浅议煤矿沉陷区铁道线路治理新方法

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浅议煤矿沉陷区铁道线路治理新方法【摘要】近年来，煤炭的大规模开采使矿山周围形成很多采沉区，沉陷造成了土地和道路塌陷、房屋变形等，同时，也致使铺设在沉陷区上方的铁路线路随着地表一起下沉，线路几何尺寸发生严重变形，对行车安全构成了严重威胁，因此，有效治理煤矿铁路沉区，是提升矿区铁路安全行车、提高运量的根本之路。【关键词】煤矿铁路；采煤沉陷区；综合治理；新方法;提升效率0引言近年来，随着我国科学技术的进步和经济的不断发展，煤矿企业不断引进了各种大型采掘机械和综采技术，使煤炭开采量呈逐年上升趋势。煤炭开采加快，矿区的采煤沉陷区也随之连年扩大，致使铺设在沉陷区的矿区铁路轨道随着地表一起下沉，对行车安全形成了严重的安全隐患。铁能矿区1958年开工建设，矿区铁路也随之逐步铺设,发展至今铁能矿区铁路总里程已达230公里。经过50多年的开发建设，现矿区铁路已形成创业沉区、晓明矿沉区、小康沉区、大隆沉区、孤榆树沉区等多处沉区线路，沉区线路总里程已达10余公里，平均下沉量达到5.5米，预计填方总量将超过10余万 立方米。1铁路沉区变化特点及安全危害1.1沉区线路的变化特点通过多年的沉区线路综合治理工作，逐步摸索出了沉区线路变化的特点，为有效治理沉区线路提供了重要保证。沉区形成后，线路纵断面呈中间低两侧高状态，沉区线路处在两个或多个坡道上，由于钢轨自身重力加上列车运行的纵向力、温度变化等因素，加剧了沉区两侧钢轨向沉区中心的爬行速度，扣件阻力根本无法锁定沉区钢轨，这就造成沉区中心处很快形成连续瞎轨缝，严重时会发生胀轨跑道；其次，受下沉影响，处于沉区的铁路道岔的几何尺寸也很能保持正确，钢轨爬行速度及爬行量不同，造成道岔扭曲、歪斜、道岔中心偏离原设计位置、道岔角度不正致使护轨及辙叉心位置不正，列车通过沉区道岔时，很容易被变型的道岔卡住或引起行车事故，沉区线路的变形，给行车安全带来了严重的威胁。1.2沉陷区线路的安全隐患（1）沉陷区中心处（坡底）线路轨缝被挤瞎会产生线路胀轨，沉区两侧（两端坡顶）的大轨缝，会拉弯接头螺栓,拉断夹板或钢轨；（2）线路爬行会造成轨枕歪斜，致使线路轨距、轨向 不良，加剧扣件（道钉）和轨枕损坏、混凝土枕裂纹等；（3）由于地表长期处于下沉状态，致使捣固质量不能保持，轨枕吊板增多，产生和加大轨面坑洼，形成暗坑，引起前后高低不平顺，左右两股钢轨下沉量不等造成水平三角坑；(4)沉区道岔变型，会造成尖轨与基本轨不密贴或尖轨扳动不到位；护轨移位，不能保证车轮安全通过“有害空间”；(5)由于沉区线路质量不良加之坡度过大，会加大机车损耗，减少机车车辆和线路设备的使用寿命。以上几点隐患都可能引发严重的行车事故。2沉区线路综合治理新方法根据铁能矿区沉区铁路变化特点，我们总结出了一套行之有效的治理铁路沉区方案，并在我矿区铁路有效应用，对提升行车安全、节省运营成本做出了重大突破。2.1采用新材料与机械化填充路基相结合由于沉区路堤较高，高抬线路需要增加路基的厚度和宽度，而且填方数量巨大，如果采用人工与铁翻列车配合填方、人工平整货位的方法来加宽路基，既增加了工人的劳动强度、工作效率低，沉区治理进度远远跟不上沉区下沉速度，给线路安全畅通造成重大问题。 以往沉区抬道时，路基材料均采用碎石填充，运营成本巨大，通过考证，矿区歼石山自燃后产生的过火歼石渗水性能强，密度比土质高，下沉量小，既可以防止汛期路基滑坡,也可大大减少冬季线路冻害的产生，而且，沉区线路基本都处在砰石山附近。自2010年，在大隆矿、小康矿、大明矿及晓南矿等兄弟单位密切配合下，我矿区铁路大胆尝试，采用燃烧后的过火歼石作为填充路基的新材料，就地取材，用自卸汽车翻歼石加宽路基，挖掘机、铲车配合高抬道的方法进行沉区线路综合治理。利用汽车自卸车与铲车配合填补加宽、加高路基的方法，利用机械化作业取代人工作业，工作效率是人工作业的几十倍，而且不需要KF60铁路自翻车占用轨道行车时间，提高了沉区治理进度和工作效率，铲车在平整货位的同时还对加宽的路基顶面进行了压实，有效降低路基滑坡的危害。此方法治理沉区速度快、工效高、节省成本，随沉随治，而且利用废弃砰石充填路基还起到了节约和环保的作用，是今后在沉区治理中值得采用的一种新方法。图1路基横断面机械化填方示意图2.2及时调整沉区线路几何尺寸，确保沉区线路行车安全由于路基下沉和列车荷载重压冲击，引起线路、道岔横纵向水平移动，造成线路、道岔爬行、移位，轨缝严重不均匀，轨道配件伤损严重，线路几何尺寸严重不均匀，给行车安全带来重大隐患。 2.2.1调整不均匀轨缝、更换钢轨、锁定线路，保证列车安全运行大轨缝或连续瞎缝地段，当轨温变化大时，钢轨不能有效伸缩，造成钢轨应力集中，曲线地段加剧曲线方向变化，当机车车辆的通过此段线路时，列车的冲击易造成线路胀轨、跑道，严重时会发生列车的倾覆事故。因此，线路大轨缝、连续瞎轨缝，应及时调整、及时换轨，防止因线路胀轨、跑道影响行车安全。沉区应配备多根新钢轨以及多台大吨位轨缝调整器、切轨机和钻孔机，以便沉区变化时及时应用。2.2.2建立观测点，定期监测，分析沉陷区的变化规律对沉区线路的监测工作是确保沉区安全和沉区施工的重要技术数据。在沉区建立监测点，每周对各沉区进行一次详细的测量，及时掌握和分析沉区变化规律，并根据测得的数据合理进行沉区施工，将线路限制坡度控制在合理的范围。2.2.3调正线路、道岔高低、方向及几何尺寸，确保安全行车（1）沉区线路、道岔起道施工沉区地段线路、道岔的几何尺寸应每日进行道尺检查，加强线路巡视次数，对薄弱地段及时掌握，保证发现异常情况及时处理。在沉区线路、道岔起道时，要根据测得的坡度标高进行线路高抬，使线路、道岔的高低、水平符合列车安全通过沉区线 路的条件，沉陷区段路基下沉线路不能按常规作业，应大抬道，长距离抬道。利用列车间隔作业时，应以起道顺坡为主，起道作业中须按规定打镐，列车辗压后，必须二次找细，消灭暗坑及空掉板。曲线地段应对上股重点捣固，防止由于作业不当造成线路出现不均匀沉降，危及行车安全。(2)沉区线路、道岔拨道施工由于路基不间断地下沉、偏移，起、拨道作业不可能每时每刻进行，所以线路随路基下沉后，线路大方向会发生很大的横移，致使线路、道岔方向不良，影响行车安全。在沉区拔道作业中，直线地段采用目测拨道法，曲线地段为保证曲线圆顺，应采用目测拨道与正失拨道相结合，拨道时拨道量应大于线路偏移量，防止回弹，加大轨枕端道床宽度并夯实，以保证道床提供足够的横向阻力。3新方法治理沉区的优点铁道线路是铁能矿区主要运输生命线，线路质量的好坏直接影响运输工作和安全生产。几年来，通过沉区线路治理新方法的应用，为我部创造了巨大的经济和安全效益。2.1安全方面多年来，我矿区铁路通过在沉陷区铁路治理的研究与实践，总结出了一套完善的沉区施工方法，此方法的应用，为沉 区线路行车安全和沉区治理过程中的人身安全发挥了重要作用。行车安全：新方法治理沉区速度快，确保沉区线路随时变化随时整治；调整线路几何尺寸及时，维修质量高，消除了沉区线路不易被发现的隐患，提升机车车辆安全通过沉区线路的速度和运行条件。人身安全：取消了以往治理沉区工作中人力施工速度滞后，人员消耗体力大的因素，用机械取代人力填充路基，减少了人力投入，提升了人身安全系数。3.2运营成本方面利用过火歼石填充路基，省去了碎石和土方的大量投入，几年来，为企业节省了以往路基填充材料费用的一半以上，而且，在沉区附近的歼石山就地取材，省去了运输碎石的费用。采用机械化施工，减少人力投入，也为企业创造了更大的经济效益。3.3节约环保双收益铁能矿区铁路沉区采用过火歼石填充路基后，不再需要运输土方破坏耕地，节省了大面积的土地资源；而且，堆在地面上的歼石山是污染大气环境的重要源头，用过火歼石作路基填充材料，既作到了节约运营成本，又逐步消除了环境污染源头，为节省耕地、净化环境做出了突出贡献。 4结语矿区铁路沉陷区路基下沉的综合治理工作，是一项长期而且繁重的工作，既要保证运输安全，又要保证施工过程中避免人身伤害的发生。沉区铁路治理方法的研究是一个值得长期探索的重要课题，要在实际工作中不断研究和思考，逐步发现和总结沉区线路变化的新规律，不断实践新方法、新材料和新工艺，确保在安全的前提下科学合理组织生产，提高生产效率。【参考文献】［1］铁路技术管理规程［S］.中国铁道出版社，2007.［2］铁路线路修理规则［S］.中国铁道出版社，2006.［责任编辑：丁艳］