采区下部车场设计

实验二：采区下部车场优化设计

一、实验目的

1.通过上机进行采区的下部车场的施工图设计，可以使学生更好的掌握采区设计，并增加计算机绘图能力，为课程设计、毕业设计打下良好基础。

2.加强计算机在煤矿的普及应用，从而提高利用计算机和系统的观点解决实际问题的综合能力。

二、实验原理

以采区设计中采区下部车场及硐室的设计原则、步骤和方法为基本原理。

三、实验学时

4学时

四、实验仪器设备

计算机及CAD绘图软件。

五、实验要求

1．根据学生自主提出的设计已知条件进行采区下部车场线路设计计算，并利用计算机绘制出采区下部车场设计施工图。

2．弄清采区下部车场的作用、形式及施工图的绘制要求。

六、实验内容及结果

1．叙述专题设计内容

采区范围内煤层倾角12°，运输上山和轨道上山均开掘在煤层内，运输上山带式输送机中心线与轨道上山中心线相距25 m。运输大巷位于煤层底板岩石内，大巷中心线外轨面水平至煤层底板垂直距离20 m，上山与大巷交角90°。大巷轨道上山均采用600mm轨距，井底车场为折返式，井下主要运输采用3t底缷式矿车运煤，10t架线式电机车牵引，每列车由20辆矿车组成。上山辅助运输采用1t固定式矿车，由绞车牵引完成。大巷铺设30kg/m 钢轨，车场改铺设22kg/m钢轨。

设计步骤：

一、装车站设计

根据给定条件，装车站设计为绕道装车式。绘制绕道装车式装车站草图如下：

L H

l 1

L k

L H

L k

R 内R 外α2

R α1

S

图5 绕道装车站草图

选用ZDK622-4-12道岔：α=14°02′10″，a =3462，b =3588，S =2100连接曲线半径12000。

l 1=L e +0.5×L m = 4500+0.5×3450=6225 L H =L e +n ×L m +5000 = 4500+20×3450+5000=78500，取79000

L K =a +S·cot α+R tan

2

α=3462+2100×cot14°02′10″+12000×tan 14°02′10″

2

L K =13339

L D =2L H +2L K +l 1=2×79000+2×13339+6225=190903 图中R =12000,α1=20°57′50″，R 内=12000，R 外 =12000+2100=14100，α2=35°

二、辅助提升车场设计

1.甩车道线路设计

辅助提升车场在竖曲线以后以25°坡度跨越大巷见煤。上山铺22kg/m 钢轨，斜面线路采用ZDC622-3-9对称道岔分车。ZDC622-3-9道岔参数：α=18°26′06″，a =2200，b =2800。辅助提升车场双轨线路中心距为1900。对称道岔线路连接长度：

L K 对=a +B +T =a +2S · cot 2α+R · tan 4

α

L K 对=2200+19002 ×cot 18°26′06″2 +9000×tan 18°26′06″

4 =8780

水平投影长：L′K 对=L K 对·cos θ=8780×cos25°=7957

竖曲线计算：如下图所示。

E

A

i D

γD

γG i G

D

B

0′

C F

R G 、βG 、T G 、K PG

R D 、βD 、T D 、K PD

θ

图6 竖曲线计算图

根据生产实践经验，竖曲线半径定为：

R G =15000（高道，甩车线） R D =9000（低道，提车线） 存车线取半列车长，即AO =n ×L m +L e =10×3450+4500=39000

i G 取11‰，γG =a rctan0.011=37′49″；i D 取9‰（低道自动滑行坡度，空车道），γD =arctan0.009=30′56″。

高道竖曲线参数： βG =θ-γG =25°-37′49″=24°22′11″

h G =R G (cos γG -cos θ)=15000×(cos37′49″-cos25°)=1404 l G =R G (sin θ-sin γG )=15000×(sin25°-sin37′49″)=6174

T G =R G ·tan

2

G β=15000×tan 24°22′11″

2 =3239

K PG =°

180G

G πβR =6380

低道竖曲线参数：

βD =θ+γD =25°+30′56″=25°30′56″

h D =R D (cos γD -cos θ)=9000×(cos30′56″-cos25°)=843 l D =R D (sin θ+sin γD )=9000×(sin25°+sin30′56″)=3885 T D =R D · tan 2

D β=9000×tan 25°30′56″

2 =2038

K PD =

°

180D D πβR = 9000×3.14×25°30′56″

180° =4008

EO =AO +T D =39000+2038=41038

O′O =

θ

EO sin ·sin βD =41038

sin25°·sin25°30′56″=41828

O′E =θ

EO sin ·sin γD =41038sin25°·sin30′56″=874