采区车场轨道线路设计课件

采區車場軌道線路設計

本章要點1.軌道線路設計基礎知識（軌道、道岔、曲線、線路施工、線路聯接點）2.采區車場軌道線路設計（采區下部、中部、上部車場）第一節軌道線路設計基礎一、軌道線路設計基本知識（一）采區軌道線路分類1、線路位置與作用（1）軌道上山（2）采區車場（3）工作面軌道平巷2、線路空間狀態（1）水準：下部車場：大巷裝車站、區段軌道平巷（2）傾斜：上山中部車場斜面線路。（二）采區車場線路設計步驟（進行采區車場施工設計,必須進行線路設計，為巷道線路施工提供準確數據。）（1）確定車場形式（2）繪製車場平面佈置草圖（3）進行線路連接點、線路參數設計計算（4）計算線路平面佈置總尺寸（5）繪製線路佈置圖1.軌道在巷道底板鋪設道床（道砟）、軌枕、鋼軌和聯結件等組成。（三）礦井軌道1）軌型：以單位長度品質表示，

/kg·m-1，（kg/m）礦井使用的軌型系列值：現採用標準軌型：

15、22、30、38、43（新設計礦井使用）原使用的軌型：

11、15、18、24（生產礦井使用）新設計礦井軌型選用要求使用地點運輸設備軌型（kg/m）運輸大巷10t，14t電機車7t，8t電機車30~38（24）22~30（18~24）上下山3t礦車1t，1.5t礦車22~30（18）15～22（11~15）區段平巷3t，礦車1.5t礦車22~30（18）15（11）2）軌距（1）軌距：單軌線路是有兩根軌道組成,兩根軌道上軌頭內緣的距離為軌距。礦用標準軌距：600mm；900mm(762mm)軌距及選用（2）軌距選用：根據礦井生產能力大小和礦井運輸方式選用。大型礦井:一般選用—900mm軌距使用3t、5t礦車

（輔運和主運）中、小型礦井:多選用—600mm軌距

使用1t、3t礦車（輔運和主運）3）軌道線路中心距：雙軌線路中心線間距S（1）直線段：S

B

，mm。式中：B—機車寬度，mm；—兩列車對開時最突出部分之間的距離，/mm，

200mm。軌道線路中心距（3）軌中心距選用：線路中心距一般取100mm為單位的整數。例：使用3t礦車，機車運輸，機車寬度1360mm，軌距900mm，直線段：S=B+

=1360+200=1560mm1560

1600曲線段：

S1=S+

S=1600+300=1900mm。礦井軌道軌中心距系列值：600mm軌距(1300、1400、1600、1700、1900）900mm軌距(1600、1800、1900、2200、2500）（2）彎曲段：S1

B

+

S

S—曲線巷道線路，由於車輛的外伸和內伸軌道中心線必須加寬機車運輸：

S=300mm

其他運輸：

S=200mm《煤礦安全規程》23條規定:

裝車點：

700mm，摘掛鉤點：

1000mm4）線路表示方法：

兩根軌道以中心線作為線路的標誌，（進行線路施工設計時。圖中採用單線表示）單軌線路—單線（細實線）；雙軌線路

—雙線（細實線）。

2.道岔道岔：使車輛由一線路轉運到另一線路的裝置煤礦常用道岔（新的標準：MT/T2--95）（1）單開ZDK（2）對稱ZDC（3）渡線ZDX

（增加Z代表窄軌道岔）標準道岔共有七個系列600軌距：615、622、630、643、900軌距：915、930、938

1）單開道岔基本結構道岔特徵：道岔是一個剛性整體裝置

1—尖軌；2—轍叉；3—轉轍器；4—曲軌；5—護輪軌；6—基本軌。2）道岔類別及參數

（1）ZDK--單開道岔線上路圖中，道岔以單線表示。道岔主線與岔線用粗實線繪出

主要參數：a、b—外形尺寸，

—轍叉角。（M：2、3、

4、5、6）（2）ZDC--對稱道岔

道岔參數：a、b—外形尺寸，

—轍叉角。

（M：2、3

4）1主要參數：a、b—外形尺寸，

—轍叉角。

（3）ZDX—

渡線道岔

道岔參數：

a、b—外形尺寸

S1—線路中心距

L—道岔總長度

—轍叉角

（4、5、6）

3）道岔轍岔號與轍岔角關係

新計算方法

原計算方法Ｍ＝＝tanα－１

α＝tan－１

Ｍ＝＝tan－１α＝2tan－１

道岔角度對照表M新標準角度值α226°33′54″26.565°318°26′06″18.435°414°02′10″14.036°511°18′36″11.310°69°27′44″9.462°M原標準角度值α228°04′38″28.077°318°55′30″18.925°414°15′14.25°511°25′16″11.421°69°31′38″9.527°4）道岔型號含義（單開、對稱道岔）

道岔類別代號轍叉號

曲率半徑

ZDK(ZDC)9

22/3/15

軌距軌型

道岔曲軌的曲線半徑，單位為：/m。（曲率系列值）

（6、9、12、15、20、25、30、40）/m。

（渡線道岔）

道岔類別代號轍叉號

軌中心距

ZDX

9

30/

5

/20

19

軌距軌型曲率半徑軌中心距，單位為：dm。

16表示1600mm；19表示1900mm。ZDK、ZDX道岔的方向性—分左向、右向。道岔手冊中所列型號均為右向道岔。如：ZDK622/4/12未注明左、右，均為右向道岔。右向道岔—岔線在行進方向（由a

b）的右側。左向道岔：必須在尾數後注上（左）字。如：ZDK622/4/12（左）岔線在行進方向（由a

b）

的左側。

新型道岔型號與參數值（MT/T2—95)型號αabLTL0ZDK615/2/426°33′54″167819223600ZDK930/4/1514°02′10″394248588800ZDC622/3/918°26′06″220028004964ZDC930/4/2014°02′10″230048587122ZDX622/5/151611°18′36″376842321553716008000ZDX938/5/201911°18′36″4551604918602190095005）道岔選擇基本原則（1）軌距一致（2）軌型相符（3）與行駛車輛相適應（4）符合行駛車輛速度要求（5）和線路要求相符（1）與基本軌距一致。如ZDK622/4/12，只用於600mm軌距。（2）與基本軌相符，可相同或高一級，不能低一級。如基本軌型是22kg/m,

道岔軌型選22kg/m或者30kg/m。（3）與行駛車輛相適應

ZDK：通過機車：M必須大於3號道岔，

ZDC：通過機車：M必須大於2號道岔。

R

9m，

18

26

06

的道岔只允許通過礦車。（4）與行駛車輛速度相適應通過礦車的道岔，其行車v

1.5m/秒，可選2、3號道岔。（R小，

大，行車v低）。通過機車道岔必須在4號以上，v較大。（5）道岔要和線路要求相符：要注意道岔左向、右向和線路一致性。合理選用單開和對稱道岔。渡線道岔要和軌中心距一致。提示：

（道岔轍岔尖和線路岔心是不同的）二、平面線路聯接線路聯接基本類型1.巷道轉彎：直線——曲線——直線2.巷道平移（線路平移）直線—曲線—直線—曲線—直線3.巷道分岔：直線——道岔——曲線——直線1、單軌曲線巷道轉彎中間必須加入曲線段；1）曲線參數已知:巷道轉角

選用:曲線半徑R

計算:切線長T：

圓弧長K：

2）曲線半徑確定：

車輛進入曲線後，

前軸外軌輪，後軸內軌輪碰撞軌道。

根據行車速度，限定碰撞衝擊角，確定曲線半徑。

ΦΦφ：曲線衝擊角和行車速度有關V＜1.5m/sφ≤4°c≤7人力推車V＞1.5m/sφ≤3°c≤10V＞3.5m/sφ≤2°c≤15機車牽引SB：軸距：1t礦車SB=880mm3t礦車SB=1100mm煤礦軌道曲線系列值：4、6、9、12、15、20、25、30、40/m

舉例:3t礦車，列車運行速度18Km/h；δ＝40°計算曲線半徑及參數。

V=5m/s取C=20

Rmin=CSB=20×1100=22000mm

選R=25m例：計算曲線參數單軌曲線δ＝40°R=25000(mm)K、T參數計算：K＝17452(mm)T＝9099(mm)注：曲線半徑是軌中心距的半徑。3）曲線線路外軌抬高和軌距加寬軌道線路進入曲線線段後，為保證車輛安全運行，必須進行外軌抬高和軌距加寬。（也為施工參數，現場施工人員需要掌握）（1）外軌抬高和軌中心距大小、曲率半徑與車輛運行速度有關。計算原理分析△abo∽△OBA（△ACO）ab/OB=ob/G實際施工中外軌抬高值：900軌距：一般取值

Δh=10~35mm；600軌距：一般取值

Δh=5~25mm進入曲線如不加寬，車輛將無法通行。加寬值與曲率半徑和軸距有關Δs：取值10~20mm加寬方法：外軌不動，內軌向內移動。要求：線路在進入曲線段以前，進行外軌的抬高和軌距加寬。超前距離X`計算X`=(100~300)Δh=X104/

mm（2）曲線軌距加寬ΔSg(3)曲線處巷道加寬車輛進入曲線由於車輛內伸和外伸，(巷道必須加寬)車輛外伸

Δ1=c1-c2車輛內伸

Δ2=c2單軌巷道曲線段要確保人行道符合安全規程的規定值，巷道需要加寬。巷道採用機車運輸，曲線段巷道加寬

S=

1+

2

外伸

1=200mm，內伸

2=100mm。4）線路的平行移動

（1）特點：單軌線路異向曲線聯接，即在兩個反向曲線之間加一緩和直線C，將軌道平移一定距離。

C=SB

+2X

（2）確定C值考慮的原則：

a.線路外軌

內軌，內軌

外軌，車輛不能同時受異向曲線兩根軌道外軌抬高的影響。b.車輛離開第一個曲線的X

之後，經過一個SB直線段後再進入第二曲線的X

。

C=SB

+2X

L=2Rsin

+C

cos

m=S

/sin

SB—軸距X

—外軌抬高遞增遞減直線段長度

一般取整數值實際中多選30

、45

、60

整角度β—導入的輔助角tanβ=（3）曲線轉角理論計算2.雙軌巷道

1）軌中心距加寬：車輛相對運行，考慮車輛外伸、內伸，軌中心距需加寬加寬值：

S=

1+

2

軌中心加寬一般取值：通過機車：

S=300mm，

其他車輛：

S=200mm。（如巷道斷面較大，軌中心距已經考慮加寬值的要求，軌中心距則不需進行加寬）2）軌中心距加寬方法及範圍（1）內側軌道不動，將外軌線路向外平移

S距離使用異向曲線聯接方法（平移外軌）。（2）加寬範圍L0雙軌線路中心距加寬必須在直線段進行

。在直線段L0長度內加寬，軌中心距由S

S

。在加寬軌距同時，還要進行外軌抬高抵消離心力的影響，避免擠壓外軌

900mm軌距時，

h=10

35mm600mm軌距時，

h=5

25mm雙軌巷道軌中心距加寬內側軌道正常

外側軌道外移

S

巷道需加寬2

S

L0值選取（提前加寬、抬高長度）機車運輸：L0

5m3t礦車：L0

=2.5~

0m

1t礦車：L0=2

5m軌中心距加寬設計與施工的要求線路設計時，作圖S

S

，兩點用直線相聯。施工時，必須利用異向曲線聯接，使之兩端曲線相切，以利於行車。三、軌道線路聯接點計算

軌道線路聯接基本方式平面線路聯接

—道岔曲線聯接

縱面線路聯接

—豎曲線聯接

（一）平面線路聯接

1、ZDK道岔非平行線路聯接

1）特點：（1）用ZDK道岔—

曲線聯接系統變單巷為雙巷,聯結兩條不同巷道。（2）道岔是一剛性結構，本身既不能抬高外軌，也不能加寬軌距；（

（3）採用道岔岔線與彎道曲線直接相連，

(取消了緩和直線C；)

（4）曲線轉角β等於巷道轉角

-α。

n=H/sin

，

f=a+b

cos

R

sin

（1）道岔基本參數：a、b、

（選定）；（2）曲線線路參數及計算方法：2、ZDK道岔平行線路聯接

1）線路聯結接特點：（1）在同一巷道中，用ZDK道岔和一段曲線變單軌為雙軌；（2）線路參數主要受軌中心距影響。2）聯結參數計算：已知：道岔參數a、b、

；聯接曲線參數：R、

，軌中心距S。計算聯接系統的輪廓尺寸：

m=S

csc

；

B=S

tan

-1，

n=m

T,

c=n

b

L=a+B+T3、在ZDC道岔平行線路聯接1）特點：用ZDC道岔和兩段曲線變單軌為雙軌；2）參數：已知：道岔a、b、(b1的水準投影)

；3)曲線：R、S、轉角

/2L=a+B+T

C≮0ZDC道岔平行線路參數計算（二）縱面線路的豎曲線聯接和坡度

1、縱面線路的豎曲線聯接1）豎曲線—在斜面線路與平面線路相交時，為保證車輛平緩運行，設置的過渡曲線。A—

豎曲線上端；C—

豎曲線下端，—起坡點（落平點）；B—斜面線路與水平面夾角；

—

平面線路與斜面線路的夾角，即豎曲線轉角（已知）R1

—豎曲線半徑，豎曲線切線T

，圓弧長K

豎曲線半徑選擇的原則：1.串車提升時，相鄰兩車上沿不碰撞；2.提升長材料時，材料兩端不觸地。線上路設計時R1取值：R1=（12

13）SB1.0t、1.5t礦車

R1：9、12、15m；

3t礦車：

R1：12、15、20m。

2、線路縱斷面坡度，

線路坡度：

γ

很小，cos

=1

γHBHAL1）線路坡度的確定（1）線路等阻力坡度設計，即：重列車（3

5‰）下行；空列車（3

5‰）上行。（2）礦車自動滾行

特點：i大、單向運行。3噸空礦車9‰3噸重礦車7‰1噸空礦車11‰1噸重礦車9‰

第二節采區下部車場線路設計采區下部車場由裝車站、繞道、軌道、上山下部平車場和煤倉等硐事組成一、大巷裝車式下部車場（一）裝車站線路設計與調車方法有關：（1）調度絞車調車（2）礦車自動滾動調車第二節采區下部車場線路設計1.調度絞車調車時的裝車站線路（1）線路佈置及調車方法圖17-21調度絞車調車時裝煤車場線路佈置（a）通過式；（b）盡頭式1－機車；2－調度絞車；3－煤倉；4－空車儲車線；5－重車儲車線；6－裝車點道岔；7、8－渡線道岔；9－通過線第二節采區下部車場線路設計（2）裝車站線路參數的確定。裝車線路總長度LD通過式：LD=2LH+3LX+L1盡頭式：LD=2LH+LK+L1式中：LH——空、重車線長度，各不小於1.25列車長度，mLX——渡線道岔線路聯接點長度，m；LK——單開道岔線路聯接點長度，m；L1——機車加半個礦車長度，m。第二節采區下部車場線路設計2.自動滾動行調車時裝車站線路（1）調車方法圖17-22自動滾行調車時裝煤車場線路1－通過線；2－阻車器；3－煤倉；4－空車儲車線；5－重車儲車線；6、7－渡線道岔；8－調車線第二節采區下部車場線路設計（2）裝車站線路參數空車存車線分為兩段：LH1段長度為0.5列車長，線路坡度i1，目的是把線路上抬到一定高度，，造成空列車能自動滾行的條件。一般取18‰～23‰；i2為空列車自行滾行的坡度，一般取9‰～11‰

第二節采區下部車場線路設計裝車點中心線至阻車器的距離l1，如圖17-23（a）所示。圖17-23裝車點與阻車器相對位置（a）1t礦車時（一次裝載）；（b）3t礦車時（二次裝載）1－阻車器；2－溜口第二節采區下部車場線路設計為避免列車對阻車器衝撞，此段坡度i0=0（平坡）重車存車線分為兩段：LH3與LH4。LH3線段長度為1列車長，i3為重列車自動滾行的坡度，一般取7‰～9‰。LH4不宜超過0.5列車長，i4為重列車上坡段坡度，用它來補償高差，並防止列車沖過儲車線終點，一般不超過5‰。裝車站線路總長度為LD。第二節采區下部車場線路設計（一）繞道線路設計主要運輸大巷與軌道上山下部平車場想連接的水準巷道稱為采區下部車場的繞道1.繞道位置及與裝車站線路的關係：繞道2位於大巷1的頂板，稱為頂板繞道，如圖17-24（a）（1）當軌道上山傾角為20°～25°不需變坡，直接設豎曲線落平。（2）當傾角＞25°時，可使上山上抬△β角，使起坡角達到25°左右，如圖17-24（b）（3）上山角度較小，可以下紮△β角，使起坡角達到25°左右，如圖17-24（c）繞道位於大巷底板稱為底板繞道，如圖17-24（d），它適用在煤層傾角小於10°左右的情況。第二節采區下部車場線路設計圖17-24大巷裝車式下部車場繞道的位置（a）（b）（c）頂板繞道；（d）底板繞道1－大巷；2－繞道；3－繞道上山第二節采區下部車場線路設計採用頂板繞道時，為了不影響上山的運輸，繞道線路應與裝車站下幫一側的通過線相聯接，裝車站儲車線，煤倉放煤口應設在大巷上幫一側，如圖17-25所示。圖17-25繞道佈置第二節采區下部車場線路設計採用底板繞道時，儲車線、煤倉放煤口與通過線的相對位置與上述相反。裝車站中各渡線道岔的方向也恰好相反，如圖17-26所示。圖17-26繞道佈置第二節采區下部車場線路設計2、繞道方向繞道方向是指繞道出口朝向井底車場還是背向井底車場。設計中一般採用繞道朝向井底車場方向佈置。3、繞道線路佈置（1）立式佈置圖17-27（a）、（c）所示。特點是儲車線直線與大巷線路相垂直。（2）斜式佈置，如圖17-27（b）、（d）所示，這種佈置的儲車線路與大巷線路夾角一般可在45°～90°。第二節采區下部車場線路設計17-27繞道線路立式和斜式佈置第二節采區下部車場線路設計（3）臥式繞道，圖17-28

圖17-28頂板繞道線路佈置

第二節采區下部車場線路設計設繞道交岔點道岔始端至煤倉中心線的距離為X，則如圖17-29所示，設底道起坡點至大巷通過線的垂直距離為y,y值可近似按下式計算。圖17-29頂板繞道起坡點位置第二節采區下部車場線路設計通過線與軌道上山下部平車場儲車線內側線路的距離：第二節采區下部車場線路設計底板繞道臥式佈置（圖17-30），X和Y值按下式計算：圖17-30頂板繞道線路佈置第二節采區下部車場線路設計由於S值較小，繞道轉角一般可取45°。當S及δ確定後，便可進行下列計算：第二節采區下部車場線路設計（三）輔助提升車場線路設計圖17-31線路坡度示意圖第二節采區下部車場線路設計1、斜面線路：3號對稱道岔2、儲車線線路（1）儲車線線路平面佈置。（2）儲車線線路縱斷面坡度。高道線路坡度iG為：底道線路坡度iD為：高道線路坡度角為：底道線路坡度角為：第二節采區下部車場線路設計（3）高低道線路的有關參數①高低道起坡點的合理位置。高低道起坡點超前低道起坡點的水準距離為。一般。②高低道的最大高低差。兩起坡點的垂直高差H稱為最大高低差。③高低道線路中心距第二節采區下部車場線路設計3、豎曲線參數及相對位置的確定（1）豎曲線參數。①豎曲線半徑。一般取9m、12m、15m、20m。②豎曲線線路轉角。（圖17-32）高道豎曲線線路轉角低道豎曲線線路轉角第二節采區下部車場線路設計圖17-32下部車場高低道起坡點間距的限定辦法（a）同半徑一次變坡法；（b）變半徑一次變坡法；（c）同半徑甩車線上抬法；（d）同半徑提車線下紮法；（e）同半徑提車線下紮甩車線上抬法第二節采區下部車場線路設計③高低道豎曲線兩端點高差及高道豎曲線兩端點高差低道豎曲線兩端點高差第二節采區下部車場線路設計④高低道豎曲線水準投影長度圖17-33豎直線兩端點高差及水準段投影長（a）高道；（b）低道第二節采區下部車場線路設計高道豎曲線水準投影長度：低道豎曲線水準投影長度：第二節采區下部車場線路設計（2）高低道豎曲線相對位置的確定。圖17-34豎曲線及平車場線路各參數剖面示意圖第二節采區下部車場線路設計二、石門裝車式下部車場圖17-35石門裝車站線路佈置（a）一個裝車點；（b）兩個裝車點第二節采區下部車場線路設計（1）雙向繞道機車頂推調車。7-36雙向繞道機車頂推調車

第二節采區下部車場線路設計（2）單向繞道機車牽引調車圖17-37單向繞道機車牽引調車

第二節采區下部車場線路設計（3）環形繞道環形運行調車。圖17-38環形繞道環形運行調車

第三節采區中部車場線路設計一、單道起坡甩車式車場（一）甩入平巷的單道起坡甩車場圖17-39甩入平巷的單道起坡甩車場

第三節采區中部車場線路設計1、斜面線路（1）斜面線路的佈置方式。圖17-40斜面線路回轉方式（a）一次回轉；（b）二次回轉

第三節采區中部車場線路設計（2）斜面線路聯接系統參數。

圖17-42回轉角及偽傾角的計算

第三節采區中部車場線路設計2、豎曲線圖17-43豎曲線參數

第三節采區中部車場線路設計3、平面線路當線路轉入平巷後，平行移動了S距離平移距為S時，異向曲線