安徽理工大學

1、礦山設計與優(yōu)化復習資料12采礦3班張宗飛1礦區(qū)總體設計的目的：在于合理開發(fā)整個礦區(qū)的資源，確定礦區(qū)開發(fā)有關的各項原則方案，以作為編制煤炭工業(yè)建設計劃和編制單項設計的依據。2礦區(qū)總體設計程序:項目建議書，可行性研究，設計任務書，礦區(qū)總體設計。前期工作程序 包括：項目建議書，可行性研究報告，初步設計，開工報告，竣工驗收等工作環(huán)節(jié)3井田劃分考慮的主要因素：1實事求是，礦區(qū)地質條件是劃分井田的基礎條件。2選擇合 適的礦區(qū)開發(fā)強度。3統一規(guī)劃，正確處理深淺部各礦井的相鄰關系。4選擇合適的井口位 置與工業(yè)場地。5為礦井的改擴建留有后備區(qū)。6統籌全局，全面規(guī)劃，謀求綜合經濟效益 最優(yōu)化劃分方法：一按自然境界

2、劃分井田：按地質因素劃分。按煤層賦存形態(tài)劃分。按煤 層組與儲量分布情況劃分。按煤種、煤質分布規(guī)律劃分。按地形地物界線劃分。二按人為境 界劃分井田：按水平標高（煤層底板等高線）劃分。按地質鉆孔連線劃分。按經緯線劃分。 按勘探線劃分。4礦井設計程序：項目建議書?？尚行匝芯俊３醪皆O計（包括安全專篇）。施工圖設計。 依據：項目建議書。地質報告（精查地質報告）。礦井可行性報告研究。國家總的建設方 針、政策及有關規(guī)程和規(guī)范。經批準的上一階段設計確定的原則5方案比較法實質：在進行工程設計時，根據已知條件列出在技術上可行的若干個方案， 然后進行具體的技術分析和經濟比較，從中選出相對最優(yōu)的一種方案，這種設計方:

3、稱為方 案比較法。在方案的技術經濟比較主要內容：經濟的合理性是以技術上的可靠性、先進 性為前提，必須正確處理技術和經濟的關系，使選出的方案在技術上是可靠與先進、在經濟 上合理的。步驟：1首先明確設計的內容、性質、要求，以及設計要達到的目標等。2熟悉 和掌握設計任務書或設計中所要解決的總體或局部課題的內部及外部條件。3根據內部及 外部條件、設計任務的內容和目標，提出可行的方案。4對提出的可行方案時進行技術和經 濟分析，從中選取23個較優(yōu)方案。5對選出的較優(yōu)方案進行詳細的技術和經濟計算與比較， 全面研究技術和經濟的合理性，明確各方案在技術上和經濟上的差異，全面衡量各方案的利 弊。主要是經濟指標。6

4、按設計任務的要求，對方案做出詳細的文字說明，并繪制出必需的 圖紙。優(yōu)點：方案比較法的優(yōu)點是能夠考慮各種因素，從質和量兩方面來比較評價各種方案， 權衡優(yōu)劣，最終選取符合要求的最佳方案。缺點：初選方案由設計者憑經濟進行粗略的分析， 在眾多的方案中選出23個設計者認為好的方案，所提的方案不一定全面，從而選取 的方案只能是次優(yōu)方案。另外，方案比較法的計算工作量大，牽涉面廣，計算工作量非常繁 重。6礦井軌道組成：鋪在巷道底板上，由道床、軌枕、鋼軌和聯結零件等組成。平面圖：表示 線路在平面上位置、曲率半徑及直線與曲線連接?？v斷面圖：表示線路的坡度。鋼軌作用： 鋼軌是軌道最重要的部分，鋼軌直接支撐著行駛列車

5、的車輛，承受列車的負荷并把負荷傳給 枕木。7道岔：軌道線路是由若干直線段和曲線段聯接而成，而線路的聯接通常是由道岔來實現的。 所以，道岔是線路聯接的基本元件，它是使車輛由一個線路轉駛到另一個線路的裝置。由 尖軌、轍叉、轉轍器、道岔曲軌（隨軌）、護輪軌和基本軌所組成。8在線路平面圖中的表示：（1）道岔通常以單線表示（2）道岔的主線與岔線的線段用粗線 繪出。（3）單線表示圖雖不能表明道岔的結構及道岔內的軌道中心線的實際圖形，但它能 表明與軌道線路平面布置計算有關的道岔參數，9 1道岔代號“Z”代表窄軌道鐵路道岔類型代號。DK、DC、DX、JD、DZ、JC、TX分別 為單開、對稱、渡線、交叉渡線、對

6、稱組合、菱形交叉、四軌套線道岔的代號。2,道岔名稱 中的第一段數字615、722、930數列中的6、7、9分別代表道岔軌距600mm、762mm、900mm， “15”、“22”、“30”分別代表軌型。3、道岔名稱中的第二段數字即兩短橫線間的數字 為轍叉號碼，轍叉號碼有2, 3、4、5、6、7、8和10號等幾種，其相應的轍叉角分別為2633 54”、1826 06”、1402 10”、1118 36”、927 44”、807 48”、707 30” 和 542 38” 4,道岔名稱中的尾數對于單開和對稱道岔，代表道岔曲線半徑，單位m。對于 渡線、交叉渡線、對稱組合道岔，前兩位數代表曲線半徑，單

7、位m，后兩位數代表軌中心距， 單位是dm。10道岔選擇：1）與基本軌的軌距相適應。2）與基本軌的軌型相適應。3）與行駛車輛的類 別相適應。4）與車輛的行駛速度相適應11線路構成：由若干直線段+曲線段聯接而成的。軌道線路取決于煤層的賦存條件和出矸 系統。軌道線路用中軸線的平面圖及縱剖面圖來表示。在礦井內，運輸平巷或石門線路都具 有微小的坡度。線路坡度的平均值稱之為平均坡度，通常為3-5%。軌距：指直線軌道上兩 條鋼軌軌頭內緣之間的距離，輪距：是兩車輪輪緣外側工作邊間的距離軌。中心距：是雙軌 線路兩線路中心線之間的距離。曲線巷道的轉角：即兩直線線路的夾角5。軸距：礦車（機 車）兩輪軸之間的距離。1

8、2彎道半徑的選取:1）當軌距為600mm時，行駛電機車，不小于12m，選1215m或20m； 非電機車，選912m； 2）當軌距為900mm時，10t或10t以下電機車行駛，不宜小于15m， 選1520m或25m； 3）當軌距為900mm時，14t或20t電機車行駛，不宜小于25m，選25 30m 或 35m。13彎道外軌抬高的目的：車輛在彎曲軌道上運行時，如果內外軌仍在同一平面上，由于離 心力的作用，車輪輪緣就要向外軌擠壓，增加磨損和運行阻力，嚴重時將使車輛傾倒，招致 翻車事故。為了消除這種離心力的影響，將彎道的外軌抬高一個M值。外軌抬高的方法： 墊厚外軌下面的道床。為了在彎道的起點獲得抬高

9、的全值，外軌應該自彎道起點外某一距離 的軌道直線段上開始逐漸墊高。外軌抬高遞增（遞減）距離：x1=（100-300）A h，mm14加寬的目的：如果彎道處的軌距若仍與直線段相同，當軸距較大且彎道曲線半徑較小時， 輪對將被鋼軌卡住，或是被擠出軌面而掉道。因此，曲線段軌距應較直線段適當加寬。軌距 加寬遞增（遞減）距離計算：x2=（100300） A St，mm巷道加寬目的：在曲線處，由于車輛 運行發(fā)生外伸和內伸現象，巷道應加寬。軌中心距加寬規(guī)程規(guī)定：車輛間隙大于200 mm 15線路聯接包括平面和剖面的聯接。線路平面聯接即軌道線路的平面布置，是將若干直線 和曲線按一定要求直接或用道岔聯接成一個軌道

10、系統。進行軌道線路平面圖的計算，目的是 確定軌道線路的平面尺寸?？v剖面上的聯接是線路坡度設計，是剖面圖表示。16單開道岔非平行線路聯接特點：單開道岔非平行線路的聯接系統又稱為“單側分岔點”。 其特點是用單開道岔和一段曲線線路，把方向不同的兩條直線線路聯接起來，被聯接的兩條 直線線路不在同一條巷道內，并且相互成一個角度。17單開道岔平行線路聯接特點：單開道岔平行線路聯接系統又稱為“復線單側聯接點”， 其特點是用單開道岔和一段曲線使單軌線路變?yōu)殡p軌線路，為使軌中心距達到S值，在道 岔岔線末端與曲線段之間應插入一直線段。18對稱道岔線路聯接特點；對稱道岔線路聯接系統又稱為“復線對稱聯接點”，其特點是

11、 用對稱道岔和兩段曲線使單軌線路變?yōu)殡p軌線路，都是在直線段使單軌線路過渡到雙軌線路 的一種聯接方式，其不同之處是用對稱道岔來代替單開道岔。19線路平行移動特點：將線路平行移動距離S，其間必須有兩個反向曲線才能把線路聯接 起來，為了能使車輛在線路上正常運行，兩個反向曲線之間須插入緩和直線段。20根據下列步驟做聯接圖：1）兩條平行直線，間距$，自A或D點截取L，求得另一點位 置。2）截取AE=FD=T=Rtg 5/2，得出E及F點。3）用直線連接E、F兩點，截取BE=FC =T，得B及C點。4）自A和B點分別作垂線交于O點，自C和D點分別作垂線交于0 點，分別以0與0為圓心，以R為半徑，作圓弧即完

12、成了線路的平移連接計算。21豎曲線：線路在縱斷面方向上呈曲線狀。作用：斜面向平面過渡時，避免線路以折線狀 突然拐到平面上而設置的，以便車輛平穩(wěn)運行。線路縱斷面坡度：是在線路縱斷面上兩點之 間的高差與其水平距離比值的千分值。自動滾行：礦車在坡道上利用其重力或慣性力克服阻 力而運行，這種運行稱作自動滾行，也叫做自溜運行。礦車阻力系數：1基本阻力系數：礦 車在平直線段上運行的阻力系數。2附加阻力系數：礦車在彎道線段上運行的阻力系數.等 阻坡度：存在一個坡度使重車向下、空車向上運行時阻力相等，這個坡度叫等阻坡度。22井底車場設計依據：1礦井設計生產能力及工作制度。2礦井開拓方式。3井筒及數目. 礦井主

13、要運輸巷道運輸方式。4礦井瓦斯等級及通風方式。5礦井地面及井下生產系統的布 置方式。6各種硐室的有關資料。7井底車場所處位置的地質條件、水文地質條件及礦井涌 水情況。井底車場：連接井筒和井下主要運輸巷道的一組巷道和峒室的總稱。其組成：井底 車場線路設計和峒室。馬頭門線路：指自副井重車線的末端（重車線阻車器輪檔）至材料車線 進口變正常軌距的起點的一段線路。設有穩(wěn)罐、推車和阻車設備以及信號房。23井底車場的類型：按照礦車在井底車場內的運行特點，井底車場可分為環(huán)行式和折返式 兩大類型。環(huán)行式井底車場的特點：空重列車在車場內不在同一軌道上做相向運行，即采 用環(huán)行單向運行。環(huán)行式車場可分為臥式、斜式、立

14、式（包括刀式）三種基本類型。按井筒形 式不同，又可分為立井和斜井環(huán)行式車場。立井臥式環(huán)行井底車場特點：主副井存車線與主 要運輸巷道平行，主井、副井距主要運輸大巷較近，利用主要運輸巷道作為繞道回車線及調 車線，從而可節(jié)約車場的開拓工程量。優(yōu)點：空、重車線位于直線上，這種車場調車比較方 便，可兩翼調車；缺點：電機車在彎道上頂推調車安全性較差（巷道坡度較大），需慢速運 行。適用條件：當井筒距主要運輸巷道近時，可采用這種車場；0.60.9Mt/a的礦井。立 井斜式環(huán)行井底車場特點：主副井存車線與主要運輸巷道斜交，主要運輸大巷可局部作回車 線。優(yōu)點：可兩翼進車，工程量小，存車線有效長度調整方便；右翼來重

15、列車可頂推入主井 重車線，比較方便；左翼駛來的重列車需在大巷調車線調車缺點：彎道頂車；一翼調車方 便，另一翼在大巷調車。適用條件：當井筒距運輸大巷較近、且地面出車方向要求與大巷 斜交時，可采用這種車場；0.60.9Mt/a的礦井.井立式環(huán)行井底車場特點：主副井存車 線與主要運輸巷道垂直，主、副井距主要運輸大巷較遠，且有足夠的長度布置存車線。優(yōu)點： 空、重車線基本位于直線上；有專用的回車線；調車作業(yè)方便；可兩翼進車;缺點：彎道頂 車；工程量大。適用條件：當井筒距主要運輸巷道較遠時，可采用這種車場；0.901.50Mt /a的礦井；刀型車場適用于0.60Mt/a的礦井，增加回車線能力可提高到0.9

16、01.20Mt /a。.折返式井底車場的特點：空、重列車在車場內同一巷道的兩股線路上折返運行，從 而可簡化井底車場的線路結構，減少巷道開拓工程量。折返式車場可分為梭式車場和盡頭式 車場。立井梭式車場特點：利用主要運輸巷道作為主井空重車線和調車線。優(yōu)缺點：工程量 小，交岔點少、彎道少；可兩翼進車。適用條件：井筒距主要運輸巷道較近；利用主要運 輸巷道作為主井空重車線和調車線；利用大型底縱卸式、底側式礦車可用于大型礦井。立井 盡頭式車場特點：利用石門作主井空、重車線。優(yōu)缺點：工程量??；調車方便。適用條件： 當井筒距運輸大巷較遠時采用；利用大型底縱卸式、底側式礦車可用于大型礦井。24底卸式礦車卸載原理

17、;當礦車車箱懸空，并沿托輥向前移動時，礦車底架借其自重及載煤 重量自動向下張開，車箱底架后端的卸載輪沿卸載曲軌向前下方滾動，車底門逐漸開大。由 于所載煤炭重量及礦車底架自重作用，使礦車受到一個水平推力，推動列車繼續(xù)前進。礦車 通過卸載中心點，煤炭全部卸凈。25井底車場的平面布置:1主井存車線有效長度的確定2.副井、出車線和材料車線有效長度 的確定3.采用混合提升的立井井底車場存車線有效長度的確定4采用串車提升的斜井甩車 場空、重車線有效長度的確定.26井底車場通過能力：指單位時間內通過井底車場的貨載數量，其中包括運輸矸石和材料、 設備等輔助工作量，通常以年運輸的煤炭噸數表示。27電機車在井底車

18、場內運行區(qū)段劃分原則：1）凡一臺電機車（或列車）未駛出之前，另一臺 甩機車（或列車）不能駛入的線路應劃為一個區(qū)段；2）若某一線路能同時容納數臺互不妨礙 的電機車或列車，則該線路就應被劃分為數個區(qū)段；3）電機車在最大區(qū)段內調車時間，不 得超過按礦井產量所需要的平均進車時間；4）區(qū)段劃分時，必須考慮設置信號的可能性和 合理性。28提高井底車場通過能力的措施;1.改進車場形式和線路結構.2.提高礦井運輸裝備標準， 增大礦車載重量，改變卸載方式3.調整車場線路結構，增設復線，實現單向運行；改進調 車作業(yè)方式，增設調車設備，提高機械操車水平，減少輔助作業(yè)時間。4.提高線路質量， 調整線路坡度，加強軌道維

19、護及車輛檢修，提高車輛的完好率5.建立完善、可靠的機車信 號及運行系統，實現調車作業(yè)機械化。合理調配車輛，提高員工的管理效率6.有條件的鄰 近采區(qū)煤炭運輸可采用帶式輸送機直接輸入井底煤倉或大巷運輸采用帶式輸送機運煤 29主井系統硐室有推車機及翻車機酮室（自卸礦車卸載站酮室），井底煤倉及箕斗裝載酮室、 清理井底撒煤酮室及水窩泵房等。副井系統硐室有副井井筒與井底車場連接處（馬頭門）、主 排水泵房（中央水泵房）、水倉及清理水倉酮室、主變電所（中央變電所）及等候室等.30炸藥庫的安全措施:1）輔助酮室和巷道盡頭，必須有足夠數量的消防材料，如滅火器、 砂子、水桶與輸水膠管等。2）在酮室兩個出口處必須各裝

20、有一道自動關閉的抗沖擊波活門。 庫房出口處，必須設置向外開的防火鐵門。3）有煤塵爆炸危險的礦井，在庫房的通道內應 設置巖粉棚。4）庫房通道要鋪設木地板，以防雷管落地引起爆炸。為避免雜散電流進入庫 房，運送火藥時礦井運輸巷至庫房卸裁平臺間設木軌道。庫房內嚴禁礦車駛入和鋪設軌道。 5）庫房須采用防爆型照明設備。照明線必須使用不延燃電纜，電壓不得超過127V。嚴禁在 貯存火藥、雷管的酮室壁槽內裝燈.31、采區(qū)車場：連接采區(qū)上（下）山和區(qū)段平巷或階段大巷（回風、運輸）的一組巷道和峒 室叫采區(qū)車場。作用：在采區(qū)內實現運輸方式改變或過渡的地方完成轉載工作。組成：一組 巷道和酮室。巷道：甩車道、存車線及一些

21、聯絡巷道，酮室：煤倉、絞車房、變電所等32、采區(qū)上部車場基本形式：平車場、甩車場和轉盤車場三類.上部平車場又分為順向平車 場和逆向平車場。順向優(yōu)缺點：車輛運行順當；調車方便；回風巷短；通過能力較大；車場 巷道斷面大。適用條件：絞車房位置選擇受到限制時或絞車房距總回風巷較近時采用。逆向 優(yōu)缺點：摘掛鉤操作方便安全；車輛需反向運行；調車時間長；運輸能力小。適用條件：煤 層群聯合布置的采區(qū)，具有采區(qū)回風石門與煤層小階段平巷相連接時采用，運輸量??；可用 小于8度的甩車場代替。33、采區(qū)中部車場基本形式有甩車場、吊橋式車場和甩車道吊橋式車場三類。吊橋式車場 和甩車道吊橋式車場適用于上（下）山傾角大于25

22、的情況。34、甩車場是采區(qū)中部（有時上部）車場和斜井非最終水平井底車場的重要組成部分。甩車場 的線路布置分單道起坡和雙道起坡兩種，雙道起坡甩車場的道岔布置，可采用甩車道岔和分 車道岔直接相連接。單道起坡f一次回轉方式優(yōu)缺點：提升牽引角，交岔點巷道斷面小， 易于維護；空重倒車時間長，推車勞動強度大；運量小.適用條件：圍巖條件差，提升量小， 機械化程度低的礦井采區(qū)車場.單道起坡f二次回轉方式優(yōu)缺點：交岔點短，工程量小，易 于維護；提升牽引角大，不利于操車，調車時間長，推車勞動量大。適用條件：圍巖條件差， 提升量小的采區(qū)車場。35、甩車場斜面線路的聯接系統：為單道起坡系統和雙道起坡系統兩種。單道起坡

23、甩車場斜 面線路有兩種布置方式，斜面線路一次回轉方式斜面線路二次回轉方式。單道起坡，即在 斜面上只布置單軌線路，到平面后根據實際需要布置平面線路。雙道起坡，即在斜面上布置 兩個道岔（甩車道岔、分車道岔）形成雙軌線路（斜面上形成），空、重車分別設置豎曲線36、存車線高、低道的設計目的：使重、空車線自溜運行，并有足夠的存車長度。由空車線 （即甩車線）一一形成的高道，通過高道豎曲線和上山相聯;由重車線（即提車線）一一形成的低 道，通過低道豎曲線與上山相聯。高、低道線路的布置方式實質：是上山與高、低道間的相 互聯接方式。37、設置斜面曲線的目的：1）減少甩車場斜面交叉點的長度和跨度，以利交叉點的開掘和

24、 維護。2）斜面曲線轉角Y，不宜過大，以免加大礦車提升牽引角0O3）控制其水平投影角 為上述整數值，是為了簡化平面線路設計及便于作平面圖。38、采區(qū)下部車場包括采區(qū)裝車站和軌道上山下部車場兩部分，其相對位置根據采區(qū)巷道布 置及調車方式確定?；拘问剑捍笙镅b車式：頂繞（立、臥、斜）、底繞（立、臥、斜）。 石門裝車式：環(huán)行、折返式。繞道裝車式：頂繞（單向式）、底繞（單向、雙向、環(huán)行）。 大巷裝車式f頂板繞道f立式優(yōu)缺點：下部車場布置緊湊，工程量省，調車方便；繞道出 口交叉點距裝車站近，線路布置困難，繞道維護條件較差。適用條件：傾角120的煤層， 運輸大巷距上山起坡點較遠，且頂板圍巖條件較好時采用。

25、大巷裝車式f頂板繞道f斜式優(yōu) 缺點：工程量較省，調車較方便；繞道維護條件差。適用條件：傾角120的煤層，不能立 式布置，而臥式布置工程量又太大時采用。大巷裝車式f底板繞道f立式優(yōu)缺點：工程量 省，調車方便，繞道維護條件好；繞道出口交叉點距裝車站近，線路聯接困難。煤倉維護困 難。適用條件：一般用于近水平煤層，軌道上山提前下扎，使起坡角達200250左右，當 上山起坡點距運輸大巷較遠時采用。大巷裝車式f底板繞道f斜式優(yōu)缺點：調車方便，線 路布置容易；工程量大，煤倉維護較困難。適用條件：傾角120的煤層，不能立式布置， 而臥式布置工程量又太大時采用。39、采區(qū)裝車站的調車方式有四種：調度絞車調車、電

26、機車調車、推車機調車和自動滑行調 車。40、輔助運輸可以分為兩大類：沿底板的和架空的。沿底板可分為有軌和無軌兩種。架 空可分為單軌吊車和單繩索兩種。41、單軌吊車運輸的線路布置特點：機動靈活，爬坡能力較強。最大優(yōu)點：與巷道底板狀態(tài) 無關，可以在起伏不平的巷道中運行。但對巷道斷面大小、支護穩(wěn)定性及支架強度有嚴格的 要求?？ㄜ壾囘\輸特點：卡軌車系統是窄軌鐵路運輸發(fā)展的分支。牽引方式有兩種：機車牽 引和鋼絲繩牽引。機車牽引多用于水平巷道，與窄軌鐵路運輸基本相同；鋼絲繩牽引多用在 傾斜巷道。42、采區(qū)的硐室主要有采區(qū)煤倉、采區(qū)變電所、采區(qū)絞車房和采區(qū)水泵房等。根據煤炭存儲 的形式的不同，采區(qū)煤倉有井巷式與機械式兩種。按傾角分：垂直式、傾斜式、水平式和 混合式四種。煤倉容量取決于采區(qū)生產能力、裝車站的通過能力及大巷運輸能力等因素， 按設計規(guī)范規(guī)定，當采區(qū)上（下）山和運輸大巷采用輸送機連續(xù)運輸時，煤倉容量為上（下） 山輸送機0.5h的運量。43、確定采區(qū)煤倉容量公式：1按采區(qū)高峰生產延續(xù)時間計算煤倉容量。2按裝車站裝車時 間間隔計算。3按運輸大巷列車間隔時間內采區(qū)平均產量計算.4按采煤機連續(xù)作業(yè)割一刀煤 的產量計算44、采區(qū)變電所的布置形式:與它所在位置的巷道布置有關：1當其設在兩條上山之間時， 一般呈“一”字形布置；2當其設置在巷道交岔處，一般呈“L”形布置.