《礦井設計》山東科技大學資源與環境工程學院主講：馬其華聯系方式：0532-860,57357QQ：326569488，Email：qihuama@163.，qihuama@126.軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第1頁!《礦井設計》教學大綱課程編碼：課程名稱：礦井設計課程英文名：MineDesign先修課程：煤礦開采學適用專業：采礦工程總學時：36講課學時：36實驗學時：上機學時：總學分：2制訂單位資環學院制訂時間：2005.10軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第2頁!一、課題的性質和目的本課程是采礦工程專業的主要專業課程之一，其目的是使學生掌握車場線路及硐室設計的基本理論和設計方法。學生通過學習本課程應能進行各種窄軌線路設計、車場及硐室設計，為后續采煤課程設計和畢業設計作好必要的準備。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第3頁!二、課程的基本要求本課程以課堂講授為主，精講多練，并在課堂講授過程中向學生交待各章節名稱及專業英語詞匯用法。在各章節中均應布置一定量的課外練習題，提高學生思考問題、理解問題和解決問題的能力。按本課程教學的特點要求，應結合CAI課件進行講授，空間關系形象直觀，便于理解。本課程考核的形式可根據課程內容決定，用大作業、開卷及閉卷考試等相結合的方式進行，著重對知識的理解和應用，盡量避免死記硬背的考試。在教學中，通過習題的布置，使學生深入理解基本原理及設計步驟，提高分析和解決實際問題的能力。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第4頁!第二章采區車場形式選擇及線路布置（12學時）1、學習目的和要求本章為該課程的重點內容，通過本章的學習，學生應熟練掌握采區上部車場、中部車場和下部車場的形式選擇及線路布置，并能根據現場實際情況選擇車場形式和進行車場設計。2、課程內容（1）采區上部車場形式選擇及線路布置（形式選擇，順向平車場，逆向平車場）；（2）采區中部車場形式選擇及線路布置（形式選擇，單道起坡車場，雙道起坡車場）；（3）采區下部車場形式選擇及線路布置（大巷裝車站，頂板繞道車場，底板繞道車場）。3、考核知識點和要求（1）識記：采區上、中和下部車場的基本形式、特點和適用條件；（2）綜合應用：將所學基本知識應用于各種車場設計中，通過習題使學生全面掌握采區上、中和下部車場的參數計算、設計計算及繪制線路布置圖。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第5頁!第四章新型輔助運輸方式的車場及軌道線路聯接特點（4學時）1、學習目的和要求：通過本章的學習，了解近年來發展起來的單軌吊車、卡軌車、齒軌車和無軌運輸車等新型的輔助運輸方式，基本掌握新型輔助運輸車場的軌道線路聯接特點。2、課程內容（1）單軌吊車（基本特征，車場及裝車點）；（2）卡軌車（基本特征、原理、車場及轉載點）；（3）齒軌車（基本特征、原理、車場布置特點）；（4）無軌膠輪運輸車和軌道膠套輪機車（基本特征，巷道斷面及選擇應用）。3、考核知識點和要求（1）識記：近年發展起來的新型輔助運輸方式，各自的特點和適用條件；（2）領會：新型輔助運輸方式在現代化礦井中的應用及今后發展方向。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第6頁!第六章采區設計（4學時）1、學習目的和要求本章學習礦井采區設計的依據、程序和步驟，使學生掌握采區設計的內容、原則和設計方法。2、課程內容（1）編制采區設計的依據、程序和步驟；（2）采區設計的內容；（3）采區設計的實例。3、考核知識點和要求（1）識記：采區設計的依據、程序和步驟；（2）領會：采區設計的內容；（3）綜合應用：通過實例使學生掌握采區設計方法。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第7頁!前言采區車場是礦井設計的重要組成部分。采區車場是采區上(下)山與階段大巷或區段平巷連接處的一組巷道及硐室的總稱。采區車場巷道有甩車道、存車線、聯絡巷道等；采區車場硐室有采區裝車站、人車場及采區煤倉、采區絞車房等。采區車場的主要作用是在采區內運輸方式改變或過渡的地方完成轉載工作。采區車場形式按地點分為采區下部車場、采區中部車場、采區上部車場；按車場線路布置分為雙道起坡甩(平)車場、單道起坡甩(平)車場；按提升對象分為輔助提升甩(平)車場、主提升甩(平)車場。由于地質條件和準備方式不同，車場形式及線路布置也不同，應根據采區地質開采條件合理選擇采區車場的形式。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第8頁!章軌道線路布置的基本概念一、礦井軌道（一）軌道

軌道運輸是礦井運輸的重要方式.礦井軌道：巷道底板鋪設的道床、軌枕、鋼軌和聯結件等，如圖所示。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第9頁!（二）道岔道岔是使車輛由一條線路轉到另一條線路上的裝置，由尖軌、轍叉、轉轍器、道岔曲軌、護輪軌和基本軌所組成。道岔有單開道岔、對稱道岔及渡線道岔三種：（1）單開道岔－DK（2）對稱道岔－DC（3）渡線道岔－DX在線路平面圖中，道岔通常以單線表示，道岔的主線與岔線的線段用粗線繪出，如下圖所示。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第10頁!2對稱道岔（DC）軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第11頁!4道岔型號標準道岔原來共有615、618、624、918、924五個系列，新標準道岔共有七個系列，即600軌距：615、622、630、643和900軌距：915、930、938。每一系列中按轍叉號碼和曲線半徑劃分為很多型號，如：DK615-4-12、DC624-3-12、DX918-5-2019等。其符號含義如下：（1）

DK、DC、DX分別為“單開”“對稱”“渡線”道岔的代號。（2）615、618、624、918、924中的6和9分別代表600mm和900mm軌距。（3）符號中第二部分數字為轍叉號碼（M），轍叉號碼M與轍叉角的關系：軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第12頁!（4）尾數單開道岔、對稱道岔的尾數代表道岔曲線半徑（m）；渡線道岔尾數中，前兩位數字代表曲線半徑（m），后兩位代表軌中心距（dm）。（5）單開道岔、渡線道岔有左向與右向之別。左向道岔在尾數末應加“左”字，如：DK615-4-12（左）、DX918-5-2019（左）。

右向道岔—岔線在行進方向（由ab）的右側。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第13頁!二、軌道線路（一）軌距與線路中心距軌距：單軌線路上兩根鋼軌軌頭內緣的距離。采用標準軌距：600mm；900mm。600mm軌距：1t固定礦車、3t底卸式礦車、輔運；900mm軌距：3t固定礦車、5t底卸式礦車。設計圖中線路采用單線表示，即兩根軌道的中心線作為線路標志。單軌線路用單線表示，雙軌線路用雙線表示。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第14頁!（2）彎曲段：SB

+S，機車運輸：S=300mm；其它運輸：S=200mm。這是因為在雙軌曲線巷道(即彎道)中，由于車輛運行時發生外伸和內伸現象，線路中心距一般比直線巷道還要加寬一定數值S。例：1t礦車，機車運輸，軌距600mm，機車寬1060mm，則：直線段:SB

，mm

S=1060+200=12601300mm

曲線段:SB

+SS=1300+300=1600mm

線路中心距一般取100mm為單位的整數。為了設計與施工方便，雙軌線路有1200、1300、1400、1600和1900mm等幾個標準中心距，一般不選用非標準值，其值可參考如下表14-3選取。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第15頁!（二）曲線線路（彎道）在礦井軌道線路中，所采用的曲線都是圓曲線，即一段圓弧，故在線路連接計算中，曲線半徑是一個重要參數（車場線路=直線段線路+聯接點線路（圓曲線））。1、曲線半徑R及彎道轉角

曲線半徑R的確定與車輛行駛速度、車輛的軸距有關，一般可參考下表14-4選?。ㄔ跈C車行駛量比較少的彎道上，其曲線半徑可采用表中數值的下限；在機車行駛頻繁的彎道上，其曲線半徑可采用表中數值的上限）。運輸方式曲線半徑/m600mm軌距900mm軌距機車運輸12、15有時2015、20有時25、30串車運輸6、9有時129、12有時15人力輔助運輸4、69軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第16頁!外軌抬高車輛在彎道上運行時，如果兩根軌道仍在一個水平面上，由于離心力的作用，車輪輪緣就要向外擠壓外軌，增加磨損和運行阻力，嚴重時將使車輛傾倒或出軌。為此，在曲線處應將外軌抬高一個值。

外軌抬高值與曲線半徑、軌距及車輛運行速度有關。一般抬高值，采用900mm軌距時在10~35mm之間；600mm軌距時在5~25mm之間。運行速度越高，曲線半徑越小，抬高值應越大。

2曲線線路的外軌抬高與軌距加寬

軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第17頁!在曲線段除需外軌抬高和軌距加寬外，由于車輛在曲線上運行會發生外伸和內伸現象，巷道和雙軌中心距也需加寬。如圖所示，軸距為SB、車長為L的車輛與半徑為R的曲線內接。如果在直線段車輛所占的地段寬度為B，則在彎道處所占地段的寬度向外側增加了△1，向內側增加了△2(以影線表示)。

3曲線段巷道加寬和雙軌中心距加寬軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第18頁!雙軌線路中心距以及相應巷道加寬的起點，也應從曲線起點以前的直線段開始，為使線路鋪設及車輛運行方便，對于機車運輸，此段直線段長度L0一般取5m，對于1t礦車串車運輸取2~2.5m。對比較次要的巷道，車輛運行很少時，有時也可以不加寬線路中心距。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第19頁!DK道岔非平行線路聯接點各參數計算如下（采用道岔岔線與彎道曲線直接相連，巷道轉角參見下圖

）

：

首先選定道岔（如：

DK615-4-12），查出參數：a、b、，并確定R、δ值，然后計算線路聯接點各參數如下：軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第20頁!DK道岔平行線路聯接點各參數計算：首先選定道岔型號，則：道岔參數a、b、為已知；再選定聯接曲線半徑R及線路中心距S；求：DK道岔平行線路聯接系統的輪廓尺寸。B=Sctg；m=S/sin；n=mT；

T=Rtg(/2)；c=nb；L=a+B+TL—DK道岔平行線路聯接系統的長度，是聯接點的主要輪廓尺寸和參數，亦可根據設計已知條件，從《窄軌道岔線路聯接手冊》中直接查出各聯接參數值。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第21頁!（二）縱面線路的豎曲線聯接

豎曲線

——是線路縱面方向上呈曲線（圓曲線）狀的曲線，如圖AC段。A—豎曲線上端；B—平面與斜面交點；C—豎曲線下端，又稱為起坡點（落平點）；—平面線路與斜面線路的夾角，即豎曲線轉角（已知）R1豎曲線半徑；T

豎曲線切線；K豎曲線圓弧長，則：軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第22頁!線路縱斷面坡度所謂線路坡度，就是在線路縱斷面上兩點之間的高差與其水平距離比值的千分值，用符號i表示。如圖所示線路AB的長度為L,點A、B的標高分別為HA、HB,標高差△h=HB-HA,坡度角為，則當線路坡度很小時，cos≈1，故：0‰0‰軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第23頁!三、課程的內容與要求

章軌道線路布置的基本概念（4學時）1、學習的目的和要求本章為礦井軌道線路聯接的有關基本概念和基本知識，目的使學生除理解軌道線路、道岔和鋼軌基本概念外，還需掌握線路的平面聯接和坡度設計計算方法，為車場設計打下基礎。2、課程內容（1）礦井軌道（軌道，道岔）；（2）軌道線路（軌距，線路中心距，曲線）；（3）軌道線路聯結計算（平行線路聯接，非平行線路聯接，縱面線路聯接）。3、考核知識點和要求（1）識記：軌道線路聯接與布置的基本概念，為礦井軌道線路聯接設計計算打下基礎。（2）綜合應用：掌握并應用軌道線路平面聯接、縱面線路聯接等參數計算方法和設計繪圖。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第24頁!第三章采區硐室（4學時）1、學習目的和要求通過本章學習使學生掌握采區主要硐室，包括采區煤倉、采區絞車房及采區變電所的形式選擇及設計方法。2、課程內容（1）采區煤倉設計（形式，參數，煤倉容量及機械式水平煤倉）。（2）采區絞車房設計（位置，平面布置及絞車房維護）。（3）采區變電所設計（形式，位置，平面位置及支護）。3、考核知識點和要求（1）識記：采區煤倉，絞車房和變電所的基本形式、參數、特點和使用條件。（2）綜合應用：掌握采區主要硐室的參數選擇計算和設計方法。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第25頁!第五章礦井開采設計（8學時）1、學習目的和要求本章為該課程的重點內容之一，學生在學習《采礦學》的基礎上，進一步應用于礦井開采設計，理論聯系實際，實用價值高。通過本章學習掌握礦井設計方法，為今后從事煤礦開采、設計工作打下牢固基礎。2、課程內容（1）礦井開采設計的程序與內容（設計依據、設計程序、設計原則及礦井初步設計內容）；（2）礦井開采設計方法及評價標準（放案比較法、統計分析法及開采設計最優化準則）；（3）礦井開拓設計放案比較示例（基本情況、方案比較及綜合比較）。3、考核知識點和要求（1）識記：開采設計程序、內容及原則，開采最優化準則；（2）領會：方案比較法、統計分析法、指標定額法和數學分析法；（3）綜合應用：掌握并應用“方案比較法”進行礦井設計，在示例、習題的基礎上能獨立進行基本的礦井方案設計。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第26頁!四、教材及主要參考書教材：徐永圻主編.《煤礦開采學》（重排修訂版），中國礦業大學出版社，2009.7參考書：1.孫寶錚、劉吉昌編.《礦井開采設計》，中國礦業大學出版社2.張榮立主編.《采礦工程設計手冊》，煤炭工業出版社軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第27頁!采區車場線路布置的主要工作為：進行采區車場線路總體布置并繪草圖；計算各線段和聯接點尺寸；計算線路總尺寸；最后做出線路布置的平剖面圖。采區硐室布置設計的主要工作為：按采區車場線路設計確定硐室位置；確定硐室或巷道斷面的大??；確定硐室或巷道的支護方式及材料消耗等。通過本章學習，應掌握：采區車場的概念、采區車場形式、采區車場線路布置、軌道線路設計及采區硐室布置設計的基本概念和基本知識。采區車場線路布置和采區硐室布置設計構成完整的采區車場設計。由于采區車場設計的主要工作是進行采區車場軌道線路布置設計，因此，章首先介紹軌道線路布置設計的基本概念與基本知識。前言軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第28頁!鋼軌型號（軌型）：是指鋼軌單位長度的質量，以kg/m表示。礦井常用軌型有：24、18、15、11等（原有生產礦井）；現采用標準軌型：15、22、30、38、43（新設計礦井使用）根據使用地點、行車速度和頻繁程度及運輸設備類型等，一般可按下表選用。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第29頁!1單開道岔（DK）a、b—外形尺寸；

：轍叉角；在線路平面圖中，道岔以單線表示。道岔主線與岔線用粗實線表示。

軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第30頁!3渡線道岔（DX）軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第31頁!道岔的轍叉號碼：單開道岔DK的轍叉號碼有2、3、4、5、6幾種；對稱道岔DC的轍叉號碼有2、3兩種；渡線道岔DX的轍叉號碼有4、5兩種。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第32頁!5道岔選擇原則1）選擇的道岔應與基本軌的軌距一致。2）選擇的道岔應與基本軌的軌型一致，可以高一級，不能低一級。如基本軌型是18kg/m，道岔可選18kg/m或者24kg/m。3）選擇的道岔應與行駛車輛的種類相適應。多數標準道岔都能行駛電機車與礦車，少數標準道岔由于曲線半徑過小或轍叉角過大，只能行駛礦車。4）選擇的道岔應與車輛行駛速度相適應。曲線半徑越小，轍叉角越大，允許車輛行駛的速度就越小。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第33頁!線路中心距雙軌線路的中心線間的距離S，如表14-3所示。（1）直線段：SB

，mm。式中：B—機車寬度，mm；—兩車內側的距離，《煤礦安全規程》規定：在雙軌運輸巷中(包括彎道)兩條鐵路中心線間的距離，必須使兩列對開列車最突出部分之間的距離不小于0.2m；在采區裝車點，兩列列車車體最突出部分之間的距離，不得小于0.7m；在礦車摘掛鉤地點，兩列列車車體最突出部分之間的距離，不得小于1.0m。軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第34頁!表14-3雙軌線路中心距設備類型及有關參數/mm線路中心距/mm設備類型軌距車寬直線段曲線段機車或底卸式礦車6006009001060120013601300160016001600190019001t礦車、1.5t礦車(人力、串車運輸)60060088097011001200130014001t礦車、1.5t礦車(無極繩運輸)6006008809701200120013001400軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第35頁!在進行曲線線路連接計算時，通常巷道轉角為已知，當曲線半徑R的選定后，由如圖的幾何關系即可得出相應的切線長度T和曲線段弧長K。例：已知巷道轉角，曲線半徑R（選用）；計算：切線長T，弧長K。曲線線路聯接計算軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第36頁!軌距加寬當車輛在彎道運行時，彎道軌距還應該加寬，不然也會發生車輪輪緣擠壓鋼軌的現象，增加阻力，甚至使輪緣被鋼軌卡住或是被擠出鋼軌面而掉道。因此，曲線段軌距應較直線段適當加寬。

彎道軌距加寬值與曲線半徑、車輛軸距大小有關。機車運輸時，加寬值一般為l0~20mm，曲線半徑大取下限；串車運輸時，一船取5~10mm。外軌抬高與軌距加寬的遞增（遞減）距離。為了適應外軌抬高和軌距加寬，在曲線與直線線路聯接時，從直線段某一點開始，同時逐步進行抬高和加寬，到曲線起點處，使抬高和加寬值正好達到規定的數值，這段直線距離稱為外軌抬高和軌距加寬的遞增(遞減)距離，該距離—般取外軌抬高值的100~300倍，即外軌抬高的坡度在10‰~3.3‰之間。（有時也可以在曲線起點處開始抬高和加寬，逐漸達到規定的數值。）軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第37頁!圖中：L:車長

B:車寬

R:軌道中心線半徑曲線段雙軌中心距加寬：機車：S=300mm，其他：S=200mm。曲線段巷道加寬

:

S=1+2機車運輸時：外側加寬200mm，內側加寬100mm軌道線路布置的基本概念4h共43頁，您現在瀏覽的是第38頁!三、軌道線路聯接計算軌道線路聯接包括：平面線路聯接和縱面線路聯接。平面線路聯接—道岔曲線聯接縱面線路聯接—豎曲線聯接（線路坡度設計）（一）平面線路聯接1DK道岔非平行線路聯接

用單開道岔和一段曲線線路，把方向不同的兩條直線線路聯接起來，被聯接的兩條直線線路不在同一條巷道內，并且相互成一個角度，如圖所示。

軌道線路布置的基本概念4