车场轨道线路设计

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）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，/kg·m-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、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：S1B+SS—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900mm，直线段：S=B+=1360+200=1560mm1600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（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、9382）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；S1—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算方法原计算方法1tan－αBCACM1tan21－αOBAOMM1tan1α＝M21tan21α＝4）道岔型号含义（单开、对称道岔）ZDK(ZDC)922/3/15ZDK——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：2tanRT)mm（圆弧长K：3.57180RRK)mm（2）曲线半径确定：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。BBScSRmaxminsin2φ：曲线冲击角和行车速度有关V＜1.5m/sφ≤4°c≤7人力推车V＞1.5m/sφ≤3°c≤10V＞3.5m/sφ≤2°c≤15机车牵引SB：轴距：1t矿车SB=880mm3t矿车SB=1100mm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δ＝40°R=25000(mm)K、T参数计算：K＝17452(mm)T＝9099(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。gRVShgcos2计算原理分析△abo∽△OBA（△ACO）ab/OB=ob/GGSgRGVhgcos2gRVShgcos2实际施工中外轨抬高值：900轨距：一般取值Δh=10~35mm；600轨距：一般取值Δh=5～25mm（2）曲线轨距加宽ΔSg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Δs：取值10～20mm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/=(100～300)Δh4210RVSg/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Δ1=c1-c2车辆内伸Δ2=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+2X（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，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sincossin22)cosarcsin(/SmCRLXSCCPBSB—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β—导入的辅助角CR2tan2.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=300mm，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）。（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SL0值选取（提前加宽、抬高长度）机车运输：L05m3t矿车：L0=2.5～0m1t矿车：L0=2～.5m轨中心距加宽设计与施工的要求线路设计时，作图SS，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β等于巷道转角-α。2）道岔基本参数：a、b、（选定）；3）曲线线路参数及计算方法：2tanRTsinsin)(TbamsinbdsinRdMcosRMHsinHnsincosRbaf2、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=Scsc；B=Stan-1，n=mT,c=nbL=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、(b1的水平投影)；3)曲线：R、S、转角/22cot2SB，4tanRT2csc2SmTmn2cos1bb，1bncTBaL0≮C（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：R1=（1213）SB1.0t、1.5t矿车R1：9、12、15m；3t矿车：R1：12、15、20m。2、线路纵断面坡度线路坡度：1000tancosABABLHHi‰γ很小，cosγ＝11000Lhi‰1）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；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9‰3吨重矿车7‰1吨空矿车11‰1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：LD=2LH+3LX+L1尽头式：LD=2LH+LK+L1式中：LH——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：LH3与LH4。LH3线段长度为1列车长，i3为重列车自动滚行的坡度，一般取7‰～9‰。LH4不宜超过0.5列车长，i4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。143212lLLLLLLLHHHHXdD（一）绕道线路设计主要运输大巷与轨道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20°～25°不需变坡，直接设竖曲线落平。（2）当倾角＞25°时，可使上山上抬△β角，使起坡角达到25°左右，如图17-24（b）（