1、第十七章 采区车场轨道线路设计本章要点1.轨道线路设计基础知识（轨道、道岔、曲线、线路施工、线路联接点）2.采区车场轨道线路设计（采区下部、中部、上部车场）第一节 轨道线路设计基础一、轨道线路设计基本知识（一）采区轨道线路分类1、线路位置与作用（1）轨道上山（2）采区车场（3）工作面轨道平巷2、线路空间状态（1）水平：下部车场：大巷装车站、区段轨道平巷（2）倾斜：上山 中部车场 斜面线路。（二）采区车场线路设计步骤进行采区车场施工设计,必须进行线路设计，为巷道线路施工提供准确数据。（1）确定车场形式（2）绘制车场平面布置草图（3）进行线路连接点、线路参数设计计算（4）计算线路平面布置总尺寸（5
2、）绘制线路布置图（三）矿井轨道1.轨道在巷道底板铺设道床（道砟） 、轨枕、钢轨和联结件等组成。1）轨型：以单位长度质量表示，/kgm-1， （kg/m）矿井使用的轨型系列值：现采用标准轨型：15、22、30、38、43（新设计矿井使用）原使用的轨型：11、15、18、24 （生产矿井使用）2）轨距（1）轨距：单轨线路是有两根轨道组成,两根轨道上轨头内缘的距离为轨距。矿用标准轨距：600mm；900mm (762mm)（2）轨距选用： 根据矿井生产能力大小和矿井运输方式选用。大型矿井:一般选用 900mm 轨距使用 3t、5t 矿车 （辅运和主运）中、小型矿井:多选用 600mm 轨距使用 1t
3、、3t 矿车 （辅运和主运）3）轨道线路中心距：双轨线路中心线间距 S（1）直线段： S B ，mm。式中：B 机车宽度，mm； 两列车对开时最突出部分之间的距离，/mm， 200mm。 （规程规定）（2）弯曲段：S 1 B + SS曲线巷道线路，由于车辆的外伸和内伸轨道中心线必须加宽机车运输：S = 300mm ；其它运输： S = 200mm煤矿安全规程23 条规定：装车点： 700mm，摘挂钩点： 1000mm（3）轨中心距选用：线路中心距一般取 100mm 为单位的整数倍选用。例：使用 3t 矿车，机车运输，机车宽度 1360mm，轨距 900 mm，直线段： S = B+ =1360
4、+200=1560mm1600曲线段： S1 =S+ S = 1600 + 300 = 1900mm。矿井轨道轨中心距系列值：600mm 轨距(1300、1400、1600、1700、1900）900mm 轨距(1600、1800、1900、2200、2500）4）线路表示方法：两根轨道以中心线作为线路的标志，（进行线路施工设计时。图中采用单线表示）单轨线路 单线（细实线）；双轨线路 双线（细实线）。2.道岔道岔：使车辆由一线路转运到另一线路的装置1）单开道岔基本结构1 尖轨；2 辙叉；3 转辙器；4 曲轨；5 护轮轨；6 基本轨煤矿常用道岔（ 新的标准： MT/T2-95）（1）单开 ZDK
5、 （2）对称 ZDC （3）渡线 ZDX （增加 Z 代表窄轨道岔）标准道岔共有七个系列600 轨距：615、622、630、643、900 轨距：915、930、938 2）道岔类别及参数 （1）ZDK-单开道岔在线路图中，道岔以单线表示。道岔主线与岔线用粗实线绘出 主要参数：a、b 外形尺寸， 辙叉角。单开道岔辙叉号有（M：2、3、4、5、6）（2）ZDC-对称道岔道岔参数： a、b 外形尺寸， 辙叉角。对称道岔辙叉号（M：2、3、4）（3）ZDX 渡线道岔道岔参数：a、b 外形尺寸 ；S 1 线路中心距；L 道岔总长度； 辙叉角渡线道岔辙叉号（4、5、6）3）道岔辙岔号 与辙岔角关系新计
6、算方法 原计算方法1tanBCAM1tan2OBAM1 t1 4）道岔型号含义（单开、对称道岔）ZDK (ZDC)9 22 / 3/ 15ZDK道岔类别代号；9轨距；22轨型；3撤叉号；15曲率半径5）道岔选择基本原则（1）轨距一致（2）轨型相符（3）与行驶车辆相适应（4）符合行驶车辆速度要求（5）和线路要求相符二、平面线路联接线路联接基本类型巷道转弯：直线曲线直线巷道平移（线路平移）：直线曲线直线曲线直线巷道分岔：直线道岔曲线直线1、单轨曲线巷道转弯中间必须加入曲线段；1）曲线参数已知：巷道转角 ，选用：曲线半径 R，计算：切线长 T： 2tanR)m（圆弧长 K： 3.57180)（2）曲
7、线半径确定：车辆进入曲线后，前轴外轨轮，后轴内轨轮碰撞轨道。根据行车速度，限定碰撞冲击角，确定曲线半径。 BBScRmaxins2 ：曲线冲击角 和行车速度有关V1.5m/s 4 c 7 人力推车V1.5m/s 3 c 10V3.5m/s 2 c 15 机车牵引SB：轴距：1t 矿车 S B =880 mm 3t 矿车 S B=1100 mm煤矿轨道曲线系列值： 4、6、9、12、15、20、25、30、40 /m例：计算曲线参数单轨曲线40R=25000 (mm)K、T 参数计算：K 17452 (mm)T9099 (mm)注：曲线半径是轨中心距的半径。3）曲线线路外轨抬高和轨距加宽轨道线路
8、进入曲线线段后，为保证车辆安全运行，必须进行外轨抬高和轨距加宽。（也为施工参数，现场施工人员需要掌握）（1）外轨抬高和轨中心距大小、曲率半径与车辆运行速度有关。 gRVShcos2计算原理分析abo OBA（ ACO）ab/OB=ob/GGSgRVhgcos2gRVShcos2实际施工中外轨抬高值：900 轨距 ：一般取值 h=1035mm；600 轨距 ：一般取值 h=525mm（2）曲线轨距加宽 Sg进入曲线如不加宽，车辆将无法通行。加宽值与曲率半径和轴距有关s：取值 1020mm加宽方法：外轨不动，内轨向内移动。要求：线路在进入曲线段以前，进行外轨的抬高和轨距加宽。超前距离 X/计算X/
9、=(100300) h4210RVSg/mm(3)曲线处巷道加宽车辆进入曲线由于车辆内伸和外伸 ，(巷道必须加宽)车辆外伸 1=c1-c2车辆内伸 2 =c2单轨巷道曲线段要确保人行道符合安全规程的规定值，巷道需要加宽。巷道采用机车运输，曲线段巷道加宽 S = 1 + 2外伸 1= 200mm，内伸 2= 100mm。4）线路的平行移动 （1）特点：单轨线路异向曲线联接，即在两个反向曲线之间加一缓和直线 C，将轨道平移一定距离。C = SB + 2 X （2）确定 C 值考虑的原则：a.线路外轨 内轨，内轨 外轨，车辆不能同时受异向曲线两根轨道外轨抬高的影响。b.车辆离开第一个曲线的 X之后，
10、经过一个 SB 直线段后再进入第二曲线的 X（3）曲线转角理论计算 sincos2)arin(/SmCRLXPBSB轴距X 外轨抬高递增递减直线段长度 一般取整数值实际中多选 30、45、60 整角度导入的辅助角 CR2tan2.双轨巷道1）轨中心距加宽：车辆相对运行，考虑车辆外伸、内伸，轨中心距需加宽加宽值： S = 1 + 2轨中心加宽一般取值：通过机车： S = 300 mm，其他车辆： S = 200mm。（如巷道断面较大，轨中心距已经考虑加宽值的要求，轨中心距则不需进行加宽）2）轨中心距加宽方法及范围（1）内侧轨道不动，将外轨线路向外平移 S 距离，使用异向曲线联接方法（平移外轨）。
11、（2）加宽范围 L0双轨线路中心距加宽必须在直线段进行。在直线段 L0 长度内加宽，轨中心距由 S S。在加宽轨距同时，还要进行外轨抬高，抵消离心力的影响，避免挤压外轨。900mm 轨距时， h =10 35mm600mm 轨距时， h = 5 25mm双轨巷道轨中心距加宽内侧轨道正常，外侧轨道外移 S ，巷道需加宽 2 S L0值选取（提前加宽、抬高长度 ）机车运输： L 0 5m3t 矿车：L 0 =2.50m 1t 矿车：L 0 = 2 .5m 轨中心距加宽设计与施工的要求线路设计时，作图 SS，两点用直线相联。施工时，必须利用异向曲线联接，使之两端曲 线相切，以利于行车。三、轨道线路联
12、接点计算轨道线路联接基本方式平面线路联接 道岔曲线联接 纵面线路联接 竖曲线联接 （一）平面线路联接 1、ZDK 道岔非平行线路联接 1）特点：（1）用 ZDK 道岔 曲线联接系统变单巷为双巷,联结两条不同巷道。（2）道岔是一刚性结构，本身既不能抬高外轨，也不能加宽轨距；（3）采用道岔岔线与弯道曲线直接相连，(取消了缓和直线 C；)（4）曲线转角 等于巷道转角 -。2）道岔基本参数：a、b、（选定）；3）曲线线路参数及计算方法： 2tanRTsin)(TbamsibdRdM cosRMHinHsicobaf2、ZDK 道岔平行线路联接 1）线路联结接特点：（1） 在同一巷道中，用 ZDK 道岔
13、和一段曲线变单轨为双轨；（2）线路参数主要受轨中心距影响。2）联结参数计算：已知：道岔参数 a、b、；联接曲线参数：R、 ，轨中心距 S。计算联接系统的轮廓尺寸：m = Scsc ； B = S tan -1， n = m T , c = n b L=a+B+T3、在 ZDC 道岔平行线路联接1）特点：用 ZDC 道岔和两段曲线变单轨为双轨；2）参数：已知：道岔 a、b、(b 1的水平投影) ； 3)曲线：R、S、转角 / 2 2cotSB， 4tanRTsmm2co1b， 1bnTBaL0C（二）纵面线路的竖曲线联接和坡度 1、纵面线路的竖曲线联接1）竖曲线 在斜面线路与平面线路相交时，为保
14、证车辆平缓运行，设置的过渡曲线。A 竖曲线上端；C 竖曲线下端，起坡点（落平点）；B 斜面线路与水平面夹角； 平面线路与斜面线路的夹角，即竖曲线转角（已知）R1 竖曲线半径，竖曲线切线 T，圆弧长 K竖曲线半径选择的原则：1）串车提升时，相邻两车上沿不碰撞；2）提升长材料时，材料两端不触地。在线路设计时 R1 取值： R 1 =（12 13）S B1.0t、1.5t 矿车 R 1：9、12、15m；3t 矿车： R 1：12、15、20m。2、线路纵断面坡度 线路坡度： 10tancosABLHi 很小，cos1 10Lhi1）线路坡度的确定（1）线路等阻力坡度设计，即：重列车（3 5）下行；
15、空列车（3 5）上行。（2）矿车自动滚行 特点：i 大、单向运行。3 吨空矿车 93 吨重矿车 71 吨空矿车 111 吨重矿车 9 第二节 采区下部车场线路设计采区下部车场由装车站、绕道、轨道、上山下部平车场和煤仓等硐室组成一、大巷装车式下部车场（一）装车站线路设计与调车方法有关：（1）调度绞车调车（2）矿车自动滚动调车1.调度绞车调车时的装车站线路（1）线路布置及调车方法图 17-21 调度绞车调车时装煤车场线路布置（a）通过式；（b）尽头式1机车；2调度绞车；3煤仓；4空车储车线；5重车储车线；6装车点道岔；7、8渡线道岔；9通过线（2）装车站线路参数的确定。装车线路总长度 LD通过式：
16、L D=2LH+3 LX+ L1尽头式： L D=2LH+ LK+ L1式中：L H空、重车线长度，各不小于 1.25 列车长度，mLX渡线道岔线路联接点长度，m；LK单开道岔线路联接点长度，m；L1机车加半个矿车长度，m。为避免列车对阻车器冲撞，此段坡度 i0=0（平坡）重车存车线分为两段：L H3与 LH4。L H3线段长度为 1 列车长，i 3为重列车自动滚行的坡度，一般取 79。L H4不宜超过 0.5 列车长，i 4为重列车上坡段坡度，用它来补偿高差，并防止列车冲过储车线终点，一般不超过 5。装车站线路总长度为 LD。 143212lLHHXdD （一）绕道线路设计主要运输大巷与轨道
17、上山下部平车场想连接的水平巷道称为采区下部车场的绕道1.绕道位置及与装车站线路的关系：绕道 2 位于大巷 1 的顶板，称为顶板绕道，如图 17-24（a）（1）当轨道上山倾角为 2025不需变坡，直接设竖曲线落平。（2）当倾角25时，可使上山上抬 角，使起坡角达到 25左右，如图 17-24（b）（3）上山角度较小，可以下扎 角，使起坡角达到 25左右，如图 17-24（c）图 17-24 大巷装车式下部车场绕道的位置（a） （b） （c）顶板绕道；（d）底板绕道1大巷；2绕道；3绕道上山绕道位于大巷底板称为底板绕道，如图 17-24（d） ，它适用在煤层倾角小于 10左右的情况。采用顶板绕道
18、时，为了不影响上山的运输，绕道线路应与装车站下帮一侧的通过线相联接，装车站储车线，煤仓放煤口应设在大巷上帮一侧，如图 17-25 所示。图 17-25 绕道布置采用底板绕道时，储车线、煤仓放煤口与通过线的相对位置与上述相反。装车站中各渡线道岔的方向也恰好相反，如图 17-26 所示。图 17-26 绕道布置2、绕道方向绕道方向是指绕道出口朝向井底车场还是背向井底车场。设计中一般采用绕道朝向井底车场方向布置。3、绕道线路布置（1）立式布置图 17-27（a） 、 （c）所示。17-27 绕道线路立式和斜式布置特点是储车线直线与大巷线路相垂直。（2）斜式布置，如图 17-27（b） 、 （d）所示
19、，这种布置的储车线路与大巷线路夹角一般可在 4590。（3）卧式绕道，图 17-28图 17-28 顶板绕道线路布置设绕道交岔点道岔始端至煤仓中心线的距离为 X，则 SkpHGLmRCLKLRSX)(211如图 17-29 所示，设底道起坡点 /C至大巷通过线的垂直距离为 y,y值可近似按下式计算。图 17-29 顶板绕道起坡点位置 DTehysinco21通过线与轨道上山下部平车场储车线内侧线路的距离： RCyS1底板绕道卧式布置（图 17-30） ，X 和 Y 值按下式计算： LmnTLKLRSXKPHG cos)()(2211图 17-30 顶板绕道线路布置由于 S 值较小，绕道转角一般
20、可取 45。当 S 及 确定后，便可进行下列计算： nTSCsi1Ry（三）辅助提升车场线路设计图 17-31 线路坡度示意图1、斜面线路：3 号对称道岔2、储车线线路（1）储车线线路平面布置。（2）储车线线路纵断面坡度。高道线路坡度 iG为 ziG/底道线路坡度 iD为： KiD/高道线路坡度角 Gr为 Giractn底道线路坡度角 Dr为 Diract（3）高低道线路的有关参数高低道起坡点的合理位置。高低道起坡点超前低道起坡点的水平距离为 2L。一般 m0.251。高低道的最大高低差。两起坡点的垂直高差 H 称为最大高低差。DGHiLi高低道线路中心距3、竖曲线参数及相对位置的确定（1）竖
21、曲线参数。竖曲线半径。一般取 9m、12m、15m、20m。竖曲线线路转角。 （图 17-32）高道竖曲线线路转角 Gr低道竖曲线线路转角 Dr高低道竖曲线两端点高差 Gh及图 17-32 下部车场高低道起坡点间距的限定办法（ a）同半径一次变坡法；（b）变半径一次变坡法；（c）同半径甩车线上抬法；（d）同半径提车线下扎法；（e ）同半径提车线下扎甩车线上抬法高道竖曲线两端点高差 )cos(GGrRh低道竖曲线两端点高差 )cos(DDrRh高低道竖曲线水平投影长度 Gl和 （图 17-33）图 17-33 竖直线两端点高差及水平段投影长（a ）高道；（b）低道高道竖曲线水平投影长度 )sin(GGrRl低道竖曲线水平投影长度 )si(iDDrl（2）高低道竖曲线相对位置的确定。图 17-34 竖曲线及平车场线路各参数剖面示意图
