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1、矿山提升与运输,4,第四章 井底车场运输,4.1概述井底车场是位于开采水平、连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称；它担负着转运矿石、废石、人员、材料及设备的任务，同时又是设置井下各种硐室设施之处。,井底车场结构示意图1-翻笼硐室 2-贮矿仓 3-箕斗装载硐室 4-清理井底斜巷 5-等候室 6-马头门 7-水泵房 8-中央变电所 9-水仓 10-清淤绞车硐室11-机车修理硐室 12-调车室,第四章 井底车场运输,4.1概述下面我们以竖井井底车场为例了解井底车场的结构（井底车场的线路和硐室）和功能。井底车场的线路由重车线、空车线、绕道以及其它辅助线路组成。1.重车线重车线是存放从采场来
2、的重车的轨道，包括主井重车线和副井重车线，它的位置在翻车机（用箕斗提升时）或罐笼（用罐笼提升时）之前。2.空车线空车线是存放从罐笼替换出来的空车、或经过翻车机卸载后的空车的轨道。如需暂时存放从地面运至井下的材料车和装有机械设备的车辆，可以在副井空车道一侧设置材料车支线。3.绕道绕道是连接主、副井的空、重车线和主要运输巷道的轨道。4.调车线调车线亦称调车支线，用于列车会让（错车）及机车调头。,第四章 井底车场运输,4.1概述5.辅助线路辅助线路是通往各硐室的线路，如清理水仓和清理箕斗井井底的专用支线，以及通向电机车库的支线等。井底车场中的主井的重车线与空车线、副井的重车线与空车线、以及停放材料车
3、的材料支线，是用以储存矿车的停车线路，又称为储车线路。绕道、调车支线、供矿车进出罐笼的马头门线路，又称行车线路。井底车场内硐室的设置是根据提升、运输、排水和升降人员的需要而定的。通常有水泵房、水仓、变电所、候罐室（等候室）、电机车修理室等，采用箕斗提升时必须设置卸矿硐室、矿仓、装载硐室和清理撒矿硐室及斜巷。,第四章 井底车场运输,4.2井底车场的分类和型式 根据井型分为竖井井底车场和斜井井底车场。竖井井底车场的主要型式：1.按使用的提升设备：罐笼井井底车场 箕斗井井底车场 罐笼箕斗混合井井底车场2.按矿车运行系统：环形式 其特点是在车场内空重列车不在同一轨道上 作相向运行。折返式 其特点是井筒
4、或翻车机的两侧均敷设轨道，一侧进重车另一侧出空车，空车经过另敷的 平行线路或原线路（改变矿车首尾方向）返 回。尽头式 其特点是在井筒一侧敷设轨道，因此进车、出车，空、重车线和调车线均在井筒一侧。3.按车场线路和运输大巷的相对关系，环形式井底车场又有：平行式、斜交式和垂直式等三种布置形式。以上各种型式的不同组合，就形成了各种各样的井底车场布置方案。,第四章 井底车场运输,4.2井底车场的分类和型式（续）根据井型分为竖井井底车场和斜井井底车场。（续）斜井井底车场的主要型式：按提升方式可分为串车提升井底车场、斜井台车井底车场、箕斗提升井底车场和带式输送机提升井底车场等型式。（箕斗提升井底车场和带式输
5、送机提升井底车场与竖井箕斗提升井底车场相似，因为主要是矿车卸载系统）串车提升井底车场是最具斜井特色而又最常用的井底车场。串车提升井底车场又分为：甩车道井底车场 斜井中段吊桥井底车场 吊桥式甩车道井底车场。串车提升井底车场的功能是实现矿车组由平巷运输转入井筒提升。,第四章 井底车场运输,4.3竖井井底车场型式的选择选择井底车场的原则1.井底车场的通过能力应大于矿井生产能力，并有30%以上的富裕量；2.调车简单、安全、方便，弯道及交叉点少；3.操作安全，符合规程、规范要求；4.井巷工程量小，建设投资少、速度快、时间短，便于维护，生产成本低；5.施工方便，有利于各井筒之间、井底车场巷道与主要运输巷道
6、之间迅速 贯通，从而缩短建井时间。影响井底车场选择的因素选择井底车场型式时主要考虑如下因素：矿井的生产能力 井筒内提升容器的类型及其配置开拓方式 主要运输巷道和井底车场内的通风系统 运输方式矿井地面生产系统的特殊要求 运输设备类型和机械化程度井底车场范围内井筒的数目及 车场内巷道围岩的稳固性 其相互位置 等等必要时应进行方案比较，以选择比较经济合理的井底车场型式。,第四章 井底车场运输,4.3竖井井底车场型式的选择影响井底车场选择的因素（续）根据以上影响因素选择井底车场时可参考以下几点：1.对于大中型矿井，由于年产量较大，一般都开凿主副井筒，而且都布置在井田中央，主井为箕斗井，副井为罐笼井，主
7、、副井系统的线路布置均为环形，构成双环形式井底车场。2.采用箕斗提升矿石时，用侧卸式矿车运输，运输量较小时，常用折返式车场；当运输量较大时，为减少摘挂作业时间也可用环形式车场。当采用双机车牵引的底卸式矿车时，多用折返式车场。固定式矿车常用机车调头推、顶车组直接卸载的尽头式车场。3.当用罐笼井作主副井提升时，一般采用环形式车场。如围岩不稳固、矿井生产能力较小，能直接在靠近竖井外侧铺设绕道时，可以考虑采用折返式车场。4.辅助提升用的罐笼井，如废石量不大，或矿车进出罐笼的换车时间能满足提升量要求时，可以采用尽头式单面车场。,第四章 井底车场运输,4.4竖井井底车场线路平面布置井底车场型式确定之后，开
8、始线路结构设计，布置储车线路和行车线路，以及确定各段线路的长度和坡度等。井底车场线路平面布置是根据车场运行需要，计算各部分的具体尺寸和数据，完成车场的平面设计任务。井筒位置和井筒出车方向是井底车场平面设计中的两个基本参数。通常在开拓系统设计中，根据地表地形和井下运输大巷布置综合考虑 确定井筒位置和出车方向。井筒位置以井筒中心大地坐标的形式给出；出车方向以方位角的形式给出。井筒相互位置的计算当在同一车场中有二个及以上井筒时，井筒之间的相互位置数据是井底车场平面设计的重要依据。最常见的是双环形式车场两井筒之间有如下关系：(画图讲解）C=(x2-x1)2+(y2-y1)2 L=Ccos H=Csin
9、 y2-y1=tan-1-x2-x1,第四章 井底车场运输,4.4竖井井底车场线路平面布置马头门线路的平面布置及计算采用罐笼提升时，为实现车辆的进出罐笼和提高车场通过能力，通常在罐笼两侧设置一些辅助机械设备和线路，这些线路总称为马头门线路。（因为其大部分位于马头门内）1.双罐笼提升的马头门 线路布置 双罐笼提升，辅助设备有摇台、单式阻车器和复式阻车器，马头门线路各段线路长度如下：（先加讲罐笼承接装置）,第四章 井底车场运输,4.4竖井井底车场线路平面布置马头门线路的平面布置及计算采用罐笼提升时，为实现车辆的进出罐笼和提高车场通过能力，通常在罐笼两侧设置一些辅助机械设备和线路，这些线路总称为马头
10、门线路。（因为其大部分位于马头门内）1.双罐笼提升的马头门线路布置双罐笼提升，辅助设备有摇台、单式阻车器和复式阻车器，马头门线路各段线路长度如下：（结合图讲）进车侧单式阻车器轮挡至罐笼中心线的距离：S=L0/2+L4+L3+L2 米式中：L0罐笼底板长度，米；L4摇台活动轨（即摇臂）长度，米；L3摇台基本轨长度，米；L2单式阻车器轮挡至摇台基本轨的距离，米，一般取L2=1.4米。,第四章 井底车场运输,4.4竖井井底车场线路平面布置马头门线路的平面布置及计算单式阻车器轮挡至对称道岔连接系统末端的距离b4：b4Sz+D/2 米 b4b4式中：b4阻车器轮挡到阻车器基本轨末端的距离，米；SZ、D分
11、别为矿车的最大轴距和车辆直径，米。一般可取b42米。对称道岔连接系统长度b3:按线路平面连接计算方法求出。复式阻车器前轮挡至对称道岔基本轨起点的距离b2:一般取b2=1.52米，此段距离要保证复式阻车器的基础不妨碍对称道岔的敷设。复式阻车器前后轮挡距离b1:可从复式阻车器具体结构尺寸获得。出车侧出车侧摇台基本轨末端至对称道岔连接系统末端的距离b5:一般取b5=1.5 2米，此段距离要保证摇台的基础与道岔不相接触，而且是矿车保持在直线段上。其它尺寸与进车侧对应结构尺寸相同。,第四章 井底车场运输,4.4竖井井底车场线路平面布置马头门线路的平面布置及计算2.单罐笼提升的码头门线路布置单罐笼提升，一
12、般设置的辅助机械设备有摇台和复式阻车器时，马头门线路布置与前述双罐笼相似。当单罐笼提升使用的辅助机械设备有托台和复式阻车器时，马头门线路布置按托台安装尺寸作相应的计算确定：复式阻车器前轮挡至罐笼中心线间的距离为：S=L0/2+L1+L2 米式中：L1托台基础外伸的长度，米；L2复式阻车器前轮挡到托台 外伸段末端的距离，米。,第四章 井底车场运输,4.4竖井井底车场线路平面布置储车线长度的确定确定合理的储车线长度是完成矿井产量，减少开拓工程量的重要因素。概念:道岔警冲标是指道岔附近能安全停车的标志点或界限标，它是为保证安全行车而设置的。储车线的起、终点如图所示,第四章 井底车场运输,4.4竖井井
13、底车场线路平面布置储车线长度的确定1.主井储车线长度一般重车线取1.52倍列车长；空车线不小于1.5倍列车长。一般按空、重车线长度相等考虑。2.副井储车线长度重车线取1.21.5倍列车长；空车线一般取1.11.2倍列车长。3.调车线长度一般取一列车长度再加上停车长度810米。4.材料线长度一般取68节矿车长度即可。储车线长度也可按下式计算：L=Knl1+l2+l3 米式中K、n、l1、l2、l3 分别为储车系数、一列车矿车数、矿车单长、电机车长和停车长度（810米）。一般主井、产量大和不均衡性大的储车线要采用较大的K值。根据实际经验，主井空重线取K=1.52；副井空重线取K=1.11.5。,第
14、四章 井底车场运输,4.4竖井井底车场线路平面布置井底车场线路平面布置设计一、原始资料1.矿井年产量，阶段日产量；2.井筒中心点坐标；3.提升方式，提升容器在井筒中的布置（取自井筒断面设计）；4.储车线方位（即出车方向）；5.井底车场与阶段石门（或运输大巷）之间的关系；6.电机车、矿车技术规格，电机车数量及每台电机车所牵引的矿车数和列车总长度。二、有关参数的确定与选取1.车场型式的确定；2.钢轨、道岔型号、弯道半径的选取；3.主、副井储车线长度的确定；4.井口机械及井底车场机械设备的选取。,第四章 井底车场运输,4.4竖井井底车场线路平面布置井底车场线路平面布置设计三、计算步骤1.井筒相互位置
15、及主副井储车线间距离的计算；2.计算马头门线路；3.计算储车线长度；4.计算各道岔的连接尺寸，并布置车场线路；5.利用投影法计算各段尺寸（即进行平面几何计算），以达到最终平面尺寸 闭合。在平面布置计算时，要考虑到各段线路的坡度，并留有一定的调整余地。如坡度和储车线长度不能满足要求时，则要重新布置线路或改变线路结构，甚至重新选择井底车场型式。,第四章 井底车场运输,4.5竖井井底车场线路纵断面设计(坡度设计）1.井底车场内主要线路的坡度2.马头门线路坡度计算3.储车线及绕道的坡度4.井底车场线路纵断面闭合设计（因课时有限，本节内容请同学们自学）,第四章 井底车场运输,4.6井底车场通过能力1.运
16、行图表和调度图表的编制2.井底车场的通过能力（因课时有限，本节内容请同学们自学）,第四章 井底车场运输,4.7斜井井底车场本节仅讲斜井甩车道井底车场一、甩车道车场及其结构斜井甩车道车场是从井筒内的轨道线路用一个道岔分出一条支线，从井筒旁侧用竖曲线和平曲线与阶段运输线路连接的井底车场。所谓甩车道是指从斜井分岔到落平点（起坡点）的一段线路。斜井倾角小于30时，一般适宜布置甩车道车场，主提升井一般要求斜井倾角小于25。甩车道车场由下列各部分组成：1.斜井甩车道，用它将斜井与车场连接起来，并使矿车由斜变平。一般在 变平处进行摘空车挂重车（摘挂钩段）。2.紧接摘挂钩段为储车场，设有空、重车的储车线。3.
17、调车场，电机车在此处调头，以便将重车推入重车线，以及进空车线拉 空车。,第四章 井底车场运输,4.7斜井井底车场二、甩车道的布置甩车道车场按甩车方式可分为单侧甩车和两侧甩车两种；按甩车道下部轨道布置可分为单轨布置和双轨布置两种。矿山最为常用的是单侧甩车的双轨布置车场，其车场线路由甩车道岔（一号道岔）、分车道岔（二号道岔）、重车线竖曲线、空车线竖曲线、重车储车线、空车储车线及相应的连接线段构成。（为保证井筒与车场连接处的井巷安全性，在车场线路的布置中可采用插入曲线段或采用曲线，从而形成了多种具体布置方案。）甩车道岔的作用是实现井筒轨道与车场线路的分合连接；分车道岔的作用是实现空、重车线的分合连接
18、；重车线竖曲线和空车线竖曲线的作用是实现车场线路由斜转平；其它线路段的作用同竖井井底车场。,第四章 井底车场运输,4.7斜井井底车场三、斜井及甩车道钢轨和道岔的选择常用的钢轨型号为1524公斤/米。斜井甩车道的轨型可以和平巷的轨型同级，也可以比平巷的轨型高一级。甩车道道岔型号的选择见下表。四、斜井甩车道的参数选择1.竖曲线半径竖曲线式使甩车道从斜面过渡到平面的曲线。竖曲线的终点是起坡点，也就是摘挂钩处，为了便于矿车运行和摘挂钩工作，竖曲线半径应保证串车在竖曲线处，两相邻矿车车箱上缘间隙不小于200毫米。竖曲线的最小半径可根据矿车结构尺寸，通过几何关系计算求得。常用的竖曲线半径为1520米。,第
19、四章 井底车场运输,4.7斜井井底车场2.车场坡度及空中车线的高低差车场坡度 根据甩车道车场的矿车运行方式，空、重车储车线均应设置 一定的坡度，以便使矿车经摘钩后能自溜运行。重车自溜坡 度一般可取810，空车线可取1014。空重车线的高低差 由于空重车线各有一定的坡度，且坡向相反，连接 调车线一端又应处于同一高度，因此在摘挂钩段就有一个高 低差。为便于摘钩，这个高差最好不超过1米，同时还要求 空重车线的起坡点间距为1.01.2米。储车线长度 用电机车运输时，储车线长度为1.52.0倍列车长。3.保护钢绳措施为了减小甩车道上的钢绳的磨损，应设置立滚，立滚间距在1米左右，并应保证钢绳折角不大于5。
20、4.提升曲线处的内外轨高度提升曲线处外轨绝对不可加高，相反应将曲线处的内轨加高3050毫米，且在曲线内外侧分别设置护轮轨。,第四章 井底车场运输,4.7斜井井底车场五、甩车道设计计算1.设计所需的原始资料中段高度（标高），产量，服务年限；运输矿石、废石数量，运送物料种类、性质；斜井倾角，斜井与中段巷道相交的方位角；围岩条件；列车组成，车辆规格等。2.角度换算在甩车道设计时，为了作图和计算的需要，要计算出斜岔线路的倾角和岔心角的水平投影角。已知斜井倾角0和道岔岔心角，根据空间几何关系，可求出：甩车道倾角=sin-1(cos sin 0)甩车道的方位角=cot-1(cos 0 cot)3.甩车道线路计算分别计算甩车道水平投影长度、垂直投影长度和线路长度。,第四章 井底车场运输,思考题：1.什么是井底车场？它的功用有哪些？2.井底车场调车线的作用是什么？储车线的作用是什么？3.竖井井底车场按矿车运行系统分有哪几种型式？各有什么特点？4.斜井串车提升井底车场分哪几种形式？,
