采区中部车场.doc

矿井采区中部车场设计说明书指导教师评语设 计 成 绩： 指 导 老 师 签 名： 年 月 日 车场分类按地点， 分： 采区上、中、下部车场 按服务对象， 分： 主提升甩（平）车场； 辅助提升甩（平）车场。 按线路布置，分： 单道起坡甩（平）车场； 双道起坡甩（平）车场。 有关规定和要求一、采区车场设计依据与要求（一）、有关规定l.煤矿安全规程的规定1)在双轨运输巷道中2列列车车体的最突出部分之间的距离，采区装载点不得小于0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于lm。(煤矿安全规程2005版第23条)2)使用绞车提升的倾斜井巷上端，必须有足够的过卷距离。过卷距离根据巷道倾角、设计载荷、最大提升速度和实际制动力等参量计算确定，并有1.5倍的备用系数。3)串车提升的各车场必须设有信号硐室及躲避硐；运人斜井各车场设有信号和候车硐室，候车室具有足够的空间。2.煤矿矿井采区车场和硐室设计规范的规定1)采区车场和硐室的设计，应根据采区巷道布置、采区生产能力和服务年限、运输方式和矿车类型、地质构造和围岩性质、煤尘、瓦斯及水文情况等因素进行全面考虑确定。2)采区车场和硐室应根据围岩情况尽量布置在稳定岩层或煤层内。3)采区车场巷道断面形状应根据围岩情况确定，可为半圆拱形，跨度较大时视围岩情况也可采用三心拱形。应优先选择锚喷支护，当锚喷支护有困难时，也可采用其他支护方式。4)采区上、中、下部车场摘挂钩段人行道布置应符合下列规定：单道布置时应设两侧人行道；双道布置时应设中间人行道及一侧人行道。中部车场的一侧人行道可设在低道侧，下部车场的一侧人行道可设在高道侧；中间人行道宽度不得小于1.0m；一侧或两侧人行道宽度：从道渣面起1.6m高度内，不得小于0.8m；非摘挂钩地点的巷道断面应符合煤放矿井巷道断面及交岔点设计规范的有关规定。5）采区车场信号硐室和躲避硐规定：上部平车场应设信号硐室，信号硐室设在分车道岔人行道侧；上部车场为甩车场和中部车场应设信号硐室和躲避硐。信号硐室可设在分车道岔岔心相对的上（下）山巷道侧；躲避硐可设在轨道上山人行道侧；下部车场应设信号硐室和躲避硐，信号硐室可设在起坡点处高道一侧；躲避硐可设在起坡点附近人行道一侧；信号硐室和躲避硐的尺寸为：净宽1.42.0m，净高2.02.2m，净深1.42.0m。6）甩车场排水，可在低道起坡点处水沟最低点向上（下）山侧开凿泄水洞或预埋泄水管道。（二）、设计依据1地质资料 1)采区上(下)山附近的地质剖面图和钻孔柱状图。 2)采区车场围岩及煤层地质资料。 3)采区瓦斯、煤尘及水文地质资料。 4)采区上部车场附近的煤层露头、风氧化带、防水煤岩柱及相邻煤矿巷道开采边界等资料。2设计资料 1)采区巷道布置及机械配备图。 2)采区生产能力及服务年限。 3)采区上(下)山条数及其相互关系位置和巷道断面图。 4)轨道上(下)山提升任务，提升设备型号、主要技术特征，提升最大件外形尺寸，提升一钩最多串车数。5)大巷运输方式，矿车类型，轨距，列车组成。6)采区辅助运输方式及牵引设备选型。7)采区上(下)山人员运送方式及设备主要技术参数。 8)井底车场布置图及卸载站调车方式。（三）、设计要求1)采区车场设计必须符合国家现行的有关规程、规范的规定。2)采区车场应满足采区安全生产、通风、运输、排水、行人、供电及管线敷设等各方面的要求。3)采区车场布置应紧凑合理，操作安全，行车顺畅，效率高，工程量省，方便施工。4)采区车场装车设备和调车、摘钩应尽量采用机械和电气操作。二、采区车场线路设计一般步骤采区车场按地点分有上部车场、中部车场和下部车场。采区车场线路是由甩（平）车场线路、装车站和绕道线路、平车场线路所组成。在设计线路时，首先是进行线路总布置，绘出草图，然后把它们解剖成一个个元件，计算各联接点的尺寸，最后计算线路布置的总尺寸，作出线路布置的平面图。 采区车场轨道线路设计要点1.轨道线路设计基础知识（轨道、道岔、曲线、线路施工、线路联接点）2.采区车场轨道线路设计（采区下部、中部、上部车场）1、轨道线路设计基础1.1轨道线路设计基本知识1.1.1采区轨道线路分类1）线路位置与作用（1）轨道上山（2）采区车场（3）工作面轨道平巷2）线路空间状态（1）水平：下部车场：大巷装车站、区段轨道平巷（2）倾斜：上山 中部车场 斜面线路。1.1.2采区车场线路设计步骤进行采区车场施工设计,必须进行线路设计，为巷道线路施工提供准确数据。（1）确定车场形式（2）绘制车场平面布置草图（3）进行线路连接点、线路参数设计计算（4）计算线路平面布置总尺寸（5）绘制线路布置图1.1.3矿井轨道1）轨道在巷道底板铺设道床（道砟）、轨枕、钢轨和联结件等组成。一、轨型：以单位长度质量表示，/kgm-1， （kg/m）矿井使用的轨型系列值：现采用标准轨型：15、22、30、38、43（新设计矿井使用）原使用的轨型：11、15、18、24 （生产矿井使用）二、轨距（1）轨距：单轨线路是有两根轨道组成,两根轨道上轨头内缘的距离为轨距。矿用标准轨距：600mm；900mm (762mm)（2）轨距选用： 根据矿井生产能力大小和矿井运输方式选用。大型矿井:一般选用 900mm轨距使用 3t、5t矿车 （辅运和主运）中、小型矿井:多选用 600mm轨距使用1t、3t矿车 （辅运和主运）三、轨道线路中心距：双轨线路中心线间距S（1）直线段： S B + d，mm。式中：B 机车宽度，mm； d 两列车对开时最突出部分之间的距离，/mm， d 200mm。（规程规定）（2）弯曲段：S 1 B + d + DSDS曲线巷道线路，由于车辆的外伸和内伸轨道中心线必须加宽机车运输：DS = 300mm ；其它运输：DS = 200mm煤矿安全规程23条规定：装车点： d 700mm，摘挂钩点： d 1000mm（3）轨中心距选用：线路中心距一般取100mm为单位的整数倍选用。例：使用3t矿车，机车运输，机车宽度1360mm，轨距 900 mm，直线段： S = B+ d =1360+200=1560mm1600曲线段： S1 =S+ DS = 1600 + 300 = 1900mm。矿井轨道轨中心距系列值：600mm轨距(1300、1400、1600、1700、1900）900mm轨距(1600、1800、1900、2200、2500）四、线路表示方法：两根轨道以中心线作为线路的标志，（进行线路施工设计时。图中采用单线表示）单轨线路 单线（细实线）；双轨线路 双线（细实线）。2）道岔道岔：使车辆由一线路转运到另一线路的装置1）单开道岔基本结构1 尖轨；2 辙叉；3 转辙器；4 曲轨；5 护轮轨；6 基本轨煤矿常用道岔（ 新的标准： MT/T2-95）（1）单开 ZDK （2）对称 ZDC （3）渡线 ZDX （增加 Z 代表窄轨道岔）标准道岔共有七个系列600轨距：615、622、630、643、900轨距：915、930、938 一、道岔类别及参数 （1）ZDK-单开道岔在线路图中，道岔以单线表示。道岔主线与岔线用粗实线绘出 主要参数：a、b 外形尺寸，a 辙叉角。单开道岔辙叉号有（M：2、3、4、5、6）（2）ZDC-对称道岔道岔参数： a、b 外形尺寸，a 辙叉角。对称道岔辙叉号（M：2、3、4）（3）ZDX 渡线道岔道岔参数：a、b 外形尺寸 ；S1 线路中心距；L 道岔总长度；a 辙叉角渡线道岔辙叉号（4、5、6）二、道岔辙岔号 与辙岔角关系新计算方法 原计算方法 三、道岔型号含义（单开、对称道岔）ZDK (ZDC)9 22 / 3/ 15ZDK道岔类别代号；9轨距；22轨型；3撤叉号；15曲率半径四、道岔选择基本原则（1）轨距一致（2）轨型相符（3）与行驶车辆相适应（4）符合行驶车辆速度要求五、和线路要求相符1.2平面线路联接线路联接基本类型巷道转弯：直线曲线直线巷道平移（线路平移）：直线曲线直线曲线直线巷道分岔：直线道岔曲线直线1、单轨曲线巷道转弯中间必须加入曲线段；1）曲线参数已知：巷道转角d ，选用：曲线半径R，计算：切线长T： 圆弧长K： 2）曲线半径确定：车辆进入曲线后，前轴外轨轮，后轴内轨轮碰撞轨道。根据行车速度，限定碰撞冲击角，确定曲线半径。：曲线冲击角 和行车速度有关V1.5m/s 4 c 7 人力推车V1.5m/s 3 c 10V3.5m/s 2 c 15 机车牵引SB：轴距：1t 矿车 SB =880 mm 3t 矿车 SB=1100 mm煤矿轨道曲线系列值：v 4、6、9、12、15、20、25、30、40 /m例：计算曲线参数单轨曲线40 R=25000 (mm)K、T参数计算：K 17452 (mm)T9099 (mm)注：曲线半径是轨中心距的半径。3）曲线线路外轨抬高和轨距加宽轨道线路进入曲线线段后，为保证车辆安全运行，必须进行外轨抬高和轨距加宽。（也为施工参数，现场施工人员需要掌握）（1）外轨抬高和轨中心距大小、曲率半径与车辆运行速度有关。计算原理分析abo OBA（ ACO）ab/OB=ob/G 实际施工中外轨抬高值：900轨距 ：一般取值 h=1035mm；600轨距 ：一般取值 h=525mm（2）曲线轨距加宽Sg进入曲线如不加宽，车辆将无法通行。加宽值与曲率半径和轴距有关s：取值1020mm加宽方法：外轨不动，内轨向内移动。要求：线路在进入曲线段以前，进行外轨的抬高和轨距加宽。超前距离X/计算X/=(100300) h/mm(3)曲线处巷道加宽车辆进入曲线由于车辆内伸和外伸 ，(巷道必须加宽)车辆外伸 1=c1-c2车辆内伸 2 =c2单轨巷道曲线段要确保人行道符合安全规程的规定值，巷道需要加宽。巷道采用机车运输，曲线段巷道加宽 DS = D1 + D2外伸 D1= 200mm，内伸 D2= 100mm。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直线C，将轨道平移一定距离。 C = SB + 2 X （2）确定C值考虑的原则： a.线路外轨 内轨，内轨 外轨，车辆不能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（3）曲线转角理论计算SB轴距X 外轨抬高递增递减直线段长度d 一般取整数值实际中多选30、45、60 整角度导入的辅助角 2.双轨巷道1）轨中心距加宽：车辆相对运行，考虑车辆外伸、内伸，轨中心距需加宽加宽值：DS = D1 + D2轨中心加宽一般取值：通过机车： DS = 300 mm，其他车辆： DS = 200mm。（如巷道断面较大，轨中心距已经考虑加宽值的要求，轨中心距则不需进行加宽）2）轨中心距加宽方法及范围（1）内侧轨道不动，将外轨线路向外平移DS距离，使用异向曲线联接方法（平移外轨）。（2）加宽范围L0双轨线路中心距加宽必须在直线段进行。在直线段L0 长度内加宽，轨中心距由S S。在加宽轨距同时，还要进行外轨抬高，抵消离心力的影响，避免挤压外轨。 900mm轨距时，Dh =10 35mm 600mm轨距时，Dh = 5 25mm双轨巷道轨中心距加宽内侧轨道正常，外侧轨道外移DS ，巷道需加宽2 DS L0值选取（提前加宽、抬高长度 ）机车运输： L0 5m3t矿车：L0 =2.5.30m 1t矿车：L0 = 2 2.5m 轨中心距加宽设计与施工的要求线路设计时，作图SS，两点用直线相联。施工时，必须利用异向曲线联接，使之两端曲 线相切，以利于行车。1.3轨道线路联接点计算轨道线路联接基本方式平面线路联接 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、ZDK道岔非平行线路联接 1）特点：（1）用ZDK道岔 曲线联接系统变单巷为双巷,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）曲线转角等于巷道转角 d -。2）道岔基本参数：a、b、a（选定）；3）曲线线路参数及计算方法： 2、ZDK道岔平行线路联接 1）线路联结接特点：（1） 在同一巷道中，用ZDK道岔和一段曲线变单轨为双轨；（2）线路参数主要受轨中心距影响。2）联结参数计算：已知：道岔参数a、b、a；联接曲线参数：R、a，轨中心距S。计算联接系统的轮廓尺寸：m = Scsc a； B = S tan a-1， n = m -T , c = n - b L=a+B+T3、在ZDC道岔平行线路联接1）特点：用ZDC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)a ； 3)曲线：R、S、转角 a / 2， ， （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 在斜面线路与平面线路相交时，为保证车辆平缓运行，设置的过渡曲线。A 竖曲线上端；C 竖曲线下端，起坡点（落平点）；B 斜面线路与水平面夹角；b 平面线路与斜面线路的夹角，即竖曲线转角（已知）R1 竖曲线半径，竖曲线切线T，圆弧长K竖曲线半径选择的原则：1）串车提升时，相邻两车上沿不碰撞；2）提升长材料时，材料两端不触地。在线路设计时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：很小，cos11）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 93吨重矿车 71吨空矿车 111吨重矿车 9 2、采区中部车场线路设计2.1采区中部车场形式2.1.1 采区中部车场基本形式采区中部车场基本形式有甩车场、吊桥式车场和甩车道吊桥式车场三类。吊桥式车场和甩车道吊桥式车场适用于上（下）山倾角大于25的情况，本节主要介绍甩车场，其基本形式见表74。2.1.2 采区中部车场线路布置（1）甩车场的线路布置分单道起坡和双道起坡两种，一般情况下，宜采用双道起坡。（2）双道起坡甩车场的道岔布置，可采用甩车道岔和分车道岔直接相连接。（3）甩车场平、竖曲线位置有以下三种布置方式，一般情况下宜采用前两种布置方式： 先转弯后变平，即先在斜面上进行平行线路联接，再接竖曲线变平。平、竖曲线间应插入不少于矿车轴距1.5 2.0 倍的直线段，起坡点在联接点曲线之后。 先变平后转弯，即在分车道岔后直接布置竖曲线变平，然后再在平面上进行线路联接，起坡点在联接点曲线之前。表74 采区中部甩车场基本形式项目单侧甩车场双侧甩车场图示图注1轨道上山；2运输上山；3轨道中间巷；KG高道起坡点；KD低道起坡点；K变坡点优缺点提甩车时间短，操作劳动强度小，矿车能自溜，提升能力大；甩车道处易磨钢丝绳两翼分别甩车，调车方便，搬道岔劳动量小；推车劳动量大；易磨钢丝绳，两翼人员来往困难，工程量大适用条件上山倾角小于25采区甩车场上山倾角小于25采区甩车场，阶段两翼开采不同标高 边转弯边变平，平、竖曲线部分重合布置。单、双道起坡甩车场斜面线路布置方式见表75。2.2 甩车场设计主要参数的选择2.2.1 甩车场提升牵引长度角甩车场的提升牵引角（矿车上提时，钩头车的运行方向与提升钢丝绳的牵引方向间的夹角（如图74所示）不应大于20，以10 15为宜。可采用下列方法减少场提升牵引角：（1）采用小角度道岔（4号、5号）。（2）单道变坡二次回转层面角或双道变坡二次回转层面角（12）不大于30。（3）双道变坡方式的甩车道岔与分车道岔直接相连接。（4）没置立滚。即在上山底板直埋一根钢管，管上套一个长滚轮构成。2.2.2 道岔甩车场的道岔型号可按表76选择。表75 甩车场斜面线路布置方式起 坡 点图 示图 注优 缺 点适用条件单道起坡回转方式一次回转方式1甩车道岔；2分车道岔；RP斜面曲线半径；1斜面一次回转角（甩车道岔角）；2斜面转角（分车道岔角）；斜面转角；K起坡点（落平点）；A竖曲线起点；RP1平曲线半径；RP2平曲线半径；KG高道起坡点（高道落平点）；KD低道起坡点（低道落平点）；AG高道竖曲线起点；AD低道竖曲线起点；二次回转角；提升牵引角，交岔点巷道断面小，易于维护；空重倒车时间长，推车劳动强度大；动量小围岩条件好，提升量小的采区车场二次回转方式交岔点短，工程量小，易于维护；提升牵引角大，不利于操车，调车时间长，推车劳动量大围岩条件差，提升量小的采区车场双道起坡道岔|道岔系统分车道岔向内分岔斜面线路一次回转方式提升牵引角小，钢丝绳磨损小，提升能力大；交岔点长、断面大围岩条件好，提升量大的采区车场分车道岔向外分岔斜面一次回转方式提升牵引角小，钢丝绳磨损小，操车方便，斜面线路短，有利于减少提升时间；交岔点长，对开凿维护不利围岩条件好，提升量大的采区车场，是目前广泛采用的道岔布置形式之一二次回转方式提升能力大，交岔点短，空间大，便于操作，提升牵引角较小围岩条件差，提升量大的采区车场，是目前广泛采用的道岔布置形式之一斜面线路先变平后转弯方式提升牵引角小，线路布置紧凑，提升时间短；交岔点断面大，施工维护不利围岩条件好，提升量大的采区车场，由于交岔点及落平段断面太大，很少采用表76 甩车场道岔选择道岔名称主 提 升辅 助 提 升甩车道岔5号4号或5号分车道岔4号或5号4号末端道岔4号或5号4号2.2.3 平、竖曲线（1）平曲线半径RP取决于轨距、矿车轴距及行车速度。（2）竖曲线半径RS是甩车场中十分重要的一个参数。该值过大会增加甩车场竖曲线弧长，延长提升时间；若取值过小，会使矿车在联接处车轮悬空而掉道或将运送的长料搁置于轨道上。平、竖曲线的半径取值可参照表77。表77 平竖曲线的选择调车方式平曲线半径m竖曲线半径m600轨距900轨距矿车类型半径机械调车9、12、15、2012、15、201.0 t、1.5 t矿车9、12、15、20人力推车6、9、12、159、12、153.0 t矿车12、15、202.2.4 甩车场线路的坡度甩车场空重车线的坡度与矿车型式、铺轨质量、车场弯道及自动滑行要求等因素有关。（1）设高低道的甩车场空重线坡度应按表78选取。表78 甩车场空重车线坡度矿车类型线路形式空车线iG重车线iG1.0 t、1.5 t矿车直 线7 125 10曲 线11 189 153.0 t矿车直 线6 95 7曲 线10 158 12设计中为了计算方便，空、重车线中的直线和曲线段可采用平均坡度计算高低道的最大高差H。一般空车线iG = 11，重车线iG = 9。然后在存车线高低道闭合点标高计算中进行部分调整。（2）不设高、低道的甩车场坡度，应采用3 4向上（下）山方向下坡。2.2.5 甩车场的存车线甩车场存车线有效长度可按表79选取。2.2.6 甩车场的高低道（1）高、低道最大高差H双道起坡甩车场由空重车线两个相反的坡度而形成高低道。高低道标高差在竖曲线起坡点（KG、KD）近达最大值H。表79 存车线有效长度的选择中间轨道巷牵引方式主提升辅助提升小型电机车1.5列车1.0列车、0.9 Mt/a以上为1.5列车小绞车3 4钩中巷串车2 3钩中巷串车无极绳3 4钩上山串车2 3钩中巷串车人推车3 4钩上山串车2 3钩中巷串车（71）式中iG、iG高、低道坡度，；LZG、LZD高、低道存车线有效长度，m。在采区中部甩车场设计中，一般H为0.5 m左右，设计规范规定最大高差不大于0.8 m。（2）高、低道竖曲线起点错距L2为了操作方便安全，空重车线高低道竖曲线最好是一点起坡（落平），使摘挂钩点之间没有前后错距，或者高道起坡点适当超前低道起坡点一定错距L2。一般为1.5 m左右，设计规范规定最大错距不应大于2.0 m。在甩车场高、低道竖曲线设计应采取以下两种方法实现一点起坡（落平）的要求： 以自然高差h作为高低道的最大高差（h = H），高低道竖曲线采用相同半径（RG = RD）。该方法适于存车线长度小，高低道高差要求不大的甩车场。 高道竖曲线采用大半径，使高道竖曲线切线长度满足以下条件：一次回转方式（72）二次回转方式（73）该方法适于高低道高差大，上山倾角12的甩车场。对于小于12的轨道上山，高低道高差要求在0.5 m以下时，用高道竖曲线大半径的方法，使高低道竖曲线起坡点错距L2达到限定值以内。（3）高、低道线路中心距高、低道线路中心距S可按表710选取。表710 高、低道线路中心距矿车类型600轨距900轨距1.0 t矿车1 9002 2001.5 t矿车2 1002.3 单道起坡甩车场所谓单道起坡，即在斜面上只布置单轨线路，到平面后根据实际需要布置平面线路。如图73（a）所示。从上山道利用道岔分出一股线路，道岔岔线后接一段曲线（或不接），这些线路铺设在斜面上，叫做斜面上的线路。C点以下为平面上的线路。A点到C点之间的线路，是从斜面到平面的过渡线路，即竖曲线。竖曲线的末端C叫作起坡点，即平面线路由此向斜面上起坡。由此可知，甩车场线路系统是一个“立体结构”，既包括斜面上的线路，又包括平面上的线路和竖曲线。图73 单道起坡系统根据斜面线路是否设置斜面曲线，单道起坡甩车场斜面线路有两种布置方式。表147中（1）为斜面一次回转方式。甩车道岔岔线末端可直接与竖曲线AC相接。由于斜面线路不设斜面曲线，线路只经过一次角度回转，故称为线路一次回转方式。回转角度即为道岔的辙叉角。斜面线路一次回转后，道岔岔线OA的倾角为伪倾斜角，称为一次伪倾斜角，竖曲线在一次伪倾斜角上起起。表147中（2）及图73为斜面线路二次回转方式。线路系统是从道岔岔线b段（OD）接以斜面曲线DA，使线路的斜面回转角由一次回转角，进一步增大到二次回转后的角，在斜面曲线末端开始布置竖曲线AC，竖曲线是在二次伪倾斜角上起坡。布置斜面曲线的目的是为减少甩车场斜面交岔点的长度，以利交岔点的开掘和维护，并便于采用简易交岔点。但是斜面曲线转角不宜过大，以免加大矿车提升牵引角。提升牵引角是矿车行进方向N和钢丝绳牵引方向（通过立滚）P的夹角，如图73（b）所示。由于有了此角，必然产生横向分力F，角度越大，横向分力也越大，运输可靠性也越差，故在设计时，一般控制斜面线路二次回转后角的水平投影角为30 35。控制其水平投影角为上述整数值，是为了简化平面线路设计，以便于作平面图。为了绘出设计图纸，必须计算线路系统在平面上的尺寸和纵剖面图上甩车场的坡度和各标高。平面图上标注尺寸时，仍可标注斜面真实尺寸，但需用括号括起来。单道起坡甩车场斜面线路二次回转方式各项参数见图73（a、c）、图74及表711。表711 单道起坡系统甩车场斜面线路参数计算项 目计算公式符号含义斜面线路二次层面回转角一次平面回转角 = arctan（coscos） = arctan（tan/cos）a、b道岔外形尺寸；道岔角；轨道上山倾角；斜面线路二次回转角的水平投影角；R斜面曲线半径；R1竖曲线半径竖曲线在一次伪角上起坡，各参数计算时以代二次伪倾斜角一次伪倾斜角 = arcsin（sinscos）= arcsin（sinscos）线路联结点轮廓尺寸斜面曲线转角切线弧长 = T = Rtan0.5KP =R180竖曲线竖曲线切线竖曲线起终点高差竖曲线水平投影竖曲线弧长T =R1tan0.5h = R1（1cos）l =R1sinKP =R180一般竖曲线和斜面曲线是分开布置的，即竖曲线在斜面曲线之后，二者不重合。线路联接系统平面图上各部分尺寸计算出来之后，还必须计算甩车场纵面图上各段的坡度和各控制点的标高。高O点标高0，则各点标高为D点：hD=hOD = bsincosE点：hE=（hD+hDE） = （hD +Tsincos）A点：hA=（hE+hEA） = （hE +Tsincos）C点：hC=（hA+hAC） = （hA +Tsincos）计算完毕后，可绘制线距纵面变化图，即线路坡度图，如图74所示。图74 线路纵断面变化图若已知坡坡点C的标高，也可反算出道岔岔心的标高。2.4 双道起坡甩车场双道起坡的实质是在斜面上设两个道岔（甩车道岔和分车道岔）使线路在斜面上变为双轨，空、重线分别设置竖曲线起坡。2.4.1 双道起坡甩车场斜面线路布置按双道起坡甩车场斜面线路布置不同，可有斜面线路一次回转、二次回转两种形式。图75为斜面线路一次回转，其斜面回转我即为道岔角，提升牵引角小，提车甩车均较方便。线路一次回转时，斜面尺寸计算比较简单。计算LK值，LK值为单开道岔平行线路联接点长度。LK = 2+Scot2+R0.52（74）式中S两线路中心距，mm；2道岔角，对于辅助提升，一般可用4号道岔；R联接系统的曲线半径。为了线路布置及行车方便，高道竖曲线可紧接在单开道岔平行线路联接系统之后布置，即竖曲线与斜曲线不重合。图中AG，AC分别为高道、低道竖曲线平面投影长度，L1为两竖曲线上端点间距（沿斜面）；L2为两竖曲线起点间距，H为两坡点高差。双道起坡甩车场斜面线路二次回转方式如图76所示。其特点是第二道岔的主线接曲线，而岔线接直线，因而增加了回转角，除提升牵引角稍有增大外，优点比较突出；既有利于交叉点的维护，又不致拉长摘挂钩点至交叉点处的距离，线路布置仍较紧凑；由于甩车速度一般较快，提升速度开始较慢，所以提车线起弯道，甩车线走直道，矿车运输比较可靠。因此被广泛采用。图76中低道竖曲线紧接在单开道岔之后布置，而高道竖曲线已进行其联接点之内，线路布置紧凑，但竖曲线不能进入道岔。图75 双道起坡甩车场斜面线路一次回转方式a平面图；b纵面线路坡度图两种方式选择与线路平面布置有关，为避免车辆在异向曲线中运行，石门车场更有利于用一次回转方式，绕道更有利于用二次回转方式。2.4.2 双道起坡甩车场平面线路存车线高、低道设计的目的是使重、空车线自溜滚行，并有足够的存车长度。1 t矿车时，存车线也可不设高低道。（1）高、低道线路布置方式高低道线路是由空车线（甩车线）形成高道，重车线（提车线）形成低道，分别通过竖曲线进入平面构成。高、低道线路布置方式与上山的倾角、高低道的最大高低差以及斜面线路布置有关，其线路布置方式见表712。图76 双道起坡甩车场斜面线路二次回转方式a平面图；b纵面线路坡度图表712 高、低道线路布置方式图 示特征竖曲线转角优缺点适用范围高 道低 道高、低道一次变坡，竖曲线半径相同，RG = RDGD计算简单，易于施工；当H增大，小时而起坡点间距L2变大，摘挂钩不便H不大，角较大的辅助提升高、低道均一次变起，高道竖曲线半径加大，RGRDGD起坡点间距小，操作方便；高、低道竖曲线半径不同，RG = （1.5 2）RD要求H较大的车场采用注：表中为上山的一次伪倾斜角，如使用二次伪斜角时，则式中代入，G和D分别为高道、低道与水平面夹角。（2）存车线长度的确定辅助提升时存车线的长度按表79来定。（3）高、低道坡度的确定高、低道的坡度按自溜运行进行设计，而线路的坡度与运行的矿车是空车还是重车、矿车形式、铺轨质量、车场有无弯道及维护程度等因素有关。高、低道线路坡度一般按表78选取。在设计中，为了便于计算，也可采用平均坡度进行设计，然后在施工和生产中进行部分调整。（4）高、低道的最大高差H双道起坡甩车场的空、重车线（甩、提车线），由两个方向相反的坡度形成车场的高、低道。高、低道标高差在起坡点附近达最大值H。H = iGLhG+ iDLhD（75）式中iG、iG高、低道坡度，；LZG、LZD高、低道存车线有效长度，m。在采区中部甩车场设计中，一般H 0.5 m。（5）高、低道起坡点间距L2高、低道两个起坡点位置应适当靠近。相距太远时，摘挂钩点相距也较远，把钩工人要来回奔走，而且增加拉绳工作量。一般L2 1.0 m2.4.3 双道起坡甩车场曲线及其合理位置的确定（1）竖曲线各参数的计算甩车场设有高低道时，高低道竖曲线各参数计算见表713。表713 竖曲线参数计算项 目高道竖曲线低道竖曲线图 示存车线与水平夹角竖曲线回转角竖曲线起终点高度竖曲线水平投影竖曲线切线竖曲线弧长G = arctaniGG = GhG = RG（cosG）G = arctaniGTG = RG tan0.5GKG = GRG180D = arctaniDD = DhD = RD（cosD）D = arctaniDTD = RD tan0.5DKD = DRD180 注：当竖曲线在二次伪斜角上起坡时，则高道与低道竖曲线参数计算以二次伪斜角代替一次伪斜角。竖曲线半径的选择见表77。（2）竖曲线的位置竖曲线的位置确定包括，竖曲线线与面线路的相对位置及高低道两竖曲线的相对位置。为使用可靠、设计施工方便和缩短线路，竖曲线与斜面线路联接点曲线大多采用不重合布置。一次回转时，将高道竖曲线紧接在单开道岔平行连接系统之后布置。二次回转时，将低道竖曲线紧靠连接点，而高道竖曲线进入连接点内。故竖曲线相对位置确定主要是指高、低道两竖曲线间的相对位置。高、低道竖曲线相对位置可用两个参数表示，即只要L1、L2值确定，竖曲线的位置即可确定。竖曲线的位置与上山的倾角、甩车场斜面线路的布置方式、甩车场的最大高低差及高低道线路布置方式等有关。由于甩车场的服务对象及线路布置的复杂程度不同，甩车场线路设计计算方法很多，不面介绍采用轴线投影法来确定L1、L2。轴线投影法的实质就是利用线路布置平面图和坡度图，将该线路分别向垂直轴和水平面投影，按各参数的几何关系求解线路的未知参数。一般说来，确定竖曲线相对位置时，有五个参数应当确定，这就是上述的L1、L2，两起坡点最大高低差H及高、低道竖曲线半径RG、RD，五个参数中，只要先确定任何三个，都可以用轴线投影法求另两个未知数。通常先确定，然后解L1、L2值。斜面线路一次回转时，确定L1、L2：将提、甩车线向垂直轴投影：（76）将提、甩车向水平面投影：式中，则（77）上述两式中，LK、m、T1、H等符号意义同前，为第二道岔a段长度，2为第二道岔角2的水平投影角。线路二次回转时，确定L1、L2。将提、甩车线向垂直轴投影：（78）将提、甩车向水平面投影：（79）式中L 第二道岔岔心至联接点终点的距离，m。其余符号的含义及计算同前。应当指出：所求L2值，最好在1 m左右。若太大，则应另取一个RG值，重要计算公式中的L2值，再计算L2值。为了解决返工次数多和计算量大的问题，可采计算在程序中通过变换高、低道竖曲线半径（RG、RD）来计算各种不同情况下的L2值对应的其它线路联接计算，以便从中选出最优设计方案。也可取L2为定值，用联立方程求角L1和RG二个未知数。但设计中RG一般均取整数，最后将整数的RG代入式（76）或式（1448），求出L1值；再用L1、RG代入式（1447）、或（1449），求出L2值，此时L2值一般能满足设计需要。2.4.4 平面存车线计算求出L1和L2以后，还要重新计算存车长度LhG和LhD。在选定高低道坡度后，存车线闭合点O的位置计算如下图77所示。图77 存车线闭合点位置计算图设最大高低差H中，高道部分的高差为x，低道起坡点C与闭合点间的距离为低道存车线长度LhD（D很小，cos1）则tanG = （xx）/LhD（710）tanD = （Hx）/LhD（711）式中x = iGL2。解上述联立方程，即可求得LhD与x值。则高道存车线长度LhG为LhD+L2。若存车线处于曲线段，其长度应按曲线弧长考虑。对于外曲线的存车线的长度增加了，为使高低道在O点闭合，高长度应取平坡，并设在闭合点O的联接处。纵剖面各点标高计算方法与单道起坡系统相同。2.5 采区中部车场线路设计示例本节以甩车场为例，介绍甩车场斜面线路的联接系统、高低道线路及竖曲线的位置确定方式。2.5.1 设计依据按采区巷道布置图，轨道上山沿煤层的真倾斜布置，倾角为12，煤层轨中巷与上山直交。轨中巷内铺设600 mm轨距的单轨线路，要求甩车场存车线设高、低道。线路布置采用“道岔道岔”系统斜面线路二次回转方式。在未计算前，先作出线路布置草图，并把要计算的各部分标以符号，如图78所示。图78 甩车场线路设计计算草图2.5.2 设计步骤（1）斜面线路联接系统各参数计算 道岔选择及角度换算。由于是辅助提升，两组道均选用ZDK615-4-12（左）道岔。岔道参数：1 = 2 = 1415，a1 = a2 = 3 340 mm，b1 = b2 = 3 500 mm（以下非经注明，长度单位均为mm）。斜面线路一次回转角1 = 1415；二次回转角 = 1 + 2 = 2830。一次回转角1的水平投影角1为：1 = arc tan(tan1/cos) = arc tan(tan1415/cos12) = 143318二次回转角的水平投影角为： = arc tan(tan(1 +2)/cos) = arc tan(tan2830/cos12) = 290203一次伪斜角为： = arc sin(cos1sin) = arc sin(cos1415 sin12) = 113732二次伪斜角为： = arc sin(1 +2)sin) = arc sin(cos2830 sin12) = 103141 计算斜面平行线路联接点各参数。设计采用中间人行道，线路中心距S定为1 800。为简化，斜面联接点线路中心距取与S同值。斜面联接点曲线半径取9 000，则B = Scot2 = 1 800 cot 1415 = 7 088T1 = Rtan0.52 = 9 000 tan (0.5 1415) = 1 125L = B + T1 = 7 088 + 1 125=8 213m = S/sin2 = 1 800/sin 1415 = 7 313 计算斜面非平行线路联接点各参数。n = nT1 = 8 4261 125 = 7 301（2）确定竖曲线的相对位置 竖曲线各参数计算。取高道平均坡度iG = 11，G = arctaniG = 3749；取低道平均坡度iD = 9，D = arctaniD = 3056；取低道竖曲线半径iD=9 000；暂定高道竖曲线半径iG = 20 000。高道竖曲线各参数计算：G = G =1031413749 = 95352hG = RG(cosGcos) = 20 000(cos3749cos103141) =336lG = RG(sinsinG) = 20 000(sin103141sin3749) =3 434TG = RGtan0.5G = 20 000 tan(0.5 95352) = 1 732KPG = RGG /57.3 = 20 000 9.9/57.3 = 3 455同理可求得低道各参数：D = 110237、hD = 151、lD = 1 723、TD = 867、KPD = 1 734 最大高低差H的计算。辅助提升时，存车线长度按2钩车长度考虑，每钩车提一吨矿车3辆，故高、低道存车线不于2 2 3 = 12 m。现暂取12 m，起坡点间距暂设为零，则：H = 12 000 11+12 000 9 = 132 + 108 = 240暂定存车线长度及起点间距是为了计算高低差H，该二暂定值将以计算为准。 竖曲线相对位置的确定。负号表明低道起坡点超前于高道起坡点。其间距基本满足要求，说明前面所取RG为20 m合适。