CN105673070A - 一种用于隧道施工斜井中的运输系统以及该系统安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道施工设备领域，特别涉及一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其包括：导轨，所述导轨沿斜井设置；有轨平板车，所述有轨平板车安装在所述导轨上，用于承载所述自卸车；牵引装置，所述牵引装置安装于所述斜井外部并设置有牵引绳，所述牵引装置通过牵引绳连接所述有轨平板车，用于拉动所述有轨平板车沿导轨滑动或滚动；本发明的目的在于提供一种施工运输效率高，节约成本，提高生产效益的用于隧道施工斜井中的运输系统，本发明还公开了该运输系统的安装方法。

Description

一种用于隧道施工斜井中的运输系统以及该系统安装方法

技术领域

本发明涉及隧道施工设备领域，特别涉及一种用于隧道施工斜井中的运输系统，以及该系统安装方法。

背景技术

对于超大坡度斜井施工通常采用有轨矿车进行出渣和供料运输，而进入主干平洞后采用自卸车进行无轨运输，在主洞与斜井交叉口处无轨运输与有轨运输的转换历来是大坡度斜井施工的难题；

采用传统方法通过转渣槽以及起重吊装设备在三叉口处完成洞渣、材料在矿车和自卸车之间的转运，其安全隐患大，并且成本高，工序转换复杂，运输效率低，难以快速便捷的使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种施工运输效率高，节约成本，提高生产效益的用于隧道施工斜井中的运输系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于隧道施工斜井中的运输系统，用于在所述斜井底部和斜井顶部之间移运自卸车，其包括：

导轨，所述导轨沿斜井设置；

有轨平板车，所述有轨平板车安装在所述导轨上，用于承载所述自卸车；

牵引装置，所述牵引装置安装于所述斜井外部并设置有牵引绳，所述牵引装置通过牵引绳连接所述有轨平板车，用于拉动所述有轨平板车沿导轨滑动或滚动。

如背景技术中所述，现有技术的工作方式是：

通过转渣槽以及起重吊装设备在三叉口处完成洞渣、材料在矿车和自卸车之间的转运；

而本申请的结构，在使用时，把所述有轨平板车用牵引装置拉至斜井洞口，然后自卸车驶入平板车，通过有轨平板车承载，然后下放至斜井底部，再驶入洞中进行卸料或者进行装载，直接减少了现有技术中的转运步骤，施工运输效率更高，节约成本，提高生产效益。

作为本发明的优选方案，所述导轨数量为2个且相互平行设置，两个导轨间的斜井上设置有地辊，用于在所述有轨平板车沿所述导轨滑动时，支撑所述牵引绳，考虑到牵引绳在使用过程中的下沉，避免轨枕、底板等对其进行破坏，故设置所述地辊，保证牵引绳的正常运行以及延长其使用寿命。

作为本发明的优选方案，所述有轨平板车包括：

运输主板，所述运输主板用于放置所述自卸车，运输主板一端设置有连接端，用于连接所述牵引绳；

轨道轮，所述轨道轮安装在运输主板下方，用于和所述导轨配合；

阻挡装置，所述阻挡装置设置在所述运输主板上朝向斜井底部的一端，用于在所述有轨平板车升降过程中限位所述自卸车，防止所述自卸车脱离所述运输主板。

作为本发明的优选方案，所述运输主板包括：

梁，若干所述梁构成所述运输主板的框架；

面板，所述面板焊接在所述梁组成的框架上，用于与自卸车接触。

作为本发明的优选方案，所述轨道轮分为前轮和后轮，所述运输主板靠近斜井底部的一方为后方，所述后轮安装于所述运输主板后方的下部，所述后轮距离所述面板的距离大于所述前轮距离所述面板的距离，为了克服有轨平板车在大坡度斜井运行时自卸车部分向下的分力，以及停靠在洞口时使有轨平板车能保持水平方便自卸车进出。

作为本发明的优选方案，所述面板上表面设置有若干防滑部件，使自卸车升降过程更稳定可靠。

作为本发明的优选方案，所述轨道轮和所述运输主板之间设置有减震装置，对导轨冲击小，提高设备设施使用寿命，安全可靠。

作为本发明的优选方案，所述梁包括横梁和纵梁，两个横梁和纵梁构成矩形边框，边框内部交叉设置有若干横梁和纵梁。

作为本发明的优选方案，所述运输主板前后两端设置有行程探测装置，其包括：

金属接触部；

所述金属接触部安装于所述横梁上，所述横梁为导体，所述斜井的顶部和底部设置有与所述金属接触部匹配的部件，所述金属接触部和所述部件接触后通过横梁形成闭合回路，从而释放电信号触发牵引装置进行制动，能有效防止人为操作失误而带来的经济损失和安全事故。

本发明还公开了安装所述运输系统的方法，其步骤为：

A、在所述斜井外部安装所述牵引装置；

B、在所述斜井底部通过浇筑混凝土铺设一层底板，同时在底板上设置所述导轨；

C、制作所述有轨平板车，并把其安装于所述导轨上。

D、扩挖所述斜井底部和隧道的交叉口处的主洞。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

施工运输效率高，节约成本，提高生产效益。

附图说明：

图1为本发明有轨平板车的侧视图；

图2为本发明有轨平板车的俯视图；

图3为本发明整体结构示意图；

图4为本发明斜井底部处结构示意图；

图中标记：1-运输主板，2-阻挡装置，3-金属接触部，4-减震装置，5-轨道轮，6-纵梁，7-横梁，8-面板，9-自动落闸抱轨系统，10-连接端，11-加强钢，12-增高挡板，13-导轨，14-有轨平板车，15-牵引装置，16-游动天轮，17-牵引绳。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-4，一种用于隧道施工斜井中的运输系统，用于在所述斜井底部和斜井顶部之间移运自卸车，其包括：

导轨13，所述导轨13沿斜井设置，所述导轨13数量为2个且相互平行设置，两个导轨13间的斜井上设置有地辊，用于在所述有轨平板车14沿所述导轨13滑动时，支撑所述牵引绳17；

有轨平板车14，所述有轨平板车14安装在所述导轨13上，用于承载所述自卸车；

牵引装置15，所述牵引装置15（本实施例中，牵引装置15为绞车）安装于所述斜井外部并设置有牵引绳17（本实施例中，牵引绳17为钢丝绳），所述牵引装置15通过牵引绳17连接所述有轨平板车14，用于拉动所述有轨平板车14沿导轨13滑动或滚动（本实施例中为滚动，但是实际过程中有轨平板车14下方的轨道轮5和导轨13之间肯定也存在滑动的情况），本实施例中，所述牵引装置15为绞车，且绞车和有轨平板车14之间的地面上还设置有游动天轮16，用于支撑所述牵引绳17。

本实施例中，所述有轨平板车14包括：

运输主板1，所述运输主板1用于放置所述自卸车，运输主板1一端设置有连接端10，用于连接所述牵引绳17（所述运输主板1包括：梁，若干所述梁构成所述运输主板1的框架；面板8，所述面板8焊接在所述梁组成的框架上，用于与自卸车接触，采用8mm厚钢板，面板8宽2.4m、长5.2m，与骨架结构对齐后满焊牢固，所述面板8上表面设置有若干防滑部件，具体为在面板8表面横向满铺12mm螺纹钢焊接牢固，螺纹钢间距20cm；所述梁包括横梁7和纵梁6，两个横梁7和纵梁6构成矩形边框，边框内部交叉设置有若干横梁7和纵梁6，纵梁6为工字钢，共6根，每根长5.2m；横梁7为槽钢，共8根，每根长2.4m，纵梁6与横梁7在同一平面垂直焊接，交叉点处将横梁7断开与纵梁6焊接，保证纵横梁7在同一平面，从而形成平板车整体骨架结构，交叉点焊接部位均采用三角钢板进行加固，所述运输主板1两侧还对称焊接有加强钢11，为竖直设置的槽钢，同时焊接在纵梁6和面板8上，所述加强钢11支出面板8一截，支出部分焊接有增高挡板12，增高挡板12除了和加强钢11焊接外，底部也焊接在面板8上，用于防止自卸车侧滑时滑出面板8），所述运输主板1上还可设置挂钩，用于挂合在自卸车上，和阻挡装置2以及所述防滑部件一起，使自卸车在升降过程中（倾斜），更稳定；

轨道轮5，所述轨道轮5安装在运输主板1下方，用于和所述导轨13配合，所述轨道轮5分为前轮和后轮，一致采用直径350mm的T型轨道轮5，车轮边沿直径400mm，为保证平板车稳定性，轮对间距与轨道间距配套设置为1.60m，轮轴采用直径80mm钢棒，所述运输主板1靠近斜井底部的一方为后方，所述后轮安装于所述运输主板1后方的下部，所述后轮距离所述面板8的距离大于所述前轮距离所述面板8的距离20cm，所述轨道轮5和所述运输主板1之间设置有减震装置4，在后轮减震装置4上采用工字钢进行支垫以达到高差；

阻挡装置2，所述阻挡装置2设置在所述运输主板1上朝向斜井底部的一端，用于在所述运输主板1升降过程中限位所述自卸车，防止所述自卸车脱离所述运输主板1。

关于所述减震装置4，具体为：为减少平板车与轨道接头之间的冲击，使平板车运行更加平稳安全，前后轮共设置4个弹簧减震器，每个弹簧减震器内置两盘高强度弹簧，两盘弹簧底端与一个钢板盒底部钢板焊接，钢板盒上部开口，其整体高度比弹簧低，弹簧顶端与一块钢板焊接后置于平板车底部，钢板盒侧面开孔，车轴钢棒穿孔后定位焊牢；

本实施例中，还包括自动落闸抱轨系统9：落闸抱轨夹置于平板车后轮附近，为楔形开口夹，采用钢块制作，抱轨夹采用传动装置与平板车的所述连接端10连接，连接端10尾部设置弹簧与限位装置，使其可在一定范围内伸缩，当平板车位于斜坡时，由于自重以及荷载作用，钢丝绳牵引连接端10处于拉伸状态，经传动装置将抱轨夹抬起，此时抱轨夹高度比轨道轮5高，平板车能在导轨13上自由行走，当发生如钢丝绳断裂等突发情况时，由于弹簧作用，连接端10迅速回缩，经传动装置作用，楔形抱轨夹立即自动落下，使其高度比轨道轮5更低，因平板车自重作用，将导轨13嵌入楔形抱轨夹内，达到减速以及制动停车的目的；

本实施例中，所述阻挡装置2具体为一个安装在运输主板1上的可翻转的阻车杆，为防止平板车在大坡度斜井内运行时，自卸车滑出平板车，因此在平板车尾部设置所述阻车杆，阻车杆由两端立杆、横向挡杆、左侧转动轴、右侧锁定装置组成，立杆和挡杆均采用两根，槽钢对向焊制而成，左侧立杆上设置水平转动轴与挡杆焊接，挡杆右侧设置竖向转轴并与锁扣连接，锁扣另一端与右侧挡杆均穿直径10cm孔，挡杆闭合时通过竖向转轴将锁扣放下，锁扣孔与立杆孔重合，采用直径8cm钢棒制作的销子穿孔后锁定；

所述运输主板1前后两端设置有行程探测装置，其包括：

金属接触部3，采用可弯曲金属弹簧制作，或者采用φ8钢筋水平触头；

所述金属接触部3安装于所述横梁7上（所述金属接触部3也可安装于最外侧的纵梁6上，向外支出，斜井底部和顶部对应位置安装与金属接触部3想匹配的部件即可），所述横梁7为导体，所述斜井的顶部和底部设置有与所述金属接触部3匹配的部件（如果金属接触部3采用金属弹簧，则所述匹配的部件采用钢筋水平触头，如果金属接触部3采用钢筋水平触头，则所述匹配的部件采用金属弹簧），所述金属接触部3和所述部件接触后通过横梁7形成闭合回路，从而释放电信号触发牵引装置进行制动。

本实施例中，具体的运输系统的运作过程为：

步骤一：有轨平板车14停靠洞口平台（如图3），自卸车驶入有轨平板车14，司机下车，通过电铃发出下行信号（绞车司机收到下行信号开动绞车下放平板车入洞）。

步骤二：绞车牵引有轨平板车14从洞口下放至斜井与主洞交叉口处靠拢平板车平台（如图4）。

步骤三：有轨平板车14停靠洞底平台后，洞底司机解锁平板车后端的所述阻挡装置2，驾驶自卸车驶离平板车至掌子面装渣。

步骤四：步骤一同时由掌子面的司机驾驶已装渣的自卸车从主洞掌子面至三叉口处，待步骤二的司机驾驶自卸车离开后，驾驶自卸车驶入平板车，停车制动后下车关闭所述阻挡装置并锁定，通过电铃发出提升信号。

步骤五：绞车司机收到提升信号开动绞车提升平板车出洞。

步骤六：到达洞口后平板车靠拢停车平台，绞车停车制动，发出停车信号，洞口自卸车司机驾驶自卸b驶离平板车至渣场弃渣。

步骤七：有轨平板车14装载新的自卸车重复步骤一循环施工。

本实施例还公开了安装所述运输系统的方法，其步骤为：

A、在所述斜井外部安装所述牵引装置15，根据有轨平板车14、自卸汽车以及装载洞渣的总重量计算提升设备绞车（及所述牵引装置15）的功率，通过计算以及对绞车型号的比选确定使用电机功率250w，绞盘直径2m，宽1.8m，提升速度为4m/s的JK-2.0×1.8型矿用提升绞车作为提升机，根据绞车提升力选用相配套的φ26mm的6×19（a）类钢芯钢丝绳（及所述牵引绳17），其公称抗拉强度为:1850Ma，钢丝绳破段拉力总和为478KN，在洞口安装游动天轮16支撑连接绞车与有轨平板车14的钢丝绳，并引导钢丝绳转向；

B、在所述斜井底部通过浇筑混凝土铺设一层底板，同时在底板上设置所述导轨13，浇筑底板混凝土前先将钢轨（及所述导轨13）铺设好，导轨采用24kg/m钢轨，安装时采用架立筋固定，每隔3m设置一道，同时预埋道钉和连接筋，每隔1m设置一道，然后浇筑底板砼，底板砼顶面略高于钢轨底面，使钢轨底面嵌入底板混凝土内，以形成整体结构，一方面可有效控制钢轨平整度，提高行车安全性；另一方面可增强底板和导轨使用耐久性，考虑到钢丝绳在使用过程中的下沉，避免轨枕、底板等对其进行破坏，在钢轨间每隔10m设置一道地辊，确保钢丝绳的正常运行；

C、制作所述有轨平板车14，并把其安装于所述导轨13上，根据斜井及正洞断面尺寸选用福田时代金刚608型自卸汽车作为运输设备，其尺寸能满足在小断面隧道中正常通行，以及满足单车装渣量最大化，采用自主设计加工的有轨平板车14运载自卸汽车，平板车型号及尺寸根据配套使用的自卸汽车进行确定，其长5.2m，宽2.4m，轮距与轨道相配套确定为1.6m；

D、扩挖所述斜井底部和隧道的交叉口处的主洞，交叉口处主洞是车辆调头、停车、错车的交汇点，而主洞洞身设计断面较小，成为制约运输效率的瓶颈，为了加快运输速度，使自卸车在交叉口处有足够的空间进行运输转换，需将交叉口处两边主洞进行扩挖，扩挖后主洞的宽度8.5m，高度7.85m，扩挖长度为50m，即交叉口两边主洞各扩挖25m；

E、洞口和洞底平台设置，如图3、4；

(1)洞底设置转换槽；

洞底平洞段设置转换槽，长8m、宽2.65m，转换槽底板顶面设置成7%的纵坡，与斜井纵坡之间采用半径20m圆曲线过渡，使平板车停在槽内后，其顶面与平洞段底板平齐，方便自卸车进出；

(2)洞口转换平台和转换槽设置；

斜井洞口设置过渡平台和转换槽，平台长10m、宽4m，转换槽长3m、宽2.65m、深0.55m，槽内底板不设纵坡，与斜井纵坡之间采用半径8m圆曲线过渡。

Claims (10)

1.一种用于隧道施工斜井中的运输系统，用于在所述斜井底部和斜井顶部之间移运自卸车，其包括：

导轨，所述导轨沿斜井设置；

有轨平板车，所述有轨平板车安装在所述导轨上，用于承载所述自卸车；

牵引装置，所述牵引装置安装于所述斜井外部并设置有牵引绳，所述牵引装置通过牵引绳连接所述有轨平板车，用于拉动所述有轨平板车沿导轨滑动或滚动。

2.根据权利要求1所述的一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其特征在于，所述导轨数量为2个且相互平行设置，两个导轨间的斜井上设置有地辊，用于在所述有轨平板车沿所述导轨滑动时，支撑所述牵引绳。

3.根据权利要求2所述的一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其特征在于，所述有轨平板车包括：

运输主板，所述运输主板用于放置所述自卸车，运输主板一端设置有连接端，用于连接所述牵引绳；

轨道轮，所述轨道轮安装在运输主板下方，用于和所述导轨配合；

阻挡装置，所述阻挡装置设置在所述运输主板上朝向斜井底部的一端，用于在所述有轨平板车升降过程中限位所述自卸车，防止所述自卸车脱离所述运输主板。

4.根据权利要求3所述的一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其特征在于，所述运输主板包括：

梁，若干所述梁构成所述运输主板的框架；

面板，所述面板焊接在所述梁组成的框架上，用于与自卸车接触。

5.根据权利要求4所述的一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其特征在于，所述轨道轮分为前轮和后轮，所述运输主板靠近斜井底部的一方为后方，所述后轮安装于所述运输主板后方的下部，所述后轮距离所述面板的距离大于所述前轮距离所述面板的距离。

6.根据权利要求5所述的一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其特征在于，所述面板上表面设置有若干防滑部件。

7.根据权利要求6所述的一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其特征在于，所述轨道轮和所述运输主板之间设置有减震装置。

8.根据权利要求7所述的一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其特征在于，所述梁包括横梁和纵梁，两个横梁和纵梁构成矩形边框，边框内部交叉设置有若干横梁和纵梁。

9.根据权利要求8所述的一种用于隧道施工斜井中的运输系统，其特征在于，

所述运输主板前后两端设置有行程探测装置，其包括：

金属接触部；

所述金属接触部安装于所述横梁上，所述横梁为导体，所述斜井的顶部和底部设置有与所述金属接触部匹配的部件，所述金属接触部和所述部件接触后通过横梁形成闭合回路，从而释放电信号触发牵引装置进行制动。

10.一种安装如权利要求1-9任意一项中所述运输系统的方法，其步骤为：

A、在所述斜井外部安装所述牵引装置；

B、在所述斜井底部通过浇筑混凝土铺设一层底板，同时在底板上设置所述导轨；

C、制作所述有轨平板车，并把其安装于所述导轨上，

D、扩挖所述斜井底部和隧道的交叉口处的主洞。