采区巷道布置与采区车场设计.pdf

“ “ “ “ 第五篇 采区巷道布置与采区车场设计 第一章采区巷道布置与设计 第一节采区布置设计依据及要求 一、 采区布置设计依据 （一） 地质资料 采区内可采煤层层数、 厚度、 倾角、 层间距、 顶底板岩性及厚度。 煤的牌号、 煤质及用途。 储量及分布规律、 煤层对比情况。 对开采有一定影响的地质构造、 陷落柱和岩浆侵入煤体情况。 水文地质特征， 煤层顶底板含水性、 涌水量。第四系冲积层厚度、 含水情况、 有无隔 水层及隔水性能、 含水层同煤系地层的水力联系。 煤层露头、 风氧化带界线、 小窑开采边界、 局部可采煤层的分布。 沼气等级、 是否有煤与瓦斯突出危险、 自然发火情况及发火期。 地形图、 煤层底板等高线图、 勘探线剖面图、 钻孔柱状图、 水文地质图等。 （二） 设计资料 矿井年生产能力、 技术装备要求、 开拓方式及开采计划图、 通风方式、 运输及回风水 平位置、 大巷运输方式、 防水煤柱图、 工业场地和风井煤柱图等。 （三） 邻近矿井或条件类似矿井的生产情况 采煤方法、 采 （盘） 区巷道布置方式、 瓦斯涌出量、 工作面和采区生产能力及有关经济 “ 第一章采区巷道布置与设计 技术指标、 建筑物下、 水体下和铁路下的开采方法和有关参数， 以及有关矿压测定资料和 正在施工的矿井所揭露的地质情况。 对于改扩建矿井采区设计时更应该详细了解、 掌握现有生产采区的上述有关资料， 同时应注意新采区布置与原有生产系统等相适应和协调合理。 二、 采区布置要求 （一） 一般原则 “ 合理集中生产 （） 采煤工作面合理集中。通过合理选择采煤方法， 发展机械化采煤及适当加大工 作面长度和加快工作面推进度来获得。 （） 采区合理集中。通过改革采区巷道布置系统， 合理加大采区尺寸来实现。 “ 合理确定采区生产能力 根据地质条件、 煤层生产能力、 开采技术条件及机械装备标准， 综合考虑合理确定采 区生产能力。 采区应具有足够的可采储量和合理的服务年限。 “ 良好的经济效果 工程量省、 投资少、 投产快、 巷道维护量少、 回采率和生产效率高、 采区生产成本低。 “ 合理的通风、 运输系统 通风、 运输系统要简单、 安全、 可靠。 点 ; “ （ 90 9“;） “ （ 90 0 ;“3 第八章采区各车场设计 “ （ ）“ “’,）“ ;“4/3,12345’）“ 444-3 曲线转角 “““ 444-3 1.31/’“ 1143 甩车道伪倾角 “ ;* （*,“）“ ;* （*12345’,444-3）“ 1.013 线路联接尺寸 “ , * ,“ *“ “ 16555 A ,1.31/’ 4/55 A *1.31/’ 16555 A ,444-3 *444-3 “ ..4 ’ “ * 6 * *“ “ 44.5 （4/55 16555* 1143 6 ）*114 3 *444-3 “ 000. 斜面曲线 51 第五篇采区巷道布置与采区车场设计 “ “ “ “ ’ * ,* “ -, “ “./0“ ’ “ ’./0 * ’ “ ’ 选取竖曲线半径 ““ ’ 竖曲线切线长 1“ “./0 2 ’ “ ’./0 -3 ’ “ 3- 如果已知和选定条件合适， 可以从 窄轨道岔线路联接手册 中直接查出以上各参数 值， 更为简便。 甩车场纵面图上各段线路的坡度和各控制点的标高计算 设 点标高为 4 ， 即 “ 4 ， 按公式 （ 5 ） 6 （ 5 -） 可计算各类标高。 （二） 双道起坡系统 双道起坡的实质是在斜面上设两个道岔 （甩车道岔和分车道岔） 使线路在斜面上变 为双轨， 空、 重车线分别设置竖曲线起坡。线路设计计算方法基本相同。 第二节采区下部车场线路设计 采区下部车场一般是由装煤车场和辅助提升车场组合而成的。装煤车场是煤炭从 采区上山到运输大巷的转运站， 它由空、 重车储车线和装车点等构成， 辅助提升车场一般 多为平车场。 采区下部车场设置装煤车场是较中部车场复杂之处。由于不再进行下部延深而设 置平车场进行辅助提升， 没有伪倾斜角度的换算， 这是比中部车场简单的地方。 一、 装煤车场线路设计 采区装煤车场的线路布置取决于装车站的调车方式、 装车站所在位置、 煤仓个数以 及是否在井田边界等因素。 当大巷采用底卸式矿车时， 采区装煤车场线路布置形式应与井底车场布置形式相对 应 井底车场的卸煤线路是环形布置， 采区装煤车场线路也应是环形的； 井底车场是折返 第八章采区各车场设计 式布置， 采区装煤车场线路也必须是折返式布置。这是因为底卸式矿车运输要求车辆有 固定方向。 （一） 大巷装车式车场线路 大巷装车式车场用于采区胶带上 （下） 山的采 （盘） 区。装车站设置在大巷内， 并占用 双轨大巷中的一股线路作为储车线。若大巷为单轨时， 则需在装车站范围内改设双轨。 图 “ “ （） 为大巷设双轨线路时装车站线路布置。机车牵引空列车由井底车场 驶来， 进入装车站的空车储车线 ， 机车摘钩， 单独进入重车储车线 （不过煤仓） ， 把已装 满的重列车拉出， 经渡线道岔 ’， 驶向井底车场。 图 “ “ 调度绞车调车时大巷装车式线路布置 （） 通过式；（） 尽头式 机车； *调度绞车； 煤仓； 空车储车线； 重车储车线； ’装车点道岔； ， 通过线渡线道岔； ,通过线 空列车在调度绞车牵引下， 整列车不摘钩装煤。调度绞车常设在煤仓同侧的壁龛 中， 钢丝绳通过滑轮导向。这样操作方便， 不需信号联系， 调度绞车的开、 关只需一个装 车工人兼管。列车装完煤后， 机车把重车拉出时， 应把钢丝绳也一起拉出。待列车尾部 通过渡线道岔 ’ 后， 立即在不停车的情况下快速摘下钢丝绳钩头， 再挂在空列车上， 这样 就可以省去人力拉钢丝绳的工序。 在生产采区靠近井田边界方向的一侧， 有时一个新采区正在准备， 有相当数量的矸 石、 材料运输， 或有相邻两采区同时生产， 则需要设渡线道岔 和 及通过线 ,。此时用 于邻近采区的空列车由井底车场驶来， 经过道岔 进入通过线 ,， 然后经道岔 又到大巷 空车线， 驶向下一采区。列车绕过储车线而运行的这一段线路， 称为通过线， 这种装车站 *, 第五篇采区巷道布置与采区车场设计 线路布置称为通过式。 对于井田边界的采区， 可用图 “ “ （） 布置方式， 称 “尽头式” 。其调车方法与通 过式完全相同。线路上不设渡线道岔， 只在装车站附近设一个单开道岔。但尽头式装车 站需妥善解决独头巷道的通风问题。 装车站线路总长度 为 通过式 ’ * , * “ - （ “ ） 尽头式 ’ * . * “ - （ “ /） 式中 空、 重车储车线长度， 一般各为 -0 列车长； , 渡线道岔联接点长度， /1122 轨距时， 可取 3 号或 号道岔； 41122 轨距时， 应采用 号道岔； . 单开道岔联接点长度， /1122 轨距时， 取 3 号道岔； 41122 轨距时， 取 号道岔； “- 机车及半个矿车长度。 （二） 石门装车式车场线路 石门装车式车场线路布置取决于装车点数目， 如石门内只有一个装车点时 ［图 “ “ （5） ］ ， 装车站线路布置可采用尽头式， 调车方法与前述相同。 图 “ “ 石门装车式线路布置 （5） 一个装车点；（） 两个装车点 -4 第八章采区各车场设计 如果石门中有两个 （或两个以上） 装车点， 装车站线路可采用通过式加尽头式布置 ［图 “ “ （） ］ 。 大巷进入石门， 一般只设单轨。如果石门中装车点较多， 且可能同时有两台机车运 行时， 可以设双轨线路 ［图 （ “ “ （） ］ 。 （三） 绕道装车式线路布置 绕道式车场是将装煤点设在与大巷 （石门） 平行的另一条巷道内。 绕道装车式线路布置有下列几种形式， 如图 “ “ 所示。 图 “ “ 绕道装车式线路布置 （） 单向绕道；（） 双向绕道；（’） 环行绕道 第五篇采区巷道布置与采区车场设计 图 “ “ （） 为单向绕道。绕道内车辆进出只有一个通道， 其出口方向朝向井底车 场。单轨线路从大巷进入绕道后， 变为双轨， 设尽头式装车站。为了通风， 尽头处设有风 道与大巷相通 ［图 “ “ （） 中虚线］ 。为使空列车能进入绕道装车站， 绕道出口处应设 一渡线道岔。由于大巷中只设一个渡线道岔， 故在辅助运输时， 调车的灵活性较大巷装 车站差。为了调车方便， 可再设一个渡线道岔， 在调车线倒车。 图 “ “ （） 为双向绕道。空、 重车各有进、 出口通道。在绕道内设单轨线路， 重车 储车线位于靠井底车场一侧。这种方式工程量较小， 但调车不太方便。空列车由机车推 入空车储车线后， 机车要单独驶出， 再由大巷进入重车储车线， 造成机车在装车站周转时 间较长， 影响运输能力。 图 “ “ （’） 为环行绕道。列车在绕道内环行运行， 列车不调头， 车位方向不变。 机车牵引空列车入空车储车线后， 机车摘钩， 单独过通过线， 进入重车储车线， 牵引重列 车出绕道。这种方式与上一种相比， 调车系统有所改进， 但仍不如单向绕道时方便， 且工 程量更大， 因而采用较少。 二、 辅助提升车场 采用辅助提升车场是采区掘进出煤、 出矸、 进料等的转运站， 是采区下部车场的重要 组成部分。 （一） 辅助提升车场线路布置 辅助提升车场分为绕道及石门两种形式。大巷装车式和绕道装车式下部车场的辅 助车场绕道又有立式、 卧式、 斜式三种， 石门装车式下部车场的辅助车场绕道又有环形和 折返式两种。各种形式的线路布置虽然不同， 但基本方法是一致的， 故下面仅介绍大巷 装车卧式绕道线路布置， 如表 “ “ 所示。 表 “ “ 采区下部车场绕道与运输大巷位置关系 形式图示适用条件布置特点 顶 板 绕 道 *, - 轨道上山不变坡。直接设竖曲线 落平 . - 为防止矿车变位太快， 运行不可 靠， 在接近下部车场处可将上山上 抬“ 角， 使起坡角达 - * 第八章采区各车场设计 形式图示适用条件布置特点 顶板绕道 “ “ 为减少下部车场工程量， 轨道上山 提前下扎“ 角， 使起坡角达 ’ 左右 底板绕道 “ 为减少下部车场工程量， 轨道上山 提前下扎“ 角， 使起坡角达 ’ 左右 注 图示中 “运输大巷； 绕道； 煤层倾角；“轨道上山起坡角 “ 绕道线路出口方向 绕道是结合下部车场线路布置的， 在大巷装车式下部车场线路布置中， 绕道出口方 向可分为朝向井底车场或背离井底车场两种， 如图 ’ * * “, 所示。由于朝向井底车场 布置方式运输、 通风、 行人都较方便， 故一般常被采用。 图 ’ * * “,辅助车场绕道线路的出口方向 （-） 背离井底车场；（.） 朝向井底车场 绕道位置 由于煤层倾角不同， 绕道与运输大巷的位置关系有顶板绕道和底板绕道两种。轨道 上山跨越运输大巷称顶板绕道， 不跨越运输大巷称底板绕道， 见表 ’ * * /。为避免装煤 车场与辅助提升车场互相干扰， 绕道车场线路与装车站线路不要在同一股轨道上接轨。 （二） 辅助提升车场线路设计 “ 竖曲线 竖曲线半径的选择及参数计算同前。由于平车场竖曲线的真倾斜方向布置， 故在计 算时， 应注意以上山坡度角代替起坡角 （ 0或1） 。 2“3 第五篇采区巷道布置与采区车场设计 “ 起坡点位置确定 （） 顶板绕道 设低道起坡点 ， 至大巷通过线和垂直距离为“。在顶板绕道中， 由于大巷与轨道 上山的垂直距离 不能过小 （一般应 ’） ， 故在 限定时，“值可近似按下式计算 （图 ） “ * ,- . -/0 . 1 ， ’ （ 2） 式中 大巷中心线处高度 （自轨面） ， ’； 大巷与轨道上山间垂直距离， ’； 大巷中心线与通过线间距， ’。 图 顶板绕道起坡点位置确定 （） 底板绕道 底板绕道无 限制， 故“值可直接由平面图得出 （图 ） 。 图 底板绕道线路布置 23 第八章采区各车场设计 “ “ “ ， 绕道车场开口位置 （） 顶板绕道 设绕道交叉点道岔 值始端至煤仓中心线的距离为 （图 ’ ） ， 则 “ * “ “ （ ’ , - ）“ ’.“ *“ “ ’/ ， （ ） 式中’, 内侧线路 （设为高道） 的储车线长度， ； ’/ 煤仓中心线至轨道上山线路中心线的垂直距离， 。 图 ’ 顶板绕道线路布置 绕道交叉点道岔一般选用 0 号或 ’ 号岔道。 （*） 底板绕道 如图 ’ *， 为 “ * “ “ （ ’ , - ）“ ’.“ *“ * “（ * “ “ ） 12/“ “ ’/ （ 3） 在底板绕道卧式布置时， 由于 值较大， 绕道交叉点道岔不应与通过线渡线道岔重 合。一般可采用加大装车站线路中的储车线长度 （外移渡线道岔） 来保证。 应当指出， 卧式布置时绕道转角值主要决定于线路平移距 “。采用顶板绕道时， 由 于轨道上山跨越大巷， 且平车场的甩车方向背离大巷方向， 故 “ 值一般较大， 值可取 345； 采用底板绕道时， 为了减少上山在岩石中的开掘工程量， “ 值应尽量小一些。但一般 不小于 ’ 6 *4， 以利于大巷及绕道的维护。由于 “ 值较小， 为了便于异向曲线联接， 绕 道转角通常可取 0’5。 3 第五篇采区巷道布置与采区车场设计 第三节采区上部车场线路设计 一、 逆向平车场 图 “ “ （） 为单道逆向平车场。线路变平后， 设单开道岔非平行线路联接点。 矿车反向推入平巷后， 在错车线倒车。 图 “ “ 采区上部逆向平车场线路布置图 （） 单道逆向平车场；（’） 双道逆向平车场 变坡点 至绞车房距离 “ 为 “ “’（ “ *） 式中 过卷安全距离， 用于防止矿车冲入绞车房以及运长材时便于车辆换向， 一般取为 * ,； 串车长度； 单开道岔非平行线路联接尺寸； -- 第八章采区各车场设计 变坡点至道岔基本轨的距离， “ “ 应大于交叉点长度。 为了缩短倒车时间， 提高通过能力， 逆向平车场还可在车场单开道岔后再设一个分 车道岔， 变为双轨线路， 如图 ’ （） 所示 （其中 为交叉点长度） 。但由于角度很 小， 不易形成高低通， 故通过能力仍不大。 二、 顺向平车场 图 为单道变坡时顺向平车场线路布置图。 图 （） 为分车道岔设在平曲线后， 车场平台上只设单轨线路。矿车提过变 坡点 后， 关闭阻车器以防止跑车， 然后摘钩， 推车入弯道。车场平台的线路坡度一般取 *,- . *’-下坡 （向绞车房方向） 。为便于排水， 水沟的坡度方向可与线路的坡度方向 相反。绞车房位于平面交叉点之后， 与交叉点相距约 / 左右， 其具体位置视围岩性质及 开采条件而定。这种方式车场倒车不便， 采用较少。 图 单道变坡顺向平车场 （） 平台设单轨；（） 平台设双轨 变坡点至平曲线起点距离为 0 “ “ （ ） 其中， 、 取值同前， 为设阻车器而增加的直线段长， 取 . 1/。 *12 第五篇采区巷道布置与采区车场设计 图 “ “ （） 为分车道岔设在车场平台上。上山经反向竖曲线变平后设阻车器， 然后接单开道岔平行线路联接点， 变为双轨线路。为了避免钢丝绳影响线路一侧储车， 平台道岔一般不宜采用对称道岔。这种方式车场倒车方便， 通过能力较大， 在采区联合 布置时常采用。平车场线路视具体情况， 可直接转入回风水平大巷或石门之中。根据上 部车场线路的具体布置， 平车场变坡点位置 也可适当进行调整。在上山倾角小时， 可 适当抬起， 使变坡点进入顶板； 上山倾角大时， 可适当下扎， 使变坡点进入底板。这时 “ ’ ’ “’ （ “ ） 式中“ 单开道岔平行线路联接尺寸。 * 第八章采区各车场设计