采區(qū)中部甩車場(chǎng)的設(shè)計(jì)與線路計(jì)算

王丙振WANG Bing-zhen；趙淑紅ZHAO Shu-hong；安春明AN Chun-ming；林旭LIN Xu

（①永城煤電控股集團(tuán)順和煤礦，永城 476600；②中國礦業(yè)大學(xué)，徐州 221000）

（①Shunhe Coal Mine of Yongcheng Coal Holdings Group，Yongcheng 476600，China；②China University of Mining and Technology，Xuzhou 221000，China）

0 引言

采區(qū)中部甩車場(chǎng)是采區(qū)巷道布置的一個(gè)重要組成部分。車場(chǎng)在技術(shù)上是否合理，在安全上是否能夠滿足要求，直接影響采區(qū)的生產(chǎn)能力和工作面的正常生產(chǎn)。采區(qū)中部甩車場(chǎng)的形式很多，根據(jù)順和煤礦礦井實(shí)際情況及采區(qū)上下山的布置特點(diǎn)，選擇最常用的雙向甩車、單道起坡、斜面線路二次回轉(zhuǎn)的形式進(jìn)行甩車場(chǎng)的設(shè)計(jì)與線路計(jì)算。

1 單道起坡甩車場(chǎng)線路二次回轉(zhuǎn)方式主要參數(shù)選擇

1.1 線路連接

由（甩車道岔a 段）→AB（甩車道岔b 段）→斜面曲線BC→直線段CD→豎曲線DE，斜面曲線BC 與豎曲線DE不重合。如圖1 所示。

斜面線路回轉(zhuǎn)角由一次回轉(zhuǎn)角α 進(jìn)一步增大到二次回轉(zhuǎn)后的δ 角，相應(yīng)的斜面線路偽斜角也由線路一次回轉(zhuǎn)后的偽斜角β1減小為線路二次回轉(zhuǎn)后的偽斜角β2。

1.2 設(shè)置斜面曲線BC 的目的及提升牽引角θ

1.2.1 設(shè)置斜面曲線BC 的目的：可以減少甩車場(chǎng)斜面交岔點(diǎn)的長度，以利于交岔點(diǎn)的開掘和維護(hù)，并便于采用簡(jiǎn)易交岔點(diǎn)，但斜面曲線轉(zhuǎn)角γ 不宜過大，γ 過大將加大礦車提升牽引角θ。

1.2.2 甩車場(chǎng)的提升牽引角θ：是礦車行進(jìn)方向N 與鋼絲繩牽引方向P 的夾角，如圖2 所示。

由于有了此角必然產(chǎn)生橫向分力F，且θ 角越大，橫向分力也越大，礦車穩(wěn)定性也越差，易于傾倒。礦車提升牽引角θ 的選擇還與礦車速度以及列車總阻力有關(guān)，常采取以下方法來減少提升牽引角θ 和防范翻車事故措施：①控制二次回轉(zhuǎn)角δ 的水平投影角δ’，一般選擇30°；②選用小角度道岔，一般選取4 號(hào)道岔；③將甩車道岔直接與斜面曲線相連接。④將線路內(nèi)軌抬高30～50mm。⑤設(shè)置立輥。

1.2.3 道岔 甩車道岔選取小角度道岔，一般選擇4號(hào)或5 號(hào)。

1.2.4 平豎曲線半徑 ①平曲線半徑。平曲線半徑Rp取決于軌矩、礦車軸距及行車速度。一般選取12m。②豎曲線半徑。豎曲線半徑Rs是甩車場(chǎng)中一個(gè)重要參數(shù)。Rs過大，增加甩車場(chǎng)豎曲線弧長，推后摘掛鉤點(diǎn)位置，延長提升時(shí)間。Rs過小，礦車變位太快，使相鄰兩車箱上緣擠撞，從而造成礦車連接處車輪懸空而掉道。另外，Rs過小，運(yùn)送長材料時(shí)產(chǎn)生擱置于軌道上，影響提升或礦車掉道。豎曲線半徑一般取12m。

2 甩車場(chǎng)線路設(shè)計(jì)與連接計(jì)算

甩車場(chǎng)線路主要包括三個(gè)部分：斜面線路，豎曲線及平面存車線路。甩車場(chǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，主要是計(jì)算甩車道的平、立面尺寸。在此基礎(chǔ)上，算出一個(gè)車場(chǎng)的閉合線路，即由軌道上山甩車道岔算至繞道存車線道岔末端的全部平、立面尺寸，從而構(gòu)成一個(gè)完整的甩車場(chǎng)線路。甩車場(chǎng)的計(jì)算和作圖方法常用平面圖法。

2.1 角度計(jì)算 甩車道為偽傾斜立體布置，包括平面、斜面和立面尺寸。平、斜、立面尺寸以角度為紐帶而互為因果。為了正確計(jì)算甩車場(chǎng)的各部尺寸，必須先計(jì)算平、斜、立面相互關(guān)系的各種角度。

①甩車場(chǎng)斜面線路角度計(jì)算圖見圖2。②甩車場(chǎng)斜面線路角度計(jì)算見表1。

2.2 單道起坡甩車場(chǎng)線路計(jì)算 單道起坡甩車場(chǎng)二次回轉(zhuǎn)斜面和豎曲線線路計(jì)算見圖3 和表2。

3 設(shè)計(jì)步驟

①首先根據(jù)使用需要，確定膠帶上山順槽開口處長度，然后確定車場(chǎng)結(jié)束點(diǎn)標(biāo)高，根據(jù)車場(chǎng)繞道設(shè)計(jì)流水坡度和大概長度，即可推算出車場(chǎng)落平點(diǎn)的標(biāo)高。②根據(jù)軌道上山坡度、選用的道岔，計(jì)算并畫出斜面線路及豎曲線圖，根據(jù)車場(chǎng)落平點(diǎn)的標(biāo)高，確定軌道上山道岔基本軌的起始點(diǎn)。③標(biāo)高確定以后，進(jìn)行線路閉合計(jì)算，如不閉合，進(jìn)行微小調(diào)整，以保證線路閉合。④綜合考慮施工、運(yùn)輸因素后，最后畫圖、出圖。

表1 甩車場(chǎng)斜面線路角度計(jì)算公式

表2 單道起坡甩車場(chǎng)二次回轉(zhuǎn)斜面和豎曲線線路計(jì)算公式

4 要注意的問題

①軌道上山或下山坡度盡量固定在一個(gè)坡度上。否則，甩車場(chǎng)道岔有可能布置在兩個(gè)坡度之間，處理起來比較麻煩。②甩車場(chǎng)平曲線軌道和豎曲線軌道要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工，否則，容易給運(yùn)輸帶來麻煩。③甩車場(chǎng)結(jié)束點(diǎn)標(biāo)高應(yīng)盡量通過順槽找煤定標(biāo)高，簡(jiǎn)單易行，利于車場(chǎng)的設(shè)計(jì)。如果用車場(chǎng)找煤，比較困難，而且有時(shí)需要車場(chǎng)變坡度，斜巷還得增加絞車，增大了設(shè)備的投入和運(yùn)輸?shù)碾y度。④采區(qū)兩翼開采時(shí)，膠帶上山或下山應(yīng)布置在煤炭儲(chǔ)量多的那一翼，這樣一方面方便順槽和膠帶上山或下山的連接，另一方面也有利于甩車場(chǎng)的布置。⑤軌道上山和膠帶上山在垂直方向上要保持一定的距離，避免甩車場(chǎng)與膠帶上山或下山的交叉，并留設(shè)一定的巖柱，有利于巷道支護(hù)，但距離不能留設(shè)的太大，這樣會(huì)增大車場(chǎng)的工程量，一般距離留設(shè)在3-10m。⑥雙向甩車布置車場(chǎng)時(shí)，兩甩車口的間距，即從上交岔點(diǎn)的柱墩尖（牛鼻子）到下交岔點(diǎn)甩車道岔基本軌起點(diǎn)間的距離應(yīng)不小于5m，利于交岔點(diǎn)的支護(hù)，減少相互間的影響。

[1]杜計(jì)平，孟憲銳.采礦學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.

[2]張榮立等.采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.

[3]汪理全.《采礦學(xué)》內(nèi)容新體系的研究[J].煤炭學(xué)報(bào)，2004(04).