矿山规划与设计实验指导书2008版.doc

黑龙江科技大学实 验 报 告课程名称： 矿山规划与设计 专 业： 采矿工程 班 级： 采矿11-1班 姓 名：施洪海 郑焱鑫 徐士哲 徐立东学 号： 21-24 矿业工程学院实验一：采区中部车场优化设计一、实验目的1. 通过上机进行采区的中部车场的施工图设计，可以使学生更好的掌握采区设计，并增加计算机绘图能力，为课程设计、毕业设计打下良好基础。2.加强计算机在煤矿的普及应用，从而提高利用计算机和系统的观点解决实际问题的综合能力。二、实验原理以采区设计中采区中部车场及硐室的设计原则、步骤和方法为基本原理。三、实验学时4学时。四、实验仪器设备计算机及CAD绘图软件。五、实验要求1根据学生自主提出的设计已知条件进行采区的中部车场线路设计计算，并利用计算机绘制出中部车场设计施工图。2弄清采区中部车场的作用、形式及施工图的绘制要求。六、实验内容及结果1叙述主要实验内容某采区开采近距离煤层群，轨道上山布置在煤层地板岩石中，倾角，向区段石门甩车。轨道上山和区段石门内均铺设600mm轨距的线路，轨型为22kg/m，采用1t矿车3钩提升，每钩提升3个矿车，要求甩车场存车线设双轨高低道。斜面线路布置采用一次回转方式。计算步骤如下：斜面线路联接按系统各参数计算道岔选择及角度换算由于是辅助提升，两组道岔均选取DK622412（左）道岔。道岔参数；斜面线路一次回转角；斜面线路二次回转角。一次回转角的水平投影角为：式中为轨道上山的倾角，二次回转角的水平投影角为：一次伪倾斜角为：二次伪倾斜角为：斜面平行线路联接点各参数本设计采用中间人行道，线路中心距。为简化计算，斜面联接点线路 中心距取与相同值。斜面联接点曲线半径取，这样：竖曲线相对位置竖曲线各参数取高道平均坡度取低道平均坡度取低道竖曲线半径暂定高道竖曲线半径高道竖曲线各参数： 低道竖曲线各参数：最大高低差H由于是辅助提升，储车线长度按3钩车考虑，每钩车提1t矿车3辆，故高低道储车线长度不小于。起坡点间距暂设为零，则这里的存车线长度及起坡点间距都为了计算最大高低差H而暂定的，该两个暂定值将以计算结果为准。竖曲线的相对位置两竖曲线上端点的斜面距离为：两竖曲线下端点（起坡点）的水平距离为：由计算结果看出，1000，负值表明低道起坡点超前于高道起坡点。其间距满足要求，说明前面所选为20000mm合适。高低道存车线各参数闭合点0的位置闭合点0的位置计算，如图二所示。图二 闭合点位置计算图设低道的高差为x，则式中将值代入上述两式，并求解则得x=1632,平面曲线各参数取平面外曲线半径，则平面内曲线平曲线转角3,存车线长度高道存车线长度为17909，低道存车线长度（自动滚行段）。由于存车线处于曲线段，高道存车线处于外曲线，外曲线和内曲线的弧长差，则高道存车线总长度 为17909+502=18411，但具有自动滚行坡度的长度认为17909，线段长度502应为平坡，并位于闭合点0之前。存车线直线段长度d式中低道存车线总长度，平竖曲线间插入段，取2000mm.。即在平曲线终止后接14287的直线段，然后接存车线第三道岔的平行线路联接点。存车线的单开道岔平行线路联接点长度选存车线道岔为DK622-4-12,则：甩车场线路总平面轮廓尺寸及坡度1，总平面轮廓尺寸2，纵断面线路的各点标高设低道落平点（起坡点）标高提车线 =+ =甩车线 = =由计算结果看出，提车线的5点标高与甩车线5点标高相同，故标高闭合，计算无误差。基本轨起点= =存车线 = =163（五）平面图与坡度图 根据上述计算结果，绘制中部车场平面图与坡度图，如图所示。 图一 中部车场线路设计图 图二 中部车场坡度图实验二：采区下部车场优化设计一、实验目的1. 通过上机进行采区的下部车场的施工图设计，可以使学生更好的掌握采区设计，并增加计算机绘图能力，为课程设计、毕业设计打下良好基础。2.加强计算机在煤矿的普及应用，从而提高利用计算机和系统的观点解决实际问题的综合能力。二、实验原理以采区设计中采区下部车场及硐室的设计原则、步骤和方法为基本原理。三、实验学时4学时四、实验仪器设备计算机及CAD绘图软件。五、实验要求1根据学生自主提出的设计已知条件进行采区下部车场线路设计计算，并利用计算机绘制出采区下部车场设计施工图。2弄清采区下部车场的作用、形式及施工图的绘制要求。六、实验内容及结果 采区范围内煤层倾角15，运输上山和轨道上山均开掘在煤层内，运输上山带式输送机中心线与轨道上山中心线相距25 m。运输大巷位于煤层底板岩石内，大巷中心线外轨面水平至煤层底板垂直距离20 m，上山与大巷交角90。大巷轨道上山均采用600mm轨距，井底车场为折返式，井下主要运输采用3t底缷式矿车运煤，10t架线式电机车牵引，每列车由20辆矿车组成。上山辅助运输采用1t固定式矿车，由绞车牵引完成。大巷和绕道装车站铺设30kg/m钢轨，辅助车场改铺设22kg/m钢轨。设计步骤：装车站设计根据给定条件，装车站设计为绕道装车式。绘制绕道装车式装车站草图如下：选用ZDK630-4-12道岔：=140210，a=3660，b=3640，S=1900（满足3吨底卸式矿车运行）连接曲线半径12000。l1=Le+0.5Lm = 4500+0.53450=6225LH=Le+nLm+5000 = 4500+203450+5000=78500，取79000Lk=a+Scot+Rtan(/2)=3660+1900cot140210+12000tan(140210/2)=12737LD=2LH+2Lk+l1=279000+212737+6225=189699图中R=12000,1=205750，R内=12000，R外 =12000+1900=13900，2=35辅助提升车场设计1.甩车道线路设计辅助提升车场在竖曲线以后以25坡度跨越大巷见煤。上山改铺22kg/m钢轨，斜面线路采用ZDC622-3-9对称道岔分车。ZDC622-3-9道岔参数：=182606，a=2200，b=2800。辅助提升车场双轨线路中心距为1900。对称道岔线路连接长度：LK对=a+B+T=a + cot+RtanLK对=2200+cot+9000tan=8780水平投影长：LK对=LK对cos=8780cos25=7957竖曲线计算：根据生产实践经验，竖曲线半径定为：RG=15000（高道，甩车线） RD=9000（低道，提车线）存车线取半列车长，即AO=nLm+Le=103450+4500=39000iG取11，G=arctan0.011=3749；iD取9（低道自动滑行坡度，空车道），D=arctan0.009=3056。高道竖曲线参数：G=-G=25-3749=242211hG=RG(cosG-cos)=15000(cos3749-cos25)=1404lG=RG(sin-sinG)=15000(sin25-sin3749)=6174TG=RGtan=15000tan=3239KPG=f=6380低道竖曲线参数：D=+D=25+3056=253056hD=RD(cosD-cos)=9000(cos3056-cos25)=843lD=RD(sin+sinD)=9000(sin25+sin3056)=3885TD=RDtan =9000tan=2038KPD= = =4008EO=AO+TD=39000+2038=41038OO=sinD=sin253056=41828OE=sinD=sin3056=874OF=sinG=sin3749=1115FO=sin=sin25=42841BO=FO-TG=42841-3239=39602两竖曲线起点A、B间水平距离lAB：lAB=BOcosG-AOcosD=39602cos3749-39000cos3056=601两竖曲线起点A、B高差hAB:hAB=AOsinD+BOsinG39000sin3056+39062sin3749=787两竖曲线上短点之间的距离lCD: lCD=TG+OF+OE-TD=3239+1115+874-2038=3190由上述计算结果可知，高低道两竖曲线相对位置满足要求。起坡点位置的确定绕道车场起坡后跨越大巷，需保持一定的岩柱，根据经验，取运输大巷中心线轨面水平至轨道上山轨面垂直距离h2=15m，则L1=+TD = + 2038 = 37531L2=( -L1+TD)h1=20000+hc式中 hc-轨道上山轨面距煤层底板的垂直距离，hc=160绕道线路计算先绘制草图再进行计算(图如下所示)弯道计算图中R1、R3取12000，弯道部分轨道中心距取1900(可满足1.0t矿车高低道线路中心距要求)，则R2=R1+1900=139001=2=3=90K1=18850K2=21834C1值(低道)：取C=3000，则 C1=AO-C-K2=14166C1=AO-C-lAB-K1=16549N2道岔连接长度l4：选用ZDK622-4-12(左)道岔：=140210，a=3462 ，b=3588 ，连接曲线半径12000。l4=a+B+T=a+Scot+Rtan =12539l2值：因列车已进入车场，列车速度V控制在1.5m/s，R=12000l2SB+(100300)(100)550+(100300)(100)=16753925故l2取4000N3道岔连接点n、m值：选用ZDK622-4-12(左)道岔；道岔特征同前，转角=90，R4=15000n= =Rcos+bsin=15422m=a+(b+T) =a+(b+Rtan)sin=3462+(3588+15000tan)sin755750=18305l3值：根据大巷断面可得e=850，则l3=R1+C+L1-e-n-R3=24259按l3SB+2(100300)(100)条件检查，列车运行速度控制在2m/s：l3550+2(100300)(100)4550125502425912550