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，/kg2m-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：S 1? 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 900 mm， 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、938 2）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 1tanα－12 12M 新计算方法 原计算方法 ACAOM??tanα－1M??BCOB 1α＝tan?1α＝2tan?1M 4）道岔型号含义（单开、对称道岔） ZDK (ZDC)9 22 / 3/ 15 ZDK——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：T?Rtan?（mm) 2 圆弧长K： K??R?180?R?（mm) 57.3 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。 Rmin?SB?c?SB2sin?max
φ：曲线冲击角 和行车速度有关 V＜1.5m/s φ≤4° c ≤ 7 人力推车 V＞1.5m/s φ≤3° c ≤ 10 V＞3.5m/s φ≤2° c ≤ 15 机车牵引 SB：轴距：1t 矿车 SB =880 mm 3t 矿车 SB=1100 mm 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。 ?h?计算原理分析 △abo∽ △ OBA（ △ ACO） ab/OB=ob/G SgV2cos?gR
Sgcos??h?SgV2cos?GGV2?h?gRgR 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) Δh/?SgV2R?104 /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 + 2 X? （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 ????arcsin(cos?)C?SB?2X/L?2Rsin??C?cos?Sm?sin? SB—轴距 X? —外轨抬高递增递减直线段长度 PC ? 一般取整数值实际中多选30?、45?、60? 整角度 2Rβ—导入的辅助角 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 = 300 mm， 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） tan??C
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 ? 35mm 600mm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 ?S L0值选取 （提前加宽、抬高长度 ） 机车运输： L0 ? 5m 3t矿车：L0 =2.5～??0m 1t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： ????? T?R?tan?2 m?a?(b?T)sin?sin? d?bsin? M?d?R?sin? H?M?R?cos? n?Hsin? f?a?b?cos??Rsin? 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 ? b L=a+B+T 3、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 ? / 2 B?S???cotT?R?tan22， 4 S??csc22 n?m?T m?b1?bcos?2， c?n?b1 L?a?B?T C≮0