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煤矿开采学讲义采区车场及硐室 8-26 第八章 采区车场及硐室 第一节 轨道线路设计基础 一、矿井轨道 矿井轨道巷道底板铺设的道床、轨枕、钢轨和联结件等。 （一）轨型 1、钢轨的型号，以kg / m表示 2、类别 重轨 24kg /m的钢轨； 轻轨 24kg /m的钢轨； 矿井常用轨型有24、18、15、11等。 运输量很小的巷道可选用8.5型 3、轨型选用 1）根据列车重量、行车速度、行车频繁情况选择轨型。 2）斜井用箕斗提升，选用重轨。 3）15万t /a以上的小矿，斜井及大巷宜选用18或24型钢轨。 钢轨型号选择参考 使用地点 运输设备 轨型（kg / m） 运输大巷 10t，14t电机车 7t，8t电机车 24 18 上下山 1t，1.5t矿车 15 平巷 1t，矿车 1.5t矿车 11～15 15 其它 人车 ≥30 （二）道岔 道岔 使车辆由一线路转运到另一线路的装置，道岔是一个刚性整体装置。 1、道岔结构及参数 （1）道岔结构 1 尖轨；2 辙叉；3 转辙器；4 曲轨； 5 护轮轨；6 基本轨。 （2）道岔参数 a、b 外形尺寸， a 辙叉角。 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 2、道岔类别（国标） （1）、类别单开道岔（DK）、对称道岔 （DC）、渡线道岔（DX） （2）、系列 615、618、624、918、924 每个系列中按辙叉号码和曲线半径不同，又有不同型号 DK615 4 12 DC624 3 9 DX918 5 2016 1）符号含义 DK、DC、DX 单开、对称、渡线。 2）第一段数6、9 分别表600mm、900mm轨距。15、18、24 分别表示轨型。 3）第二段数字（4、3、5）为辙叉号码（M） M 与辙叉角（a）的关系是 DK道岔 DK道岔有5个系列 615、618、624系列各有5个（M）2、3、4、5、6。 918、924系列各有4个（M）3、4、5、6。 DC道岔 615、618、624、各有2个（M）2、3。 918、924各有1个（M）3 DX道岔 615、618、624各有2个（M）4、5。 918、924各有2个（M）4、5。 道岔的 a 小，R 大，行车速度 4）道岔半径 DK 和DC名称尾数表示道岔曲轨的曲线半径，单位为m。 如6、9、12、15、20、25、30m。 DX 名称尾数有四位数。如DX918 5 2016、DX918 5 2019 四位数 前两位数表示曲线半径，单位m；后两位数表示轨中心距，单位为dm。如16示1600mm ；19示1900mm。 5）道岔的方向性 DK、DX道岔有方向性 左向、右向。 道岔手册中所列型号均为右向道岔。 如DK615 4 12未注明左、右，均为右向道岔。 右向道岔 岔线在行进方向（由a b）的右侧。 左向道岔必须在尾数末注上（左）字。 如DK615 4 12（左） 岔线在行进方向（由a b） 的左侧。 3、道岔选择 1）与基本轨距一致。如DK615 4 12，只用于600mm轨距。 2）与基本轨一致，可高一级，不能低一级。如基本轨型是18 k g /m 道岔可选18kg /m或者24kg /m。 3）与行车速度相适应 DKM为2、3号的只能走矿车，不能走机车。 DCM为2、3号的只能走矿车，不能走机车。 R 9m，a 185530的只能走矿车，不能走机车 4）与行驶车辆速度相适应 R小，a 大，行车v ，只走矿车的道岔， 其行车v 200mm。 装车点 d 700mm， 摘挂钩点d 1000mm。 （2）弯曲段S B d DS 机车运输DS 300mm 其它运输DS 200mm。 2）选用线路中心距一般取100mm为单位的整数。 例1t矿车，机车运输，轨距600，机车宽1060mm，1060 / 2 530， 530 2 200 1260 1300 直线段S1 1300mm 曲线段S1 DS 1300 300 1600mm。 按表143选用。 3、线路表示方法 用两根轨道中心线作为线路的标志， 采用单线表示。 单轨线路 单线（细实线）； 双轨线路 双线（细实线） （二）轨道曲线线路 车场线路直线段线路联接点线路（圆曲线） 1、曲线半径R及弯道转角d 曲线半径R见表14-4，机车最小值12m 1）单轨线路联接系统参数 已知巷道转角d 曲线半径R（选用） 切线长T 弧长K 2、曲线处巷道加宽和轨中心距加宽 车箱内伸和外伸 轨中心距加宽 车辆外伸D1、内伸D2， 轨中心距加宽值DS D1 D2 机车 DS 300 mm， 其他车 DS 200mm。 曲线段巷道加宽 机车运输 外伸 D 1 200mm，内伸 D2 100mm。 曲线段加宽 DS D1 D2 加宽方法及范围 （1）将外轨线路平移DS距离（移动外侧线路），利用异向曲线联接方法。 （2）加宽范围L0 双轨线路中心距加宽必须从直线段开始 。 在直线段加宽L0内，轨中心距由S S。 L0值选取 机车运输 L0 5m 1t矿车 L0 2 2.5m 3t矿车 L0 2.5 3.0m 外轨抬高 为抵消离心力的影响，避免挤压外轨 900mm轨距时，Dh 10 35mm 600mm轨距时，Dh 5 25mm 三、轨道线路联接计算（自学） 线路纵断面坡度 （1）线路等阻力坡度设计，即 重列车（3 5‰）下行； 空列车（3 5‰）上行。 （2）矿车自动滚行 特点i大、单向运行。 3吨空矿车 9‰ 3吨重矿车 7‰ 1吨空矿车 11‰ 1吨重矿车 9‰ 第二节 采区车场形式 1、采区车场采区上（下）山与区段平巷或阶段大巷连接处的一组巷道及硐室 2、采区车场巷道甩车道、存车线、联络巷道及各种硐室 3、车场分类 按地点分 采区上、中、下部车场 按服务对象分 主提升甩（平）车场；辅助提升甩（平）车场。 按线路布置分 单道起坡甩（平）车场；双道起坡甩（平）车场。 一、采区上部车场形式 采区上部车场 采区上山与采区上部区段回风平巷或阶段回风大巷之间一组联络巷道和硐室。 （一）采区上部平车场 布置特点 1）“轨上”以水平的巷道与阶段回风大巷相连， 并在平巷内布置储车线及调车线。 绞车房与回风大巷在同一水平。 据调车方向，上部平车场分顺向平车场,逆向平车场 1一一运输上山; 2一轨道上山; 3一一绞车房; 4一一联络石门 5一一绞车房回风道; 6一一-平车场; 7一一总回风道; 8一一一采区回风石门 顺向平车场车辆进入储车线方向与提车线方向一致； 逆向平车场车辆进入储车线方向与提车线方向相反 （二）采区上部甩车场 布置特点 1）“轨上”以倾斜的甩车道与区段回风平巷（或石门）相连， 在平巷内设储车线及调车线。 2）绞车房高于回风水平。 3）按甩车方向，上部甩车场可分单向甩车、双向甩车 单向甩车场 双向甩车场 （三）上部车场形式选择 1、顺向平车场 i、当绞车房与上山变坡点距离近，车场巷道直接与总回风巷相连； ii、煤层群联合布置采区用石门联接各煤层回风平巷和总回风巷； iii、采区上部为风化带或松软岩层。 iv、调车方便；巷道断面大，易跑车。 2、逆向平车场 当绞车房距轨上变坡点较远； 煤层联合布置采区；操作安全；通过能力小。 3、采区上部甩车场 优点调车省力；通过能力大，可减少工程量。 绞车房高，不易维护，绞车房有下行风。 二、采区中部车场形式 采区中部车场联结上山和中部区段平巷的一组巷道和硐室。 采区中部甩车场车场分 按服务对象，按提升方式，按甩车方向，甩入地点， 主提升 双钩提升 单向甩车 绕道式 辅助提升 单钩提升 双向甩车 石门式 平巷式 （一）石门式中部车场 石门式中部车场采区上山甩车道直接将矿车甩入区段石门。 布置特点 1）单向甩入石门内 轨上石门轨道平巷相连 运上石门区段运输平巷相连 2）石门内设调车场 3）上、下区段过渡期通风。 适用煤层群联合布置采区， 轨上在下部煤层或底板岩石内 （二）绕道式中部车场 绕道式中部车场采区上山甩车道由斜面进入平面后再延伸至顶板绕道内，在此设调车线。 特点设顶板绕道单向甩入绕道。 适用运上、轨上同一层位上。单一薄及中厚煤层双翼采区。 （三）平巷式中部车场 平巷式中部车场采区上山甩车道直接甩入区段平巷中，在平巷中设储车线。 布置特点 1）采区两翼区段的平巷不在同一水平； 2）双向甩入不同标高的区段平巷； 3）巷道交叉点不易维护。 适用地质构造等原因，双翼区段不同标高 三、采区下部车场形式 采区下部车场采区上山与阶段运输大巷联接处的一组巷道和硐室的总称。 按装车地点不同，采区下部车场可分为（主提升） l 大巷装车式； l 石门装车式； l 绕道装车式。 辅助提升下部车场按绕道位置，可分为 l 顶板绕道式车场立式、斜式、卧式 l 底板绕道式车场立式、斜式、卧式 （一）大巷装车式下部车场 采区煤仓的煤炭直接在大巷装入矿车或输送机； 优点布置紧凑，工程量省；调车方便。 缺点影响大巷通过能力；绕道维护量大 适用条件 顶绕式上山倾角a12，起坡点落在大巷顶板，且顶板围岩稳定的条件。 底绕式当上山倾角a12，上山提前下扎于大巷底板变平，且底板围岩稳定的条件。 （二）石门装车式下部车场 在石门里布置装车站。 优点工程量小；调车方便，通过能力大，不影响大巷运输。 缺点石门长度有时不够长，就要将车场延伸到煤层平巷内或延长石门。 适用煤层群联合布置的采区。 （三）绕道装车式下部车场 开一段平行于大巷的巷道，专门布置装车线路。 优点不影响大巷运输能力。 缺点工程量大；调车时间长。 适用采区生产能力大；矿井一翼有两个采区同时生产；不宜布置石门装车站时采用。 （四）辅助提升下部车场 （五）布置采区下部车场时应注意的问题 1、轨道上山起坡角b6）不支护； 中硬岩层锚喷支护； 围岩较差砌碹。砌碹的壁厚可为300～400mm。 下口漏斗及溜口和闸门基础 a、煤仓仓身下部的收口漏斗一般为截圆锥形或四角锥形。 b、为了防止堵塞，下口漏斗应尽量消除死角。 c、下口安装溜口和闸门，闸门尺寸有500mm500mm、700mm700mm、800mm800mm等。 溜口及闸门装置 a、煤仓的溜口一般均做成四角锥形，在溜口处安设可以启闭的闸门。 b、选择闸门时，应以操作方便省力，启动迅速可靠为原则。 溜口1－溜口；2－闸门；3－矿车 溜口方向（a）顺向；（b）侧向；c垂直 2．煤仓容量 采区煤仓容量的确定原则保证采区正常生产。经验取值如下表所示。 煤仓与采区A关系 煤仓容量计算（自学） （1）按采煤机连续作业割一刀煤的产量 Q ＝ Q0 ＋ L .M.B.g .C0. Kt n （t） 式中 Q0 － 防漏风留煤量5 10 t； L－采面长，m；B－进刀深度，m； M－采高，m；g－煤的容重，t/m3; C0－采面采出率，％；Kt－同采工作面系数综采Kt1，普采Kt10.25n n－采区内同采工作面数。 （2）按大巷列车间隔时间内采区高峰产量 Q Q0 Qh. ti. ad （ t） 式中 Qh－采区高峰生产能力，t/h ， Qh一般为1.52.0Qp（平均产量）; ti－列车进入装车站的间隔时间，2030min； ad－不均衡系数，机采取1.151.2，炮采取1.5。 （3）按采区高峰生产延续时间 为保连续生产，用于Qh＞Qt情况 Q Q0 Qh-Qt．thc．ad （t） 式中 Qt－采区车站通过能力，t/h。（Qt1.3Qp） thc － 采区高峰生产延续时间，机采为11.5h，炮采要取1.52h （4）当上（下）山及大巷均采用胶带机运输时 Q＝（12）Qh （二）机械式水平煤仓（自学） 机械式水平煤仓不需专门开凿井巷工程；可以拆装移设，重复安装使用，安全可靠、经济，易于实现自动化监控，近年来国内在新设计的矿井中开始采用。 1、列车式水平煤仓 由沿轨道移动的箱体、牵引设备和装卸煤设备组成。 列车煤仓的优点是维护量小，操作方便和 易于自动化，节省人力。其缺点是所需巷道断 面较大，巷道维护困难，基本建设投资较高。 2、底部移动式水平煤仓 底部移动式水平煤仓为装配式，运输维修都比较方便，易实现自动控制。虽然钢材消芝 量大，装备费用较高，但由于技术比较成熟，应用较为广泛。 3、静储式水平煤 静储式水平煤仓有以下优点运动部件较其他型式煤仓少，因而维护量较小，寿命较长；容易实现自动化操作；煤仓分节可分别储存煤炭或矸石，实行煤矸分运；仓上给煤输送机和仓下输运机均易靠近，易维修。 4、巷道式水平煤仓 利用旧巷道或新掘巷道，其内安装输入、输出设备。巷道上部装设进煤胶带输送机并带卸煤犁，或用槽板带孔的刮板输送机，可以在煤仓巷道内任一点卸煤。仓下面装设一台或两台刮板输送机。 利用原有巷道和旧设备，所以投资少；与静储式水平煤仓相比，没有活动的液压闸门等部件，构造简单，有的还不用装载机具，维修量小，运行可靠；结构框架上基本不承载，安装工作量小，每米巷道利用率高。 二、采区绞车房 1、位置应在围岩坚固稳定的薄及中厚煤层或顶底板岩层中。 2、通道风道及钢丝绳通道。 （1）绳道用于运输设备、行人、通风、走绳，绳道宽2000m～2500m，并在5m以内，采用不燃性材料支护。 （2）风道位于硐室的左、右、后侧，应靠近电机布置，净宽1.2～1.5m，用于回风。 3、平面布置及尺寸 （1）绞车房的平面布置 在保证安全生产和易于安装检修的条件下，尽可能布置得紧凑，以减少硐室工程量。 （a）滚筒直径为1200mm； （b）滚筒直径为800mm 1－绳道； 2－左侧风道； 3－电动机壁龛 （2）绞车房尺寸 4、绞车房高度 与绞车大小及安装方式有关，一般为3～4.5m。 1.2m以上绞车，绞车房应设起重梁，起重梁一般用20～40工字钢，两端插入壁内300～400mm，安装1.2m以下绞车可用三角架。 5、绞车房断面及支护 （1）一般采用半圆拱形断面 （2）采用不燃性材料支护 （3）采用全料石或混凝土砌碹，有条件的地方尽量采用锚喷支护。 三、采区变电所 1、采区变电所的位置及形式 原则采区变电所应设在岩层稳定、无淋水、矿压小及通风良好的地点，并位于采区用电负荷中心，一般设在采区上山附近。 位置设在输送机上山与轨道上山之间或设在上（下）山巷道与运输大巷交岔点附近。 形式可呈“▔”、“┕”或“П”形布置。“▔”形布置最简单，得到了广泛应用，“┕”形和“П”形是在硐室受到长度布置限制时采用。 移动式变电所在机巷或下区段的回风巷中。当工作面推进100-200m时变电所移动一次。 2.采区变电所的尺寸及支护 采区变电所的尺寸由酮室内设备的数量、规格、设备间距以及设备与墙壁间距等确定。 （1）采区变电所的高度一般为2.5～3.5m； （2）采区变电所采用不燃性材料支护。 （3）变电所的地面应高出邻近巷道200～300mm，且应有3‰的坡度。 （4）变电所硐室长度超过6m时，必须在硐室两端各设一个出口。在通道5m范围内用不燃性材料支护。 （5）硐室与通道的联接处，设防火栅栏两用门 四、采区水泵房 1、水泵房的位置在下部井筒（下山）之间，采用垂直或平行井筒（下山）布置，并尽量与变电所联合布置。 2、水泵房的尺寸 （1）水泵房长度 Lnba（n1） 式中 n水泵台数； b水泵及电动机的基础总长度，m； a各基础之间的距离，取1.5～2m，最外侧基础墙应适当加大到2.5～3m。 （2）水泵房宽度 BB1B2B3 式中 B1水泵房基础宽度，m； B2吸水井一侧水泵基础至墙的距离，一般为0.8～1m； B3有轨道一侧水泵基础至墙的距离，一般为1.5～2m。 （3）水泵房高度 净高3～4.5m；水泵房地面标高应高出车场轨面0.5m，并应向吸水小井设1的下坡。 3、吸水小井 （1）吸水小井形式 （2）吸水小井的断面形状可采用方形或圆形，深度为4.0～5.5m。 五、水仓 水仓必须有主、副两个水仓。由两个断面相同、间隔15～20m的巷道组成，其中一个水仓清理时，另一个水仓正常使用。 水仓设计要做到 （1）水仓的有效容量应能容纳8h的采区正常涌水量。 （2）水仓向吸水井方向应有1‰～2‰的上坡，以便泥砂沉淀、清理时便于矿车运输 （3）为便于维护和清理水仓，一般采用单轨巷道的断面，并需铺设轨道。水仓净断面一般为5～7m2。 水仓的总长度 LV/S 式中V水仓的有效容量，m3；S水仓的净断面积，m2 （4）水仓与吸水小井联接处的水仓底板标高应比泵房底板标高低4.5～5.0m，否则，水泵将因吸水高度的限制而无法抽出水仓内的全部积水。 （5）水仓在清理斜巷的标高最低处，其顶板标高必须较水仓入口处水沟的沟底为低，否则，水仓将灌不满水。 （6）清理斜巷 （a）倾角α≤20，以保证装满煤泥的矿车在斜巷运行时不泼撒。 （b）保证水仓最高水位应低于泵房地面1～2m，水仓顶必须低于附近巷道最低点的水沟底。