1、黑龙江科技大学实 验 报 告课程名称： 矿山规划与设计 专 业： 采矿工程 班 级： 采矿 11-1 班 姓 名：施洪海 郑焱鑫 徐士哲 徐立东学 号： 21-24 矿业工程学院实验一：采区中部车场优化设计一 、 实 验 目 的1. 通过上机进行采区的中部车场的施工图设计，可以使学生更好的掌握采区设计，并增加计算机绘图能力，为课程设计、毕业设计打下良好基础。2.加强计算机在煤矿的普及应用，从而提高利用计算机和系统的观点解决实际问题的综合能力。二 、 实 验 原 理以采区设计中采区中部车场及硐室的设计原则、步骤和方法为基本原理。三 、 实 验 学 时4 学时。四 、 实 验 仪 器 设 备计算机
2、及 CAD 绘图软件。五 、 实 验 要 求1根据学生自主提出的设计已知条件进行采区的中部车场线路设计计算，并利用计算机绘制出中部车场设计施工图。2弄清采区中部车场的作用、形式及施工图的绘制要求。六 、 实 验 内 容 及 结 果1叙述主要实验内容某采区开采近距离煤层群，轨道上山布置在煤层地板岩石中，倾角 ，向区15段石门甩车。轨道上山和区段石门内均铺设 600mm 轨距的线路，轨型为 22kg/m，采用 1t 矿车 3 钩提升，每钩提升 3 个矿车，要求甩车场存车线设双轨高低道。斜面线路布置采用一次回转方式。计算步骤如下：斜面线路联接按系统各参数计算道岔选择及角度换算由于是辅助提升，两组道岔
3、均选取 DK622412（左）道岔。道岔参数；012421a358;362121b斜面线路一次回转角 ；014a斜面线路二次回转角 。22一次回转角 的水平投影角 为：111 38045cos0costgtag式中 为轨道上山的倾角，1二次回转角 的水平投影角 为： 121 18542cos08cos)( tgatg一次伪倾斜角 为： “32145sin0124(csin)si(csin1-1- a二次伪倾斜角 为： “si8cosisi)cos(i 121 斜面平行线路联接点各参数本设计采用中间人行道，线路中心距 。为简化计算，斜面联接点线901S路 中心距取与 相同值。斜面联接点曲线半径取
4、 ，这样：1S90R760124902ctgctgaB81RT8761L734024sin9i2aSm205.513.57RKp竖曲线相对位置竖曲线各参数取高道平均坡度 9473,11GGitgi取低道平均坡度 6509DD取低道竖曲线半径 0R暂定高道竖曲线半径 2G高道竖曲线各参数： “4351973-“14-G640)“321cos-(s0)cos( GRh897in2in2ins l0“tgtgTG 48563.7103.57GRK低道竖曲线各参数： “2“24D 28)“31cos-0(s9)cos-( h 41650in34ininsi l 892“1502tgtgRTDD2365
5、.57“81903.57tgtgRKDD最大高低差 H由于是辅助提升，储车线长度按 3 钩车考虑，每钩车提 1t 矿车 3 辆，故高低道储车线长度不小于 。起坡点间距暂设为零，则m2609180180这里的存车线长度及起坡点间距都为了计算最大高低差 H 而暂定的，该两个暂定值将以计算结果为准。竖曲线的相对位置两竖曲线上端点的斜面距离 为：1Lsin-i)-(sisn-i)-(121HhmLTahDGK DG236“3214i 36028-4sin78870 两竖曲线下端点（起坡点）的水平距离 为：2L1764802-“cos6-cos12 GDlL由计算结果看出， 1000，负值表明低道起坡点
6、超前于高道起坡点。其间距2满足要求，说明前面所选 为 20000mm 合适。GR高低道存车线各参数闭合点 0 的位置闭合点 0 的位置计算，如图二所示。HxL2CiGDOh图二 闭合点位置计算图设低道的高差为 x，则 09.hGDLtg1.H式中 584.09.762Dix将 值代入上述两式，并求解则得1.- 309.584x=163 790.6-.-xHLhG2,平面曲线各参数取平面外曲线半径 ，则wR平面内曲线 71090n平曲线转角 “3814a1798.570.51 RK230.“93.2-1p 9484701 tgatgRT1462“3809212 tgatgRT3,存车线长度高道存
7、车线长度为 17909，低道存车线长度 （自动1805769hDL滚行段） 。由于存车线处于曲线段，高道存车线处于外曲线，外曲线和内曲线的弧长差，则高道存车线总长度 为502179823-1Kp17909+502=18411，但具有自动滚行坡度的长度认为 17909，线段长度 502 应为平坡，并位于闭合点 0 之前。存车线直线段长度 d1-CLdhD式中 低道存车线总长度， ;1805mLhD平竖曲线间插入段， 取 2000mm.。1 14279-2085-1KCLdhD即在平曲线终止后接 14287 的直线段，然后接存车线第三道岔的平行线路联接点。存车线的单开道岔平行线路联接点长度 KL选
8、存车线道岔为 DK622-4-12,则： 1270876034213 TBaLK甩车场线路总平面轮廓尺寸及坡度1，总平面轮廓尺寸 2,hm5276110428790“314cos)90218( “3804cos“34cos)968735(cos346 )(cos) 112 KDD LdTaCTaTLabam760819“3804sin )98(“sin“cos)25( )(in12 SLh DD2，纵断面线路的各点标高设低道落平点（起坡点）标高 01提车线 = + 2 1 28Dh= 5 2 3067“24sin)367(8sin)(1 L甩车线 = 3 1 0H= 4 3 1Gh= 5 4
9、3067“24sin8“23sin784sini1 Tm由计算结果看出，提车线的 5 点标高与甩车线 5 点标高相同，故标高闭合，计算无误差。基本轨起点= 6 5 4837“21sin)38462(307sin)(21 ab= 7 6 5si1a存车线 = 8 3 60.79-GhL= =163 9 8（五）平面图与坡度图根据上述计算结果，绘制中部车场平面图与坡度图，如图所示。图一 中部车场线路设计图图二 中部车场坡度图实验二：采区下部车场优化设计一 、 实 验 目 的1. 通过上机进行采区的下部车场的施工图设计，可以使学生更好的掌握采区设计，并增加计算机绘图能力，为课程设计、毕业设计打下良好
10、基础。2.加强计算机在煤矿的普及应用，从而提高利用计算机和系统的观点解决实际问题的综合能力。二 、 实 验 原 理以采区设计中采区下部车场及硐室的设计原则、步骤和方法为基本原理。三 、 实 验 学 时4 学时四 、 实 验 仪 器 设 备计算机及 CAD 绘图软件。五 、 实 验 要 求1根据学生自主提出的设计已知条件进行采区下部车场线路设计计算，并利用计算机绘制出采区下部车场设计施工图。2弄清采区下部车场的作用、形式及施工图的绘制要求。六 、 实 验 内 容 及 结 果采区范围内煤层倾角 15，运输上山和轨道上山均开掘在煤层内，运输上山带式输送机中心线与轨道上山中心线相距 25 m。运输大巷
11、位于煤层底板岩石内，大巷中心线外轨面水平至煤层底板垂直距离20 m，上山与大巷交角 90。大巷轨道上山均采用 600mm 轨距，井底车场为折返式，井下主要运输采用 3t底缷式矿车运煤，10t 架线式电机车牵引，每列车由 20 辆矿车组成。上山辅助运输采用 1t 固定式矿车，由绞车牵引完成。大巷和绕道装车站铺设 30kg/m 钢轨，辅助车场改铺设 22kg/m 钢轨。设计步骤：装车站设计根据给定条件，装车站设计为绕道装车式。绘制绕道装车式装车站草图如下： LHlkLH1 kR内外 2 R 1S选用 ZDK630-4-12 道岔：=140210，a=3660，b=3640，S=1900（满足3 吨
12、底卸式矿车运行）连接曲线半径 12000。l1=Le+0.5Lm = 4500+0.53450=6225LH=Le+nLm+5000 = 4500+203450+5000=78500，取 79000Lk=a+Scot+Rtan(/2)=3660+1900cot140210+12000 tan(140210/2)=12737LD=2LH+2Lk+l1=279000+212737+6225=189699图中 R=12000,1=205750 ，R 内=12000，R 外 =12000+1900=13900，2=35 辅助提升车场设计1.甩车道线路设计辅助提升车场在竖曲线以后以 25坡度跨越大巷见煤
13、。上山改铺 22kg/m 钢轨，斜面线路采用 ZDC622-3-9 对称道岔分车。ZDC622-3-9 道岔参数：=182606，a=2200，b=2800。辅助提升车场双轨线路中心距为 1900。对称道岔线路连接长度：LK 对=a+B+T=a + cot +RtanS2 2 4LK 对=2200+ cot +9000tan =878019002 1826 062 1826 064水平投影长：LK 对=LK 对 cos=8780cos25=7957竖曲线计算：根据生产实践经验，竖曲线半径定为：RG=15000（高道，甩车线） RD=9000（低道，提车线）存车线取半列车长，即 AO=nLm+L
14、e=103450+4500=39000iG 取 11，G=arctan0.011=3749；iD 取 9（低道自动滑行坡度，空车道） ，D=arctan0.009=3056。高道竖曲线参数：G= -G=25-3749=242211hG=RG(cosG-cos)=15000(cos3749-cos25)=1404lG=RG(sin-sin G)=15000(sin25-sin3749)=6174TG=RGtan =15000tan =3239 2 2422 112KPG= f=6380R G G180低道竖曲线参数：D= +D=25+30 56 =253056hD=RD(cosD-cos)=90
15、00(cos3056-cos25)=843lD=RD(sin+sinD)=9000 (sin25+sin3056)=3885TD=RDtan =9000tan =2038 D2 2530 562KPD= = =4008R 18090003.142530 56180EO=AO+TD=39000+2038=41038OO= sinD= sin253056=41828EOsin 41038sin25OE= sinD= sin3056=874EOsin 41038sin25OF= sinG= sin3749=1115OOsin G 41828sin2422 11FO= sin= sin25=42841
16、OOsin G 41828sin2422 11BO=FO-TG=42841-3239=39602两竖曲线起点 A、B 间水平距离 lAB：lAB=BOcos G-AOcosD=39602cos3749-39000cos3056=601两竖曲线起点 A、B 高差 hAB:hAB=AOsin D+BOsin G39000sin3056+39062sin37 49=787两竖曲线上短点之间的距离 lCD:lCD=TG+O F+OE-TD=3239+1115+874-2038=3190由上述计算结果可知，高低道两竖曲线相对位置满足要求。起坡点位置的确定绕道车场起坡后跨越大巷，需保持一定的岩柱，根据经验
17、，取运输大巷中心线轨面水平至轨道上山轨面垂直距离 h2=15m，则L1= +TD = + 2038 = 37531h 2sin 15000sin25L2=( -L1+TD)h 1sin sinsin( - ) 63195)25i(03875i206( h1=20000+hc式中 hc-轨道上山轨面距煤层底板的垂直距离，hc=160绕道线路计算先绘制草图再进行计算(图如下所示 )弯道计算图中 R1、R3 取 12000，弯道部分轨道中心距取 1900(可满足 1.0t 矿车高低道线路中心距要求)，则R2=R1+1900=139001=2=3=90 K1= =18850R 1 180K2= =21
18、834R 2 180C1 值(低道)：取 C=3000，则 C1=AO-C-K2=14166C1=AO-C-lAB-K1=16549N2 道岔连接长度 l4：选用 ZDK622-4-12(左)道岔： =14 0210，a=3462 ，b=3588 ，连接曲线半径 12000。l4=a+B+T=a+Scot+Rtan =12539 2l2 值：因列车已进入车场，列车速度 V 控制在 1.5m/s，R=12000l2SB+(100300)(100 )RSg2550+(100300)(100 )=16753925125.60故 l2 取 4000N3 道岔连接点 n、m 值：选用 ZDK622-4-
19、12(左)道岔；道岔特征同前，转角 =90，R4=15000n= =Rcos+bsin=15422Rcos +bsin -Rcossinm=a+(b+T) sinsin=a+(b+Rtan )sin=3462+(3588+15000tan )sin755750=1830 2 7557 5025l3 值：根据大巷断面可得 e=850，则l3=R1+C+L1-e-n-R3=24259按 l3SB+2(100300)(100 )条件检查，列车运行速度控制在RVSg22m/s：l3550+2(100300)(100 )126.04550125502425912550，符合要求。确定绕道车场开口位置：X
20、=c1(或 c1)+l4+l2+R3+R1+ +m-X1=51343S2高低道闭合差计算设 1 点及 1点相对标高为0：2 点标高 h2=-AOsinD=-3513 点标高为 h3=h2+hD=4924 点及 4标高 h4=h4=h3+lCDsin=18402点标高 h2=h4-hG=436以高道计算 2点： h2=BOsinG=436高低道闭合无误根据以上计算数据可绘制采区下部车场线路平面图及坡度图。平面图 R1204625790 1420“75R10245990“R1243690716549238R303090“617485 422057“R=125080 835173 65021 ZDK63-4ZDK0-42 ZDK630-41ZDX630-4129S= 35“9 8675134坡度图
