侧卸式矿井提升机在水工陡坡斜井隧洞开挖中的应用

刘国华 袁彬

摘要：侧卸式矿井提升机运输技术在煤矿行业运用较多，但在水利水电建筑工程上很少运用，水工陡坡斜井隧洞开挖在汽车无轨运输无法满足要求的情况下，采用侧卸式矿井提升机进行陡坡斜井隧洞有轨运输，有效地解决水工陡坡斜井隧洞开挖施工运输难题，在保证安全的前提下能提高运输效率、降低施工成本、加快施工进度，且施工工艺便捷。现浅谈侧卸式矿井提升机在水工陡坡斜井隧洞开挖中的应用。

关键词：侧卸式；提升机；陡坡斜井隧洞；开挖；应用

1、概述

山西省中部引黄工程3#隧洞桩号为总45+368.3～总164+601.9，全长119.23km，纵坡1/2000～1/3000，进口洞底高程997.73m，出口洞底高程966.0m。设计流量临县分水口前（桩号总45+368.3～总115+188.6段）为21.17 m3/s，分水口后（总115+188.6～总164+601.9段）为18.69 m3/s。

中部引黄工程07标位于总干3#隧洞的总47+140.05～总61+676.88桩号段，位于山西省吕梁市兴县境内，设计流量为21.17 m3/s，城门洞形断面，净宽4.0m，净高5.0m，直墙段高3.0m，设计水深3.48m，顶拱中心角180°，半径2.0m。

中部引黄工程07标除主洞工程外还包含了14#～17#施工支洞，以及相应的临时工程等。

施工支洞为城门洞型，宽3.65m，高3.2m，且均为斜井，支洞设计坡比范围为13.09%～44.79%之间，因多方面原因变更后的14#～17#支洞坡比分别为15.4%、24.61%、33.00%、41.97%，除14#施工支洞可以采用汽车运输外，其余3条施工支洞均需采用侧卸式矿井提升机进行有轨运输。

2、侧卸式矿井提升机系统布置

（1）操作室布置

为满足提升機简便运行的轨道布置、卸渣平台布置要求，侧卸式矿井提升机操作室布置在施工支洞洞口正对面，距施工支洞洞口约50m位置处。

（2）卸渣平台布置

提升机采取侧卸方式卸渣，卸渣平台布置在操作室与施工支洞之间的挡墙上，以满足侧卸式矿井提升机卸渣要求。

（3）轨道布置

侧卸式矿用提升机的轨道采用24kg/m的钢轨，布置在施工支洞轴线两侧，轨道间距90cm，经卸渣平台一直延伸至洞内距施工工作面约15m左右位置，每完成2～3个开挖施工循环需延伸布置一次轨道。

轨道枕木根据实际施工情况可选用木质枕木或12的槽钢，但枕木需安装牢固并平整连接轨道。

（4）定滑轮布置

定滑轮布置在轨道中间，根据斜井隧洞的坡度、施工要求等按20～30m/个布置。

（5）摄像头布置

为确保操作人员全程掌控侧卸式矿井提升机运行情况，需在洞内和洞挖安装监控摄像头。

3、运输方案

（1）洞内运输

山西中部引黄工程07标陡坡斜井隧洞采用侧卸式矿井提升机配扒渣机完成洞内至洞挖的运输。运输工艺为：扒渣机将工作面开挖爆破的洞渣转到6m3侧卸式矿井提升机斗车内，通过侧卸式矿井提升机操作室卷扬机将提升机提升至洞外。

（2）洞外运输

侧卸式矿用提升机将洞渣运输至卸渣平台后，采用侧卸的方式将洞渣卸至卸渣平台下方的堆渣平台（或自卸汽车内），通过自卸汽车将洞渣转运至业主指定的弃渣场。

4、侧卸式矿井提升机设备参数

侧卸式矿井提升机型号为JK-2×1.5，外形尺寸6893mm×3234mm×2600mm，基础尺寸7400mm×4450mm×2500mm，卷筒直径2000mm，卷筒宽度1500mm，电机最大功率250kw，钢丝绳型号为6×195+FC，直径为26mm，最大静张力60KN，最大提升速度5.2m/s。

侧卸式矿车尺寸为4m（长）×1.5m（宽）×1m（高），空车重约5t。

5、侧卸式矿井提升机投入使用程序

为保证侧卸式矿井提升机的运行安全，需完成以下程序方可投入使用：

（1）操作室基础施工

根据选定的提升机型号提前半个月施工操作室的混凝土基础（含卷扬机基础及各种电器买件基础）。

（2）操作室搭建、卷扬机及各种电器设备安装。

（3）轨道、监控安装。

（4）侧卸式矿井提升机安装。

（5）调试试运行。

（6）具备相关资质的安检机构进行安全检查验收。

6、侧卸式矿井提升机与洞内汽车运输的工作效率比较

侧卸式矿井提升机的最大提升速度5.2m/s。正常投入使用的提升速度一般在4.2m/s左右，即每小时运行速度为15.1km/h左右，洞内汽车运输的正常运行速度为8～15km/h，侧卸式矿井提升机的工作效率与汽车运输工作效率相当。

7、侧卸式矿井提升机使用注意事项

（1）操作人员需严格按操作规程进行操作，一旦发生提升机跳轨情况，需立即刹车停止提升，否则将造成轨道的损毁。

（2）每天对提升机进行维护保养和检查，从而提高提升机的工作效率并延长其使用寿命。

（3）定期检查定滑轮是否正常转动，如定滑轮不转动会严重磨损钢丝绳从而带来很大的安全隐患，且钢丝绳使用寿命缩短造成成本增加。

（4）定期清理轨道两侧的洞渣、喷护废料，不然容易造成提升机跳轨、脱轨从而影响提升机的工作效率。

（5）定期检查和添加油槽内的黄油，确保钢丝绳和定滑轮的润滑。

8、侧卸式矿井提升机的使用意义

由于汽车无轨运输的便捷性，大多数的水工隧洞都使用汽车无轨运输，忽视了有轨运输的作用，虽然在煤矿行业侧卸式矿井提升机运输技术较为成熟，但在水利水电建筑工程上，侧卸式矿井提升机使用得非常少，尤其在陡坡斜井隧洞中，在汽车运输无法实现的情况下，侧卸式矿井提升机有效地解决了水工陡坡斜井隧洞无法采用汽车无轨运输的技术难题。在保证安全的前提下可提高运输效率、降低施工成本、加快施工进度，且施工工艺便捷。

作者简介：

刘国华，毕业于重庆交通学院水工专业，中共党员，工学学士学位，工程师，长期从事水电工程施工管理。

袁彬，河北定州人，中共党员，毕业于中国人民解放军西安通信学院计算机科学与技术专业，长期从事水电工程施工管理。