煤矿采区车场设计手册

煤矿采区车场设计手册

采区上（下）山和区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道和碉室称为采区车场。采区车

场按地点分为上部车场、中部车场和下部车场。采区车场施工设计，最主要的是车场内轨道

线路设计。轨道设计必须与采区运输方式和生产能力相适应;必须保证采区调车方便、可靠；

操作简单、安全；作效率和尽可能减少车场的开掘及维护工作量。

采区车场线路是由甩车场（或平车场）线路、装车站和绕道线路所组成。在设计线路时，

首先进行线路总布置，绘出草图，然后计算各线段和各联接点的尺寸，最后计算线路布置的

总尺寸，作出线路布置的平、剖面图。

1采区车场设计依据与要求

1.1采区车场设计依据

1.1.1地质资料

采区车场设计需要的地质资料依据有：

（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）采区上部乍场附近的煤层露头、风氧化带、防水煤岩柱及相邻煤矿巷道开采边界等

资料。

1.1.2设计资料

进行采区车场设计需要的设计资料有：

（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）山提升仟务，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）山人员运送方式从设备主要技术参数。

（8）井底车场布置图及卸载站调车方式。

1.2采区车场设计要求

采区车场设计的要求主要有以下内容：

（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。

2采区上部车场线路设计

2.1采区上部车场概述

2.1.1采区上部车场形式

采区上部车场基本形式有平车场、甩车场和转盘车场三类。上部平车场又分为顺向平车

场和逆向平车场。本节主要介绍上部平车场，其基本形式见表8—1。

表8-1采区上部平车场基本形式

项目顺向平车场逆向平车场

1一总回风巷；2一轨道上山；3一运输上山；4一绞车房：5一阻车器；6一回风巷:

图注

长一变坡点

车辆运输顺当：调在方便：回风巷短：摘挂钩操作方便安全：车辆需反向运行：时间长：

优缺点

通过能力较大：车场巷道断面大运输能力较小

绞车房位置选择受到限制时或绞车房距煤层群联合布置的采区，具有采区回风石门与煤层

适用条件总回风巷较近时采月小阶段平巷相连时采用：运，俞量小：可用小于8。的

甩车场代替

采区上部平车场多用于采区上部是采空区或为松软的风化带，或在煤层群联合布置时，

回风石门较长，为便于与回风石门联系时亦可采用。若轨道上山位于煤层时中，为减少岩石

工程量，可采用甩车场，甩车场的线路设计见8.3节采区中部车场设计。

2.1.2采区上部车场线路布置和线路坡度

（1）上部车场线路布置

①采区上部车场的线路布置可采取单道变坡方式。当采区生产能力大，采区上山作主提

升、下山采区的上部车场和接力车场的第二车场运输量大，车辆来往频繁时，也可采取双道

变坡的线路布置方式。

②采区上部平车场曲线半径和道岔应按表8-2的规定选择。

表8-2上部车场曲线半径和道岔选择

名称非综采采区综采采区

曲线半径平曲线6~12

12-2()

/m竖曲线9~15

道岔根据提升量大小选用4号或5号道岔

酶区上部甩车场曲线半径和道岔可参照中部车场选择。

④存车线有效长度。采区上部车场进、出车采用小型电机车牵引时存车线为1列车长;

其他牵引方式为2钩串车长。下山采区上部车场为1列车长加5m；年生产能力在（）.9Mt及

以上的综采采区上部车场为1.5列车长。

（2）上部平车场线路坡度

①上部平车场线路坡度确定。单道变坡和不设高低道的双道变坡轨道坡度应以3〜5%向

绞车房方向下坡；上山采区上部车场水沟坡度以3〜4%向上山方向下坡；下山采区上部车场

以3〜5%。向运输大巷方向下坡。

②设高低道的双道变坡轨道坡度。高道坡度为9〜11%»；低道坡度为7%）；高、低道最

大高差不宜大干0.6m。

2.2上部车场线路计算

单道变坡采区上部平车场的线路尺寸见表8-3,双道变坡平车场的参数与表8-3基本

相同，若设高低道，可根据有关规定结合具体设计条件进行设计。

T

0.003-0.005

剖□­=K

水沟0.003~0.004占

面I-----之

LAK

7

/一平曲线起点至绞车房外壁距离，m；A一过卷距离，m；

B一一钩串车长，m；T一竖曲线切线长，m：

R〃一竖曲线半径，m；心一半曲线半径，m：

图以一单开道岔平行线路连接长，m：K一变坡点；

注〃"一单开道岔单轨垂直线路连接尺寸，m：用一上山角度，（。）:

，心一单开道岔双轨垂直线路连接尺寸，m；d'一变坡点至阻车器挡面间距，m；

S一双轨轨道中心距，m：〃《一变波点到采区绞车房外壁距离，m：

4一反向曲线之间插入的直线段，m

A'10~30m10~3()m

A5m5m5~10m5-10m

B一钩串车长一钩串车长一钩串车长一钩串车长

TRs【an0.56Rsian0.5/^Rstan0.5/7

母非综采采区6~12m,综采采区12~20m

Rs非综采采区9~15m,综采采区12~20m

LK。+Scot%+Rian0.5%

d，1.5-2.)m

a+ftcosa,-/?,~Rf.land5al

a90°-a

L

m2a[+[b,+a^+Scota,+Rf,tan=+d+(&+S)tan------Jcosa,

1

LAKd^B+A+A'd^LK+B+A+Ant:+R+A加2+8+A

T=Qtan0.5夕=12000xtan20°/2=2116

L=A+B+a+b+d+T

=5000+5000+1648+1851+2000+2116

=15615

(2)绕道各段长度

C1W斜长取绕道转角6等于道岔角。

E=L/si*=18(XX)/sin2800420"=38251

②单开道岔平行线路联接尺寸

Lk=a+Scot«+Rima/2

=1500+1200xa)tl70+9000xtanl70/2

=6386

③存车线长度按2钩车长取U=10000

麟&入线段c的长度

,

c=L/-(2b+2Lk+Lh)

=38251-(2x1851+2x6386+10000)=11777

（3）回风石门各段长度。

①平后面交纹至轨道巷执中水平距离

/=(加+”1附敏+1150

=(10000+2510)/sin20°=27727

②回风石门插入线长度

n=bsinw+Rcosa=1851xsin28°04'20"+6000xcos280(M'2()”

=6165

h=l+T+d+b—\Llcol3+a+n)

=3777+2116+2000+1851-(18000xcot28004,20r,+1648+6165)

2131

h=L2~3n—a—h=500X)-3x6165—1648~2131=33891

根据计算结果绘制平车场平、剖面图，如图2所示。

图2逆向平车场线路设计图

3采区中部车场线路设计

3.1采区中部车场形式

3.1.1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8—4o

3.12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:

①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。

②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。

③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8—5。

3.2甩车场设计主要参数的选择

3.2.1甩车场提升牵引长度角

甩车场的提升牵引角＜p（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4所示）不应大于20。，以10~15。为宜。可采月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5或双道变坡二次回转层面角（如+8）不大于30。。

（3）双道变坡方式的用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。

3.2.2道岔

甩车场的道岔型号可按表8-6选择。

3.23平、竖曲线

（1）平曲线半径即取决于轨距、矿车轴距及行车速度。

（2）竖曲线半径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

表8—5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

1一甩车道岔：提升牵引角，交岔围岩条件好，提升

次-ei2一分车道岔；点巷道断面小，易于量小的采区车场

\1⑷)

回R〃一斜面曲线半径；维护；空重倒车时间

转a/一斜面一次同转角长，推车劳动强度大；

单回方（甩车道岔角）；动量小

道转式w斜面转角（分不道

起方岔角）;交岔点短，工程量围岩条件差，提升

坡式次-Q1丫一斜面转角：小，易于维护：提升量小的采区车场

回K一起坡点（落半点）：牵引角大，不利于操

转4一竖曲线起点；车，调车时间长，推

方R网一平曲线半径：车劳动量大

式R合一平曲线半径；

分斗三道此一高道起坡点（高道提升牵引角小，钢围岩条件好，提升

1

落平点）：

工”可内(a,)丝绳磨损小，提升能量大的采区车场

13?

分彳阕«2)桁）一低道起坡点（低道力大；交岔点长、断

落平点）；

双面?电路面大

（回AG—高道竖曲线起点；

道Ki

起转）7式助一低道竖曲线起点；

坡3一二次回转角：提升牵引角小，钢围岩条件好，提升

--Q\

分次丝绳磨损小，操车方量大的采区车场，是

道车回便，斜面纥路短，有目前广泛采用的道

岔道转阻利于减少提升时间：岔布置形式之一

1盆方交岔点长，对开凿维

道向式护不利

岔外r-«l提升能力大，交岔围岩条件差，提升

系分次(«/)1点短，空间大，便于量大的采区车场，是

统岔回操作，提升牵引角较目前广泛采用的道

斜转小岔布置形式之一

面方

式

-«1提升牵引角小，线围岩条件好，提升

斜面线(«；)路布置紧凑，提升时量大的采区车场，由

路先变间短；交岔点断面大，于交岔点及落平段

%

平后转施工维护不利断面太大，很少采用

弯方式

表8-6甩车场道岔选择

道在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

长，延长提升时间；若取值过小，会使矿年在联接处乍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8—7。

表8—7平竖曲线的选择

平曲线半径/m竖曲线半径/m

调车方式

6(X)轨距90()轨距矿车类型半径

机械调车9、12、15、2012、15、20I.Ot、L5l矿车9、12、15、20

人力推车6、9、12、159、12、153.01矿车12、15、20

324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8—8选取。

表8-8甩车场空重车线坡度

矿车类型线路形式空车线IG重车线iG

直线7-125~10

1.01、1.51矿车

曲线11~189~15

直线6-95-7

3.01矿车

曲线1()~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4"。一般空车线匕=11%。，重车线匕=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、低道的甩年场坡度，应采用3〜4%向上(卜)山方向下坡。

3.2.5甩车场的存车线

甩车场存车线有效长度可按表8-9选取。

3.2.6甩车场的高低道

（1）高、低道最大高差

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、KQ近达最大值」仇

表8-9存车线有效长度的选择

中间轨道茬牵引方式卡提升辅助提升

小型电机车1.5列车1.（）列车、0.9Mt/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

&，=也+,也（8—1）

式中1G局、低道坡度，%o;

LZG、LZD——高、低道存车线有效K度，山。

在采区中部甩车场设计中，一般为0.5m左右,设计规范规定最大高差不大于0.8mo

（2）高、低道竖曲线起点错距心

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心。一般为1.5m左右，设计规

范规定最大错距不应大于2.0m。

在甩车场高、低道竖曲线设计应采取以下两种方法实现--点起坡（落平）的要求：

①以自然高差川?作为高低道的最大高差3】=/〃），高低道竖曲线采用相同半径（RG=

&＞）。该方法适于存车线长度小，高低道高差要求不大的甩车场。

②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

几=7；+（A”-M）cot伙（8—2）

二次回转方式

7^=7；＞+（AH-A/z2）cot/72（8-3）

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0.5m以卜时，用高道竖曲线大半径的方法，使高低道竖曲线起坡点错距上达

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8—10选取。

表8—10高、低道线路中心距

矿车类型600轨距900轨距

1.01矿车1900

2200

1.51矿车2100

33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3（67）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。。点以下为平面.上的线路。A点到。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，甩下场线路系统是一个“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。

(«)(c)

图3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14—7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

即为道岔的辙义角呢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14一7中（2）及图3为斜面线路二次回转方式。线路系统是从道岔岔线〃段（0D）

接以斜面曲线使线路的斜面回转角由一次回转角，进一步增大到二次问转后的夕角，

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夕上起坡。

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y不宜过大，以免加大矿车提升牵引角0。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3（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（5角的水平投影角3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乍场的坡度和各

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。

单道起坡甩乍场斜面线路二次回转方式各项参数见图3（a、c）、图4及表8—11。

表8-H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

二姐面向旅,5=»rct»nCcos/?*cns/iO〃、方一道岔外形尺寸：

一次平面回转角a*=arctan(tana/cos/f)"一道岔角：

二次捌蝌角B"=arcsin(sins/?*cos<5)“一轨道上山倾角；

斜一倾斜角/?-arcsin(sins/?*cosa)V一斜面线路二次回转角的

面Rcosa+bsina-Rcosb水平投影角；

n=---------------------------

sin<!>

线线路联结点轮廓尺寸R一斜面曲线半径；

“nZxSiny

路m=a+(b+Rian—)——-品一竖曲线半径

2sin万

竖曲线在一次伪角上起坡，各

y=6-a

斜面参数计算时以夕代〃

切线T=7?tan().5y

曲线

弧长KP=nfR/180n

竖竖曲线切线T'=7?i«tanO.5/?M

曲竖曲线起终点高差h=Ri(1-cos/T)

线竖曲线水平投影r=R”in/r

竖曲线弧长Kp=nyacR/180。

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

口点:h［）=—/7oD=—h*sinQ・cosa

E点：hf=­（/2+加E）=—（//n+7^sir^*cosa）

A点：//A=—（AE+〃E-A）=—U?E+Qsin^・cosa）

C点、：hc=—（/：A+/：A-C）=—（AA+71*sir^*cosez）

计算完毕后，可绘制线距纵面变化图，即线路坡度图，如图4所示。

若已知坡坡点C的标高，也可反算出道岔岔心的标高。

3.4麒钙

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。

3.4.1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•次回转、二次回转两种形式。图5

计算LK值，LK值为单开道岔平行线路联接点长度。

LK=。升5・8以2+&0.512(8-4)

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A-G,分别为高道、低道竖曲线平面投影长度,Li为两竖曲线上端点间距（沿

斜面）；心为两竖曲线起点间距，〃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6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6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。

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。

3.4.2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。11矿车时，

存下线也可不设高低道。

（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、高低道的最人高低差以及斜面线

路布置有关，其线路布置方式见表8—12。

（2）存车线长度的确定

辅助提升时存车线的长度按表8-9来定。

（3）高、低道坡度的碓定

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乍是空车还是重车、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8—8选取。

双道起坡甩车场的空、直车线(甩、提车线)，由两个方向相反的坡度形成车场的高、低

图6双道起坡甩车场斜面线路二次回转方式

4一平面图；方一纵面线路坡度图

H=/G^hG+MhD(8-5)

式中iG、iG—高、低道坡度，%0；

LZG、LZD—高、低道存车线有效长度，m。

在采区中部甩车场设计中，•般HgO.5m。

(5)高、低道起坡点间距上

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1：作量。一般bWlOm

表8—12高、低道线路布置方式

竖曲线转角

图示邮优缺点

高道低道范围

高、低道一计算简单，易于H不

次变坡，竖施工；当，增大，P

曲线半径/一所夕'一沙大，△小时而起角小

相同，R(;=坡点间距小变的辅助

RD大，摘挂钩不便

?D

高、华I均起坡点间距小，要求H

一操作方便；高、

高道竖曲〃一再。“一沙低道竖曲线半车场采

线半径加径不同，RG=用

大,RG>RD(15-2)RD

71)

注：表中夕为上山的一次伪倾斜角，如使用二次伪斜角尸阴寸，则式中代入〃，，汽和7D分别为高道、

低道与水平面夹角。

3.43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8—13。

表8—13竖曲线参数计算

存与水平夹角y(;=arctank；yi)=arctaniD

竖曲线回转角PG=flr-yGfll)=P'~7i)

竖曲线起终点高度h(；=RG(cosy(；—/T)hn=RD(COS/D-/T)

竖曲线水平投影y<;=arctan/Gyi>=arctan/D

竖曲线切线TG=RGtanO.5〃GTi)=RDtan0.54)

竖曲线弧长KG=裁G°RG/180。Ki)=哂)。RD/180。

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夕，代替一次伪斜角。

竖曲线半径的选择见表8—7。

(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。一次回转时，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，即只要心、心值

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，用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乙、L2O

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，这就是上运的L、H两起坡点最大高低差”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，

然后解心、心值。

斜面线路一次回转时，确定心、Lr，

将提、甩车线向垂直轴投影：

&一%+乙)sin4+他="•sin0"+7\sinfi+hc+H

.(工一4+%居―/?'+〃"sin户”+生一+〃(8—6)

k~sin/7"

将提、甩车向水平面投影：

///•cos/7"coscr2'+7]•cosP'+lG+L2=(LK-a2+)cos'+Zo

L2=•cos£'+/〃~lG~(〃?•coscosa,'-rn•cosa2•cos/?')

式中：

/??•cosfT・cosa2'»!)!•cosa2•cos^')，则

(8-7)

£2=•cosp+lD-l3

上述两式中，LK、〃?、Ti、/、B〃、H等符号意义同前，a为第二道岔a段长度，如为

第二道岔角“2的水平投影角，

线路二次回转时，确定Li、上。

将提、甩车线向垂直轴投影：

m«sin。'+7\•sinfl''+hD=（L-L））sinfl''+hG+H

L=（£_.）sin/T—加•sin6'+小一%）+H（8—8）

1-sin/T

将提、甩车向水平面投影：

（L一。）•cosp''+lG+L2=m•cos/y'•cos-（•cos/y"+/D

L2=L）•coscosa2•cosp'-m•cos伙cos%'）

—

L2aLi•cosfl''+lD-lG（89）

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：所求心值，最好在1m左右。若太大,则应另取一个RG值，重要计算公式

中的心值，再计算心值。

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）来计算各种不可情况下的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。也可取心为定值，用联立方程求角心和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（8-6）或式（14—48）,求出心值；再用小RG代入式（14

—47）、或（14—49）,求出上值，此时上值—般能满足设计需要。

3.4.4平面存车线计算

求出心和心以后，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7所示。

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MD(。很小，cosl)则

tanyG=Cv_Jx)/LI)D(8—10)

tanyo=(H~x)/L^D(8—11)

式中Ax=化人解上述联立方程,即可求得AhD与X值。则高道存车线长度人为江+人

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。点闭合，高长度应取平坡，并设在闭合点。的联接处。

纵剖面各点标高计算方法与单道起坡系统相同。

3.5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。

351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600mm轨距KJ单轨线路，要求甩车场存车线设高、低道。线路布置采用“道

岔一道岔”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8所示。

图8甩车场线路设计计算草图

352设计步骤

（1）斜面线路联接系统各参数计算

①道岔选择及角度换算。由于是辅助提升，两组道均选用ZQK615412（左）道岔。岔

道参数：ai=a2=14°15\cu=a2=3340mm,勿=3=3500mm（以下非经注明，长度单位

均为mm)。

斜面线路一次回转角«/=14。15'；二次回转角力二%+幻=28°30zo

一次回转角g的水平投影角勾,为：

6'=arctan(tana//c(M)=arctan(tan14°157cos12°)=14°33'18”

二次回转角J的水平投影角"为:

,

3'=arctan(tan(«/+a2)/cos/Z)=arctan(Uin28°30'/cos12°)=29°0203"

一次伪斜角〃为：

。'=arcsin(cosa/sin^)=arcsin(cosl4。15'xsin12°)=11°3732"

二次伪斜角夕'为：

P"=arcsin(Q+Q2)siM)=诋sin(cos28°30'xsin12°)=10°31'41"

②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1800。为

简化，斜面联接点线路中心应取与S同值。斜面联接点曲线半径取9000,则

B=S・co3=1800xcotl4°15,=7088

T\=/?tan0.5«2=900()xun(0.5xl4°15')=l125

£=5+7^=7088+1125=8213

/n=S/sina2=18(X)/sin14°15'=73I3

③计算斜面非平行线路联接点各参数。

4+4,+〃2.3500+3340+7313

n=--------------sin(7)+7；sinl4°15'+1125=8426

sin©+%)sin28°30'

,f=n-T|=8426-1125=7301

（2）确定竖曲线的相对位置

①竖曲线各参数计算。

取高道平均坡度iG=11%。，?G=arctan/c=3749”；

取低道平均坡度ID=9%«,">=arctanz-o=30'56"；

取低道竖曲线半径39000；

暂定高道竖曲线半径IG=20000。

高道竖曲线各参数计算：

%=P"-7G=10°31'41--37,49,'=9053'52"

u

hG=&(cos*—co的=20(XXXcos37'49-cos10°31'41")=336

IG=&(siW'-sinyG)=20000(sin10031‘4l"-sin37'49")=3434

',

TG=RGtan().5//G=2()(XX)xuin(0.5x9°53'52)=1732

KPG=RGPG-573=20(XX)x9.9/57.3=3455

同理可求得低道各参数：

^=11°0237'\加=151、/o=1723、2=867、KPD=1734

②最大高低差/〃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•吨矿车3辆，故高、低道存车

线不于2x2x3=12mo现暂取12m,起坡点间距暂设为零，则:

/〃=12000x11%0+12000x9%o=132+108=240

暂定存车线长度及起点间距是为了计算高低差/”，该二暂定值将以计算为准。

③竖曲线相对位置的确定。

(L-7；)sin0、'-，n・sin.'+心二〃+H

1=

(8213-1125)sin10。31'41”一7313sin11。373'+336-151+240

sin10。3r41”

=1346

L2=L}•cos^"+/o-/c=1346xcos1003r41”+1723-3434=-388

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20m

(3)高、低道存车线各参数计算

①闭合点()的位置计算，如图9所示。

图9闭合点位置计算图

设低道的高差为x,则

tan/D=(x—Jx)/LAG=0.009

tanyc=(”—/x)/L/1G=0.011

式中/x=L2ID=388x9%o=3.5,解上二式得

(x-3.5)/0.009=(249-x)/0.011

x=110

LftG=(110-3.5)A).(X)9=11833

②计算存车线长度。

高道存车线长度为11833。低道存车线长度II833+3X8=12211(自动滚行段)。由于

低道处于外曲线，故低道存车线总长度为12221+/kp=14136o

③平曲线各参数计算。

平曲线内半径R内=9000

平曲线外半径R外=9000+1800=10800

平风线转角0=QCr—ZQTCS”=6CT575T'

Kp内二R内(900一&)/57.3=9000x60.97°/57.3=9576

Kp外=R外(9(『-8)/57.3