铁路下采煤及后期铁路修复技术的分析研究.doc

铁路下采煤及后期铁路修复技术的分析研究 煤炭作为我国主要能源之一，随着开采效率的提升，开采时日的增加，其资源便越来越为稀少。作为“三下”（铁路下、公路下、建筑下）的采煤问题也随之越来越多。据相关资料显示，我国三下区域藏煤量约达2Gt。可见我国三下采煤问题在我国采煤作业中具有重大的意义。本文将以铁路下采煤以及后期修复技术作为研究对象进行探讨研究。 1我国铁路下采煤特点 通常来说铁路下采煤作业都会对影响范围之内的铁路线路以及路基产生一定的移动或是变形；一种是连续性的，随着采煤作业的持续进行，铁路线路以及路基的移动与变形是与该地区地表相一致的，此类型通常不会对列车行车造成重大影响；另一种则是非连续性的，在采煤作业中，铁路线路以及路基没有变化规律，其发生较为突然而且严重，通常表现为铁路线路的地表产生急剧性下降、裂开，最为严重的是铁路线路地表出现塌方，此种类型的变化通常会对铁路造成巨大的安全隐患。 铁路线路下采煤由于其开采条件的特殊性呈现不同的特点，首先，铁路下采煤作业必须保障在保证列车正常运行的前提下进行，其要求相对来说较高。其次，铁路车身较重，加上其速度也越来越快，相对带来的铁路线路路基变化更为复杂化。最后，铁路线路下开采煤资源之后，对其修复技术要求相比普通煤矿地表修复要高出很多。 2 采煤作业对铁路的影响 铁路是一个相对较为复杂的地表建筑，其主要包括有路基以及线路上部建筑。路基作为铁路线路的基础其承担着来之开动列车所带来的动力。在铁路线路下进行采煤作业时，由采煤作业所引起的地表移动以及变化通过线路地基展现出来。铁路下采煤作业是不允许出现非连续性的突然局部地表下陷；连续性的地表下陷或是移动是铁路安全运行的前提。因此，我们将分别研究铁路下采煤对路基以及线路所造成的影响。 2.1对路基的影响 1路基的下沉、变形。在铁路下进行采煤作业时，如果其开采深度与其开采厚度的比值小于20倍时，便会引起地表出现下陷或是较大的阶梯式裂缝。路基下方出现的下陷等地质变化便会促使路基失去原本的支撑，在一定程度上破坏路基的稳定性。如若此时有列车经过极大可能发生地表下陷，变会酿成重大列车事故。如果其开采深度与其开采厚度之比大于20倍时，地表便会相对大范围的进行平缓的、连续的变化。此时对列车的行驶不会造成太大的影响。在路基下沉的变化过程中，还会一定程度的改变原本路基在方向上的斜度变形。 2路基横向水平移动。路基上各点呈现垂直线路方向水平移动的现象叫横向移动。路基的横向移动会相应的一定程度的改变其路基的原有方向。又因铁路的路基均为狭窄的条形，故路基的横向水平移动对路基的影响较小。常规情形下，此类变化并不会降低路基的强度以及稳定性。 3路基横向水平移动。路基上各点呈现纵向线路方向水平移动的现象叫横向移动。路基的纵向移动会使路基发生纵向水平变形；其作用结果会相应提升压缩区的路基密实度，降低伸张区路基密实度。列车经过时，在列车动力作用下，其路基在纵向像再次收到压缩，故伸张区的路基密实度又恢复原有状态。 2.2对线路的影响 铁路路基在其下沉、横向水平移动、纵向水平移动的过程中，会相应的引起限度不同程度的变化；而路基的三种不均匀移动通常会对铁路限度的工作状态产生一定的不利影响。 1线路的倾斜。倾斜将使线路随之进行对应坡度的删减。沿线路方向的倾斜会使线路原有的坡度发生变化。线路的坡度变化会引起列车在线路运行时运行阻力的变化。当坡度变化超限时，上坡的列车便会牵引力不足，下坡的列车则会制动力不足。 2线路纵向水平移动。平行线路方向的水平移动和相应的变形与地表水平移动和变形分布范围大致相同，即在地表受拉伸区内线路受拉伸变形，在地表受压缩区内线路受压缩变形。拉伸变形将促使轨缝增大，可能拉断鱼尾板或切断联结螺栓; 压缩变形则会使轨缝缩小或闭合，使钢轨接头处或钢轨产生附加应力。 2线路横向水平移动。线路横向水平移动的大小以及方向和铁路相对于开采空间的位置有关，通常情况下会使线路直线段弯曲，使弯曲段的半径增大或减小。当线路的方向与采煤工作面推进的方向一致时，位于下沉盆地主断面内的线路，其横向水平移动较小。线路的横向水平移动还会使线路的轨距发生变化。 3 修复技术 为保障列车安全运行，以及开采率的最大化，组织对铁路进行后期修复就显得十分必要。由于铁路下采煤对铁路所产生的影响是以采煤对路基的影响为基础。故修复过程之中主要针对路基的变形以及下陷进行修复。目前我国现有对铁路路基的修复技术主要有一下几种 1抬道。随着采煤的进一步进展，其工作面也逐步加大，铁路的路基也相应的开始逐渐下沉，当下沉到达到40 mm左右时我们应当即使的进行抬道。在路基机床与其原基面的中间铺置一层等同于抬道量的碎石；使作用在原基面的应力降低到能承受的水平，并相应提升了基床刚度、降低基床所受动荷载。 2基床换填。对于已经发生下沉外挤或深陷槽道碴囊病害的软弱基床，通常采用机床表层换填技术，其在施工中的幻天厚度依据软弱厚度决定，常规为5060cm，天换料为良好的碎石土或是中粗砂，如若采用碎石土或中粗砂等渗水土作为换填料，则需要做好横向的排水工作。 3挤密桩。挤密桩加固法是基床加固中较为常用的方法，如水泥土挤密桩、石灰土挤密桩，这种加固方法较为简便，对行车干扰也小。可以在列车行使间隙中进行施工，用机具在基床表层成孔，再分层装填水泥土或石灰土，并用橄榄锤分层击实,从而使桩体和桩间土挤压密实，形成复合地基，达到提高承载力的目的。 总之，由铁路下采煤所引起铁路路基以及线路的变形，至今仍是我国煤炭业急需解决的一大难题。开采过后的修复工作也显得十分必要；因此对于铁路下采煤后期铁路维护技术探讨，在现今社会仍具有重大的现实意义。 参考文献 [1]国家煤炭工业局.建筑物、水体、铁路及主要煤柱留设与压煤开采规程[M].北京煤炭工业出版社,2005. [2]何国清.矿山开采沉陷学[M].徐州中国矿业大学出版社,2006. [3]李秋辉.铁路下采煤的技术措施[J].煤炭技术,2008,06. [4]尚继平.郭二庄矿铁路下采煤地表沉陷预计和铁路修复技术[J].河北煤炭, 2010,03.