РЕЛЬСОВЫЕ ПУТИ ЛОКОМОТИВНОГО ТРАНСПОРТА

8.1. Устройство рельсового пути

Рельсовый путь образуют две параллельно уложенные нитки рельсов, которые служат направляющими для перемещения подвижного состава локомотивного транспорта или канатной откатки.

Рис. 8.1. Элементы рельсового пути: а — схема расположения колес вагонетки на рельсах; б — строение постоянного рельсового пути: 1 — подкладка; 2 — костыль; 3 — болт; 4 — рельс: 5 — противоугон; 6 — шпала; 7 —водоотводная канава; 8 — накладка; 9 — балласт

Основной параметр рельсового пути (рис. 8.1, а) — ширина рельсовой колеи К_р, определяемая расстоянием между внутренними гранями головок рельсов. На рудных шахтах применяют стандартную узкую колею шириной 600, 750 и 900 мм, на поверхности шахт на внешнем железнодорожном транспорте — широкую колею шириной 1520 мм.

Расстояние между наружными канатами колесных реборд, входящих внутрь колеи, называется шириной колесной колеи Кк, которая меньше рельсовой колеи на величину δ = К_р — К_к, чтоисключает зажатие колес подвижного состава между рельсами.

Рельсовый путь (рис. 8.1, б) состоит из верхнего и нижнего строений. Верхнее строение включает в себя рельсы, элементы крепления рельсов между собой и закрепления их к шпалам, шпалы и балластный слой, а нижнее строение — подошвы выработки и водоотводную канаву.

Рельсы изготовляют из специальной термически обработанной стали. В зависимости от назначения применяют различные типы рельсов: Р-18, Р-24, Р-33, Р-38, Р-43 и Р-50 (цифры в обозначении — масса 1 м рельса в килограммах). Тип рельса выбирают исходя из наибольшей экономичности и наименьших затрат на содержание пути. Кроме этого при выборе наименьшего, оптимального для данных условий эксплуатации, типа рельса учитывают нагрузку на ось подвижного состава и величину грузопотока.

Грузопоток, млн. т............... <10 10—30 30—100 >100

Тип, рельсов......................... Р-24 Р-33 Р-43 Р-50

При откатке в вагонетках с кузовом вместимостью до 2 м³ на основных откаточных выработках и околоствольных дворах укладывают рельсы Р-24, для вагонеток большей вместимости — Р-33, Р-38, Р-43 и Р-50. На вентиляционных и промежуточных выработках допускается применение рельсов Р-18.

Вследствие ограничения условий спуска рельсов по шахтному стволу их поставляют отрезками длиной 6—8 м, которые затем соединяют с помощью накладок и болтов или сваркой. Сварные стыки, выполненные в шахтных условиях, допускающих проведение сварочных работ, повышают качество рельсового пути. Сварку стыков рельсов применяют для рельсовых путей со сроком службы не менее 5 лет.

С целью увеличения площади опорной поверхности рельсы укладывают на шпалы через подкладки. В основном применяют клинчатые подкладки, которые придают рельсам уклон внутрь колеи соответственно конусности поверхности качения колес подвижного состава, чем обеспечивается его большая устойчивость при движении.

Рельсы крепят к деревянным шпалам костылями, иногда шурупами, забиваемыми или завинчиваемыми в предварительно высверленные отверстия в шпалах, а к железобетонным шпалам — болтовыми соединениями или костылями, забиваемыми в деревянные пробки, уложенные в отверстиях шпал.

В рудных шахтах применяют деревянные и железобетонные шпалы, реже металлические (на проходческих работах).

Деревянные шпалы, изготовленные обычно из сосны, обладают хорошей эластичностью и высоким коэффициентом трения при взаимодействии с балластом. Они просты в изготовлении, дешевые и удобны при укладке и ремонте рельсовых путей. Основной недостаток деревянных шпал — малый срок службы (в шахтных условиях до 2—3 лет). С целью увеличения срока службы деревянных шпал до 8—10 лет их пропитывают различными антисептиками, например, хлористым цинком иди фтористым натрием.

Железобетонные шпалы имеют значительно больший срок службы, чем деревянные, и обеспечивают меньшую трудоемкость по содержанию рельсовых путей. Они используются для стационарных рельсовых путей с большой интенсивностью движения. Недостаток железобетонных шпал — высокая стоимость, а также увеличенная жесткость пути, которая может быть снижена путем применения эластичных резиновых подкладок.

Металлические шпалы изготовляют обычно из отрезков швеллеров и применяют на переносных временных путях при проведении подготовительных выработок.

Балластный слой служит для увеличения площади давления от шпал на подошву выработки, смягчения ударов колес подвижного состава, выравнивания пути и предохранения шпал от сдвигания. Материал балласта должен быть упругим, неслеживающимся, не подвергающимся размоканию, хорошо пропускающим воду. В качестве материала для балласта применяют щебень твердых пород крупностью 20—60 мм и гравий крупностью 20—40 мм. Толщину балластного слоя выбирают в зависимости от несущей способности почвы выработки и интенсивности движения: при грузопотоках от 100 до 4000 т/сут толщина балластного слоя должна составлять не менее 100 мм, свыше 4000 т/сут — 150мм.

Пространство между шпалами (шпальные ящики) засыпают балластом на ⅔ толщины шпалы. Просвет между подошвой рельса и балластом должен быть не менее 30 мм.

Балластный слой укладывают на подошву выработки, которой для стока воды придают поперечный уклон 0,01—0,02 в сторону водоотводной канавы.

Рельсовые пути соединяют между собою стрелочными переводами, предназначенными для перевода подвижного состава с одного пути на другой.

Стрелочный перевод (рис. 8.2, а) состоит из двух подвижных перьев в сборе с рамными рельсами, переводного механизма, цельнолитой крестовины и переводных кривых. Два подвижных пера 1 соединены тягами с переводным механизмом 2. В одном из рабочих положений острие пера прижимается к одному из рамных рельсов 3. Крестовина 4, устанавливаемая в месте разрыва рельсов, состоит из сердечника, горловины и двух усовиков, образующих вместе с краями сердечника канавки для пропуска реборд колес подвижного состава. Для предохранения от захода реборд колес в несоответствующие канавки крестовины устанавливают контррельсы 5. Соединительная часть стрелочного перевода включает прямые участки и переходные кривые.

Основными геометрическими параметрами стрелочного перевода являются геометрический центр О (точка пересечения осей прямого и бокового путей), угол αмежду этими осями, длина l, определяемая от стыка рамного рельса у остряков до стыка, расположенного за крестовиной. Угол перевода αхарактеризует марку перевода (марку крестовины).

Для шахтных условий применяют стрелочные переводы с крестовинами марок 1/4, 1/5, 1/7, реже 1/2 и 1/3. Чем больше марка крестовины, тем меньше длина стрелочного перевода (табл. 8.1) и тем труднее вписывание подвижного состава.

Рис. 8.2. Типы стрелочных переводов и съездов: а —устройство стрелочного перевода; б-г — переводы (б — односторонний правый; в — односторонний левый; г — симметричный); д-ж — съезды (д — односторонний правый; е — односторонний левый; ж — перекрестный)

Таблица 8.1