浅谈矿井轨道的维护和保养

摘要：轨道运输是目前我国矿山井下运输的主要方式。轨道运输的主要设备有轨道、矿车、牵引设备和辅助机械设备等。在牵引设备方面，绝大多数矿山都以电机车为主。

关键词：轨道、轨距、轨枕、道床、坡度、半径、离心力

中图分类号：[TD444]

前言：铺设轨道是为了减小车辆运行的阻力。轨道铺设应牢固而平稳，并有一定的弹性，以缓和车辆运行的冲击，延长轨道和车辆的使用年限。轨道线路在平面上应力求能成直线；在纵断面上应力求平坦避免过多起伏，以免增加机车运输的困难。

一、矿井轨道线路的作用

机车车辆在行进的过程中，会产生垂直压力、水平力及其他一些力，而路基比较松软，不能直接承受这些力，负责路基要产生永久变形和压陷，以致无法行车。通过矿井轨道线路就可以把车轮的集中载荷传播、分散到地面或井下巷道底板上，引导机车沿轨道平稳、高速运行。

二、矿井轨道的组成

一般矿井轨道的组成，它是由下部结构和上部结构两部分组成。下部分结构包括路基、排水沟、防护加固设施；上部结构包括道床、钢轨、轨枕、连接零件（鱼尾板、螺栓、弹簧垫、道钉等）、安全设备（拉杆、防爬器）、道岔等。

1、轨道的下部结构

矿井轨道的下部结构是轨道的基础，其质量和状态的好坏将直接影响轨道线路的使用寿命。

2、道床

道床是轨道的基础。它将轨道的上部结构和下部结构连接成一个整体，防止轨道的纵横向移动，以保持线路纵、横剖面的正常状态，保持轨道的稳定及线路的平顺。由道渣曾组成的道床承受钢轨传来的压力。

道床材料必须是坚固，不潮解，不存水的。最好的道床是碎石。碎石粒度为20～40。在水平及倾角10°以下的巷道内，轨枕下面的道床厚度不得小于150；倾角大于10°的斜巷内，应在底板上挖轨枕沟，其深度约为轨枕厚的23，轨枕下面的道床厚度不得小于50。道床上部的宽度应超出轨枕50～100。

3、钢轨

钢轨是轨道上部结构的重要组成部分之一。它不仅引导车辆按照一定的方向运行，且成熟来自车轮的压力、冲击力和纵向的惯性力、横向的离心力，并经轨枕将载荷传递给道床及巷道底板，以减小列车运行阻力。

4、钢轨的固联零件

接轨零件的用途是在纵向把钢轨接在一起，并将钢轨固定在轨枕上。钢轨的固联零件包括道钉、垫板、鱼尾板等。

5、轨距

轨距是指轨道上两根钢轨轨顶内侧与轨道中心线相垂直的距离。

三、轨枕的作用与分类

1、轨枕的作用

（1）将两根钢轨联系载一起，固定钢轨位置，并使其保持一定的距离。

（2）轨枕直接成熟钢轨传递的压力，并均匀地散布给道床。

（3）轨枕还能保持轨道的稳定性，固定铁路方向，防止轨道产生纵向和横向移动。

2、轨枕的分类

轨枕按材质的不同分为木轨枕、钢筋混凝土轨枕、钢轨枕； 按用途的不同分为普通轨枕、道岔岔枕。

木轨枕的优点是：有弹性，加工容易，价格便宜，安装方便。缺点是：易腐烂，维修工作量大。但经防腐处理可延长它的使用年限。

为了节省木材，目前矿山已经推广使用钢筋混凝土轨枕。根据计算，以钢筋混凝土轨枕代替木轨枕，每铺一公里单轨线路就可节约木材30～40m?。这种轨枕的优点是：强度大，坚固耐磨，稳定性好；使用时间长，维修费用少；不怕矿坑水的腐蚀；取材和制造均方便。其缺点是弹性差。但在轨底与轨枕之间放置橡胶块，便可以克服缺点。

四、 轨道的维护

1、钢筋混凝土轨枕线路的养护

①、新铺钢筋混凝土轨枕线路，开始放行列车以低于10km/h的速度通行。

②、在正常运行1个月后，应进行全面检查校正和全面捣固。轨枕中部100～200范围内禁止捣固，消除硬点。

③、及时发现处理道床轨道病害，对浮枕、低接头、三角坑、失效轨枕等及时处理。

④、线路和轨距和曲线外轨超高应保持不变。

2、钢轨及联结零件折断或严重磨损原因及防治

钢轨的主要病害，是钢轨折断和机械磨损，造成钢轨折断，特别是在接头折断。造成钢轨折断的基本原因是接头处有小坑、沉陷及翻浆冒泥现象；鱼尾板和钢轨之间的接触面磨耗，螺丝松动，接头上存在折裂的，不符合标准的鱼尾板，使轨端在列车通过时发生剧烈下沉。

造成钢轨严重机械磨损的基本原因是轨道方向不良，曲线上超高不当，鱼尾板与钢轨接触面、螺栓及曲线上钢轨没及时涂油，道钉没打紧，钢轨爬行，轨底坡不正确以及接头松软等。

3、防治措施：

①、为了防止钢轨及联结零件的折断和严重磨损，必须经常清除钢轨上的泥土及油垢，以便减轻锈蚀便于发现和鉴别裂纹。定期全面检查钢轨，当发现有裂纹及其他不良危及行车的重伤钢轨应当有计划地更换，轨缝必须按维修标准的规定设置和保持。轨道上不允许有吊板、沉陷、小坑、三绝坑翻浆及冻害等现象。

②、钢轨卸车及堆放时，不得乱扔和互相碰撞，堆放时必须准备平正的台垫，以免钢轨发生弯曲和内伤。

③、车辆在弯道上运行时，由于离心力作用，使车轮轮缘压向外轨，加剧了轮缘与钢轨的磨损，并使运行阻力增加，严重时将发生翻车事故。为了消除离心力的上述影响，应将弯道外轨抬高，在半径较小和钢轨易于磨损的曲线上，应经常在钢轨内涂油，或增设防止主轨磨损和护轮轨等。使车辆在弯道上运行时，离心力与矿车重量的合力垂直轨面，这样就使车辆不在受横向力作用的影响而顺利通过弯道。

④、调整轨缝时严禁用钢轨撞击鱼尾板。如果接头上有一块鱼尾板折断，照例应把两块鱼尾板同时换成新的或磨损成都一致的旧鱼尾板。 ⑤、为了防止钢轨的腐朽，必须加强道床清理和排水工作，要有计划地整治路基病害，消除翻浆冒泥现象。

⑥、更换损伤或折断的钢轨时应注意，换入钢轨型号要与原轨道型号一致。

⑦、更换鱼尾板施工时按顺序卸下全部螺栓，取下鱼尾板，铲除钢轨端部铁锈，把新的鱼尾板装上，并把已涂油的螺栓穿入拧紧。

4、线路坡度

线路坡度是线路纵断面上两点的高差与其间距之比，通常以千分数表示。井下运输线路的坡度一般为3～10‰ 。如果坡度小于3‰ ，巷道排水较困难；坡度过大，电机车将难以牵引车组上坡运行，而且制动困难，不安全，轨道车辆轮缘磨损严重。

最理想的井下线路坡度就是等阻坡度。所谓等阻坡度就是重列车下坡运行阻力等于空列车上坡运行阻力时的线路坡度。因为重列车与空列车运行阻力相等，所以所需牵引力也相等 。

5、最小弯道半径

车辆在弯道上运行时，由于离心力作用和轮缘与轨道间的阻力作用增加了车辆运行的困难，离心力和弯道阻力的大小与车辆运行速度，弯道半径和车辆轴距等因素有关。因此，最小弯道半径应根据车辆运行速度和轴距大小来确定。

当转角小于90°时，两轴车辆的运行速度小于1.5米秒，最小弯道半径不得小于轴距的7倍；运行速度大于1.5米秒，最小弯道半径不得小于轴距的10倍；运行速度大于3.5米秒，最小弯道半径不得小于轴距的15倍。当转角大于90°时，最小弯道半径均按大于轴距的10～15倍考虑。

总之，井下轨道由于荷载大和矿车密度大，对养护维修提出了新的更高的要求。所以必须本着创新的思想，提高养护维修的科技含量。在矿车不间断地运行和自然条件作用下，轨道线路会发生各式各样的变形或损坏。为了确保矿车能安全平稳的运行，以及延长线路各组成部分的使用寿命，必须加强线路的养护和维修工作，使线路设备经常保持完好状态。