3.__斜井设计.pdf

3-1 3 斜井井筒的结构与设计 斜井开拓在技术上和经济上要比立井有利的多，具有投资少，速度快、成本低的优点。 近年来，随着矿井集中化、大型化、机械化和自动化程度的不断提高，要求发展连续运 输工艺，增大提升能力。国内外许多新建和改扩建的矿井，包括开采深度较深的大型矿井， 都趋向于采用斜井开拓方式或斜井立井综合开拓方式。 3.1 斜井井筒装备及断面布置 3.1 斜井井筒装备及断面布置 斜井按用途分类有提升矿石或煤炭的主斜井；提升矸石、下放材料、设备和行人通风 的副斜井；出风和兼作安全出口的斜风井；对特大涌水的矿井，还有专门敷设管路的排水斜 井； 采用水砂充填处理采空区的矿井还有专门的注砂斜井等。 其中主斜井按其提升方式又有 矿车单车或串车提升斜井；箕斗提升斜井；胶带运输提升斜井和无极绳提升的斜井；而副斜 井作为辅助提升，多为串车提升斜井。 串车斜井初期投资少，设备简单，但井筒倾角和提升速度受限制。所以，一般适用于倾 角不大于 25的中、小型矿井。 箕斗斜井的特点是倾角不受限制，提升速度高，提升能力大．但在井下和井口需设置装 卸载设备和煤仓。一般适用于井筒倾角为 2035的大、中型矿井。 胶带机斜井的特点是运输连续，安全可靠，运输能力大，但初期投资多，并要求倾角不 大于 17。一般用于大型矿井。 3.1.1 斜井井筒装备与设施 3.1.1 斜井井筒装备与设施 根据斜井井筒的用途和生产要求，井筒内除设有提升设备和轨道外，还设有轨道、人行 道台阶、扶手、躲避洞和各种管路电缆等。 （1）轨道和道床 斜井井筒轨道型号是根据提升容器的类型、 提升速度和提升量确定的。 一般串车提升采 用 15、18、24kg/m 的轻轨；箕斗斜井钢轨取 33、38、43 及 50kg/m 的重轨。 倾角小于 20的斜井井筒，其道床与一般的水平巷道的道床结构相似，只是因提升容器 的不同对道床有不同的要求而已。串车斜井一般采用石渣道床，如提升量大、服务年限长， 用固定道床较好。对于提人的串车斜井，要结合人车断绳保险装置的要求确定道床结构。国 产 CRX 型斜井人车断绳保险装置适用于木轨枕、 石渣道床， 红旗型人车则适用于整体道床。 箕斗斜井，因一次提升量大、提升速度快等原因，不宜采用石渣道床，近年来设计的箕 斗斜井多为混凝土整体道床，且效果较好。 胶带输送机斜井均为大型矿井， 服务年限较长。 为减少生产期间的维修和清理撒煤的工 作量，其检修道一般都采用整体道床，并与胶带输送机底板浇筑成一整体。如检修道兼作斜 井人车轨道，则应结合人车断绳保险装置的要求考虑道床结构。 一般大、 中型矿井的箕斗斜井、 胶带输送机斜井以及坡度大于 10、 提升速度大于 3.5m/s 的串车斜井均可采用整体道床结构。 与平巷轨道不同， 斜井中的轨道由于钢轨自重和提升容器运行时车轮和轨头之间的摩擦 和冲击， 使钢轨沿井筒的倾斜方向产生很大的下滑力， 从而造成线路的损坏或产生严重事故， 因此，斜井井筒内轨道防滑是设计中的一个突出问题。 轨道下滑力的大小与斜井筒的倾角、提升速度、提升量、线路铺设质量、操作技术水平 及底板岩石的岩性、涌水量等情况密切相关。但井筒倾角大于 15时，铺设轨道时应考虑防 滑措施。 斜井轨道防滑装置可分为固定钢轨法和固定轨枕法两类。 固定钢轨法就是在斜井井 3-2 筒底板上每隔 30～50m 设一混凝土防滑底梁和其它固定装置，将钢轨固定在底梁上，达到 防止钢轨下滑的目的。 固定轨枕法则是将轨枕固定在斜井底板上， 钢轨以螺栓或道钉紧固在 轨枕上。由于轨道在提升中的震动，它与轨枕的连接固定常产生松动，不仅增加了维修量且 不可靠，因此目前多采用固定钢轨法。其固定方法见图 3-1。 图 3-1 钢轨固定方法 （a）固定钢轨法之一 （b）固定钢轨法之二 1-枕木；2-钢筋混凝土底梁（8 根竖筋，4 根横筋） ；3-14 号槽钢； 4-16M 螺栓；5-Ф32500 螺栓 3 根；6-16 号槽钢 （2）水沟 为了避免井筒内流水冲刷道床，在斜井筒内应设置水沟。斜井井筒内水沟服务年限长， 水流速度快，水沟均以混凝土砌筑。只有当底板岩石坚硬、涌水量在 5m3/h 以下时，水沟可 以不砌筑。 为了将井筒内的水截至斜井一侧的主排水沟内，井筒内每隔 30～50m 应布置横向斜水 沟，其坡度不小于 3‰。 在箕斗斜井和胶带输送机斜井中， 为减少井底排水和清理工作， 应将斜井上部涌水利用 水沟直接引至井底车场的主水仓， 而不使井筒内的水沟和井底车场内的水沟相通。 斜井井筒 水沟断面参数与平巷相同，水沟坡度与井筒倾角一致。 （3）人行道台阶与扶手 根据井筒内实际需要和倾角的大小， 斜井中应设人行台阶和扶手。 一般井筒倾角在 7～ 15时仅设扶手，以利在人员行走时抓扶；井筒倾角在 15～30时设台阶和扶手。台阶用料 石或混凝土砌块砌筑，也可以用混凝土浇筑而成。 人行台阶的宽度以不小于 600mm 为宜，台阶的踏步尺寸以行人方便舒适为准。根据经 验，当台阶踏步高度 R 的两倍加上台阶宽度 T 为 650～700mm 时较好。即 2RT＝650～700mm （3-1） 踏步的高度则根据井筒倾角而定，即 R tg T α （3-2） 扶手用木料、塑料管、钢管制作均可。扶手安设的高度一般为 800～900mm，扶手离井 壁之间的距离为 60～80mm。 当井筒倾角为 30～45时，除应安设扶手外还需设置栏杆；当井筒倾角大于 45时，则 需设梯子间，以确保上下人员的安全。 （4）井内躲避洞 在串车斜井和箕斗斜井中， 煤矿安全规程中明确规定，提升时一律不得行人。但在 生产实践中，往往要利用提升间隙进行检修。为不延误生产，及时进行检修，同时要确保检 修人员的安全，斜井井筒内每隔 30～50m 必须设置躲避洞。躲避洞在井筒施工期间作为放 炮员放炮时的躲避所及小型工具的存放点。躲避洞设在人行道一侧，并尽量避开管路、电缆 3-3 等，以利人员出入。躲避洞的尺寸不大，一般宽为 1.5m，高 1.8m，深为 1.0～1.2m。 （5）管路和电缆敷设 管路和电缆通常设在副斜井井筒内， 以保证检修时不影响主井提升， 并且由副井下放材 料设备也较主井方便。为了便于安装、检修，管路安设不宜过高。为防腐蚀，通常将排水管 安设在专用的混凝土墩上，用扁钢加以固定。压风管和洒水管安设在埋于墙内的槽钢或 I 字 钢悬臂梁上，管路架设要求与平巷相同。 电缆和管路宜分别设在斜井井筒的两侧， 若必须设在同一侧时， 则电缆应放在管路上方， 间隔应大于 300mm，悬挂高度应大于提升容器的高度，以减少电缆被撞坏的可能性。 3.1.2.斜井井筒断面形状及其布置 3.1.2.斜井井筒断面形状及其布置 斜井井筒的断面形状及支护方式、 断面设计方法与巷道相同。 但斜井井筒是连接工业场 地和井下各开采水平的主要进出口， 服务年限长， 因此斜井多用混凝土砌碹或料石砌碹支护。 近年来大多数斜井开始采用锚喷支护并取得了相当好的效果， 井口明洞部分多为碹体支护结 构。 斜井井筒有直墙半圆拱形、切圆拱形、三心拱形及梯形。据统计斜井井筒断面形状 95 ％以上为直墙半圆拱形。 斜井井筒断面布置原则是设备之间的安全间隙要符合煤矿安全规程的要求，保证 提升安全可靠；便于设备的检修和维护；满足通风要求和上下人员的安全。 （1）胶带输送机斜井井筒断面布置 在胶带输送机斜井中， 井筒内除安设胶带输送机外， 还应铺设检修道， 以便升降在安装、 检修中所需要的设备。有的矿井检修道还兼作提升人员的人车道。 根据胶带输送机、 检修道和人行道相对位置的不同， 普通胶带机斜井井筒断面有三种布 置形式，如图 3-2 所示。比较三种布置形式可知，图 3-2a 的布置形式有利于检修输送机和 轨道，又便于设备的装卸和撒煤的清理。因此大多数普通胶带机斜井都采用这种布置方式。 图 3-2 普通胶带机斜井断面布置形式 a1、a2、a3、e提升设备至井帮的距离；B1、B2胶带机宽度； C1、C2、C3人行 道宽度；D矿车宽度； 普通胶带输送机的单机长度都不超过 400m，不能适应长距离大运量的要求。为增加运 输距离，可以把几台普通胶带输送机串连使用，但这种加长运距的方式给井筒开凿（增加搭 接硐室） 、线路维修和操作带来很大不便。目前大型胶带斜井都采用钢绳芯胶带输送机和钢 绳牵引胶带输送机，其断面布置方式同图 3-2a，单机长度已达 12km，最长的已达 19.2km。 （2）箕斗斜井井筒断面布置 箕斗斜井均采用双钩提升。 箕斗斜井井筒一般不兼作回风井， 除布置消防洒水管路和信 号、通讯电缆外，一般不布置其它设备。箕斗斜井井筒断面布置较为简单，水沟和人行道布 3-4 置于同一侧，图 3-3 所示。 图 3-3 箕斗斜井井筒断面布置 A箕斗宽度；C两箕斗的间距；D非人行道侧宽度；E人行道侧宽度 （3）串车斜井井筒断面布置 串车提升既可作为矿井的辅助提升（副斜井） ，也可作为中、小型矿井的主提升。在串 车提升的斜井井筒中除提绞设备外， 一般还设有水沟、 人行道、 管路和各种电缆。 根据轨道、 人行道和水沟及管路的相对位置的不同，其井筒断面布置有四种方式，如图 4-4 所示。 图 4-4 串车斜井井筒断面布置方式 A矿车宽度；C非人行道侧宽度；D人行道侧宽度 图 4-4a、b 两种布置方式，水沟同管路重迭布置，断面能充分利用。但前者人行道侧的 躲避洞被管路挡住， 出入时不够安全和方便， 而后者管路靠近轨道， 发生脱轨或跑车事故时， 管路易被撞坏。 图 4-4c、d 两种方式，是将水沟和管路分别布置在井筒两侧，为了布置水沟和管路，要 加宽非人行道一侧的宽度。 在实际设计中， 考虑到矿井的扩大生产， 多将井筒断面尺寸加大， 设计中也常采用这两种断面布置方式。 3.2 斜井井口线路设计 3.2.1 斜井井口布置 3.2 斜井井口线路设计 3.2.1 斜井井口布置 （1）胶带输送机斜井井口布置 用各种胶带提升的主斜井井口布置均比较单一， 往往通过一条胶带机走廊将井口和选煤 厂或装车仓连接为一个整体。地面布置紧凑，衔接方便，不需铺设地面井口轨道线路。所以 建筑和经营费用省、效率高、占地少、井口布置简单，机械化和自动化程度高。由于使用胶 带机运输，井筒倾角不能大于 17。 （2）箕斗斜井井口布置 3-5 采用箕斗提升的斜井，其提升容器为斜井箕斗，因而需在地面设置卸载架、井口受煤装 置及地面转运设施或轨道线路等。图 3-5 为箕斗提升主斜井井口布置示意图。 图 3-5 箕斗提升主斜井井口布置示意图 1- 主斜井；2-24kg/m 轨道；3-4t 后卸式斜井箕斗；4-45t 受煤仓； 5-井上固定天轮；6-绞车房滚筒；7-地面绞车房 箕斗斜井的井筒倾角一般在 20～35之间，个别情况也可大于 35，井口建筑为井楼。 （3）串车斜井井口布置 采用串车提升的主、 副斜井在井口必须设置一系列的调车设备和地面轨道线路， 使矿车 能够从斜井井筒向井口地面或从井口地面向井筒的顺利过渡， 并能储存一定数量的空、 重车 和材料车等。 这部分连接线路是井口车场的附属部分。 井口车场常用的型式有井口平车场和 井口甩车场。 （4）斜风井井口布置 斜风井井口部分由井筒、风硐、人行道（兼安全出口）及防爆门组成。为减少通风阻力， 风硐与井筒的夹角不宜过大，一般为 30～45。为减少漏风，人行道与井筒的夹角应尽量大 一些， 人行道内必须设置能正向和反向开启的风门各两道。 在装有主要扇风机的出风井井口， 正对井筒风流方向应安装防爆门，其断面不得小于出风井井口断面。图 3-6 和图 3-7 是两种 分别适用于轴流式扇风机和离心式扇风机通风的斜井井口布置方式。 图 3-6 斜风井井口布置之一 图 3-6 斜风井井口布置之二 1-防爆门；2-轴流式扇风机；3-风硐 1-风井井筒；2-风硐；3-人行道 4-人行道；5-风井井筒 4-离心式扇风机；5-防爆门 3.2.2 斜井井口平车场 3.2.2 斜井井口平车场 平车场的最大优点是， 在不增大提升设备能力的前提下， 比甩车场具有较大的提升能力 和通过能力。所以在设计斜井井口车场时，应首先考虑平车场方案。 串车提升主斜井多为双钩提升， 所以井筒内部都铺有双轨线路。 串车提升的副斜井一般 3-6 采用单钩提升，故副斜井井筒内多为单轨线路。我国矿山一般都采用顺向平车场，并铺设三 股轨道与井内线路相连接。车场的中间一股为重车道，设计成下坡，重车升井后借助重力和 惯性自动滑行到储车线；两侧为空车道，近井口段线路设计为平坡或下坡，要入井的空车或 材料车需用推车机推动入井。 也有的矿井平车场采用双股轨道直接与井筒线路连接， 地面采 用十字渡线道岔或两个对称道岔分车。图 3-7 为常用的三股道平车场示意图。 图 3-7 井口平车场线路布置 1）车场线路布置 从井筒内任何一股道上提出的重车， 出井后继续沿着倾斜面向上， 使与地面形成一个高 差，然后经一竖曲线至车场水平。重车组在车场内通过一组对称道岔的连接系统，进入中间 的重车线上，沿下坡自动滑行。空车由两侧的空车线借坡度自动滑行至井口，停于反坡前， 挂钩后利用推车机将空车组推入井口，由地面提升机送入井底车场内。 图 3-8 井口道岔连接系统线路尺寸 3-7 空车线路也可不设反坡，但为防止跑车，必须设阻车器和安全闸。斜井井筒内的两股线 路向平车场三股线过渡时， 必须以一个道岔组作为连接系统。 该连接系统可以铺在平车场的 平坡段上，也可以铺在井筒坡度变为小于 9的斜面上，然后接竖曲线过渡到平坡段上。该 连接系统可由两个单开道岔和一个对称道岔组成，单开道岔一个为左开，另一个为右开，其 线路连接见图 3-8a。 另一种应用较多的形式是由三个对称道岔组成的组合道岔系统，其线路连接方式见图 3-8b。由于矿车在车场内运行速度不是太快，为避免线路连接系统尺寸过大，造成车场长度 增加，一般说来，选用的道岔型号不宜过大，现场多选用 3 号道岔。 2）车场线路坡度 由于影响坡度确定的因素很多， 因此设计时多根据经验数据来确定， 施工后再根据试验 进行调整。 重车线坡度通常设计为两段。 重车出井口经竖曲线变平处开始设计一段上坡， 以补偿空 重车线高差。此段坡度一般较大，可按车场空重车线闭合计算确定。过驼峰后一段重车线， 改为下坡，坡度取 8～12‰。当自动摘钩时，坡度大可使矿车自动滑行距离远些。若采用不 停车人工摘钩时，坡度不宜超过 15～20‰。 空车线坡度，当采用推车机或调度绞车时，坡度可取小于 10‰的下坡或平坡，以保证 空车组自动滑行到井口阻车器前。 阻车器至井口一段空车线坡度要求不严， 可采用下坡或平 坡。空车组进入井内主要利用推车机或调度绞车。为了安全，这一段可设 2～3‰的反坡。 3）线路设计计算及各参数确定 线路各参数的确定，应以车场线路布置、提升系统、操车设备、生产安全、操作方便等 条件来确定。 （1）提升钢丝绳前仰角的确定 串车提升时，钩头车位于一次变坡点或二次变坡点时，在提升钢丝绳与水平面的夹角， 即前仰角的作用下，可能使钩头车绕其后轴向上抬起，使其失去平衡而脱轨。因此，在线路 设计中应确定合理的前仰角 θ1、θ2，如图 3-9 所示。 图 3-9 井口平车场提升系统及仰角 前仰角是根据钩头车竖向稳定条件来确定的， 可由力系平衡方程求得。 在进行井口平车 场线路设计时，前仰角 θ1应控制在 10以内，相应的二次坡道角 γ 取 630′～830′。二次变 坡点处前仰角 θ2远大于 θ1角，但由于即将摘钩，使作用于钩头车的牵引力已很小，前仰角 θ2的增大，不会使钩头车失稳，设计中仅需验算 θ1即可，θ2和 θ3均无需验算。 （2）一次变坡点处竖曲线半径 R1的确定 3-8 11 cos 22 L LRtg αγ γ ⎡−⎤⎛⎞ ⎜⎟⎢⎥ ⎝⎠⎣⎦ 1 2 2 22 s Lactg α 由图 3-9 可知，R1值过大则使 L1值相应加大，造成布置上的不合理；R1值过小又会使 矿车在竖曲线上运行时变位太快造成不平稳且受到矿车自身结构的限制。根据经验，R1值 一般取 15～30m 之间。 （3）天轮位置的确定 天轮中心至井口的水平距离 A 值，主要取决于停车线的长度、水平弯道长度及一、二 次变坡点之间的距离。即 A＝L1＋L2＋L3＋L4 （3-1） 式中L1钩头车中心位于一次变坡点竖曲线前的位置距井口的距离，m； （3-2） L－矿车长度，m； α－斜井井筒倾角，度； γ－二次坡道角，度； L2－组合道岔尺寸的长度，m； L3－二次变坡点处，钩头车位于竖曲线前平道位置距竖曲线另一端的距离， 取 2～2.5m； L4－平车场停车线及水平弯道所有的长度之和，一般水平弯道长度为 10～ 15m 左右，停车线长度应能容纳不少于两倍的一次提升串车长度。此外从摘 挂钩位置到水平弯道还应考虑 8～10m 摘钩缓冲段。 两个单开道岔与一个对称道岔组成的连接系统可按图 11-6a 计算。 L2＝Lk＋CO＋LD （3-3） 式中Lk－单开道岔长度，m； CO－插入段长度，一般取 CO＝0～3.0m； LD－对称道岔线路连接长度，其值为 （3-4） 1 α道岔辙岔角，度； S双轨轨中距，m； 三个对称道岔组成的连接系统可按图 11-6b 计算。 3-5） 这时，为便于道岔连接，轨中距 S 要适当加大，可取 1.9～2.0m。 （4）绞车距天轮的水平距离 E 的确定 当绞车滚筒作单层缠绕时，允许绳偏角α≤130′；当为二层或三层等多层缠绕时，允许 绳偏角控制在 110′左右。根据最大偏角，即可求出天轮至滚筒的钢丝绳弦长 L。 1 1 1 2 2 Basy LBsa tgα −− ≥− 时 （3-6） 11 224 D s LactgRtg αα 3-9 1 2 2 say LBsa tgα −− − 时 （3-7） 式中B1单个滚筒的宽度，m a两个滚筒间的距离，m； S两个天轮中心的距离，m； y天轮游动距离，若为固定天轮，y0； 1 α允许外偏角，度； 2 α允许内偏角，度； 根据求得的钢丝绳的最小弦长和天轮架设高度， 即可求出天轮中心至绞车滚筒中心的水 平距离 E。 在设计中应注意摘挂钩地点提升钢丝绳的悬垂点距轨面的高度 D 值（见图 3-9）一般 不小于 2.8m，以利摘挂钩人员往返通过时的安全；为了不使天轮至绞车间的钢丝绳悬垂过 大，天轮至摘挂钩点钢丝绳的长度应大于天轮至绞车间的钢丝绳长度，设计时可按 1.5 倍考 虑。 3.2.3 斜井井口甩车场 3.2.3 斜井井口甩车场 甩车场随道岔布置方式、地面运输方向、运输类别及井口地形不同又分为两种，一种是 二号道岔向外（远离井筒方向）分岔的弯道式井口甩车场。此种车场因受地形及运输方向的 影响，储车线必须布置在地面的弯道上，如图 3-10a 所示。另一种是二号道岔向里（靠近井 筒方向）分岔的直线式井口甩车场。此种车场因受地形及运输方向的限制，甩车场的储车线 必须布置在与井筒轴线的投影相平行的方向上，如图 3-10b 所示。 图 3-10 井口甩车场的不同型式 1一号道岔；2二号道岔 根据井口标高与地面标高的高差大小， 甩车方式可分为两种， 即地面一次甩车和地面二 次甩车。地面一次甩车，即提出井口的矿车由井口斜坡－桥台一次甩入地面车场水平。二次 甩车，即井口标高与地面车场标高高差太大时，为减少一次甩车的时间，采用两套提升设备 进行二次甩车。 显然两次甩车方式复杂又不经济， 因而绝大多数井口都采用一次外甩车方式。 1）车场线路布置 井口甩车场与井下甩车场不同， 一般是空车线路布置在斜井筒的一侧。 从井下提上来的 重车经过桥台上的一号道岔后停车，扳动一号道岔下放重车，并经一号、二号道岔甩入外侧 的重车线。 在高低道起坡点附近进行重车摘钩和空车挂钩； 启动绞车将空车提过二号道岔和 3-10 一号道岔，再扳动一号道岔，下放空车进入井内。整个线路由一号道岔和二号道岔、储车线 以及必要的连接线路组成。 为了减少牵引角对提空车的有害影响，一号道岔常用 6 号道岔，二号道岔可选用 4～5 号弹簧道岔。 2）线路坡度 如图 3-11 所示，重车线的坡度应保证重车组甩入平面后能自动滑行到储车道岔正常轨 距处。根据经验，在摘钩处应设一段 5～6m 的平坡，以利摘钩；平坡之后加大坡度到 15～ 20‰，以提高矿车滑行速度；此后再使坡度变缓到 10‰以减轻对前方车辆的撞击；在储车 线道岔前的一段距离--约为储车线长度的三分之一，变为平坡；为防止车辆冲击储车道岔， 可在此道岔前的一段距离内，设一段 20‰的上坡。 图 3-11 井口甩车场重、空车线坡度示意图 空车线调车一般靠电机车顶推，在竖曲线起坡点前的一段线路，其坡度设计成 8～10‰ 的下坡。见图中虚线部分，空、重车线的高差一般应控制在 1.0m 以内。 3）线路参数确定 井口甩车场的线路设计计算与井下甩车场完全相同， 只是在空重车线、 储车线路以及桥 台等的布置上有所不同。井口甩车场的线路设计见井下甩车场设计部分。 （1）桥台 桥台是井口以上的斜台， 是为井口甩车场甩车而专门设置的。 桥台倾角可以和斜井一致， 也可以不一致。一般情况下可做成 6～12的倾角，其中以 7～9为宜。桥台的长度，即从 井口至天轮间的水平距离 L，取决于井口甩车场一号道岔至井口间的水平距离 L5～8以及一 号道岔至斜井天轮间的水平距离 L8～9，详见图 3-12。 L＝L5～8＋L8～9 （3-8） 图 3-12 鸡西矿务局七坑口甩车场布置 为布置井口甩车线，L5～8必须保持一定的水平距离，根据经验，一般为 20～30m。一号 道岔至天轮间的水平距离 L8～9一般为 40～50m，并可由下式求得 L8～9＝L1＋Lg＋Lr （3-9） 3-11 式中 L1－串车提升或下放的一号道岔之上所必须占用的最小长度， 其值为 L1＝1.5Lc， 或 L1＝nLk＋Lo （3-10） n－串车的矿车个数，辆； Lo－矿车长度的富裕值， 考虑运送长材料和设备时， 需要加大矿车间的连接长度， 一般取 Lo＝1.0m； Lg－提升过卷长度，一般取 6～10m； Lr－天轮半径，m； Lk－每辆矿车的长度，m； 一般桥台设计总长度在 60～80m 之间。 （2）储车线 对于井口甩车场，除设置空、重车线外，混合井需设置矸石专运线。矸石专运线可用单 开道岔由车场的重车线上分岔， 以便单独储存矸石车。 作为辅助提升的副斜井井口甩车场还 需设置材料车线。材料车线靠近空车线布置，但不宜合用一个道岔，以免空车有时会压住道 岔而影响材料车的下放。 储车线的有效长度一般应为 1.5～2.0 列车长度，有的甚至长达 200m。 3.3 斜井井底线路设计 3.3.1 斜井井筒与井底车场的连接 3.3 斜井井底线路设计 3.3.1 斜井井筒与井底车场的连接 （1）箕斗斜井、胶带输送机斜井和车场硐室的连接 箕斗斜井和胶带输送机斜井在车场水平上都没有巷道和它们直接相通， 必须通过一组硐 室和人行道在车场水平以下和斜井井筒相连。这一组硐室包括翻车机硐室、煤仓、箕斗装载 硐室或胶带机装载硐室。这一组各自独立而以煤仓为纽带、相互关联的硐室，在空间又有多 种布置形式。图 3-13 为目前我国常用的三种布置形式。一般可以根据井底车场主井重车线 和斜井筒的相对位置来确定。 图 3-13 箕斗井煤仓与装载硐室布置形式 a-井底车场主井重车线与斜井井筒平行布置的斜煤仓形式 b-井底车场主井重车线与斜井井筒垂直（或斜交）布置的斜煤仓形式 c-井底车场主井重车线与斜井井筒垂直（或斜交）布置的直煤仓形式 1-翻车机硐室；2-煤仓；3-斜井井筒；4-箕斗装载硐室；5-井底车场主井重车线；6-斜井提升中心线 3-12 胶带机斜井井底结构与箕斗斜井不同的只是胶带机斜井的煤仓下口设有给煤机可连续 地向胶带输送机上装煤。 若采用钢绳芯胶带机或钢丝绳牵引式胶带机运输时， 斜井中只要一条胶带机即可。 钢丝 绳牵引式胶带机在井底要设钢丝绳拉紧硐室。 （2）串车斜井井筒与井底车场的连接 串车提升斜井， 为使矿车从斜井筒顺利地过渡到井底车场水平上， 需要在井筒与车场水 平之间设置一组完整的轨道线路运输系统，它和井底车场被统称为串车提升车场。 3.3.2 斜井井底平车场3.3.2 斜井井底平车场 串车提升的斜井井筒与井底车场连接处的形式，可以分为三类，即平车场、甩车场和吊 桥。 当斜井井筒不需要延深时， 斜井井筒内轨道线路可以直接经竖曲线过渡到井底车场水平， 与井底车场轨道线路相连接，形成平车场。 1）斜井井底车场的结构 斜井井底平车场的连接形式如图 3-14 所示。 图 3-14 平车场连接形式 图 3-15 斜井平车场 a-单钩提升；b-双钩提升 1-自动分车对称道岔；2-弹簧对称道岔；3-储车道岔 图 3-14a， 表示井筒与运输大巷均布置在煤层中， 井筒中的轨道落平后进入煤层顶板中， 经绕道与煤层大巷中的轨道相连，当煤层倾角较大时可采用此种连接方式。 图 3-14b，表示井筒沿煤层开凿至接近井底车场水平时，将倾角变大（但不超过 25） 转向煤层底板开凿，并与煤层大巷中的轨道连接。当煤层倾角较小时采用这种连接方式。 3-13 图 3-14c，表示当井筒沿煤层底板或穿岩开凿至井底后，直接过渡到车场巷道。当井筒 距运输大巷较远时采用这种连接方式。 图 3-14d，表示井筒开凿到井底水平以后，分两侧与运输大巷轨道相连接，一侧为重车 线， 另一侧为空车线。 当运量较大时采用这种连接方式。 为了减少调车时间、 增大提升能力， 斜井平车场均采用双道起坡，成高低道的形式。低道为提车线，高道为甩车线，以便使矿车 自动滑行。井底平车场线路结构基本形式如图 3-15 所示。 斜井井筒线路落平后，车场线路（储车线）布置形式视斜井井筒与运输大巷或井底车场 相对位置而定。如井筒距大巷较远，利用石门与大巷连接，即采用图 3-15a 所示的直线式车 场。如井筒距大巷较近，或两者均布置在煤层中，则利用图 3-15b 所示的弯道车场与大巷相 连。 2）斜井井底车场线路布置 斜井井底车场线路布置主要是高低道形式的选择。 为了保证矿车能自动滑行和摘挂钩的 方便，选择高低道的形式时应使高低道的高差适当，一般不大于 0.8m，高低道起坡点间距 为 1.0m 左右。为了满足以上要求，根据高低道变坡的形式和竖曲线半径的变化，高低道的 布置有以下几种形式，如图 3-16 所示。 图 3-16 井底平车场高、低道的形式 图 3-16a 所示为高低道均为一次变坡，两竖曲线半径相同的形式。这种高低道结构形式 适用于高低道高差不大而斜井倾角较大的情况。 图 3-16b 所示为高低道均为一次变坡，而两竖曲线半径不同的形式。这是平车场中最常 见的一种高低道形式。 图 3-16c 所示为高道两次变坡、低道一次变坡的形式。当斜井井筒的倾角较小而需要高 低道的高差较大时，宜采用这种结构形式。 图 3-16d 所示为高道一次变坡、低道两次变坡的形式。这种形式亦适用于井筒倾角较小 而高低道高差较大的情况。 但是由于低道下扎加大了起坡角， 对提升不利， 实际中较少应用。 图 3-16e 所示为高低道均为两次变坡的形式，这种形式的线路设计和施工均比较繁琐， 故仅在少数矿井中应用过。 实际选用高低道形式时，可根据井筒倾角 β 和所要求的高差H△查表选取即可。 3）井底平车场主要参数选择 井底平车场主要参数包括道岔、竖曲线半径、储车线长度及高低道的坡度。 （1）道岔的选择 根据车场线路布置形式，双钩提升平车场选用两个对称道岔；上部为自动分车道岔，下 部为弹簧对称道岔， 通常选用 3 号道岔。 两道岔间插入直线段的长度不小于一钩串车长度的 1.5 倍。单钩提升平车场下部选用一个 3 号对称道岔或 4 号单开弹簧道岔即可。 3-14 （2）竖曲线半径的确定 竖曲线半径的大小，要保证矿车通过竖曲线时两相邻车厢不致相碰，并有一定的间隙， 便于伸手摘挂钩。一般情况下，竖曲线半径取 12m 或 15m 即可。 （3）储车线长度的确定 平车场的储车线，可以直接作为斜井井底车场存车线。当运输大巷采用列车运输时，串 车斜井的井底平车场的储车线长度应能容纳 1.5～2.0 列车； 当主副井均为串车提升时， 且副 井担负提升部分煤炭任务时， 则主副井平车场储车线应能容纳 1.0～1.5 列车； 对于大型矿井 的串车副斜井，储车线的长度应能容纳 1.0 列车。中、小型矿井的串车副斜井，储车线长度 可控制在 0.5～1.0 列车，但不应小于 2～3 钩的串车长度。 （4）高低道坡度的确定 高低道的坡度，一方面能使空、重车辆沿坡道自动滑行，另一方面还要尽可能使高、低 道的最大高差不超过 1.0m，以利摘钩操作。对于辅助提升，因储车线较短，可按自动滑行 设计，全长取平均坡度即可。 主提升平车场储车线较长，高低道一般分为两段坡度。靠近起坡点一段线路，长约半列 车或两钩串车长度，取自动滑行坡度，坡度约为 8～12‰，其余线路坡度适当减少或设 3‰ 左右的流水坡度。 4）井底平车场的线路计算 井底平车场的线路计算主要是高低道的计算。包括确定竖曲线的位置，计算高低道各 线段长度和起坡点间距，高低道各点标高和最大高差。 高低道形式不同，计算方法也各不相同。具体计算可参照煤矿矿井采矿设计手册中 的有关公式进行。 3.3.3 斜井井底甩车场 3.3.3 斜井井底甩车场 需要延深的斜井井筒或有中间提升水平的斜井井筒， 井筒与井底车场的连接形式有甩车 场和吊桥两种。甩车场也常用在采区的上部、中部以及斜井井口车场中。 （1）甩车场的分类及线路布置形式 甩车场的形式按车场线路系统可分为单道起坡和双道起坡两大类。 所谓单道起坡， 就是 在轨道斜面上只布置单轨线路， 到平面后再根据需要布置平面线路。 单道起坡的甩车场多用 于采区车场中。斜井井筒提升量相应较大，为减少摘挂钩和调车时间，增大提升能力，斜井 甩车场均采用双道起坡。 根据提升方式的不同， 斜井甩车场可分为单钩提升甩车场和双钩提 升甩车场。 1）单钩提升甩车场 单钩提升甩车场， 视道岔与连接方式的不同又可分为“道岔－曲线－道岔”双道起坡甩车 场和“道岔－道岔”双道起坡甩车场。图 3-17 所示为“道岔－曲线－道岔”双道起坡甩车场。 其特点是在甩车道岔末端设一段斜面曲线， 然后在斜面上再接分车道岔使线路在斜面上 变为复线，再用两竖曲线将线路落平到平面上。两道岔间加入一段斜面曲线，使交岔点的跨 度和长度减小，从而便于掘进和支护。但这样提升牵引角加大，并且起坡点远离交岔点把钩 房，对提升和工人操作都不利。因此这种甩车场仅用于运输量不大的辅助提升。 图 3-18 为“道岔－道岔”式甩车场，其特点是甩车道岔和分车道岔直接相连，省去了道 岔间插入的斜面曲线，从而减少线路平面回转角，使提升、甩车通畅，同时起坡点离交岔点 把钩房较近，便于工人摘挂钩操作。根据分车道岔布置及其连接方式不同又有如图 3-18 中 的几种方式。 3-15 图 3-17 “道岔－曲线－道岔”双道起坡甩车场 1-甩车道岔；2-分车道岔；3-起坡点；4-躲避硐；5-把钩房 图 3-18 “道岔－道岔”式甩车场 1-起坡点；2-把钩房 图 3-18a 所示为分车道岔的主线连接直线，岔线接曲线，便于与石门储车线相连。 图 3-18b 所示为分车道岔的岔线接直线，主线接曲线，便于与主要运输巷道的储车线相 连。 图 3-18c 所示为在分车道岔后直接设曲线和储车线相连。如斜井布置在煤层中，储车线 也布置在该煤层内或在煤层底板一侧， 为使甩车场尽量少进入顶板岩石， 可采用这种方式尽 快与储车线相连。 2）双钩提升甩车场 双钩提升时， 井筒内双轨至甩车场上方一定距离内必须先变为单轨， 然后再接分车道岔， 因此其甩车场形式与单钩提升时基本相似。 根据道岔和线路布置不同， 常见的双钩甩车场如 图 3-19 所示。 图 3-19 双钩提升甩车场形式 a、b单轨甩车（分车道岔设在交岔点内） ；c、d双轨甩车（分车道岔设在井筒内） 3-16 （2）甩车场线路主要参数确定 甩车场的主要参数有提升牵引角和道岔、平曲线、竖曲线的半径及其位置、甩车场的高 低道形式和坡度等。 1）提升牵引角及道岔选择 提升牵引角的大小主要根据矿车稳定性和斜井倾角等提升条件来确定。若矿车轨距大、 重心低、牵引高度低、矿车稳定性好，则提升牵引角可大些；井筒倾角小，起钩牵引力和加 速度小，则提升牵引角也可大些。反之，提升牵引角应小些。实践证明牵引角控制在 10以 内比较理想，最大不宜超过 20。 提升牵引角的大小与甩车场线路布置形式和道岔型号有密切关系。为减小提升牵引角， 甩车场与道岔应尽量采用大型号道岔（辙岔角小的） ，但辙岔角小，交岔点长度增大，对掘 进和支护不利。通常可根据提升量的大小及围岩稳定性选用 4～6 号标准单开道岔。此外为 保证行车可靠，还可采用抬高内轨的方法（一般抬高 30mm 左右） ，在甩车场设护轨、复轨 器、导轨等辅助装置，以防止车辆外倾或脱轨。 2）竖曲线半径及合理位置 竖曲线半径的大小主要应保证矿车过底弯时相邻两矿车上缘有一定间距，便于摘挂钩。 在标准设计中， 通常 1t 矿车低道竖曲线半径取 9～12m， 3t 矿车低道竖曲线半径取 12～15m。 甩车道（高道）竖曲线半径则根据高低道起坡点高差和间距的要求来确定。 竖曲线位置是甩车场设计的关键问题之一。 竖曲线的位置决定了摘挂钩点的位置和提升 牵引角的大小。 一般竖曲线的位置应尽量向分车道岔方向上提， 尽可能使起钩点位于牛鼻子 交岔点柱墩面附近，但也不要上提过大，要保证起钩点高低道处的矿车之间留有 0.3m 以上 的间隙，以保证正常甩车和摘挂钩的安全。设计中竖曲线的位置应根据井筒倾角、提升牵引 角的要求，可以使斜面曲线和竖曲线重合或不重合。若不重合时，可先布置斜面曲线后接竖 曲线，也可先布置竖曲线后接斜面曲线。 3）甩车场高低道坡度和高低道形式选择 甩车场的高低道与平车场的类似， 其坡度一般按自动滑行进行设计， 即高道储车线多设 计成 8～12‰的坡度；低道储车线设计成 7～10‰的坡度。 甩车场储车线的长度设计可参看平车场储车线的确定方法。 甩车场高低道形式与井底平 车场类似，有以下五种类型，如图 3-20 所示。 图 3-20 甩车场高低道形式 3-17 甩车场高低道的形式与井底平车场所不同的是提、甩车线在斜面上便出现了高差h△ 。 其值由下式求得 0 sin arcsin