18 7 22——24 9 30 11

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10——40mm，不得惨有碎末。

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70——80mm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），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：顺着轨条方向目视道钉顶帽后端向后倾斜；

3歪：垂直轨条方向目视道钉，钉杆向左右方向倾斜；

4斜：道钉杆仅有一个边棱与轨底边缘贴着；

5浮：钉帽底部与轨底面不密贴，有2mm以上的间隙；

6离：钉杆与钢轨底边不密贴，有2mm以上的间隙；

7磨：钉杆上部与钢轨底边的接触部分磨损2mm以上者；

8弯：钉杆有弯，目视不值者。

第三节 巡道

轨道工巡道的主要职责是：巡查铁道，处理故障，做好小修补，保持线路状态完好，外观整洁，保证行车安全。 负责巡道的人员要掌握一下各项技术： 1. 会检查铁道，道岔，路基等发生的病害；

2. 会对铁道上发生的故障进行防护及紧急处理，如钢轨折断，胀轨跑道，地面路基塌方落石，以及因各种原因侵入限界危及行车安全等情况的处理；

3. 会后宫检查钢轨，监视伤损钢轨，夹板和辙岔心的变化情况；

4. 会小补修工作中各种项目的操作，如打紧道钉，跟换道岔零件等；

5. 会正确显示和使用各种有关信号； 6. 会测列车运行速度。

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