Шахтный, рельсовый путь состоит из нижнего и верхнего строений. К нижнему строению пути относятся почва выработки и водоотводные устройства. К основным элементам верхнего строения относятся балластный слой, шпалы, рельсы со скреплениями и противоугоны. К верхнему строению относятся также стрелочные переводы, съезды и брусья.

Назначение верхнего строения пути - воспринимать и передавать нагрузку от колес ходовой части подвижного состава на почву выработки, а также направлять движение колес ходовой части.

Назначение нижнего строения пути - воспринимать нагрузку от верхнего строения пути и обеспечивать устойчивое его положение в продольной, поперечной и вертикальной плоскостях, а также отводить воду от почвы выработки.

Ширина рельсовой колеи, определяемая расстоянием между внутренними гранями головок рельсов равна для шахт и рудников горной промышленности 600,750 и 900 мм.

При укладке рельсового пути рельсы между собой соединяются накладками и закрепляются болтами. Рельсы опираются на шпалы через подкладки, увеличивающие площадь опорной поверхности рельса. Применяют в основном клинчатые подкладки, которые придают рельсам уклон внутрь колеи (подуклон), равный конусности колес подвижного состава обеспечивая тем самым большую его устойчивость и меньший износ рельсов и колес.

рельсовый путь шахта стрелочный

Рисунок 1. Элементы рельсового пути:

1 - подкладки; 2 - костыль; 3 - болт; 4 - рельсы; 5 - противоугон; 6 - шпалы; 7 - водоотводная канава; 8 - накладка; 9 - балласт

Рельсы изготавливают из мартеновской или бессемеровской стали, с типажным рядом Р18, Р24, Р33, Р38, Р43, Р50 (цифра - масса 1п. м. рельса, кг). Основными элементами рейса являются головка, подошва и шейка рельса. Нормативная длина рельса от 6…8 м.

При укладки временных рельсовых путей применяют рельсы Р18 и Р24, на постоянных рельсовых путях при использовании вагонеток до 2 м³ применяют рельсы Р24, для вагонеток большей вместимости рельсы РЗЗ, а для большегрузных шахтных вагонов - рельсы тяжелых типов Р43 и Р50.

Шпалы для шахтных условий применяют деревянные, железобетонные и редко металлические. Деревянные шпалы по форме поперечного сечения разделяются на обрезные, у которых пропилены все стороны (марка А), и необрезные, у которых пропилены только две противоположные стороны (марка Б). В зависимости от размеров поперечного сечения установлено три типа деревянных шпал: I, II и III.

Длина шпал для колеи 600 мм должна составлять 1200 мм, для колеи 750 мм - 1500 мм, для колеи 900 мм - 1700 мм.

Шпалы изготовляются из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра, бука, березы и других пород, имеющих аналогичные технические характеристики. Срок службы шпал, не пропитанных антисептиками, составляет 2-3 года. Для предохранения от гниения осуществляют глубокую пропитку шпал специальными антисептиками минерального происхождения (2-2,5 % -ный раствор фтористого натрия, 3-6 % -ный водный раствор хлористого цинка или креозотовое масло), при этом срок службы шпал, пропитанных антисептиками, увеличивается до 5-7 лет.

В последнее время в шахтном рельсовом транспорте все более широко применяют железобетонные шпалы и в особенности струнобетонные с предварительным натяжением арматуры. Преимуществами железобетонных шпал являются: значительно больший срок службы; увеличение сопротивляемости механическому износу, воздействию воздушно-влажной и гнилостной среды; повышенная устойчивость и прочность рельсового пути; сохранение постоянной ширины колеи в процессе эксплуатации. Струнобетонные шпалы с промежуточным скреплением, имеющим закладные болты и прижимные клеммы, обеспечивают большую прочность крепления рельсов к шпалам и позволяют ступенчато регулировать ширину колеи для криволинейных участков пути - уширять ее на 5, 10 и 20 мм.

С деревянными шпалами рельсы скрепляют костылями, забиваемыми в предварительно засверливаемые отверстия в шпалах. На постоянных рельсовых путях при больших скоростях движения и больших грузопотоках деревянные шпалы с рельсами скрепляют шурупами. С целью предотвращения продольного перемещения (угона) рельсов под действием сил, вызываемых взаимодействием пути и подвижного состава, на подошве рельса устанавливают клиновые или пружинные противоугоны (рис.2).

Рисунок 2. Противоугоны: а - клиновые; б - пружинные; 1 - клин; 2 - якорь; 3 - скоба; 4 - ребро жесткости

Балластный слой предназначается для равномерного распределения давления от шпал на возможно большую площадь почвы выработки. В качестве балласта необходимо применять щебень или гальку из твердых каменных пород. Размеры частиц щебня допускаются в пределах 20-40 мм. Количество примесей пыли и глины не должно превышать 2 % от общей массы.

Толщина балластного слоя под шпалой на всех рельсовых путях с углом наклона до 10° при прохождении грузопотока от 100 до 4000 т/сут должна быть не менее 90 мм; на рельсовых путях главных откаточных выработок при грузопотоке свыше 4000 т/сут - 150 мм; в выработках с почвой из слабых пород с допускаемым напряжением на сжатие 50 Н/см² в сухом и 10 Н/см² во влажном состоянии - не менее 200 мм; на участках пути с железобетонными шпалами - 20 см; на вспомогательных рельсовых путях - 5…10 см.

На горизонтальных и наклонных выработках при углах наклона менее 10° пространство между шпалами должны заполняться балластом на 2/3 толщины шпалы. Просвет между балластом и подошвой рельса должен быть не менее 3 см.

Стрелочные переводы и съезды предназначены для перевода подвижного состава с одного рельсового пути на другой. Наибольшее распространение в горнорудной промышленности получили односторонние и симметричные стрелочные переводы и односторонние сокращенные съезды.

Стрелочный перевод (рис.3) состоит из следующих основных частей: двух перьев 5, соединенных тягами, переходных рельсов 6, крестовины 1, рамных рельсов 3, контррельсов 2, переводного механизма 4.

Рисунок 3. Стрелочный перевод

Передний острый конец пера называется острием, а противоположный - корнем. Стрелочные перья между собой соединяются поперечными тягами в одну систему так, что когда одно перо с помощью переводного механизма прижато к рамному рельсу, второе отодвинуто на расстояние, достаточное для прохода реборды колеса. Это расстояние называется шагом пера.

Переводной механизм может быть ручным или автоматическим. Автоматические переводные механизмы, применяемые для дистанционного управления из диспетчерского пункта или кабины машиниста движущегося электровоза, выполняются с электромагнитным или электромоторным приводом.

Крестовина состоит из сердечника и двух изогнутых рельсов-усовиков. Крестовины выполняются сварными или цельнолитыми. В горле крестовины нитка рельсов оказывается разорванной. Для направления колес против крестовины у наружных рельсов укладывают контррельсы.

Стрелочный перевод характеризуется углом между осями основного и бокового путей, или углом крестовины. Угол крестовины задается обычно маркой крестовины:

М = 2 tg (б /2) ? tg б

Для локомотивной откатки применяют крестовины марок 1/4 и 1/5.

Односторонние переводы условно обозначают ПО; переводы симметричные - ПС; съезды - С. В условное обозначение стрелочного перевода или съезда могут включаться также дополнительные буквы: М-модернизированные; Н-повышенной несущей способности, Ш - шахтные переводы и другие модификации. После букв располагается трехзначное число, в котором первая цифра обозначает ширину колеи в дм; вторая и третья - тип рельса; дробное число - марку крестовины. Для стрелочных переводов вводится число, означающее радиус переводной кривой в м, а для односторонних стрелочных переводов-буквы, означающие сторонность перевода: П - правые; Л - левые.

Для съездов после марки крестовины ставится четырехзначное число, в котором первая и вторая цифры обозначают радиус переводных кривых, м, а следующие две - значение междупутья (расстояние между осями смежных путей), дм. Затем идут буквы, означающие сторонность съезда (П - правые, Л-левые).

Пример условного обозначения одностороннего перевода на колею 900 мм из рельсов РЗЗ с крестовиной марки М-1/5, с радиусом переводной кривой R = 20 м, с правосторонним ответвлением: ПО 933-1/5-20П.

Пример условного обозначения съезда на колею 900 мм из рельсов типа РЗЗ, с крестовиной марки М-1/5, радиусом переводных кривых R = 20 м и междупутьем, равным 1600 мм, с правосторонним ответвлением: С 933-1/5-2016П.

Рисунок 4. Типы и основные размеры стрелочных съездов и переводов.

Технология укладки рельсового пути