煤礦培訓(xùn)：車場軌道線路設(shè)計(jì)

1、第十七章 采區(qū)車場軌道線路設(shè)計(jì)本章要點(diǎn)1.軌道線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識（軌道、道岔、曲線、線路施工、線路聯(lián)接點(diǎn)）2.采區(qū)車場軌道線路設(shè)計(jì)（采區(qū)下部、中部、上部車場）第一節(jié) 軌道線路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、軌道線路設(shè)計(jì)基本知識（一）采區(qū)軌道線路分類1、線路位置與作用（1）軌道上山（2）采區(qū)車場（3）工作面軌道平巷2、線路空間狀態(tài)（1）水平：下部車場：大巷裝車站、區(qū)段軌道平巷（2）傾斜：上山 中部車場 斜面線路。（二）采區(qū)車場線路設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行采區(qū)車場施工設(shè)計(jì),必須進(jìn)行線路設(shè)計(jì)，為巷道線路施工提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。（1）確定車場形式（2）繪制車場平面布置草圖（3）進(jìn)行線路連接點(diǎn)、線路參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算（4）計(jì)算線路平面布置總尺寸（5

2、）繪制線路布置圖（三）礦井軌道1.軌道在巷道底板鋪設(shè)道床（道砟）、軌枕、鋼軌和聯(lián)結(jié)件等組成。1）軌型：以單位長度質(zhì)量表示，/kg·m-1， （kg/m）礦井使用的軌型系列值：現(xiàn)采用標(biāo)準(zhǔn)軌型：15、22、30、38、43（新設(shè)計(jì)礦井使用）原使用的軌型：11、15、18、24 （生產(chǎn)礦井使用）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(nèi)緣的距離為軌距。礦用標(biāo)準(zhǔn)軌距：600mm；900mm (762mm)（2）軌距選用： 根據(jù)礦井生產(chǎn)能力大小和礦井運(yùn)輸方式選用。大型礦井:一般選用 900mm軌距使用 3t、5t礦車 （輔運(yùn)和主運(yùn)）中、小型礦井:多選用 600mm軌距使用1

3、t、3t礦車 （輔運(yùn)和主運(yùn)）3）軌道線路中心距：雙軌線路中心線間距S（1）直線段： S ³ B + d，mm。式中：B 機(jī)車寬度，mm； d 兩列車對開時最突出部分之間的距離，/mm， d > 200mm。（規(guī)程規(guī)定）（2）彎曲段：S 1³ B + d + DSDS曲線巷道線路，由于車輛的外伸和內(nèi)伸軌道中心線必須加寬機(jī)車運(yùn)輸：DS = 300mm ；其它運(yùn)輸：DS = 200mm煤礦安全規(guī)程23條規(guī)定：裝車點(diǎn)： d > 700mm，摘掛鉤點(diǎn)： d > 1000mm（3）軌中心距選用：線路中心距一般取100mm為單位的整數(shù)倍選用。例：使用3t礦車，機(jī)車運(yùn)輸，

4、機(jī)車寬度1360mm，軌距 900 mm，直線段： S = B+ d =1360+200=1560mm®1600曲線段： S1 =S+ DS = 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）4）線路表示方法：兩根軌道以中心線作為線路的標(biāo)志，（進(jìn)行線路施工設(shè)計(jì)時。圖中采用單線表示）單軌線路 單線（細(xì)實(shí)線）；雙軌線路 雙線（細(xì)實(shí)線）。2.道岔道岔：使車輛由一線路轉(zhuǎn)運(yùn)到另一線路的裝置1）單開道岔基本結(jié)構(gòu)1 尖軌；2 轍叉；3 轉(zhuǎn)轍器；4 曲

5、軌；5 護(hù)輪軌；6 基本軌煤礦常用道岔（ 新的標(biāo)準(zhǔn)： 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(biāo)準(zhǔn)道岔共有七個系列600軌距：615、622、630、643、900軌距：915、930、938 2）道岔類別及參數(shù) （1）ZDK-單開道岔在線路圖中，道岔以單線表示。道岔主線與岔線用粗實(shí)線繪出 主要參數(shù)：a、b 外形尺寸，a 轍叉角。單開道岔轍叉號有（M：2、3、4、5、6）（2）ZDC-對稱道岔道岔參數(shù)： a、b 外形尺寸，a 轍叉角。對稱道岔轍叉號（M：2、3、4）（3）ZDX 渡線道岔道岔參數(shù)：a、b 外形尺寸 ；S1 線路中心

6、距；L 道岔總長度；a 轍叉角渡線道岔轍叉號（4、5、6）3）道岔轍岔號 與轍岔角關(guān)系新計(jì)算方法 原計(jì)算方法 4）道岔型號含義（單開、對稱道岔）ZDK (ZDC)9 22 / 3/ 15ZDK道岔類別代號；9軌距；22軌型；3撤叉號；15曲率半徑5）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(yīng)（4）符合行駛車輛速度要求（5）和線路要求相符二、平面線路聯(lián)接線路聯(lián)接基本類型巷道轉(zhuǎn)彎：直線曲線直線巷道平移（線路平移）：直線曲線直線曲線直線巷道分岔：直線道岔曲線直線1、單軌曲線巷道轉(zhuǎn)彎中間必須加入曲線段；1）曲線參數(shù)已知：巷道轉(zhuǎn)角d ，選用：曲線半徑R，計(jì)算：切線長T： 圓弧長K

7、： 2）曲線半徑確定：車輛進(jìn)入曲線后，前軸外軌輪，后軸內(nèi)軌輪碰撞軌道。根據(jù)行車速度，限定碰撞沖擊角，確定曲線半徑。：曲線沖擊角 和行車速度有關(guān)V1.5m/s 4° c 7 人力推車V1.5m/s 3° c 10V3.5m/s 2° c 15 機(jī)車牽引SB：軸距：1t 礦車 SB =880 mm 3t 礦車 SB=1100 mm煤礦軌道曲線系列值：v 4、6、9、12、15、20、25、30、40 /m例：計(jì)算曲線參數(shù)單軌曲線40° R=25000 (mm)K、T參數(shù)計(jì)算：K 17452 (mm)vT9099 (mm)注：曲線半徑是軌中心距的半徑。3）曲線

8、線路外軌抬高和軌距加寬軌道線路進(jìn)入曲線線段后，為保證車輛安全運(yùn)行，必須進(jìn)行外軌抬高和軌距加寬。（也為施工參數(shù)，現(xiàn)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(yùn)行速度有關(guān)。計(jì)算原理分析abo OBA（ ACO）ab/OB=ob/G 實(shí)際施工中外軌抬高值：900軌距 ：一般取值 h=1035mm；600軌距 ：一般取值 h=525mm（2）曲線軌距加寬Sg進(jìn)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(guān)s：取值1020mm加寬方法：外軌不動，內(nèi)軌向內(nèi)移動。要求：線路在進(jìn)入曲線段以前，進(jìn)行外軌的抬高和軌距加寬。超前距離X/計(jì)算X/=(100300) h/mm(3)曲線

9、處巷道加寬車輛進(jìn)入曲線由于車輛內(nèi)伸和外伸 ，(巷道必須加寬)車輛外伸 1=c1-c2車輛內(nèi)伸 2 =c2單軌巷道曲線段要確保人行道符合安全規(guī)程的規(guī)定值，巷道需要加寬。巷道采用機(jī)車運(yùn)輸，曲線段巷道加寬 DS = D1 + D2外伸 D1= 200mm，內(nèi)伸 D2= 100mm。4）線路的平行移動 （1）特點(diǎn)：單軌線路異向曲線聯(lián)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 + 2 X¢ （2）確定C值考慮的原則： a.線路外軌 ® 內(nèi)軌，內(nèi)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

10、后，經(jīng)過一個SB直線段后再進(jìn)入第二曲線的 X¢（3）曲線轉(zhuǎn)角理論計(jì)算SB軸距X¢ 外軌抬高遞增遞減直線段長度d 一般取整數(shù)值實(shí)際中多選30°、45°、60° 整角度導(dǎo)入的輔助角 2.雙軌巷道1）軌中心距加寬：車輛相對運(yùn)行，考慮車輛外伸、內(nèi)伸，軌中心距需加寬加寬值：DS = D1 + D2軌中心加寬一般取值：通過機(jī)車： DS = 300 mm，其他車輛： DS = 200mm。（如巷道斷面較大，軌中心距已經(jīng)考慮加寬值的要求，軌中心距則不需進(jìn)行加寬）2）軌中心距加寬方法及范圍（1）內(nèi)側(cè)軌道不動，將外軌線路向外平移DS距離，使用異向曲線聯(lián)接方法（平移

11、外軌）。（2）加寬范圍L0雙軌線路中心距加寬必須在直線段進(jìn)行。在直線段L0 長度內(nèi)加寬，軌中心距由S ® S¢。在加寬軌距同時，還要進(jìn)行外軌抬高，抵消離心力的影響，避免擠壓外軌。 900mm軌距時，Dh =10 35mm 600mm軌距時，Dh = 5 25mm雙軌巷道軌中心距加寬內(nèi)側(cè)軌道正常，外側(cè)軌道外移DS ，巷道需加寬2 DS L0值選?。ㄌ崆凹訉?、抬高長度 ）機(jī)車運(yùn)輸： L0 ³ 5m3t礦車：L0 =2.5.30m 1t礦車：L0 = 2 2.5m 軌中心距加寬設(shè)計(jì)與施工的要求線路設(shè)計(jì)時，作圖S®S¢，兩點(diǎn)用直線相聯(lián)。施工時，必須利用

12、異向曲線聯(lián)接，使之兩端曲 線相切，以利于行車。三、軌道線路聯(lián)接點(diǎn)計(jì)算軌道線路聯(lián)接基本方式平面線路聯(lián)接 道岔曲線聯(lián)接 縱面線路聯(lián)接 豎曲線聯(lián)接 （一）平面線路聯(lián)接 1、ZDK道岔非平行線路聯(lián)接 1）特點(diǎn)：（1）用ZDK道岔 曲線聯(lián)接系統(tǒng)變單巷為雙巷,聯(lián)結(jié)兩條不同巷道。（2）道岔是一剛性結(jié)構(gòu)，本身既不能抬高外軌，也不能加寬軌距；（3）采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(zhuǎn)角等于巷道轉(zhuǎn)角 d -。2）道岔基本參數(shù)：a、b、a（選定）；3）曲線線路參數(shù)及計(jì)算方法： 2、ZDK道岔平行線路聯(lián)接 1）線路聯(lián)結(jié)接特點(diǎn)：（1） 在同一巷道中，用ZDK道岔和一段曲線變單軌為雙軌；（2

13、）線路參數(shù)主要受軌中心距影響。2）聯(lián)結(jié)參數(shù)計(jì)算：已知：道岔參數(shù)a、b、a；聯(lián)接曲線參數(shù)：R、a，軌中心距S。計(jì)算聯(lián)接系統(tǒng)的輪廓尺寸：m = S×csc a； B = S ×tan a-1， n = m -T , c = n - b L=a+B+T3、在ZDC道岔平行線路聯(lián)接1）特點(diǎn)：用ZDC道岔和兩段曲線變單軌為雙軌；2）參數(shù)：已知：道岔a、b、(b1的水平投影)a ； 3)曲線：R、S、轉(zhuǎn)角 a / 2， ， （二）縱面線路的豎曲線聯(lián)接和坡度 1、縱面線路的豎曲線聯(lián)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(yùn)行，設(shè)置的過渡曲線。A 豎曲線上端；C 豎曲線下端

14、，起坡點(diǎn)（落平點(diǎn)）；B 斜面線路與水平面夾角；¢b 平面線路與斜面線路的夾角，即豎曲線轉(zhuǎn)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。在線路設(shè)計(jì)時R1取值： R1 =（12 13）SB 1.0t、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：很小，cos11）線路坡度的確定（1）線路等阻力坡度設(shè)計(jì)，即：重列車（3 5）下行；空列車（3 5）上行。（2）礦車自動滾行 特點(diǎn)：i大、單向運(yùn)行。3噸空礦車 93噸

15、重礦車 71噸空礦車 111噸重礦車 9 第二節(jié) 采區(qū)下部車場線路設(shè)計(jì)采區(qū)下部車場由裝車站、繞道、軌道、上山下部平車場和煤倉等硐室組成一、大巷裝車式下部車場（一）裝車站線路設(shè)計(jì)與調(diào)車方法有關(guān)：（1）調(diào)度絞車調(diào)車（2）礦車自動滾動調(diào)車1.調(diào)度絞車調(diào)車時的裝車站線路（1）線路布置及調(diào)車方法圖17-21 調(diào)度絞車調(diào)車時裝煤車場線路布置（a）通過式；（b）盡頭式1機(jī)車；2調(diào)度絞車；3煤倉；4空車儲車線；5重車儲車線；6裝車點(diǎn)道岔；7、8渡線道岔；9通過線（2）裝車站線路參數(shù)的確定。裝車線路總長度LD通過式：LD=2LH+3 LX+ L1盡頭式：LD=2LH+ LK+ L1式中：LH空、重車線長度，各不

16、小于1.25列車長度，mLX渡線道岔線路聯(lián)接點(diǎn)長度，m；LK單開道岔線路聯(lián)接點(diǎn)長度，m；L1機(jī)車加半個礦車長度，m。為避免列車對阻車器沖撞，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79。LH4不宜超過0.5列車長，i4為重列車上坡段坡度，用它來補(bǔ)償高差，并防止列車沖過儲車線終點(diǎn)，一般不超過5。裝車站線路總長度為LD。（一）繞道線路設(shè)計(jì)主要運(yùn)輸大巷與軌道上山下部平車場想連接的水平巷道稱為采區(qū)下部車場的繞道1.繞道位置及與裝車站線路的關(guān)系：繞道2位于大巷1的頂板，稱為頂板繞道，如圖17-24（a）（1）當(dāng)軌道上山傾角為

17、20°25°不需變坡，直接設(shè)豎曲線落平。（2）當(dāng)傾角25°時，可使上山上抬角，使起坡角達(dá)到25°左右，如圖17-24（b）（3）上山角度較小，可以下扎角，使起坡角達(dá)到25°左右，如圖17-24（c）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繞道上山繞道位于大巷底板稱為底板繞道，如圖17-24（d），它適用在煤層傾角小于10°左右的情況。采用頂板繞道時，為了不影響上山的運(yùn)輸，繞道線路應(yīng)與裝車站下幫一側(cè)的通過線相聯(lián)接，裝車站儲車線，煤倉放煤口應(yīng)設(shè)在大巷上幫一側(cè)，如圖17-25所示

18、。圖17-25 繞道布置采用底板繞道時，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 繞道布置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(shè)計(jì)中一般采用繞道朝向井底車場方向布置。3、繞道線路布置（1）立式布置圖17-27（a）、（c）所示。17-27 繞道線路立式和斜式布置特點(diǎn)是儲車線直線與大巷線路相垂直。（2）斜式布置，如圖17-27（b）、（d）所示，這種布置的儲車線路與大巷線路夾角一般可在45°90°。（3）臥式繞道，圖17-28圖17-28 頂板繞道線路布置設(shè)繞道交岔點(diǎn)道岔始端

19、至煤倉中心線的距離為X，則如圖17-29所示，設(shè)底道起坡點(diǎn)至大巷通過線的垂直距離為y,y值可近似按下式計(jì)算。圖17-29 頂板繞道起坡點(diǎn)位置通過線與軌道上山下部平車場儲車線內(nèi)側(cè)線路的距離：底板繞道臥式布置（圖17-30），X和Y值按下式計(jì)算：圖17-30 頂板繞道線路布置由于S值較小，繞道轉(zhuǎn)角一般可取45°。當(dāng)S及確定后，便可進(jìn)行下列計(jì)算：（三）輔助提升車場線路設(shè)計(jì)圖17-31 線路坡度示意圖1、斜面線路：3號對稱道岔2、儲車線線路（1）儲車線線路平面布置。（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（3）高低道線路的有關(guān)參數(shù)高低

20、道起坡點(diǎn)的合理位置。高低道起坡點(diǎn)超前低道起坡點(diǎn)的水平距離為。一般。高低道的最大高低差。兩起坡點(diǎn)的垂直高差H稱為最大高低差。高低道線路中心距3、豎曲線參數(shù)及相對位置的確定 （1）豎曲線參數(shù)。豎曲線半徑。一般取9m、12m、15m、20m。豎曲線線路轉(zhuǎn)角。（圖17-32）高道豎曲線線路轉(zhuǎn)角低道豎曲線線路轉(zhuǎn)角高低道豎曲線兩端點(diǎn)高差及圖17-32 下部車場高低道起坡點(diǎn)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）同半徑提車線下扎法；（e）同半徑提車線下扎甩車線上抬法高道豎曲線兩端點(diǎn)高差低道豎曲線兩端點(diǎn)高差高低道豎曲線水平投影長度（圖17-33）圖17-3

21、3 豎直線兩端點(diǎn)高差及水平段投影長（a）高道；（b）低道高道豎曲線水平投影長度低道豎曲線水平投影長度（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(shù)剖面示意圖二、石門裝車式下部車場圖17-35 石門裝車站線路布置（a）一個裝車點(diǎn)；（b）兩個裝車點(diǎn)（1）雙向繞道機(jī)車頂推調(diào)車。17-36 雙向繞道機(jī)車頂推調(diào)車（2）單向繞道機(jī)車牽引調(diào)車 圖17-37 單向繞道機(jī)車牽引調(diào)車（3）環(huán)形繞道環(huán)形運(yùn)行調(diào)車。圖17-38 環(huán)形繞道環(huán)形運(yùn)行調(diào)車第三節(jié) 采區(qū)中部車場線路設(shè)計(jì)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1、斜面線路（1）斜面線路的布置方式。圖17-40 斜面線路回轉(zhuǎn)方式（a）一次回轉(zhuǎn)；（b）二次回轉(zhuǎn)（2）斜面線路聯(lián)接系統(tǒng)參數(shù)。圖17-42 回轉(zhuǎn)角及偽傾角的計(jì)算2、豎曲線圖17-43 豎曲線參數(shù)3、平面線路當(dāng)線路轉(zhuǎn)入平巷后，平行移動了S距離平移距為S時，異向曲線中緩和直線段為4、平面線路的平面圖及坡度圖各點(diǎn)標(biāo)高分別為：點(diǎn)相對標(biāo)高為±0D點(diǎn)：A點(diǎn)：C點(diǎn)：圖17-45 線路坡度圖（二）甩入繞道的單道起坡甩車場圖 17-46 甩入繞道式中部車場（a）平面圖 （b）繞道底板至軌道機(jī)上山底板高度（三）甩入石門的單道起坡甩車場圖17-47 甩入石門的單道起坡甩車場二、雙道起坡甩車式車場在斜面上設(shè)兩個道岔（甩車道岔和分車