煤矿开采学课件第二篇准备方式及采区设计第四章采区车场

1、第十四章第十四章 采区车场采区车场 课题一课题一 采区车场轨道线路设计采区车场轨道线路设计 课题二课题二 采区硐室设计采区硐室设计 总目录下页上页 课题一课题一 采区车场轨道线路设计采区车场轨道线路设计 第一节第一节 轨道线路布轨道线路布置的基本概念置的基本概念 第二节第二节 采区下部车场形式选择及线路设计采区下部车场形式选择及线路设计 第三节第三节 采区中部车场采区中部车场形式选择及形式选择及线路设计线路设计 第第四节四节 采区上部车场形式选择及线路设计采区上部车场形式选择及线路设计 模块首页下页上页 轨道线路设计基础轨道线路设计基础 知识点 能力点 1、车场轨道线路设计基本概念 2、车场轨

2、道线路设计内容和步骤 3、矿井轨道、轨道线路联接的基本知识和连接点的计算 能进行钢轨、道岔和轨距的选择，并能进行轨道线路 联接点计算 课题首页下页上页 （一）、采区车场轨道线路基本概念（一）、采区车场轨道线路基本概念 概念概念：采区车场是采区上（下）山与运输大巷、回风大巷以：采区车场是采区上（下）山与运输大巷、回风大巷以 及区段平巷联结处的一组巷道和硐室的总称。及区段平巷联结处的一组巷道和硐室的总称。 组成组成：采区车场的巷道包括甩车道、存车线及一些联络巷采区车场的巷道包括甩车道、存车线及一些联络巷 道、硐室主要有煤仓、绞车房、变电所和采区煤仓等。道、硐室主要有煤仓、绞车房、变电所和采区煤仓等

3、。 分类分类：根据车场所处的位置不同可分为采区上部车场、采区：根据车场所处的位置不同可分为采区上部车场、采区 中部车场和采区下部车场。中部车场和采区下部车场。 相关知识 任务首页下页上页 （二）采区轨道线路及线路联接的概念（二）采区轨道线路及线路联接的概念 采区轨道线路包括由采区上部、中部、下部车场采区轨道线路包括由采区上部、中部、下部车场 组成的车场线路和与之相连接的轨道线路。组成的车场线路和与之相连接的轨道线路。 1上部车场 2回风石门 3中部车场 4绕道 5运输大巷 6下部车场； 7绕道 l采区上部车场：采区上部车场：包括甩车场线路或平车场储车线和与之联包括甩车场线路或平车场储车线和与之

4、联 接线路。接线路。 l采区中部车场：采区中部车场：包括甩车线路与绕道线路。包括甩车线路与绕道线路。 l采区下部车场：采区下部车场：包括装车站线路、下部平车场线路与绕道包括装车站线路、下部平车场线路与绕道 线路。线路。 l线路联接点：线路联接点：是指轨道线路直线和直线间的联接线路。是指轨道线路直线和直线间的联接线路。 平面线路的联接包括曲线及道岔的联接，斜面间或斜平面线路的联接包括曲线及道岔的联接，斜面间或斜 面与平面间的线路都是由竖直面上的曲线（竖曲线）联接面与平面间的线路都是由竖直面上的曲线（竖曲线）联接 的。的。 任务首页下页上页 （三）线路设计的内容和步骤（三）线路设计的内容和步骤 车

5、场线路设计的内容包括线路总平面布置设计及线路车场线路设计的内容包括线路总平面布置设计及线路 坡度设计坡度设计。 l设计平面线路：设计平面线路：确定车场形式确定车场形式绘制线路总平面布置草绘制线路总平面布置草 图图进行联接线路设计（计算尺寸并绘出线路联接图）进行联接线路设计（计算尺寸并绘出线路联接图） 计算线路平面布置总尺寸，作线路布置得平面图。计算线路平面布置总尺寸，作线路布置得平面图。 l线路坡度设计：线路坡度设计：沿有关线路作一个或数个剖面图，并用文沿有关线路作一个或数个剖面图，并用文 字表示出每一坡度范围内线路的长度及坡度。字表示出每一坡度范围内线路的长度及坡度。 在设计的基础上，再设计

6、车场各段巷道断面、交岔点在设计的基础上，再设计车场各段巷道断面、交岔点 及有关的硐室，绘出车场的总平面布置图。及有关的硐室，绘出车场的总平面布置图。 任务首页下页上页 第一节第一节 轨道线路布置的基本概念轨道线路布置的基本概念 一、矿井轨道一、矿井轨道 （一）轨道（一）轨道 矿井轨道由道床、轨枕、钢轨和联结件等组成。矿井轨道由道床、轨枕、钢轨和联结件等组成。 矿用钢轨有矿用钢轨有11、15、18、24等几种型号（旧）。使用等几种型号（旧）。使用 时应根据运输设备类型、使用地点、行车速度和频繁成时应根据运输设备类型、使用地点、行车速度和频繁成 都等来考虑。都等来考虑。 任务首页下页上页 新设计矿

7、井新设计矿井轨型轨型选用要求选用要求 矿井轨道由在巷矿井轨道由在巷 道底板铺设道床道底板铺设道床 （道砟）、轨枕（道砟）、轨枕 、钢轨和联结件、钢轨和联结件 等组成。等组成。 任务首页下页上页 （二）轨距（二）轨距 l轨距是指单轨线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离。轨距是指单轨线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离。 l目前，我国矿井采用的标准轨距为目前，我国矿井采用的标准轨距为600mm和和900mm两种两种 。1t固定式、固定式、3t底卸式矿车及大巷采用胶带输送时的辅助底卸式矿车及大巷采用胶带输送时的辅助 运输矿车均采用运输矿车均采用600mm轨距；轨距；3t固定式和固定式和5t底卸式矿车底卸式矿

8、车 均采用均采用900mm轨距。轨距。 任务首页下页上页 （二）道岔（二）道岔 l道岔是使车辆由一条线路转到另一条线路上的装置，道岔道岔是使车辆由一条线路转到另一条线路上的装置，道岔 的结构如图所示。它是由尖轨、辙叉、转辙器、道岔曲轨的结构如图所示。它是由尖轨、辙叉、转辙器、道岔曲轨 、护轮轨和基本轨组成。、护轮轨和基本轨组成。 1尖轨 2辙叉 3转辙器 4道岔曲轨（随轨） 5护轮轨 6道岔基本轨 任务首页下页上页 l煤矿常用道岔（煤矿常用道岔（ 新的标准：新的标准： MT/T2-95） l（1） 单开单开 ZDK l（2） 对称对称 ZDC l（3） 渡线渡线 ZDX l（增加（增加 Z 代

9、表窄轨道岔）代表窄轨道岔） l标准道岔共有七个系列标准道岔共有七个系列 l600轨距：轨距：615、622、630、643、 l900轨距：轨距：915、930、938 1）单开道岔基本结构）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。 道岔特征：道岔是一个刚性整体装置 2）道岔类别及参数）道岔类别及参数 （2）ZDC-对称道岔对称道岔 （3）ZDX渡线道岔道岔参数渡线道岔道岔参数 b b a a s 1 L ba ab s 1 Lx 3）道岔辙岔号）道岔辙岔号 与辙岔角关系与辙岔角关系 新计算方法新计算方法 原计算方法原计算方法 OB AO

10、2 1 2 tan tan tan 2tan 2 道岔角度对照表道岔角度对照表 4）道岔型号含义）道岔型号含义（单开、对称道岔）（单开、对称道岔） 道岔类别代号道岔类别代号 辙叉号辙叉号 曲率半径曲率半径 ZDK (ZDC)9 22 / 3/ 15 轨距轨距 轨型轨型 道岔曲轨的曲线半径，单位为：道岔曲轨的曲线半径，单位为：/ /m。 （曲率系列值）（曲率系列值） （6、9、12、15、20、25、30、40）/m。 （渡（渡 线线 道道 岔）岔） 道岔类别代号道岔类别代号 辙叉号辙叉号 轨中心距轨中心距 ZDX 9 30/ / 5 / /20 19 轨距轨距 轨型轨型 曲率半径曲率半径 轨中

11、心距，单位为：轨中心距，单位为：dm。 16表表示示1600mm ； 19表表示示1900mm。 ZDK、ZDX道岔的方向性道岔的方向性 分左向、右向分左向、右向 道岔手册中所列型号均为右向道岔。道岔手册中所列型号均为右向道岔。 如：如：ZDK622/4/12未注明未注明 左、右，均为右向道岔。左、右，均为右向道岔。 右向道岔右向道岔 岔线在行进岔线在行进 方向（由方向（由a b）的右侧。）的右侧。 左向道岔：必须在尾数后注上（左）字。左向道岔：必须在尾数后注上（左）字。 如：如：ZDK622/ 4 / 12（左）（左） 岔线在行进方向岔线在行进方向 （由（由a b） 的左侧。的左侧。 新型道

12、岔型号与参数值（新型道岔型号与参数值（MT/T295) 5）道岔选择基本原则）道岔选择基本原则 (1) 与基本轨的轨距相适应；与基本轨的轨距相适应； (2) 与基本轨的轨型相适应；与基本轨的轨型相适应； (3) 与行驶车辆的类别相适应；与行驶车辆的类别相适应； (4) 与车辆的行驶速度相适应；与车辆的行驶速度相适应； (5) 与线路要求相符。与线路要求相符。 根据所采用的轨道类型、轨距、曲线半径、电机车类根据所采用的轨道类型、轨距、曲线半径、电机车类 型、行车速度、行车密度、车辆运行方向、车辆集中控制型、行车速度、行车密度、车辆运行方向、车辆集中控制 程度及调车方式的要求，可选择电动的、弹簧的

13、或手动的程度及调车方式的要求，可选择电动的、弹簧的或手动的 各种类型道岔。各种类型道岔。 任务首页下页上页 （1）与基本轨距一致。）与基本轨距一致。 如如 ZDK622 /4 /12，只用于，只用于600mm轨距。轨距。 （2）与基本轨相符）与基本轨相符 可相同或高一级，不能低一级。可相同或高一级，不能低一级。 如基本轨型是如基本轨型是22 k g /m, 道岔轨型选道岔轨型选22kg /m或者或者30kg /m。 （3）与行驶车辆相适应）与行驶车辆相适应 ZDK：通过机车：通过机车： M必须大于必须大于3号道岔，号道岔， ZDC：通过机车：通过机车： M必须大于必须大于2号道岔。号道岔。 R

14、 9m， 18 26 06 的道岔只允许通过矿车的道岔只允许通过矿车 （4）与行驶车辆速度相适应）与行驶车辆速度相适应 通过矿车的道岔，其行车通过矿车的道岔，其行车v 1.5m / 秒，秒， 可选可选2、3号道岔。号道岔。 （R小，小， 大，行车大，行车v 低）低）。 通过机车道岔必须在通过机车道岔必须在4号以上，号以上，v较大。较大。 （5）道岔要和线路要求相符：）道岔要和线路要求相符： 要注意道岔左向、右向和线路一致性。要注意道岔左向、右向和线路一致性。 合理选用单开和对称道岔。合理选用单开和对称道岔。 渡线道岔要和轨中心距一致。渡线道岔要和轨中心距一致。 提示：（道岔辙岔尖和线路岔心是不

15、同的提示：（道岔辙岔尖和线路岔心是不同的 ） 二、轨道线路二、轨道线路 l（一）轨距与线路中心距（一）轨距与线路中心距 1、轨距、轨距 轨距是指单轨线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离。轨距是指单轨线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离。 目前，我国矿井采用的标准轨距为目前，我国矿井采用的标准轨距为600mm和和900mm两种两种 。1t固定式、固定式、3t底卸式矿车及大巷采用胶带输送时的辅助底卸式矿车及大巷采用胶带输送时的辅助 运输矿车均采用运输矿车均采用600mm轨距；轨距；3t固定式和固定式和5t底卸式矿车底卸式矿车 均采用均采用900mm轨距。轨距。 2、轨距选用：、轨距选用： 根据矿井生产能力

16、大小和矿井运输方式选用。根据矿井生产能力大小和矿井运输方式选用。 大型矿井大型矿井:一般选用一般选用 900mm轨距轨距 使用使用 3t、5t矿车矿车 （辅运和主运）（辅运和主运） 中、小型矿井中、小型矿井:多选用多选用 600mm轨距轨距 使用使用1t、3t矿车矿车 （辅运和主运）（辅运和主运） 3、轨道线路中心距、轨道线路中心距 双轨线路中心线间距S （1）直线段： S B ，mm。 式中：B 机车宽度，mm； 两列车对开时最突出部分之 间的距离， /mm， 200mm。 （2 2）弯曲段：）弯曲段： S S 1 1 B B + + S S S曲线巷道线路，由于车辆的外伸和内伸轨曲线巷道线

17、路，由于车辆的外伸和内伸轨 道中心线必须加宽道中心线必须加宽 机车运输：机车运输： S = 300mm 其它运输：其它运输： S = 200mm 煤矿安全规程煤矿安全规程23条规定条规定: 装装 车车 点：点： 700mm， 摘挂钩点：摘挂钩点： 1000mm 4、轨中心距选用：、轨中心距选用： 线路中心距一般取线路中心距一般取100mm为单位的整数。为单位的整数。 例：使用例：使用3t矿车，机车运输，机车宽度矿车，机车运输，机车宽度1360mm， 轨距轨距 900 mm， 直线段：直线段： S = B+ =1360+200=1560mm 1560 1600 曲线段：曲线段： S1 =S+ S

18、 = 1600 + 300 = 1900mm。 矿井轨道轨中心距系列值：矿井轨道轨中心距系列值： 600mm轨距轨距：(1300、1400、1600、1700、1900 ） 900mm轨距：轨距：(1600、1800、1900、2200、2500 ） 5、线路表示方法：、线路表示方法： （二）、曲线线路（弯道）（二）、曲线线路（弯道） 平面线路联接点包括曲线与曲线，曲线与道岔的联接。平面线路联接点包括曲线与曲线，曲线与道岔的联接。 常见的曲线线路包括单轨和双轨两种。常见的曲线线路包括单轨和双轨两种。 1. 单轨曲线线路单轨曲线线路 1）曲线半径和弯道转角）曲线半径和弯道转角 为了设计及施工方便

19、，矿井轨道线路中所采用的曲线为了设计及施工方便，矿井轨道线路中所采用的曲线 都是圆曲线。在线路联接计算中首先应确定圆曲线的半径。都是圆曲线。在线路联接计算中首先应确定圆曲线的半径。 任务首页下页上页 圆曲线的半径与车辆的轴距和行驶速度有关，在设计圆曲线的半径与车辆的轴距和行驶速度有关，在设计 中一般根据运输方式直接选取。中一般根据运输方式直接选取。 曲线半径选用表 l曲线两端点切线的夹角曲线两端点切线的夹角即曲线即曲线 线路转角线路转角。 l巳知线路转角巳知线路转角及曲线半径及曲线半径后后 ，即可计算出相应的曲线长度，即可计算出相应的曲线长度 KP及切线长度及切线长度T。 l在曲线设计图中，常

20、集中标注参在曲线设计图中，常集中标注参 数数、P，如图所示，如图所示 。 180 R K p 2 tan RT 2）曲线线路的外轨抬高和轨距加宽）曲线线路的外轨抬高和轨距加宽 曲线线路外轨抬高及轨距加宽 （也称为施工参数，现场施工人员需要掌握） 曲线线路施工参数曲线线路施工参数 （对线路设计没影响（对线路设计没影响) l曲线处外轨应抬高量曲线处外轨应抬高量h ：当轨距为当轨距为900mm时，在时，在10 35mm之间；当轨距为之间；当轨距为600mm时，在时，在525mm之间。之间。 l曲线段轨距加宽曲线段轨距加宽 ：当车辆轴距为：当车辆轴距为1100 mm时，时，g约为约为 1020 mm。

21、加宽轨距时，一般外轨不动，内轨向曲线加宽轨距时，一般外轨不动，内轨向曲线 中心移动一个距离。中心移动一个距离。 l外轨抬高或轨距加宽的递增（递减）距离外轨抬高或轨距加宽的递增（递减）距离 ： l采区的某些线路，也可在曲线起点处开始抬高和加宽，在采区的某些线路，也可在曲线起点处开始抬高和加宽，在 曲线内某点逐渐达到规定的数值，即曲线内某点逐渐达到规定的数值，即 = 0。 4 2 10)300100( R Sv hX g 3）曲线线路及相联直线线路巷道的加宽）曲线线路及相联直线线路巷道的加宽 l曲线线路巷道的加宽曲线线路巷道的加宽：车辆在直线段运行时，车身长度为：车辆在直线段运行时，车身长度为、轴

22、距为、轴距为S B、车、车 身宽度为身宽度为B的车辆进入半径为的车辆进入半径为R的曲线后，车身在巷道中所占宽度向曲线外侧的曲线后，车身在巷道中所占宽度向曲线外侧 增加了增加了1、向曲线内侧增加、向曲线内侧增加2，如图所示。，如图所示。 l 曲线线路巷道的加宽：曲线线路巷道的加宽：由于车辆在曲线处的外伸及内由于车辆在曲线处的外伸及内 伸，曲线处巷道应较直线处巷道外侧加宽伸，曲线处巷道应较直线处巷道外侧加宽1，内侧加宽，内侧加宽 2。一般情况下，。一般情况下，1不超过不超过200 mm，2不超过不超过100 mm 。 l 与曲线相联的直线巷道的加宽：与曲线相联的直线巷道的加宽：在曲线与直线线路相在

23、曲线与直线线路相 联接处，巷道加宽长度要向直线段延长，延长的范围不应联接处，巷道加宽长度要向直线段延长，延长的范围不应 小于车辆前轴至后端的长度。小于车辆前轴至后端的长度。 4）曲线与曲线的线路联接）曲线与曲线的线路联接 两个不同半径的曲线同向两个不同半径的曲线同向 联接联接。 同向的两个不同半径的曲线同向的两个不同半径的曲线 之间可以直接联接成两圆之间可以直接联接成两圆 弧曲线互切，如图所示，弧曲线互切，如图所示， 使两圆心及两弧曲线交点使两圆心及两弧曲线交点 三者在一条直线上。半径三者在一条直线上。半径 小的曲线的外轨抬高和轨小的曲线的外轨抬高和轨 距加宽可在半径大的曲线距加宽可在半径大的

24、曲线 上逐步进行。上逐步进行。 异向曲线的联接异向曲线的联接。 l异向曲线联接时，线路的异向曲线联接时，线路的 外轨转为内轨，内轨转为外轨转为内轨，内轨转为 外轨，如图所示。为了使外轨，如图所示。为了使 车辆在运行过程中，不同车辆在运行过程中，不同 时受两根轨道外轨抬高的时受两根轨道外轨抬高的 影响，在两异向曲线间应影响，在两异向曲线间应 接一段缓和直线接一段缓和直线，并使，并使 =2+B。 l在在线路平行移动线路平行移动时，要遇时，要遇 到两段异向曲线联接。如到两段异向曲线联接。如 图所示，通常是已知平移图所示，通常是已知平移 距离距离，选定曲线半径，选定曲线半径 。为了使。为了使=2+B，

25、应，应 确定合理的线路转角确定合理的线路转角。 l在采区的线路中，常不需在采区的线路中，常不需 上述严格的计算，而是直上述严格的计算，而是直 接选取习惯用的值，如接选取习惯用的值，如= 30 、45或或60，使所，使所 设计的缓和直线设计的缓和直线CS B即可即可 。 l联接系统长度联接系统长度L Y： cossin2CRLY 2. 双轨曲线线路双轨曲线线路 （1）双轨曲线线路中心距的加宽）双轨曲线线路中心距的加宽。 车辆在双轨曲线线路运行时，在外侧线路运行的车辆车辆在双轨曲线线路运行时，在外侧线路运行的车辆 内侧及内侧线路运行的车辆外侧，同样分别要产生内伸及内侧及内侧线路运行的车辆外侧，同样

26、分别要产生内伸及 外伸。因此，两车辆的安全间隙应增加宽度外伸。因此，两车辆的安全间隙应增加宽度S。 为了设计方便，对于机车运输，安全间隙可增加为了设计方便，对于机车运输，安全间隙可增加 300mm。采用。采用1t矿车、串车或无极绳运输时，可适当取矿车、串车或无极绳运输时，可适当取 小一些，一般取小一些，一般取200 mm。增加了安全间隙后的曲线线路。增加了安全间隙后的曲线线路 ，其线路中心距，其线路中心距 如下：如下： 线路中心距线路中心距 （2）双轨曲线线路与直线线路的联接）双轨曲线线路与直线线路的联接 l双轨曲线线路与直线线路联接处，线路中心距加宽应在直双轨曲线线路与直线线路联接处，线路中

27、心距加宽应在直 线段范围内进行。设计时一般内侧直线不动，将线段范围内进行。设计时一般内侧直线不动，将l0范围内范围内 的外侧直线段逐步加宽，并用一直线段与曲线相联。这种的外侧直线段逐步加宽，并用一直线段与曲线相联。这种 方法称为移动外侧线路法。方法称为移动外侧线路法。 l对于机车运输对于机车运输l0可取可取5 m， l1t矿车运输矿车运输l0可取可取22.5 m， l3 t矿车运输矿车运输 l0取取35 m。 三、轨道线路联接计算三、轨道线路联接计算 （一）线路的平面联接（一）线路的平面联接 1.单开道岔非平行线路联接单开道岔非平行线路联接 特点：特点：用单开道岔和一段曲线线路与岔线直线线路相

28、联接，用单开道岔和一段曲线线路与岔线直线线路相联接， 主线与岔线线路的夹角，即线路转角主线与岔线线路的夹角，即线路转角。 设计中取消了缓和线，使道岔岔线与弯道曲线直接相设计中取消了缓和线，使道岔岔线与弯道曲线直接相 接。曲线处的外轨抬高与轨距加宽，在曲线本身开始并接。曲线处的外轨抬高与轨距加宽，在曲线本身开始并 逐步达到预定的数值。逐步达到预定的数值。 为了计算各参数，应先选出道岔，查出道岔的a、b、 值，并确定R、 值。 m、n值表示联接点的轮廓尺寸，它是连接计算的主要参数，以其计算线 路总平面布置尺寸，对施工也比较方便。 2 tan RT sin sin )(Tbam sinbd cosR

29、dM cosRMH sin H n sincosRbaf 联接点各参数计算如下： 2. 单开道岔平行线路联接单开道岔平行线路联接 特点特点：用单开道岔和一段曲线把双轨线路和单轨线路联接：用单开道岔和一段曲线把双轨线路和单轨线路联接 起来，在线路由单轨线路变为双轨线路时使用。起来，在线路由单轨线路变为双轨线路时使用。 已知道岔参数已知道岔参数a、b、，曲线半径，曲线半径R及线路中心距及线路中心距 S1， 确定下列主要数据。确定下列主要数据。 cotSB cosSm sin S m 2 tan RT TBaLK)(TbmC 三、对称道岔平行线路联接三、对称道岔平行线路联接 特点：特点：同上述相同，

30、只是用对称道岔代替单开道岔。设计同上述相同，只是用对称道岔代替单开道岔。设计 时，已知道岔参数时，已知道岔参数a、b、 ，曲线半径，曲线半径R及线路中及线路中 心距心距S1，然后计算其他尺寸。（标准对称道岔只有，然后计算其他尺寸。（标准对称道岔只有 2号、号、3号道岔，因为岔角较大，联接长度号道岔，因为岔角较大，联接长度L较单开较单开 道岔小。同时要注意，对称道岔道岔小。同时要注意，对称道岔b值为其岔线的投值为其岔线的投 影长度，道岔岔线长度实际值，应进行换算。）影长度，道岔岔线长度实际值，应进行换算。） 已知道岔参数已知道岔参数a、b、，曲线半径，曲线半径R及线路中心距及线路中心距S1， 需

31、确定需确定C及及L C值。值。 2 cot 2 S B 4 tan RT 2 cos 2 S m 2 sin 2 S m Tmn 2 cos 1 b b TbmC 1 TBaLC 4. 分岔平移线路联接分岔平移线路联接 l这种线路联接与没有道岔的线路相似，不过多敷设了一个这种线路联接与没有道岔的线路相似，不过多敷设了一个 道岔，在上山采区下部车场中广泛应用，如图所示。道岔，在上山采区下部车场中广泛应用，如图所示。 （二）、纵面线路的竖曲线联接和坡度（二）、纵面线路的竖曲线联接和坡度 （一）竖曲线的概念（一）竖曲线的概念 在平面线路与斜面线路在平面线路与斜面线路 相交处或两个斜面线路相交相交处或

32、两个斜面线路相交 处，应设置竖直面上的曲线处，应设置竖直面上的曲线 即竖曲线。即竖曲线。 竖曲线可分为竖曲线可分为“凸凸”及及“凹凹” 两种形式。两种形式。 设计时，已知设计时，已知 ，竖曲线半径，竖曲线半径R 由设计选定。竖曲由设计选定。竖曲 线切线线切线T及圆弧长及圆弧长 度度KP由公式计算，由公式计算， 同平面曲线。同平面曲线。 （二）竖曲线半径确定（二）竖曲线半径确定 设计中，最小竖曲线半径应为车轴轴距的设计中，最小竖曲线半径应为车轴轴距的1213倍，竖倍，竖 曲线均取稍大于上述计算值，并调整为整数值。曲线均取稍大于上述计算值，并调整为整数值。 一般一般1t矿车时，矿车时，R1可取可取

33、9m、12m、15m、，、，3t矿车可取矿车可取 12m、15m、20m。 R1过大，线路布置不紧凑，增加工程量；摘挂钩点位置过大，线路布置不紧凑，增加工程量；摘挂钩点位置 后移，增长提车时间。后移，增长提车时间。R1过小，出现矿车变位过快，易使过小，出现矿车变位过快，易使 相邻车相挤撞，造成矿车在竖曲线处车轮悬空而掉道，另相邻车相挤撞，造成矿车在竖曲线处车轮悬空而掉道，另 外运送长材料也不方便。外运送长材料也不方便。 四、线路坡度四、线路坡度 （一）线路坡度的概念（一）线路坡度的概念 线路两点之间的高差与其水平距离的比值的千分值称线路两点之间的高差与其水平距离的比值的千分值称 线路坡度。线路

34、坡度。 l线路坡度线路坡度 l当线路坡度很小时，当线路坡度很小时， cos1，线路坡度，线路坡度 %100 cos tan L h i %100 L h i （二）矿车阻力系数（二）矿车阻力系数 1.矿车基本阻力系数矿车基本阻力系数 矿车在平直线路上运行时的阻力为车的基本阻力。矿矿车在平直线路上运行时的阻力为车的基本阻力。矿 车基本阻力系数决定于矿车轴承类型、矿车自重、载重及车基本阻力系数决定于矿车轴承类型、矿车自重、载重及 轨道表面状态等因素，以轨道表面状态等因素，以表示。表示。 由于矿车的新旧程度、铺轨质量、线路维护、线路结由于矿车的新旧程度、铺轨质量、线路维护、线路结 构、矿井温度与湿度

35、等因素影响，构、矿井温度与湿度等因素影响， 经常发生变化。经常发生变化。 选选 用时可根据具体情况进行调整，最好经过实测确定。用时可根据具体情况进行调整，最好经过实测确定。 矿车的阻力系数 2.矿车的附加阻力系数矿车的附加阻力系数 弯道附加阻阻力系数：矿车在弯道中运行时，除具有基弯道附加阻阻力系数：矿车在弯道中运行时，除具有基 本阻力系数外，还需附加一个弯道附加阻力系数本阻力系数外，还需附加一个弯道附加阻力系数f ， f 与弯道半径与弯道半径R有关，弯道半径有关，弯道半径R愈小，愈小， f愈大。矿车在弯愈大。矿车在弯 道上运行的阻力系数为：道上运行的阻力系数为： + f 。 道岔附加阻力系数：

36、矿车经过道岔时，阻力增加，并用道岔附加阻力系数：矿车经过道岔时，阻力增加，并用 相应的附加阻力系数表示。附加阻力系数可查阅有关相应的附加阻力系数表示。附加阻力系数可查阅有关手册手册 。 （三）线路坡度的确定（三）线路坡度的确定 1.电机车运输、串车或人力推车电机车运输、串车或人力推车 大巷采用电机车运输时：应使重列车下行和空列车上大巷采用电机车运输时：应使重列车下行和空列车上 行的阻力相等的坡度设计。还应考虑排水要求，若排水要行的阻力相等的坡度设计。还应考虑排水要求，若排水要 求更大的坡度，应满足排水需要。通常取求更大的坡度，应满足排水需要。通常取35。 平巷中采用绞车串车或人力推车时：线路坡

37、度原则上平巷中采用绞车串车或人力推车时：线路坡度原则上 也可按等阻坡考虑。通常也取也可按等阻坡考虑。通常也取35。的重车下坡坡度。的重车下坡坡度。 2.矿车自动滚行矿车自动滚行 在自动滚行中，主要是利用轨道的坡度控制速度。自在自动滚行中，主要是利用轨道的坡度控制速度。自 动滚行的速度、线路长度与线路坡度和阻力系数之间的关动滚行的速度、线路长度与线路坡度和阻力系数之间的关 系如下：系如下： 0 321 fff 则 0sinsin 2 22 QwQ gL vQv mc 因角很小，故 itansin1cos 则 gL vv wi mc 2 22 已知已知 i 时时 式中式中 加速度，加速度，m/s2

38、 由由上式可知，当上式可知，当i 时，时， 0，矿车加速运行；，矿车加速运行； 当当i 时，时， 0，矿车减速运行；，矿车减速运行； 当当 i = 时，时， =0，矿车等速运行。，矿车等速运行。 )(iga 第二节第二节 采区下部车场线路设计采区下部车场线路设计 知识点 能力点 1、采区下部车场组成和种类 2、装车站线路布置及参数的确定 3、绕道线路的位置、方向和布置 4、辅助提升线路组成与参数确定 根据方案设计的实际情况，进行采区下部车场 轨道线路设计 本课题下页上页 l采区下部车场采区下部车场是采区上山与阶段运输大巷相联结的一组巷是采区上山与阶段运输大巷相联结的一组巷 道和硐室道和硐室 的

39、总称，的总称，是采区车场中最重要的组成部分。由于与大巷线路相接，设是采区车场中最重要的组成部分。由于与大巷线路相接，设 计及施工精度比上、中部车场要求更高。计及施工精度比上、中部车场要求更高。 l采区下部车场由采区下部车场由装车站、绕道、轨道上山下部平车场和煤仓装车站、绕道、轨道上山下部平车场和煤仓等硐室组等硐室组 成。成。 l根据煤炭装车地点的不同，采区下部车场可分根据煤炭装车地点的不同，采区下部车场可分大巷装车式、石门装车大巷装车式、石门装车 式及绕道装车式式及绕道装车式等几种。等几种。根据轨道上山的绕道位置不同分为：根据轨道上山的绕道位置不同分为：顶板顶板 绕道式和底板绕道式。绕道式和底

40、板绕道式。 相关知识 本任务下页上页 大巷装车式下部车场大巷装车式下部车场 采区煤仓的煤炭直接在大巷由采区煤仓装入矿车或采区煤仓的煤炭直接在大巷由采区煤仓装入矿车或 输送输送 机，辅助运输由轨道上山通过顶板绕道或底板绕道与大机，辅助运输由轨道上山通过顶板绕道或底板绕道与大 巷联巷联 接。接。 形式形式：1、顶板绕道：适用于上山坡度大于、顶板绕道：适用于上山坡度大于120 ，顶板较，顶板较 好好 2、底板绕道：适用于上山坡度小于、底板绕道：适用于上山坡度小于120 ，底板较，底板较 好。好。 特点：特点：调车方便，线路布置紧凑，工程量少；但巷道维调车方便，线路布置紧凑，工程量少；但巷道维 护量护

41、量 大，影响大巷通过能力。大，影响大巷通过能力。 大巷装车式下部车场 1运输上山；2轨道上山；3采区煤仓； 4大巷；5人行道；6材料车场；7绕道 石门装车式下部车场石门装车式下部车场 煤层群联合布置的采区，通煤层群联合布置的采区，通 常具有较长的采区石门。在布置常具有较长的采区石门。在布置 下部车场时，在下部采区石门内下部车场时，在下部采区石门内 布置装车站，利用绕道将轨道上布置装车站，利用绕道将轨道上 山同采区石门相联接。山同采区石门相联接。 特点特点：车场工程量较小，调车方：车场工程量较小，调车方 便，通过能力大，装车站便，通过能力大，装车站 和轨道上山下部车场远离和轨道上山下部车场远离

42、运输大巷，不影响大巷的运输大巷，不影响大巷的 正常运输。正常运输。 1运输上山；2轨道上山； 3采区煤仓；4大巷；5人行道； 6材料车场；7绕道；8采区石门 绕道装车式下部车场绕道装车式下部车场 l 在运输大巷的一侧，开掘与大巷平行的绕道作为采区下部装车在运输大巷的一侧，开掘与大巷平行的绕道作为采区下部装车 l站，运输上山通过煤仓与绕道联系。在大巷另一侧布置材料车场甩车站，运输上山通过煤仓与绕道联系。在大巷另一侧布置材料车场甩车 l道和绕道，轨道上山则通过材料车场甩车道和绕道与大巷相联。道和绕道，轨道上山则通过材料车场甩车道和绕道与大巷相联。 l特点：装煤对大巷的运输能力没有影响。但工程量大，

43、调车时间较长特点：装煤对大巷的运输能力没有影响。但工程量大，调车时间较长 。 l适用：采区石门短，不宜布置装车站或者产量高的大型矿井的采区。适用：采区石门短，不宜布置装车站或者产量高的大型矿井的采区。 1运输上山； 2轨道上山； 3采区煤仓； 4大巷； 5人行道； 6材料车场； 7绕道； 8采区石门； 9绕道装车站储 车线 一、大巷装车式下部车场一、大巷装车式下部车场 （一）（一） 装车站线路设计装车站线路设计 装车站线路设计与装车站调车方法有关。调车方法可装车站线路设计与装车站调车方法有关。调车方法可 分为调度绞车调车和矿车自动滚行调车和推车机调车。分为调度绞车调车和矿车自动滚行调车和推车机

44、调车。 1. 调度绞车调车时的装车站线路调度绞车调车时的装车站线路 （1）线路布置及调 车方法 线路布置 本任务下页上页 l机车牵引空列车由井底车场驶来，进入装车站的空车储机车牵引空列车由井底车场驶来，进入装车站的空车储 车线车线4，机车，机车1摘钩，单独进入重车储车线摘钩，单独进入重车储车线5（不过煤仓（不过煤仓3 ），把已装满的重列车拉出，经装车点渡线道岔），把已装满的重列车拉出，经装车点渡线道岔6，驶向，驶向 井底车场。井底车场。 调车方法 本任务下页上页 l空列车采用绞车牵引整列车不摘钩装煤。调度绞车空列车采用绞车牵引整列车不摘钩装煤。调度绞车2一般一般 设在装车点煤仓同侧，钢绳通过滑

45、轮装置进行牵引，由一设在装车点煤仓同侧，钢绳通过滑轮装置进行牵引，由一 名装车工人进行操作。列车装完煤后，机车把重列车拉出名装车工人进行操作。列车装完煤后，机车把重列车拉出 时，应将牵引钢绳一起拉出。当列车尾部通过渡线道岔时，应将牵引钢绳一起拉出。当列车尾部通过渡线道岔6 后，应立即在不停车的情况下快速摘下钢丝绳钩头，并将后，应立即在不停车的情况下快速摘下钢丝绳钩头，并将 其挂在空列车上。其挂在空列车上。 本任务下页上页 （2）装车站线路参数的确定）装车站线路参数的确定 装车站线路总长度装车站线路总长度D 通过式：通过式： LD = 2LH + 3LX + L1 式中式中 D线路总长度，线路总

46、长度，m； H空、重车线长度，各不小于空、重车线长度，各不小于1.25列车长度，列车长度，m； LX 渡线道岔线路联接点长度，渡线道岔线路联接点长度，m； 1机车加半个矿车长度，机车加半个矿车长度，m。 本任务下页上页 尽头式：尽头式： LD = 2LH + LK + L1 式中：式中：LH空、重车线长度，各不小于空、重车线长度，各不小于1.25列车长度，列车长度，m； LX渡线道岔线路联接点长度，渡线道岔线路联接点长度，m； LK单开道岔线路联接点长度，单开道岔线路联接点长度，m； L1机车加半个矿车长度，机车加半个矿车长度，m。 为了车辆运行安全及操作方便，在装车站附近的巷道内，应根据为了

47、车辆运行安全及操作方便，在装车站附近的巷道内，应根据 安全规程安全规程规定，在装车点两侧规定，在装车点两侧5m范围内，加宽线路的中心距。范围内，加宽线路的中心距。 装车站线路坡度与大巷坡度一致。装车站线路坡度与大巷坡度一致。 本任务下页上页 2、自动滚行调车时装车站线路、自动滚行调车时装车站线路 （1）调车方法）调车方法 l由井底车场驶来的列车经通过线由井底车场驶来的列车经通过线1、渡线道岔、渡线道岔7，至调车，至调车 线线8停车，机车反向顶推空车入空车储车线停车，机车反向顶推空车入空车储车线4，机车摘钩，机车摘钩 ，由通过线返回，过渡线道岔，由通过线返回，过渡线道岔6，到重车储车线，到重车储

48、车线5拉出重拉出重 车驶向井车驶向井 底车场。底车场。 l自动滚行方自动滚行方 向应朝向井向应朝向井 底车场方向。底车场方向。 本任务下页上页 （2）装车站线路参数）装车站线路参数 调车线长度调车线长度Ld，包括机车在内应为，包括机车在内应为1列车长，线路坡度列车长，线路坡度 i与大巷相同。与大巷相同。 空车存车线分为两段：空车存车线分为两段：LH1段长度为段长度为0.5列车长，为上坡列车长，为上坡 段线路，线路坡度段线路，线路坡度i1,一般可取一般可取1823；LH2段长度为段长度为1 列车长，列车长，i2为空列车自动行的坡度，一般可取为空列车自动行的坡度，一般可取911。 本任务下页上页

49、装车点中心线至阻车器的距离装车点中心线至阻车器的距离l1，如下图所示。为避免，如下图所示。为避免 列车对阻车器冲撞，此段坡度取列车对阻车器冲撞，此段坡度取i = 0（平坡）。（平坡）。 本任务下页上页 重车存车线分为两段：重车存车线分为两段：LH3及及LH4。LH3线段长度为线段长度为1列列 车长，车长，i3为重列车自动滚行的坡度，一般取为重列车自动滚行的坡度，一般取79。LH4 不宜超过不宜超过0.5列车长，列车长，i4为重列车上坡段坡度，用它来补偿为重列车上坡段坡度，用它来补偿 高差，并防止列车冲过储车线终点。考虑机车需在此牵引高差，并防止列车冲过储车线终点。考虑机车需在此牵引 重列车，一

50、般不超过重列车，一般不超过5。 本任务下页上页 装车站线路总长为装车站线路总长为LD： LD = Ld + 2LX + LH1 + LH2 + LH3 + LH4 + l1 储车线各段长度和坡度，应结合使用经验，经过线储车线各段长度和坡度，应结合使用经验，经过线 路坡度闭合计算，才能确定。路坡度闭合计算，才能确定。 本任务下页上页 （二）绕道线路设计（二）绕道线路设计 主要运输大巷与轨道下山下部平车场相连接的水平巷道称为采区下部主要运输大巷与轨道下山下部平车场相连接的水平巷道称为采区下部 车场的绕道。车场的绕道。 1、绕道位置及与装车站线路的关系、绕道位置及与装车站线路的关系 （1）顶板绕道：

51、）顶板绕道： 当上山倾角为当上山倾角为200250，上山不需要变，上山不需要变 坡，直接设竖曲线落平，进入坡，直接设竖曲线落平，进入 绕道；绕道； 当轨道上山沿煤层布置，且倾角大于当轨道上山沿煤层布置，且倾角大于250时，为防止矿车变位太快，运时，为防止矿车变位太快，运 行不可靠，在接近下部车场处，可使上山抬行不可靠，在接近下部车场处，可使上山抬角，使起坡角角，使起坡角1达到达到 250左右；左右； 如上山倾角较小，可以下扎如上山倾角较小，可以下扎角，使起坡角达角，使起坡角达250左右，以减少工程左右，以减少工程 量。（量。（图图） 本任务下页上页 顶 板 绕 道 本任务下页上页 （2）底板绕

52、道：）底板绕道： 它适用在煤层倾角小于它适用在煤层倾角小于100左右。轨道上山提前下扎，左右。轨道上山提前下扎， 使绕道位于大巷底板。为减少上山在岩石中开掘的长度，使绕道位于大巷底板。为减少上山在岩石中开掘的长度， 在不影响巷道维护的条件下，绕道应尽量与大巷靠近。在不影响巷道维护的条件下，绕道应尽量与大巷靠近。 本任务下页上页 l采用顶板绕道时，为了不影响上山的运输，绕道线路应与采用顶板绕道时，为了不影响上山的运输，绕道线路应与 装车站下帮一侧的通过线相联接，装车站储车线，煤仓放装车站下帮一侧的通过线相联接，装车站储车线，煤仓放 煤口应设在大巷上帮一侧。煤口应设在大巷上帮一侧。 l采用底板绕道

53、时，储车线、煤仓放煤口与通过线的相对位采用底板绕道时，储车线、煤仓放煤口与通过线的相对位 置与上述相反。装车站中各渡线道岔的方向也恰好相反，置与上述相反。装车站中各渡线道岔的方向也恰好相反， 本任务下页上页 2. 绕道方向绕道方向 l设计中一般采用绕道朝井底车场方向布置。设计中一般采用绕道朝井底车场方向布置。 3. 绕道线路布置绕道线路布置 l绕道内线路布置方式按照绕道线路与大巷线路的相互位置绕道内线路布置方式按照绕道线路与大巷线路的相互位置 关系可分为立式、卧式及斜式等几种。关系可分为立式、卧式及斜式等几种。 本任务下页上页 例一：顶板绕道线路布置 设绕道交叉点道岔始端至煤仓中心线的距离X

54、SKPHG LmRCLCKLR S X)( 2 1 1 本任务下页上页 设低道起 坡点C至 大巷通过 线的垂直 距离y： D hh Ty sin cos 21 本任务下页上页 D T e h h y sin cos 21D Te hh y sin cos 21 l通过线与轨道上山下部平车场储车线内侧线路之距离通过线与轨道上山下部平车场储车线内侧线路之距离S： S = y + C 1+ R 本任务下页上页 底板绕道卧式布置时，底板绕道卧式布置时，X和和Y值按下式计算：值按下式计算： LmnCTTCLCKLR S X KPHG cos)()( 2 21 1 例二：底板绕道线路布置 本任务下页上页

55、nT S C sin 3 1 CRSy 本任务下页上页 （三）辅助提升车场线路设计（三）辅助提升车场线路设计 轨道上山下部车场一般采用双轨线路。根据车场内调车轨道上山下部车场一般采用双轨线路。根据车场内调车 方式不同，储车线线路可分为普通坡度（流水坡度）及自动方式不同，储车线线路可分为普通坡度（流水坡度）及自动 滚行坡度两种，一般多采用自动滚行坡度，即高低道线路。滚行坡度两种，一般多采用自动滚行坡度，即高低道线路。 本任务下页上页 本任务下页上页 本任务下页上页 本任务下页上页 本任务下页上页 本任务下页上页 本任务下页上页 本任务下页上页 （3）高低道线路的有关参数）高低道线路的有关参数 高

56、低道起坡点的合理位置高低道起坡点的合理位置：为操作方便，高道起坡点最为操作方便，高道起坡点最 好适当超前低道起坡点，超前的水平距离好适当超前低道起坡点，超前的水平距离L2。 一般一般L21.52.0m。 本任务下页上页 高低道的最大高低差高低道的最大高低差H：即两起坡点的垂直高差即两起坡点的垂直高差 H = LHGiG + LHDiD 式中：式中：LHG、LHD高、低道储车线长度。高、低道储车线长度。 为便于施工及保证为便于施工及保证 工作安全，工作安全，最大高低最大高低 差一般不超过差一般不超过1.0m。 本任务下页上页 高低道线路中心距：高低道线路中心距：高低道线路中心距与最大高低差的大高

57、低道线路中心距与最大高低差的大 小有关。高低差较大时，高道要砌筑台阶，从线路铺设安小有关。高低差较大时，高道要砌筑台阶，从线路铺设安 全、方便考虑，线路中心距也应适当增大。高低道线路中全、方便考虑，线路中心距也应适当增大。高低道线路中 心距也与人行道的心距也与人行道的 位置有关。一般采位置有关。一般采 用中间人行道，便用中间人行道，便 于把钩人员操作。于把钩人员操作。 本任务下页上页 3、数曲线参数及相对位置的确定、数曲线参数及相对位置的确定 （1）竖曲线参数：）竖曲线参数：其参数包括高低道竖曲线半径其参数包括高低道竖曲线半径RG和和RD， 高低道竖曲线线路转角高低道竖曲线线路转角G和和D。根

58、据这些参数可计。根据这些参数可计 算出高低道竖曲线弧长算出高低道竖曲线弧长KPG和和KPD以及高低道竖曲线切以及高低道竖曲线切 线线TG和和TD。竖曲线参数还包括高低道竖曲线两端点高。竖曲线参数还包括高低道竖曲线两端点高 差差hG和和hD，高低道竖曲线水平投影长度，高低道竖曲线水平投影长度LG和和LD。 本任务下页上页 竖曲线半径：竖曲线半径：一般取一般取9m、12m、15m、20m。RG及及RD可可 取同一值，当最大高低差较大和取同一值，当最大高低差较大和较小时，高低道起坡点较小时，高低道起坡点 C及及C相距较远，为此应将相距较远，为此应将RG取大一些，以便使取大一些，以便使C及及C靠靠 近

59、。近。 本任务下页上页 竖曲线线路转角竖曲线线路转角 G = rG ， D = +rD 当高低道最大高低差当高低道最大高低差 较大时，可以不改变竖曲较大时，可以不改变竖曲 线半径，而使高道或低道线半径，而使高道或低道 经两次变坡，使起坡点经两次变坡，使起坡点 C及及C距离较近。距离较近。 本任务下页上页 高低道均经二次变坡，使起坡点高低道均经二次变坡，使起坡点C及及C距离较近。高距离较近。高 低道线路均经二次变坡时，使平面斜面交线甩车线上抬，低道线路均经二次变坡时，使平面斜面交线甩车线上抬， 提车线下扎，但上抬角及下扎角一般不超过提车线下扎，但上抬角及下扎角一般不超过50。 本任务下页上页 高

60、低道竖曲线两端点高差高低道竖曲线两端点高差 hG = RG（cos rGcos） hD = RD（cosrDcos） 本任务下页上页 高低道竖曲线水平段投影长度高低道竖曲线水平段投影长度 lG = RG（sinsin rG） lD = RD（sinsin rD） 本任务下页上页 （2）高低道竖曲线相对位置的确定）高低道竖曲线相对位置的确定 高低道竖曲高低道竖曲 线相对位置用高线相对位置用高 低道上端点的斜低道上端点的斜 距距L1及高低道起及高低道起 坡点的水平距离坡点的水平距离 L2表示表示 GD DG LLLL Hhh L cos sin 12 1 本任务下页上页 二、石门装车式下部车场二、