矿井道岔线路连接Word文档格式.docx
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单线表示虽不能表明道岔的结构及布置的实际图形,但能表明与线路设计有关的道
岔参数,如道岔的外形尺寸(a,b)及辙叉角()等,从而简化了设计工作。
(a)(b)
(c)
(a)单开道岔(b)对称道岔(c)过渡道岔
图2—2道岔的类别及单线表示图
3.道岔的表示法
矿井常用道岔有单开道岔、对称道岔、渡线道岔三种(新的标准:
MT/T2—95)共有7
个系列。
600轨距有615、622、630、643;
900轨距的有915、930、938。
道岔曲轨的曲率半径单位为m曲率系列值为6、9、12、15、20、25、40、40。
道岔符号含义如图2—3所
示。
⑴DKDC和DX分别为“单开”、“对称”、“渡线”道岔的代号。
⑵622、930数列中的“6”和“9”分别代表600mm和900mm轨距;
“22”、“30”分别代表轨型。
⑶道岔名称中的第二段数字,即两短横线间的数字为辙叉号码(M)。
道岔号与辙叉角的
关系见表2—1。
⑷符号中的尾数。
单开道岔和对称道岔的尾数代表道岔曲轨的曲线半径,单位是m;
渡
线道岔的尾数中,前两位代表曲线半径,单位是m;
后两位代表轨中心距,单位是dm。
⑸单开道岔和渡线道岔有左向和右向之别。
左向道岔应在尾数加“(左)”字。
例如,
DX630—4—12—16(左)表示轨距60mm轨型30kg/m,4号道岔,曲线半径12m,双轨中心距1600mm的左向渡线道岔。
(单开*对称道岔)
(渡线道岔)
軌中心距,单位为;
dmD
图2—3道岔型号的含义
表2—2道岔号与辙叉角的关系
道岔号数M
2
3
4
5
撤叉角
263354
182606
140210
111836
道岔号M
6
7
8
10
92744
80748
70730
54238
二、道岔的选用
选用道岔应从以下几个方面考虑:
⑴选用道岔应与基本轨的轨距相适应,也可以选用比基本轨高一级的型号,但不能选低
一级的型号。
⑵与车辆类型相适应。
对于曲线半径过小(等于或小于9m)或辙叉角过大(等于或大
于18°
26'
06"
),就只能行驶矿车,如2号道岔和3号道岔。
⑶与车辆的行驶速度相适应。
曲线半径越小、辙叉角越大,允许车辆行驶速度越小。
如
DK615—2—4,DK622-2—4,DK922-3—9等道岔,其上矿车的行驶速度不得超过1.5m/s。
一般当采用600mm轨距时,大巷和采区下部车场应选用22〜30kg/m的钢轨和相应轨
型的4号或5号道岔,采区上、中部车场可选用18kg/m〜22kg/m的钢轨和相应轨型的4号
或5号道岔。
道岔曲线半径与车辆行驶速度的关系见表2—3。
表2—3道岔曲线半径与车辆运行速度的关系表
道岔曲线半径
>
车辆轴距的倍数
允许行车速度
备注
VW1.5m/s
VW3.5m/s
15
VW5.0m/s,行车速度再咼时,曲线半径应大于车辆轴距20倍以上。
斜井串车提升时,使用的单开道岔不小于6号,曲线半径不小于25m。
三、轨道线路
㈠轨距与线路中心距
轨距是指单轨线路上两条钢轨头内缘之间的距离,见图2—4。
目前井下采用的标准轨
距多为600mm和900mm两种。
600mm轨距主要行驶1t固定矿车、3t底卸式矿车;
3t固定矿车和5t底卸式矿车均采用900mm轨距。
为了线路设计方便,设计图中线路都采用单线表示,即两根轨道的中心线作为线路标志。
单轨线路用单线表示,双轨线路用双线表示。
线路中心距是双轨线路两线路中心线之间的距离。
如果以B表示矿车或机车的宽度,表示两车内侧的距离,则线路中心距(S)可以表
示为
S>
B+mm(2—1)
《煤矿安全规程》第二十三条规定;
在双轨运输巷中(包括弯道)两条铁路中心线间的
距离,必须使2列对开列车最突出部分之间的距离不小于0.2m;
在采区装载点,两列列车
车体的最突出部分之间的距离不得小于0.7m,矿车摘挂钩地点,两列列车车体的最突出部
分之间的距离不得小于1m。
为了设计和施工方便,双轨线路有1200mm、1300mm、1400mm、1600mm、1900mm
等标准中心距,一般情况下不选用非标准值。
但在双轨曲线巷道中,由于车辆运行时发生外
伸和内伸现象,线路中心距一般比直线巷道加宽一定数值,见表2—4。
设备类型及有关参数/mm
线路中心距/mm
设备类型
轨距
车宽
直线段
曲线段
机车或底卸式矿车
600
1060
1300
1600
1200
1900
900
1360
1t矿车1.5t矿车
880
1100
(人力、串车运输)
970
1400
(无极绳运输)
表2—4
线路中心距
㈡曲线线路(弯道)
1.曲线半径和弯道转角
矿井轨道线路中,所采用的曲线都是圆曲线,曲线半径的确定与车辆行驶速度、车辆轴
距有关。
曲线半径可参考表2—5选取。
表2—5曲线半径选用表
运输方式
曲线半径/mm
600mm轨距
900mm轨距
机车运输
12、15有时20
15、20有时25、30
串车运输
6、9有时12
9、12有时15
人力辅助运输
4、6
9
在机车行驶数量比较少的弯道上,其曲线半径可采用表中数值的下限;
在机车行驶频繁
的弯道上,其曲线半径应采用表中数值的上限。
在进行曲线线路联接计算时,通常巷道转角
为已知,曲线半径R选定后,由几何关系即可得出相应的切线长度T和曲线段弧长K。
联接点参数用、R、T、K表示,在设计图中各参数的标注应按统一规定集中标注,如图2—
5所示。
2.曲线线路的外轨抬高和轨距加宽
车辆在弯道上运行时,如果两根轨道仍在一个水平面上,由于离心力作用,车轮轮缘要
向外挤压外轨,增加磨损和运行阻力,严重时将使车辆倾倒或出轨。
为此,在曲线处应将外
轨抬高一个值,外轨抬高值与曲线半径、轨距及车辆运行速度有关。
一般抬高值,采用900mm轨距时在10〜35mm之间;
600mm轨距时在5〜25mm之间。
运行速度越高、曲线半径越小,抬高值应越大。
当车辆在弯道上运行时,弯道轨距还应该加宽,不然也会发生车轮轮缘挤压钢轨现象,增加阻力,甚至使轮缘被钢轨卡住或是被挤出钢轨面而掉道。
因此,曲线段轨距应较直线段
适当加宽。
弯道轨距加宽值与曲线半径、车辆轴距大小有关,机车运行时,加宽值一般为10〜20mm曲线半径大取下限;
串车运输时,一般取5〜10mm
为了适应外轨抬高和轨距加宽,在曲线与直线线路联接时,从直线段某一点开始,同时
逐步进行抬高和加宽,到曲线起点处,使抬高和加宽值正好达到规定的数值,这段直线距离
称为外轨抬高和轨距加宽的递增距离,一般取外轨抬高值的100〜300倍,即外轨抬高的坡
度在10%。
〜3.3%。
之间。
有时也可以在曲线起点处开始抬高和加宽,逐步达到规定的数值。
外轨抬高和轨距加宽值很小,其本身对线路设计没有影响,只需在施工时注意即可。
为
了使曲线段进行抬高和加宽,有时还需设缓和线,例如异向曲线联接时就要考虑设置缓和线。
3.曲线处巷道加宽及轨中心距加宽
由于车辆在曲线上运行会发生外伸和内伸现象,巷道也需加宽。
原煤炭工业部颁发的标
准巷道断面设计规定,机车运行的曲线巷道外侧加宽200mm,内侧加宽100mm。
双轨线路在曲线处由于同样的原因,线路中心距也要加宽。
对于机车运输时,线路中心
加工加宽值可取300mm;
1t矿车串车或人力运输时,一般可取200mm。
双轨线路中心距以及相应巷道加宽的起点,也应从曲线起点以前的直线段开始,为使线
路铺设及车辆运行方便,对于机车运输,此段长度L0一般取5m(图2—6),对于1t矿车串
车运输取2〜2.5m。
对于比较次要的巷道,车辆运行很少时,可以不加宽线路中心距,直线与曲线之间的过
渡线在设计图上均以直线绘出,但在施工时应把此线段稍加工成异向曲线,以便行车。
图2—6双轨曲线线距加宽的起点值
第二节轨道线路联接
轨道线路的联接包括平面线路联接和纵剖面上的线路联接。
线路平面联接就是将若干直
线段线路按一定要求用道岔线路等联接起来,并计算出联接点各个参数,以便确定线路的平
面尺寸。
纵剖面上的联接即是线路坡度设计,应该根据车辆运行的要求,经计算后确定。
线
路联接的基本类型有:
单开道岔非平行线路联接,单开道岔平行线路联接,对称道岔平行线
路联接。
一、单开道岔非平行线路联接
用单开道岔和一段曲线线路,把方向不同的两条线路联接起来,被联接的两条直线线路
不在同一条巷道内,并且相互成一个角度,如图2—7所示。
联接点各参数按以下公式计算。
图2—7单开道岔非平行线路联接
(2—4)
TRtan—
(2—5)
sin
m
a(bT)—
(2—6)
M
bsinRcos
(2—7)
H
MRcos
(2—8)
n
(2—9)
f
abcosRsin
(2—10)
k
R
180
(2—11)
为了计算各参数,应先选出道岔,查出道岔的
a、b、值,并确定R和值,这些是
联接系统的基础数字。
n、m值表示联接点的轮廓尺寸,它是联接计算的主要参数,以其计
算线路总平面布置尺寸,对施工也比较方便。
二、单开道岔平行线路联接
用单开道岔和一段曲线使单轨线路变为双轨线路,如图2—8所示。
图中的S值即为线
路中心距。
为使线路中心距达到预定的值,在道岔岔线末端与曲线之间插入一直线段C。
已知道岔参数a、b、曲线半径R及线路中心距S,联接点各参数计算如下:
B
Scot
(2—12)
cS
Scsc或一sin
(2—13)
T
Rtan—
(2—14)
(2—15)
c
b
(2—16)
L
a
BT
(2—18)
Kp
R/180
(2—19)
式中L――联接点长度,是联接点的主要参数。
2—9所示,联接点各参数计算如下:
三、对称道岔平等线路联接
用对称道岔把单轨线路变为双轨线路,如图
图2—9对称道岔线路联接
(2—23)
b3bcos0.5
cn0
LaBT
(2—24)
(2—25)
(2—26)
标准对称道岔只有2号、3号道岔,因为岔角较大,联接长度L较单开道岔小。
同时要注意,对称道岔b值为其岔线的投影长度,道岔岔线实际长度为bi值,应进行换算。
四、纵面线路的竖曲线联接和坡度
矿井轨道线路除了有平面线路外,还有斜面线路,如采区上下山,材料斜巷等,于是就有了平面与斜面线路如何联接的问题。
另外,在平面线路中,线路在纵断面上都有坡度,完全水平的线路是很少的。
1.纵面线路的竖曲线联接
线路由斜面过渡到平面时,为了避免线路以折线突然拐到平面上,斜面线路与平面线路之间均需要设置竖曲线,以使车辆运行平稳、可靠。
所谓竖曲线,即线路在纵面方向上呈曲线状,如图2—10所示。
图中A点称为竖曲线上端点,C点称为竖曲线下端点,或称为起坡
点(落平点),B点为斜面与平面的交点。
为斜面线路与平面线路的夹角,即竖曲线转角,通常为已知。
R为竖曲线半径,由设计者选定。
竖曲线半径是采区车场设计中的一个参数。
R过大,一是使车场线路布置不紧凑,增加
了车场巷道工程量,二是推后了摘挂钩点位置,增长了提升时间。
尺寸过小,又会出现矿车
变位太快,易使相邻两车箱上缘挤撞,造成矿车在竖曲线处车轮悬空而掉道。
因此,竖曲线半径选择原则是;
串车提升时,相邻两车上缘不碰撞;
提升长材料时,材料两端不触地。
竖曲线R—般为车辆轴距的12〜15倍。
在设计中,R根据矿车大小按表2—6选取。
表2—6竖曲线半径选用
矿车类型
竖曲线半径(m)
1.0t,1.5t矿车
9m,12m,15mo
3.0t矿车
12m,15m20mo
2.线路纵断面坡度
所谓线路坡度,就是在线路纵断面上两点之间的高差与其水平距离比值的千分值,用符
号i表示。
如图2—11所示,线路AB的长度为L,点AB的标高分别为耳、,标高差△h为HB-Ha,坡度角为,则
当坡度很小时,cos1,故i」100%
Hl
图2—10竖曲线图2—11线路坡度计算
对不同的运输方式,可选用不同的线路坡度。
大巷采用电机车运输时,重车向井底车场运行,空车向采区运行,为了充分发挥电机车效能,线路应按等阻力坡度设计,即重列车下行和空列车上行的阻力相等。
通常电机车运输的线路向井底车场取3%。
〜5%。
的坡度,以利排水。
平巷中采用绞车串车或人力推车时,线路坡度原则上也可按等阻力坡度及流水坡度考虑。
一般也为3%。
〜5%,有时略大一些。
矿车在坡道上利用其重力或惯性而运行,这种运行称作自动滚行。
在自动滚行中,主要
是利用轨道的坡度控制速度,3t矿车空重车坡度一般分别为9%。
、7%;
1t矿车11%。
、9%°
。
第三章采区车场设计
采区上(下)山和区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道和硐室称为采区车场。
采区车场按地点分为上部车场、中部车场和下部车场。
采区车场施工设计,最主要的是车场内轨道线路设计。
轨道设计必须与采区运输方式和生产能力相适应;
必须保证采区调车方便、可靠;
操作简单、安全;
提高工作效率和尽可能减少车场的开掘及维护工作量。
采区车场线路是由甩车场(或平车场)线路、装车站和绕道线路所组成。
在设计线路时,首先进行线路总布置,绘出草图,然后计算各段线路和各联接点的尺寸,最后计算线路的总尺寸,作出线路布置的平、剖面图。
一、采区车场设计依据
1、地质资料
采区车场设计需要的地质资料有:
采区上(下)山附近的地质剖面图和钻孔柱状图,围岩性质及厚度,采区瓦斯、煤尘及水文地质资料。
2、设计资料
采区巷道布置及机械配备图,采区生产能力及服务年限,采区上山条数及其相互关系位置,轨道上山的倾角和巷道断面图,提升任务,提升设备型号、主要技术特征、提升最大件外形尺寸,提升一钩最多串车数,大巷运输方式、矿车类型、轨距、列车组成。
3、规范依据采区车场设计要满足《煤矿采区车场和硐室设计规范》GB50534—2009的有关要求。
二、采区车场设计要求
1、车场位置选择采区车场应布置在稳定岩层或煤层内,应避开较大断层、构造应力区和强今水层。
2、车场线路布置车场布置紧凑合理,操作安全。
行车通畅,效率高,工程量省,方便施工。
满足采区安全生产、通风、运输、排水、行人、供电及管线敷设等各方面的要求。
3、车场断面和轨道、管线铺设采区车场的断面形状、支护方式、支护参数、轨道铺设、水沟、管线敷设、辅助设施、铺底等应符合《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》GB50419的有关规定。
第一节采区上部车场线路设计
采区车场形式在根据煤层赋存条件、围岩条件、运量大小综合确定。
采区上部车场基本形式有平车场、甩车场和转盘车场三类。
见表3—1。
一、采区上部车场形式选择
采区上部平车场多用于回风石门较长时,若轨道上山以水平的巷道与回风平巷(或石门)相连,绞车房布置在回风巷同一水平的岩石中,则为上部平车场。
上部平车场又分为顺向平车场和逆向平车场,两种车场如何选择,主要根据轨道上山、绞车房及回风巷道的相对位置决定。
当车场巷道直接与总回风道联系时可采用顺向平车场。
当煤层群联合布置采区,且有采区回风石门与各煤层回风巷及总回风巷相联系,可采用逆向平车场。
表3—1采区上部平车场的基本形式
若轨道上山以倾斜的甩车道与区段回风平巷(或石门)相连,或者轨道上山位于煤层中,
为减少岩石工程量,可采用甩车场。
甩车场通过能力大,调车方便,劳动量小,但绞车房布置在回风巷标高以上,当上部为采空区或松软的风化带时,绞车房维护比较困难,而且绞车
房回风有一段下行风,通风条件差。
所以,当采区上部是采空区或松软的风化带时,可选用
平车场。
转盘车场的特点是轨道上山与回风平巷呈十字相交,利用转盘调车,即矿车提至转盘上,
将转盘旋转90°
再将矿车送入区段回风平巷。
但这种车场工人劳动强度大,车场通过能力小。
二、采区上部车场线路布置和线路坡度
1•上部车场线路布置
采区上部平车场线路的特点是设置反向竖曲线,上山经反向竖曲线变平,然后设置平台,
在平台上进行调运工作。
采区上部车场的线路布置可采取单道变坡方式。
当采区生产能力大,采区上山作主提升、
下山采区的上部车场运输量大,车辆来往频繁时,也可采取双道变坡的线路布置方式。
采区上部车场的平、竖曲线半径应按表3—2的规定选用。
上部平车场的道岔根据提升量大小确定,一般选用4号或5号道岔。
采区上部车场的储车线的长度一般为2〜3钩串车长度,当用机车牵引时为1列车长加
5m下山采区上部车场为1列车长加5m
表3—2平、竖曲线半径
平曲线半径(m)
竖曲线半径(m)0
3.0t及以上矿车
12〜20
12〜20
3.0t以下矿车
6〜15
9〜15
2.上部平车场的线路坡度
单道变坡和不设高低道的双道变坡,轨道坡度应以3%o〜5%。
向绞车房方向下坡;
上山
采区上部车场水沟以3%。
〜4%。
向上山方向下坡;
下山采区上部车场水沟坡度应以3%。
〜5%
向运输大巷方向下坡。
当车场设高低道时,高道的轨道坡度应为9%。
〜11%向绞车房方向下坡,低道的轨道坡
度应为7%o向下山方向下坡。
咼、低道最大咼差不宜大于0.6m。
3、人行道
上部车场摘挂钩段巷道,单道布置时设两侧人行道,双道布置时设中间人行道和一侧人行道。
中间人行道宽度不得小于1.0m。
一侧或两侧人行道宽度,从巷道底板起净高1.6m范
围内,综采区不得小于1.0m,非综采采区不得小于0.8m。
4、风门安装位置
两道风门间的最小
当上部车场需要安设风门时,风门应安设在进车侧道岔外的单道上,
距离,1.0t和1.5t单辆矿车运行时取6m3.0t矿车取9m=
5、阻车器和挡车栏
在上部平车场接近变坡点处应安设阻车器,在上部车场变坡点下方略大于1(列)钩车
长度的地点,应安设常闭的挡车栏,放车时方准打开。
1.5m,净高不
然后沿着矿车
6、信号硐室和躲避硐
上部平车场应在分车道岔人行道岔侧设信号硐室,信号硐室净宽不小于小于2.0m,净深不小于1.5m。
三、顺向平车场线路计算
顺向平车场的特点是:
矿车或材料车由轨道上山提至平车场的平台摘钩,
行进方向进入储车线,在运行过程中矿车不改变方向。
线路布置方式有单道和双道两种。
1.单道变坡顺向平车场
跑车,然后摘钩,推车入弯道。
绞车房位于平面交叉点之后,与交叉点相距约5m左右,如
图3—1a所示。
这种布置方式倒车不便,采用较少。
变坡点至绞车房的距离为:
(3—1)
LTdABA
其中t――竖曲线切线长度,m
d――为了设置阻车器而增加的直线段长,取1〜2m
A——过卷距离,取5m
B――一钩串车长度,m;
A——平曲线至绞车房外壁距离,10〜30m.
2.双道变坡顺向平车场
上山经反向竖曲线变平后设阻车器,然后接单开道岔平行线路联接点,变为双轨线路(图
3—1b)。
为了避免钢丝绳影响线路一侧储车,平台道岔一般不宜采用对称道岔。
这种方式车场倒车方便,通过能力大,在采区联合布置时常采用。
线路计算按下式计算。
C剖面图
图3—1顺向平车场单轨线路尺寸计算
式中Lk――单开道岔平行线路联接尺寸。
其他符号意义同上。
图3—1中,平曲线半径Rp,对于综采区12m〜20m非综采区9〜12m。
竖曲线半径Rs
为9〜20m。
二、逆向平车场
图3—2(a)为单道逆向平车场的线路布置。
线路变平后,设单开道岔非平行线路联接点
矿车反向推入平巷后,在错车线倒车。
变坡点C到绞车房的距离L为
LABmT(3—3)
口
□
图3—2逆向平车场线路设计
式中A—过卷距离,用于防止矿车冲入绞车房以及运长材料时便于车辆换向,一般取10〜
15m;
B――一钩串车长度;
m单开道岔非平行线路联接尺寸;
T――竖曲线的切线长度。
为了缩短倒车时间,提高通过能力,逆向平车场还可以在车场单开道岔后再设一个分车道岔,变为双轨线路,如图3—2(b
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