浅谈皮带机出渣运输技术在斜井隧道施工中的运用

【摘要】斜井隧道施工中，如何提高出渣运输效率，是施工单位考虑的重点。实践表明，将皮带机出渣运输技术应用在斜井隧道施工中达到预期效果，应注重应用推广。本文以关角隧道7#斜井施工为例，对皮带机出渣运输技术的应用加以研究，以供参考。

【关键词】皮带机；出渣运输；斜井隧道；应用

出渣运输是斜井隧道施工中比较重要的环节，一定程度上影响隧道施工效率，尤其随着我国隧道工程施工难度的加大，给出渣运输提出更高要求，因此，加强对出渣运输技术在斜井施工中的应用研究具有重要的现实意义。

一、工程概况及出渣运输总体设计

（一）工程概况

某隧道工程处于青藏高原东北边缘的青海省天峻、乌兰县境内，施工环境恶劣，缺氧、干旱、高寒，最低气温可达-36℃。负责施工的7#斜井长2248m，综合坡度10.56%，井口正线高差237m，海拔3678.12m，斜井出渣运输难度大，为确保施工安全及施工进度，项目部在出渣运输环节采用皮带机出渣运输技术。

（二）皮带机出渣运输总体设计

结合工程实际情况，项目部采用斜井皮带机出渣运输方案，并运用新型斜井中隔板通风系统。皮带机出渣运输总体设计流程为：爆破掌子面装渣自卸式汽车运输破碎站破碎处理井身皮带机运输洞外转运渣场。

二、关角隧道7#斜井皮带机出渣运输技术实现

（一）选型配套设备

7#斜井皮带机出渣运输所用设备主要有破碎站、井身皮带机、以及洞外转渣所用的一套卸渣装置、4台自卸汽车。其中破碎站中的破碎机为两台ASJ-E3625颚式破碎机，每台功率180KW，当排料尺寸为18cm时破碎能力为290t/h。喂料使用两台S16型梭式矿车，每台功率60KW。井身皮带机长、宽分别为2356m、800mm，低速1m/s，高速3～4m/s，功率800kw，最大工作能力为278t/h。

（二）布置井底破碎站

项目部通过对7#斜井结构概况的深入分析，提出布置破碎站的三套方案：（1）布置在正洞和斜井交叉位置；（2）布置在穿越Ⅱ线与Ⅰ线交叉位置；（3）布置在Ⅱ线与Ⅰ线之间。对不同方案进行分析：（1）方案在主要交通位置，不仅干扰洞内运输，而且破碎机产生的灰尘及噪音会大大影响洞内环境；（2）方案不仅具有较强的出渣能力，而且破碎站规模大，适合应用在进度快、围岩较好的位置；（3）方案破碎站规模小，适合应用在进度慢的围岩破碎作业中。最终结合7#工程实际，采用方案（2）进行破碎站的布置。

（三）安装井身皮带机

安装井深皮带机时主要分为两个关键步骤：井身皮带机安装设计、井身皮带机安装作业。其中进行皮带机安装设计时，将紧张装置、驱动装置设计在洞口位置，在斜井左侧底部安装皮带支座，其中包含安全距离50cm占用断面宽度1.7m，高度120cm左右。同时，为营造通畅的洞里运输环境，在皮带机和Ⅱ线相交处设计栈桥，使皮带机经由栈桥下方穿过直达破碎站。

井身皮带机安装作业共分为四个重要阶段：首先，皮带机正式安装前对井身进行一次系统测量，尤其重点关注墙是否存在扭曲侵限、鼓包突出现象，一旦发现应及时凿除。同时，要求井身处于顺直状态，皮带机和边墙紧贴在一起。其次，考虑到皮带机到达破碎站需穿过正洞Ⅱ线，需对正洞和斜井交叉前20m范围进行开槽，而且避免给斜井交通运输造成不良影响，开槽控制在边墙2m范围。再次，皮带机穿越正洞Ⅱ线仰拱进行加深处理，接长边墙拱脚，确保墙壁支护和仰拱形成封闭环状。最后，因工程所处高原，人工出渣的效率非常低，因此，皮带机Ⅰ、Ⅱ线通道断面尺寸为400×450cm，为装载机顺利出渣提供方便。

（四）安装洞外卸料装置

皮带机将洞中渣石运输后直接卸载到汽车上，由汽车运至渣场。为保证渣石卸载到汽车上这一动作的持续性，提高装渣工作效率，在卸料装置上安装两个卸料口，并能实现独立控制，当其中一辆汽车装满后，将对应出料口关闭，同时将另一出料口开启卸渣至另一汽车上。

三、存在的问题及改进

皮带机出渣运输技术在7#斜井隧道施工中的应用，受多种因素影响，起初出现一些问题，主要有：仰拱渣量少，出渣时间比较长、连续性差，导致皮带机长时间处于空转状态；梭式矿车使用频率高，驱动链条发生故障率高；破碎机机架高度不足，出料口和皮带相距较近，不仅影响出渣效率，而且给皮带机的架下维修带来较大不便；皮带机出渣控制主要依赖人工，出现突况无法自动停止。

通过分析7#斜井隧道施工应用皮带机出渣运输技术存在的问题，为给今后类似工程施工提供参考，可采取的建议包括以下几点：

首先，注重在井底设置存渣仓，用于集中零散、少量渣石，而后破碎出渣，在提高掌子面出渣速度的同时，有效避免皮带机长时间空转，提高皮带机的工作效率。其次，为给皮带机维修提供方便，皮带机机架高度最低达到2.5m。最后，考虑到破碎机出料口给皮带的冲击较为严重，增加皮带的磨损速度，对皮带机进行维修需花费较长时间，影响出渣工作效率，因此，应在该位置设置一段段皮带机，避免石渣给主皮带机造成直接冲击，而且更换短皮带机所用时间较短，最大限度降低给出渣造成的不良影响。

四、结论

通过对该隧道工程7#斜井隧道施工中皮带机出渣运输技术的应用研究，得出以下结论：

（一）皮带机出渣运输技术在斜井隧道施工中的应用，有效避免出渣和进料工作的相互干扰，提高了出渣工作效率，尽管一次性具有较大投入，但具有广泛适应性，重复利用价值高。

（二）皮带机出渣运输技术的应用，应结合具体的工程实际进行合理设计，确保所用设备型号的合理性，以及设备设置位置的正确性。

（三）注重对皮带机出渣实际效率的分析，针对影响出渣工作效率的问题，应及时进行分析解决，不断提高出渣系统工作效率，为整个隧道工程的顺利施工奠定良好基础。

参考文献：

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