煤矿采区车场设计

1、,第十四章 采区车场,第一节 轨道线路布置的基本概念 第二节 采区上部车场形式选择及线路布置 第三节 采区中部车场形式选择及线路布置 第四节 采区下部车场形式选择及线路布置 第五节 采区硐室 第六节 其它辅助运输方式的车场及轨道线路连接特点,1、基本概念： 采区车场：采区上（下）山与区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道及硐室。 作用：在采区内运输方式改变或过渡的地方完成转载工作。 采区车场巷道：甩车道、存车线、联络巷道及各种硐室。,第十四章 采区车场,3、采区车场施工设计 线路设计 线路总体布置，绘草图； 计算各线段和联接点尺寸； 计算线路总尺寸； 作线路布置的平、剖面图。 硐室设计 按线路设计

2、，定巷道或硐室断面大小； 确定硐室位置,一、矿井轨道 矿井轨道：巷道底板铺设的道床、轨枕、钢轨和联结件等。 （一）轨型 1、钢轨的型号，以kg / m表示 2、类别： 重轨 24kg /m的钢轨； 轻轨 24kg /m的钢轨；,第一节 轨道线路布置的基本概念,轨型选用,1）根据列车重量、行车速度、行车频繁情况选择轨型。 2）斜井用箕斗提升，选用重轨。 3）15万t /a的小矿，斜井及大巷选用18或24型钢轨。采区宜选用8.5型钢轨。,（二）道岔道岔 使车辆由一线路转运到另一线路的装置,特点：道岔是一个刚性整体装置,1、道岔结构及参数 （1）道岔结构 1 尖轨； 2 辙叉； 3 转辙器； 4 曲

3、轨； 5 护轮轨； 6 基本轨。,2、道岔类别（国标）,1）类别： 单开道岔 dk 对称道岔 dc 渡线道岔 dx,对称道岔,1,渡线道岔,2）系列：615、618、624、918、924 每个系列中按辙每个系列中按辙叉号码和曲线半径不同，又有不同型号： dk615 4 12 dc624 3 9 dx918 5 2016 （1）符号含义： dk、dc、dx 单开、对称、渡线。 （2）第一段数：6、9 分别表600mm、900mm轨距。 15、18、24 分别表示轨型。,第二段数字（4、3、5）为辙叉号码（m） （3）辙叉号（m）： m 与辙叉角（）的关系是：,dk道岔,dk道岔有5个系列： 6

4、15、618、624系列各有5个（m）：2、3、4、5、6。 918、924系列各有4个（m）：3、4、5、6。 b段等长。,dc道岔：,615、618、624、各有2个（m）：2、3。 918、924各有1个（m）：3 b值为岔线实长b1的水平投影。,1,dx道岔：,615、618、624各有2个（m）：4、5。 918、924各有2个（m）：4、5。 道岔的 小，r 大，行车速度 ,（4）道岔半径 dk 和dc名称尾数表示道岔曲轨的曲线半径，单位为：m。 如：6、9、12、15、20、25、30m。 dx 名称尾数有四位数。 dx918 5 2016 dx918 5 2019 四位数 前两

5、位数：表示曲线半径，单位：m；后两位数：表示轨中心距，单位为：dm。 如：16示1600mm ；19示1900mm。,（5）道岔的方向性,dk、dx道岔有方向性 左向、右向。 道岔手册中所列型号均为右向道岔。 如：dk615 4 12未注明左、右，均为右向道岔。 右向道岔 岔线在行进方向（由a b）的右侧。 左向道岔：必须在尾数末注上（左）字。 如：dk615 4 12（左） 岔线在行进方向（由a b） 的左侧。,3、道岔选择,1）与基本轨距一致。如dk615 4 12，只用于600mm轨距。 2）与基本轨一致，可高一级，不能低一级。如基本轨型是18 k g /m 道岔可选18kg /m或者2

6、4kg /m。 3）与行车速度相适应 dk：m为2、3号的只能走矿车，不能走机车。 dc：m为2、3号的只能走矿车，不能走机车。 r 9m， 185530的只能走矿车，不能走机车,4）与行驶车辆速度相适应 r小， 大，行车v ，只走矿车的道岔， 其行车v 1.5m / 秒，车场调车用。 5）注意左向、右向。 6）道岔选择：表18-2 4、简易道岔 1）结构尖轨，辙叉角，无统一标准。 2）用途：人力推车，行车速度 15m / 秒。,二、轨道线路,（一）轨距与线路中心距 1、轨距及选用 1）轨距：单轨线路上两根轨道轨头内缘的距离。,轨距及选用,2）选用： （1）采用标准轨距：600mm；900mm

7、。 （2）根据生产能力大小，按表18 3选用。 如：1t、3t矿车 600mm轨距（辅运） 3t、5t矿车 900mm轨距（主运）。,2、线路中心距,1）线路中心距：双轨线路的中心线间距s （1）直线段： s b ，mm。 式中：b 机车宽度，mm； 两车内侧的距离，mm， 200mm。 装车点： 700mm， 摘挂钩点： 1000mm。,（2）弯曲段：s b + s 机车运输：s = 300mm 其它运输：s = 200mm。,线路中心距,2）选用：线路中心距一般取100mm为单位的整数。 例：1t矿车，机车运输，轨距600，机车宽1060mm， 1060 / 2 = 530， 530 2

8、+ 200 = 1260 1300 直线段：s1 = 1300mm 曲线段：s1 + s = 1300 + 300 = 1600mm。,3、线路表示方法：,用两根轨道中心线作为线路的标志， 采用单线表示。 单轨线路 单线（细实线）； 双轨线路 双线（细实线）。,（二）轨道曲线线路,车场线路=直线段线路+联接点线路（圆曲线） 1、曲线半径r及弯道转角 曲线半径r见表17-4，机车最小值12m 1）单轨线路联接系统参数,已知巷道转角 曲线半径r（选用） 切线长t： 弧长k：,2、曲线处巷道加宽和轨中心距加宽,车箱内伸和外伸,轨中心距加宽： 车辆外伸1、内伸2， 轨中心距加宽值：s = 1 + 2

9、机车： s = 300 mm， 其他车： s = 200mm。 曲线段巷道加宽： 机车运输： 外伸 1= 200mm，内伸 2 = 100mm。 曲线段加宽 s = 1 + 2,巷道加宽和轨中心距加宽,加宽方法及范围 （1）将外轨线路平移s距离（移动外侧线路）， 利用异向曲线联接方法。 （2）加宽范围l0 双轨线路中心距加宽必须从直线段开始 。 在直线段加宽l0内，轨中心距由s s。 外轨抬高 为抵消离心力的影响，避免挤压外轨 900mm轨距时，h =10 35mm 600mm轨距时，h = 5 25mm,l0值选取： 机车运输： l0 5m 1t矿车： l0 = 2 5m 3t矿车： l0

10、= 2 0m,设计时，作图ss，两点用直线相联。 施工时，利用异向曲线联接，使之两端曲线相切，以利于行车,三、轨道线路联接计算,轨道线路联接 平面线路联接 道岔曲线联接 纵面线路联接 竖曲线联接 （一）平面线路联接 1、dk道岔非平行线路联接 1）特点： （1）用dk道岔 曲线联接系统变单轨为双轨,联结两条不同巷道。 （2）道岔是一刚性结构，本身既不能抬高外轨，也不能加宽轨距；,（3）采用道岔岔线与弯道曲线直接相连，取消了缓和直线c； （4）巷道转角 。, ,n = h /sin，,f = a + bcosrsin,（1）道岔参数： a、b、（选定）； （2）曲线线路参数：,2、dk道岔平行线

11、路联接,1）特点：同一巷道中，用dk道岔和一段曲线变单轨为双轨； 2）参数： 已知：道岔参数a、b、；联接曲线参数：r、，轨中心距s。 求：联接系统的轮廓尺寸,参数：b = s ctg ， m = scsc ； n = m t , c = n b l=a+b+t l dk平行线路联接点长度； m 联接系统斜长； c 联接系统参数，c 0,3、dc道岔平行线路联接,1）特点：用dc道岔和两段曲线变单轨为双轨； 2）参数：已知：道岔a、b、(b1的水平投影) ； 3)曲线：r、s、转角 / 2,l=a+b+t c 0,4、线路的平行移动,1）特点：单轨线路异向曲线联接，即在两个反向曲线之间加一缓和

12、直线c，将轨道平移一个距离。,定c： a.线路外轨 内轨，内轨 外轨，车辆不同时受异向曲线两根轨道外轨抬高的影响。 b.车辆离开第一个曲线的x之后，经过一个sb直线段后再进入第二曲线的x。,c = sb + 2 x l = 2r sin + ccos m = s1 /sin,sb轴距 x 外轨抬高递增递减直线段长度, 不能带分、秒，可取30、45、60,（二）纵面线路的竖曲线联接和坡度,1、纵面线路的竖曲线联接 1）竖曲线 线路纵面方向上呈曲线（圆曲线）状 a 竖曲线上端； c 竖曲线下端，起坡点（落平点）； b 平面与斜面交点； 平面线路与斜面线路的夹角，即竖曲线转角（已知） r1 竖曲线半

13、径， 竖曲线切线t， 圆弧长k,设计：r1取值： r1 =（12 13）sb 1.0t、1.5t矿车 r1：9、12、15m； 3t矿车： r1：12、15、20m。,2、线路纵断面坡度，,线路坡度： i 很小，cos = 1,线路坡度的确定,（1）线路等阻力坡度设计，即： 重列车（3 5）下行； 空列车（3 5）上行。 （2）矿车自动滚行 特点：i大、单向运行。 3吨空矿车 9 3吨重矿车 7 1吨空矿车 11 1吨重矿车 9,一、采区上部车场 采区上部车场 采区上山与采区上部区段回风平巷或阶段回风大巷之间一组联络巷道和硐室。,布置特点： 1）“轨道上山”以水平的巷道与阶段回风大巷相连， 并

14、在平巷内布置储车线及调车线。 绞车房与回风大巷在同一水平。,（一）采区上部平车场,第二节 采区上部车场形式选择及线路布置,据调车方向分：顺向平车场,逆向平车场,顺向平车场,逆向平车场,顺向平车场车辆进入储车线方向与提车线方向一致；,顺向平车场,逆向平车场车辆进入储车线方向与提车线方向相反,逆向平车场,（二）采区上部甩车场,布置特点： 1）“轨道上山”以倾斜的甩车道与区段回风平巷（或石门）相连， 在平巷内设储车线及调车线。 2）绞车房高于回风水平。 3）按甩车方向，上部甩车场可分: 单向甩车 双向甩车,单向甩车,双向甩车,（三）上部车场形式选择,1、顺向平车场 i、当绞车房与上山变坡点距离近，车

15、场巷道直接与总回风巷相连； ii、煤层群联合布置采区用石门联接各煤层回风平巷和总回风巷； iii、采区上部为风化带或松软岩层。 iv、调车方便；巷道断面大， 易跑车。,2、逆向平车场 当绞车房距轨道上山变坡点较远； 煤层联合布置采区；操作安全；通过能力小。,3、采区上部甩车场 优点：调车省力；通过能力大，可减少工程量。 绞车房高，不易维护，绞车房有下行风。 选上部车场解决的关键问题？ 选用：采区上部围岩稳定。,二、采区上部车场线路设计,采区上部平车场线路特点 设置反向竖曲线，上山线路经反向竖曲线变平，设平台，在平台调车。,一、逆向平车场,1、特点：车辆进入储车线方向与提车线方向相反。 2、线路

16、布置， 单道逆向平车场； 双道逆向平车场。 通过能力小,l=a+b+m+lba过卷距离， 10-15m; b串车长及富裕长度(2m)，m； mdk联结尺寸， m； lb 变坡点至基本轨的距离，要求：lb+ m 交叉点长度lg。,lg 交叉点长度 储车线设在平巷内,二、顺向平车场,1、特点：车辆由斜面进入平台后，车辆进入,储车线方向与提车线方向一致。 2、布置方式： 1）顺向单道,顺向单道平车场,（1）线路布置：上山经反向竖曲线之后，平台上设单轨线路， 停车线长：b= n lm + lhm （m） n 一钩车矿车个数； lm 矿车长，m； lhm 富裕长度， lhm = 2 5m； a 安全过卷

17、距：取10 15m c1 阻车器直线段长，取1 2m （2）坡度：i = 3 4（向绞车房方向）（3）调车：由上山变平后，即关阻车器,顺向双道平车场,（1）线路布置 变坡点后设lk lk dk道岔联接长度，m。 b = nl m+ lhm 安全过卷距：a = 10 15mc1 阻车器直线段长，取1 2m,（2）坡度i=3 4% 0（向绞车房方向） （3）调车：车辆过变坡点后，关阻车器，摘钩，以弯道推入停车线。 使用方便，通过能力大，常用于联合布置采区。,第三节 采区中部车场形式选择及线路布置,一、采区中部车场形式 采区中部车场联结上山和中部区段平巷的一组巷道和硐室。一般为甩车场 采区中部甩车场

18、车场分： 按服务对象， 按提升方式， 按甩车方向， 甩入地点 主提升 双钩提升 单向甩车 绕道式 辅助提升 单钩提升 双向甩车 石门式 平巷式,（一）石门式中部车场,石门式中部车场采区上山甩车道直接将矿车甩入区段石门。 布置特点： 1）单向甩入石门内 轨道上山石门轨道平巷相连 运输上山石门区段运输平巷相连 2）石门内设调车场 3）上、下区段过渡期通风。 适用：煤层群联合布置采区， 轨道上山在下部煤层或底板岩石内,（二）绕道式中部车场,绕道式中部车场采区上山甩车道由斜面进入平面后再延伸至顶板绕道内，在此设调车线。,1、绕道式中部车场,单向甩入绕道,（三）平巷式中部车场,平巷式中部车场采区上山甩车

19、道直接甩入区段平巷中，在平巷中设储车线。,特点：设顶板绕道：单向甩入绕道。 适用：运输上山、轨道上山同一层位上。单一薄及中厚煤层双翼采区。,2、布置特点： 1）采区两翼区段的平巷不在同一水平； 2）双向甩入不同标高的区段平巷； 3）巷道交叉点不易维护。 适用：地质构造等原因，双翼区段不同标高。,按线路布置 单道起坡斜面线路一次回转 双道起坡斜面线路二次回转,二、 采区中部车场线路设计,（二）辅助提升的采区中部甩车场线路组成 、-道岔a-a以上斜面线路，c-c以下平面线路 a-a和c-c之间竖曲线,双道起坡二次回转方式特点： 1、双道起坡在车场斜面上设两个道岔（甩车道岔、分车道岔）变单轨为双轨，

20、空、重车线分别设置竖曲线起坡,斜面线路 布置在斜面上的线路（a点为止） 竖曲线 a点至c点间的线路，从斜面到平面的过渡线路。 起坡点 竖曲线的末端c称起坡点。从平面线路由c点向斜面上起坡。 平面线路 c点之后的平面线路。,2、甩车场线路 = 斜面线路 + 竖曲线 + 平面储车线路,甩车场斜面线路联接计算,（一）单道起坡系统 单道起坡-斜面上只布置单轨线路,斜面线路一次回转,斜面线路二次回转,（1）线路：bac，道岔线b直接与 ac相连不重合。c点后为平面线路。 （2）回转角：为道岔的辙叉角 ，以c点判定。 （3）斜面线路经一次回转之后，岔线oa的倾角为 ，称一次伪斜角。 （4）ac在 上起坡。

21、,1、单道起坡斜面线路一次回转,2、单道起坡斜面线路二次回转方式,1）特点： （1）线路：b da ac，da与ac不重合。c点后为平面线路。 （2）回转角：一次回转角为，二次回转后为 。 （3）伪斜角：一次回转线路倾角为 ，线路二次回转后的倾角 二次伪斜角。 （4）ac在 上起坡。fig、18 19示，括号内数为真实数！,设置da的目的：减少交叉点长度，利于交叉点维护。但斜面曲线转角 不宜过大。 影响提升牵引角 。 ：矿车行进方向n与钢丝绳牵引方向p的夹角。,3、提升牵引角, ，车不稳，易倾倒； 与矿车稳定性有关。矿车重心低，牵引速度慢，可大些。与列车总阻力有关。一次提升矿车少，阻力小， 可

22、大些,1）参数：二次回转方式 角度参数：、； 轮廓尺寸：m、n。 注意：（）、（） 括号内数为真实数； 、 投影数据。,2）换算原则：近水平煤层（ 8）可不换算； 8，必须严格换算,4、参数换算,ob为上山方向，上山倾角为 ：在oab中，ab = obtg cab中，ab = bctg tg = bc / obtg =costg =tg -1 (costg),可换算出：、 轮廓尺寸：m、n 斜面曲线： = - ，t、k 竖曲线参数：t、h、l、 kp 计算各尺寸 绘线路平面图 按水平投影值（近水平煤层可不换算）绘图 标注实际尺寸（斜面尺寸）,5、纵剖面 坡度图,1）计算各点标高：换算为上山真倾

23、角方向的高差！ o点与d点高差： hod=bsin =bsincos d点与e点高差： hde=t sin =t sincos e点与a点高差： hea=tsin=t sincos,a点与c点高差 ： hac=tsin=tsincos,设道岔岔心为 0，各点标高为： d点：hd= -hod e点：he= -(hod+hd -e) a点：ha= -(hod+hde+hea) c点： hc= -(hod+hde+hea+hac） 如：已知c点标高，亦可反算道岔心o的标高。,2）定各点长度：od：b；da：k；ac：kp3）角度： od： ；de： ；ea：；ac：，34）作坡度图：沿轨道中心线（将

24、其拉伸后）作剖面图。,中部车场解决的关键问题：,轨道上山轨平 运输上山运平 选择与布置采区中部车场时，应注意各巷道间的交叉及相互干挠的问题。 既满足运输、行人要求，又满足通风要求，形成完善的生产系统。,第三节 采区下部车场形式选择及线路布置,一、采区下部车场形式选择 采区下部车场采区上山与阶段运输大巷联接处的一组巷道和硐室的总称。 按装车地点不同，采区下部车场可分为： 大巷装车式； 石门装车式； 绕道装车式。,（一）大巷装车式下部车场,采区煤仓的煤炭直接在大巷装入矿车或输送机； 辅运由轨道上山与大巷间的绕道相联。,大巷装车式下部车场,优缺点及适用条件 优点：布置紧凑，工程量省；调车方便。 缺点

25、：影响大巷通过能力；绕道维护量大 适用条件： 顶绕式上山倾角12，起坡点落在大巷顶板，且顶板围岩稳定的条件。 底绕式当上山倾角12，上山提前下扎于大巷底板变平，且底板围岩稳定的条件。,（二）石门装车式下部车场,1、在石门里布置装车站,石门装车式下部车场,2、优缺点及适用条件 优点：工程量小；调车方便，通过能力大，不影响大巷运输。 缺点：石门长度有时不够长，就要将车场延伸到煤层平巷内或延长石门。 适用：煤层群联合布置的采区。,（三）绕道式下部车场,1、绕道式下部车场 开一段平行于大巷的巷道，专门布置装车线路。,绕道式下部车场,2、优缺点及适用条件 优点：不影响大巷运输能力。 缺点：工程量大；调车

26、时间长。 适用：采区生产能力大；矿井一翼有两个采区同时生产；不宜布置石门装车站时采用。,（四）布置采区下部车场时应注意的问题,1、轨道上山起坡角25。 2、轨道上山顶板或底板绕道出口朝向井底车场方向。 3、轨道上山绕道出口应与通过线接轨。 4、布置下部车场的关键问题。,：,轨道上山轨平 运输上山运平 选择与布置采区中部车场时，应注意各巷道间的交叉及相互干挠的问题。 既满足运输、行人要求，又满足通风要求，形成完善的生产系统。,二、 采区下部车场线路设计,采区下部车场构成：装煤车场+辅助提升车场 采区下部车场线路=装车站线路 + 绕道线路 + 下部平车场线路。,装煤车场线路设计,（一）大巷装车式线

27、路 1）通过式装车站,ld=2lh+3lx+l1,调车方法：调度绞车。,2）尽头式装车站,ld=2lh+lk+l1,调车方法 尽头通风问题,lh 1.25列车长， lx 4号、5 号(600mm), 5 号(900mm) lk 4号 (600mm), 5 号(900mm) 1t矿车，一列车： n = 26 30个 3t矿车，一列车： n = 20 26个 l1 = l e + 0.5 lm 坡度：i=35%0,轨中心距加宽：装车站左、右侧各不小于5 m的巷道内将ss。使两车会交时，突出车体部分间隙 700mm。 巷道加宽：装车站左、右侧各大于5 m范围巷道加宽。 两侧均设人行道。,（二）石门装

28、车站线路 尽头式：一个装车点,线路联接：进石门前，设dx，大巷设单轨平面曲线进石门,尽头式、两个装车点,问题： 尽头巷道如何通风 如何与“轨道上山”线路相联,轨道上山”线路,（三）绕道装车式线路布置,绕道式车场装煤点设在与大巷（石门）平行的另一条巷道内。 1、单向绕道特点： 车辆进出只有一个通道，出口方向朝向井底车场。存车线平行于大巷。 线路进入绕道内，单轨变为双轨。 绕道尽头通风与大巷相连。 调车灵活性差。,绕道装车式线路,2、双向绕道 特点：存车线平行于大巷，设单轨， 空、重车线各有进、出口通道。重车线位于井底车场一侧。 调车不方便。,绕道装车式线路,3、环行绕道 特点： 存车线平行于大巷

29、。 车辆在绕道内环行，车位方向不变。 绕道线路由单轨变双轨。 工程量较大。,辅助提升车场,采区辅助提升车场 采区下部用于掘进出煤、出矸、进料等的转运站。 以大巷装车式绕道线路布置为例 1、绕道线路出口方向 a 绕道出口方向背向井底车场b 绕道出口方向朝向井底车场 结论：多用绕道出口朝向井底车场,1、绕道线路出口方向 a 绕道出口方向背向井底车场b 绕道出口方向朝向井底车场结论：多用绕道出口朝向井底车场,2、绕道与（运输大巷）的关系,1）绕道位置 （1）顶板绕道： a 上山不变坡，直接设竖曲线落平进入绕道。 适用：煤层倾角=18 25。 起坡角 1 25,b 上山二次变坡，分段设竖曲线落平进入绕道。 上山上抬 ，起坡角1 25。 适用：煤层倾角 25,c 上山反正二次变坡，上山先下扎，使 1 25。再设竖曲线落平进入绕道。 适用：煤层倾角 12 17。,（2）底板绕道：,绕道位于大巷底板。 d 上山反正二次变坡，上山先扎，再设正向曲线进入绕道 1 25 用于：煤层 10 12。 注：25、25，一般取起坡角22,2）绕道与装车站线路的关系,（1）顶板绕道式,装车站储车线路：在大巷上帮一侧。 绕道线路：与大巷下帮一侧线路相连。 结论：绕道线路与通过线相连（不能与储车线相连）。,绕道与装车站线路的关系（2）底板绕道式,装车站储车线路：在大巷下帮一