淺議煤礦沉陷區(qū)鐵道線路治理新方法

1、淺議煤礦沉陷區(qū)鐵道線路治理新方法【摘要】近年來，煤炭的大規(guī)模開采使礦山周圍形 成很多采沉區(qū)，沉陷造成了土地和道路塌陷、房屋變形等， 同時，也致使鋪設在沉陷區(qū)上方的鐵路線路隨著地表一起下 沉，線路幾何尺寸發(fā)生嚴重變形，對行車安全構成了嚴重威 脅，因此，有效治理煤礦鐵路沉區(qū)，是提升礦區(qū)鐵路安全行 車、提高運量的根本之路?！娟P鍵詞】煤礦鐵路；采煤沉陷區(qū)；綜合治理；新方法; 提升效率0引言近年來，隨著我國科學技術的進步和經(jīng)濟的不斷發(fā)展， 煤礦企業(yè)不斷引進了各種大型采掘機械和綜采技術，使煤炭 開采量呈逐年上升趨勢。煤炭開采加快，礦區(qū)的采煤沉陷區(qū) 也隨之連年擴大，致使鋪設在沉陷區(qū)的礦區(qū)鐵路軌道隨著地 表一

2、起下沉，對行車安全形成了嚴重的安全隱患。鐵能礦區(qū)1958年開工建設，礦區(qū)鐵路也隨之逐步鋪設, 發(fā)展至今鐵能礦區(qū)鐵路總里程已達230公里。經(jīng)過50多年 的開發(fā)建設，現(xiàn)礦區(qū)鐵路已形成創(chuàng)業(yè)沉區(qū)、曉明礦沉區(qū)、小 康沉區(qū)、大隆沉區(qū)、孤榆樹沉區(qū)等多處沉區(qū)線路，沉區(qū)線路 總里程已達10余公里，平均下沉量達到5.5米，預計填方 總量將超過10余萬立方米。1鐵路沉區(qū)變化特點及安全危害1.1沉區(qū)線路的變化特點通過多年的沉區(qū)線路綜合治理工作，逐步摸索出了沉區(qū) 線路變化的特點，為有效治理沉區(qū)線路提供了重要保證。沉區(qū)形成后，線路縱斷面呈中間低兩側高狀態(tài)，沉區(qū)線 路處在兩個或多個坡道上，由于鋼軌自身重力加上列車運行 的縱

3、向力、溫度變化等因素，加劇了沉區(qū)兩側鋼軌向沉區(qū)中 心的爬行速度，扣件阻力根本無法鎖定沉區(qū)鋼軌，這就造成 沉區(qū)中心處很快形成連續(xù)瞎軌縫，嚴重時會發(fā)生脹軌跑道； 其次，受下沉影響，處于沉區(qū)的鐵路道岔的幾何尺寸也很能 保持正確，鋼軌爬行速度及爬行量不同，造成道岔扭曲、歪 斜、道岔中心偏離原設計位置、道岔角度不正致使護軌及轍 叉心位置不正，列車通過沉區(qū)道岔時，很容易被變型的道岔 卡住或引起行車事故，沉區(qū)線路的變形，給行車安全帶來了 嚴重的威脅。1.2沉陷區(qū)線路的安全隱患（1）沉陷區(qū)中心處（坡底）線路軌縫被擠瞎會產(chǎn)生線 路脹軌，沉區(qū)兩側（兩端坡頂）的大軌縫，會拉彎接頭螺栓, 拉斷夾板或鋼軌；（2）線路爬

4、行會造成軌枕歪斜，致使線路軌距、軌向 不良，加劇扣件（道釘）和軌枕損壞、混凝土枕裂紋等；（3）由于地表長期處于下沉狀態(tài)，致使搗固質量不能 保持，軌枕吊板增多，產(chǎn)生和加大軌面坑洼，形成暗坑，引 起前后高低不平順，左右兩股鋼軌下沉量不等造成水平三角 坑；(4) 沉區(qū)道岔變型，會造成尖軌與基本軌不密貼或尖 軌扳動不到位；護軌移位，不能保證車輪安全通過“有害空 間”；(5) 由于沉區(qū)線路質量不良加之坡度過大，會加大機 車損耗，減少機車車輛和線路設備的使用壽命。以上幾點隱患都可能引發(fā)嚴重的行車事故。2沉區(qū)線路綜合治理新方法根據(jù)鐵能礦區(qū)沉區(qū)鐵路變化特點，我們總結出了一套行 之有效的治理鐵路沉區(qū)方案，并在我

5、礦區(qū)鐵路有效應用，對 提升行車安全、節(jié)省運營成本做出了重大突破。2. 1采用新材料與機械化填充路基相結合由于沉區(qū)路堤較高，高抬線路需要增加路基的厚度和寬 度，而且填方數(shù)量巨大，如果采用人工與鐵翻列車配合填方、 人工平整貨位的方法來加寬路基，既增加了工人的勞動強 度、工作效率低，沉區(qū)治理進度遠遠跟不上沉區(qū)下沉速度， 給線路安全暢通造成重大問題。以往沉區(qū)抬道時，路基材料均采用碎石填充，運營成本 巨大，通過考證，礦區(qū)殲石山自燃后產(chǎn)生的過火殲石滲水性 能強，密度比土質高，下沉量小，既可以防止汛期路基滑坡, 也可大大減少冬季線路凍害的產(chǎn)生，而且，沉區(qū)線路基本都 處在砰石山附近。自2010年，在大隆礦、小

6、康礦、大明礦 及曉南礦等兄弟單位密切配合下，我礦區(qū)鐵路大膽嘗試，采 用燃燒后的過火殲石作為填充路基的新材料，就地取材，用 自卸汽車翻殲石加寬路基，挖掘機、鏟車配合高抬道的方法 進行沉區(qū)線路綜合治理。利用汽車自卸車與鏟車配合填補加寬、加高路基的方 法，利用機械化作業(yè)取代人工作業(yè)，工作效率是人工作業(yè)的 幾十倍，而且不需要kf60鐵路自翻車占用軌道行車時間， 提高了沉區(qū)治理進度和工作效率，鏟車在平整貨位的同時還 對加寬的路基頂面進行了壓實，有效降低路基滑坡的危害。 此方法治理沉區(qū)速度快、工效高、節(jié)省成本，隨沉隨治，而 且利用廢棄砰石充填路基還起到了節(jié)約和環(huán)保的作用，是今 后在沉區(qū)治理中值得采用的一種

7、新方法。圖1路基橫斷面機械化填方示意圖2.2及時調整沉區(qū)線路幾何尺寸，確保沉區(qū)線路行車安 全由于路基下沉和列車荷載重壓沖擊，引起線路、道岔橫 縱向水平移動，造成線路、道岔爬行、移位，軌縫嚴重不均 勻，軌道配件傷損嚴重，線路幾何尺寸嚴重不均勻，給行車 安全帶來重大隱患。2. 2. 1調整不均勻軌縫、更換鋼軌、鎖定線路，保證列 車安全運行大軌縫或連續(xù)瞎縫地段，當軌溫變化大時，鋼軌不能有 效伸縮，造成鋼軌應力集中，曲線地段加劇曲線方向變化， 當機車車輛的通過此段線路時，列車的沖擊易造成線路脹 軌、跑道，嚴重時會發(fā)生列車的傾覆事故。因此，線路大軌 縫、連續(xù)瞎軌縫，應及時調整、及時換軌，防止因線路脹軌、

8、 跑道影響行車安全。沉區(qū)應配備多根新鋼軌以及多臺大噸位 軌縫調整器、切軌機和鉆孔機，以便沉區(qū)變化時及時應用。2. 2.2建立觀測點，定期監(jiān)測，分析沉陷區(qū)的變化規(guī)律 對沉區(qū)線路的監(jiān)測工作是確保沉區(qū)安全和沉區(qū)施工的 重要技術數(shù)據(jù)。在沉區(qū)建立監(jiān)測點，每周對各沉區(qū)進行一次 詳細的測量，及時掌握和分析沉區(qū)變化規(guī)律，并根據(jù)測得的 數(shù)據(jù)合理進行沉區(qū)施工，將線路限制坡度控制在合理的范 圍。2. 2.3調正線路、道岔高低、方向及幾何尺寸，確保安 全行車（1）沉區(qū)線路、道岔起道施工沉區(qū)地段線路、道岔的幾何尺寸應每日進行道尺檢查， 加強線路巡視次數(shù)，對薄弱地段及時掌握，保證發(fā)現(xiàn)異常情 況及時處理。在沉區(qū)線路、道岔起

9、道時，要根據(jù)測得的坡度標高進行 線路高抬，使線路、道岔的高低、水平符合列車安全通過沉 區(qū)線路的條件，沉陷區(qū)段路基下沉線路不能按常規(guī)作業(yè)，應 大抬道，長距離抬道。利用列車間隔作業(yè)時，應以起道順坡 為主，起道作業(yè)中須按規(guī)定打鎬，列車輾壓后，必須二次找 細，消滅暗坑及空掉板。曲線地段應對上股重點搗固，防止 由于作業(yè)不當造成線路出現(xiàn)不均勻沉降，危及行車安全。(2)沉區(qū)線路、道岔撥道施工由于路基不間斷地下沉、偏移，起、撥道作業(yè)不可能每 時每刻進行，所以線路隨路基下沉后，線路大方向會發(fā)生很 大的橫移，致使線路、道岔方向不良，影響行車安全。在沉 區(qū)拔道作業(yè)中，直線地段采用目測撥道法，曲線地段為保證 曲線圓順

10、，應采用目測撥道與正失撥道相結合，撥道時撥道 量應大于線路偏移量，防止回彈，加大軌枕端道床寬度并夯 實，以保證道床提供足夠的橫向阻力。3新方法治理沉區(qū)的優(yōu)點鐵道線路是鐵能礦區(qū)主要運輸生命線，線路質量的好壞 直接影響運輸工作和安全生產(chǎn)。幾年來，通過沉區(qū)線路治理 新方法的應用，為我部創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟和安全效益。3. 1安全方面多年來，我礦區(qū)鐵路通過在沉陷區(qū)鐵路治理的研究與實 踐，總結出了一套完善的沉區(qū)施工方法，此方法的應用，為 沉區(qū)線路行車安全和沉區(qū)治理過程中的人身安全發(fā)揮了重 要作用。行車安全：新方法治理沉區(qū)速度快，確保沉區(qū)線路隨時 變化隨時整治；調整線路幾何尺寸及時，維修質量高，消除 了沉區(qū)線

11、路不易被發(fā)現(xiàn)的隱患，提升機車車輛安全通過沉區(qū) 線路的速度和運行條件。人身安全：取消了以往治理沉區(qū)工作中人力施工速度滯 后，人員消耗體力大的因素，用機械取代人力填充路基，減 少了人力投入，提升了人身安全系數(shù)。3. 2運營成本方面利用過火殲石填充路基，省去了碎石和土方的大量投 入，幾年來，為企業(yè)節(jié)省了以往路基填充材料費用的一半以 上，而且，在沉區(qū)附近的殲石山就地取材，省去了運輸碎石 的費用。采用機械化施工，減少人力投入，也為企業(yè)創(chuàng)造了 更大的經(jīng)濟效益。3.3節(jié)約環(huán)保雙收益鐵能礦區(qū)鐵路沉區(qū)采用過火殲石填充路基后，不再需要 運輸土方破壞耕地，節(jié)省了大面積的土地資源；而且，堆在 地面上的殲石山是污染大氣環(huán)境的重要源頭，用過火殲石作 路基填充材料，既作到了節(jié)約運營成本，又逐步消除了環(huán)境 污染源頭，為節(jié)省耕地、凈化環(huán)境做出了突出貢獻。4結語礦區(qū)鐵路沉陷區(qū)路基下沉的綜合治理工作，是一項長期 而且繁重的工作，既要保證運輸安全，又要保證施工