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。

2

tan δ

R T = （3—2）

180δ

πR 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