第三章 采区车场设计(第二版)

第三章采区车场设计第一节窄轨线路一、轨道与轨型轨道运输是煤矿井下主要运输方式，矿井轨道由铺设在巷道底板上的道床、轨枕、钢轨和联接件等组成。

钢轨的型号简称轨型，以每m长度的质量（kg/m）表示。

窄轨线路的轨型有15、22、30、38和43kg/m等5种。

窄轨线路中心距有600mm、762mm和900mm 3种，使用时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；中、小型矿井多选用600mm轨距，使用1t、3t矿车。

新设计矿井轨型按表3—1选用。

除了上述规定外，《煤矿运输安全质量标准化评分表》中规定；运行7t及其以上机车、3t及以上矿车、采区运输重量超过15t（包括平板车重量）及以上设备时线路轨型不低于30kg/m，卡轨车、齿轨车和胶轮车运行线路轨型不低于22kg/m。

表3—1 新设计矿井轨型选用表二、道岔1.道岔类别道岔是使车辆由一条线路上转到另一条线路上的装置，它是由尖轨、辙叉、转辙器、道岔曲轨、护轮轨和基本轨所组成，道岔的结构如图3—1所示。

1—尖轨；2—辙叉；3—转辙器；4—道岔曲轨；5—护轮轨；6—道岔基本轨图3—1 道岔结构常用道岔有单开道岔、对称道岔、渡线道岔3种，单开道岔和渡线道岔又有左向和右向之分（在平面线路上沿顺时针方向分出时为右向，沿逆时针方向分出时为左向）。

井下常用道岔有3号、4号、5号。

每种型号的道岔又配备了4m、6m、9m、12m、15m、20m、25m、30m、40m、50m、70m等11种曲线半径；渡线道岔和对称道岔按不同轨距和道岔类型，配备有1300mm、1400mm、1500mm、1600mm、1700mm、1800mm、1900mm、2200mm和2500mm等9种线路间距。

道岔手册中所列型号均为右向道岔，如ZDK622—4—12末注明左右，均为右向道岔。

右向道岔的分岔线在行进方向（由a→b）的右侧。

左向道岔必须在尾数后注上（左）字，如：ZDK622—4—12（左），岔线在行进方向（由a→b）的左侧。

(a) (b(c)a—单开道岔；b—对称道岔；c—渡线道岔图3—2 道岔的类型及单线表示图3—3 道岔的含义2.道岔表示法在平面线路中，道岔通常用单线条表示，如图3—2所示。

道岔的主线与岔线的线路用粗实线绘出。

单线虽不能表明道岔结构及实际图形，但能表明与设计线路有关的道岔参数（a、b），如道岔的外形尺寸及撤叉角（α），从而简化了设计工作。

道岔的含义可用图3—3表示。

3.道岔选择选择道岔时从以下几个方面考虑：⑴与基本轨的轨距相适应。

⑵与基本轨的轨型相适应。

道岔轨型不能低于线路轨型，有时也可以选用比基本轨型高一级的型号。

不能采用非标准道岔。

⑶与车辆的运行速度相适应；曲线半径越小，撤叉角越大，允许车辆行驶的速度就越小，如ZDK615—2—4、ZDK618—2—4、ZDK918—3—9等道岔，矿车的行驶速度不能超过1.5m/s。

⑷与矿车的类别相适应。

矿车吨位大时，应选用撤叉号大的道岔。

4.常用道岔参数煤矿井下常用道岔有3、4、5号，类型有单开道岔、对称道岔、渡线道岔，基本参数见表3—2。

表3—2 常用道岔参数表(22kg/m轨型)5.警冲标警冲标是表示道岔附近可以安全停车的最近标志点。

即只要机车或矿车停在另一条轨道的警冲标之外，另一条轨道上的车辆就能安全通过道岔而不会撞车，所有车辆停放都不得越过警冲标。

警冲标埋设高度为枕面以上不超过350mm，间隔100mm刷红、白反光漆或贴反光膜。

三、轨距与线路中心距轨距是指单轨线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离。

煤矿井下以600mm、900mm轨距为多。

1t固定矿车、3t底卸式矿车及大巷采用胶带运输时，辅助运输矿车都采用600mm轨距；3t固定矿车和5t底卸式矿车采用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距中心线之间的距离，如果以B表示矿车或机车的宽度，δ表示两车内侧的距离，则线路中心距可由下式表示：S≥B+δ（3—1）在双轨运输巷中，两列列车最突出部分之间的距离，对开时不得小于0.2m，采区装载点不得小于0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于1m。

为了设计方便，双轨线路中心距常采用1300mm、1600mm和1900mm等，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还加宽一定数值。

当线路运行设备为机车或底卸式矿车时，曲线段比直线段加宽300mm；当使用1t、1.5t 矿车进行人力或串车运输时，曲线段比直线段加宽200mm，无级绳运输时加宽100mm。

四、曲线线路1.曲线半径及联接计算矿井轨道线路中，采用的曲线均为一段圆弧。

圆弧的半径与车辆行驶速度、车辆轴距有关，其取值可参考参考表3—3。

表3—3 单开道岔非平行、平行线路联接在机车行驶量比较少的弯道上，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。

在进行曲线联接计算时，通常曲线转角δ已知，选定曲线半径R 后，曲线的弧长K 、切线长度T 可由式（3—2）、（3—3）计算。

2tan δR T = （3—2）180δπR K =（3—3）联接点参数用δ、R 、T 、K 表示，统一标注在设计图中，如图3—4。

图3—4 单轨线路曲线联接2.曲线线路外轨抬高和轨距加宽机车在弯道上行驶时，曲线外轨应抬高一个值，该值的大小与曲线半径、轨距及车辆运行速度有关。

600mm 轨距在5～25mm 之间；900mm 轨距在10～25mm 之间。

运行速度越大，曲线半径越小，抬高值越大。

曲线段轨距还应当适当加宽，机车运输时，加宽10～20mm ，串车运输时，加宽5～10mm,曲线半径大时，取下限。

3.曲线线路轨中心距及巷道加宽巷道在曲线处需要加宽，机车运输的曲线巷道外侧加宽200mm ，内侧加宽100mm 。

双轨线路机车运输时，线路中心距加宽300mm ，1t 矿车串车或人力运输时，加宽200mm 。

巷道加宽的起点从曲线起点以前的直线段开始，机车运输时，此直线段一般为5m ，1t 矿车串车运输时为2～5m 。

五、轨道线路联接轨道线路联接有单开道岔非平行线路联接、单开道岔平行线路联接、对称道岔线路联接、线路平移等方式。

1.单开道岔非平行线路联接单开道岔非平行线路联接的计算公式见表3—4。

表3—4 单开道岔非平行线路联接计算表3—5 单开道岔平行线路联接计算表3—6 对称道岔线路联接第二节采区上部车场设计采区上（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。

轨道线路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、构造应力区和强含水层。

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、断面大小、支护方式、支护参数、轨道铺设、水沟、供水、供风管线敷设应符合《煤矿巷道断面和交岔点设计规范》（GB50419—2007）的有关规定外，还应考虑车场施工期间风筒吊挂、局部通风机安装，瓦斯抽采管路敷设，风门安装、设备运输需要。

三、采区上部车场形式选择采区上部车场基本形式有平车场、甩车场和转盘车场三类。

平车场又有顺向平车场和逆向平车场两种形式，对于顺向平车场又有设高低道和不设高低道两种类型。

设高、低道的平车场工程量大，施工难度大，并且提升钢丝绳与存车线的矿车相互干挠、使用不方便，应用较少，因此，上部平车场一般不设高、低道。

平车场的基本形式见表3—7。

表3—7 采区上部平车场的基本形式2.采区上部车场的形式选择采区车场形式选择要根据煤层赋存条件、围岩条件、运量大小综合确定。

⑴上部平车场的特点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。

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。

⑶转盘车场的特点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。

四、采区上部车场线路布置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宜采取单道变坡方式。

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和接力车场的第二车场运输量大，车辆来往频繁时，也可采取双道变坡的线路布置方式。

2.上部平车场平、竖曲线半径选取采区上部车场的平、竖曲线半径应按表3—8的规定选用。

表3—8 平、竖曲线半径3.上部车场道岔选择上部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。