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1、矿山设计与优化复习资料1 矿区总体设计的目的：在于合理开发整个矿区的资源，确定矿区开发有关的各项原则方案，以作为编制煤炭工业建设计划和编制单项设计的依据。2 矿区总体设计程序:项目建议书,可行性研究，设计任务书，矿区总体设计 。前期工作程序包括：项目建议书，可行性研究报告，初步设计，开工报告，竣工验收等工作环节。3 井田划分考虑的主要因素：1）实事求是，矿区地质条件是划分井田的基础条件。2）选择合适的矿区开发强度。3）统一规划，正确处理深浅部各矿井的相邻关系。4）选择合适的井口位置与工业场地。5）为矿井的改扩建留有后备区。6）统筹全局，全面规划，谋求综合经济效益最优化 划分方法：一按自然境界划
2、分井田：按地质因素划分。按煤层赋存形态划分。按煤层组与储量分布情况划分。按煤种、煤质分布规律划分。按地形地物界线划分。二按人为境界划分井田：按水平标高（煤层底板等高线）划分。按地质钻孔连线划分。按经纬线划分。按勘探线划分。4 矿井设计程序：项目建议书。可行性研究。初步设计（包括安全专篇）。施工图设计 。依据：项目建议书。地质报告（精查地质报告） 。矿井可行性报告研究。国家总的建设方针、政策及有关规程和规范。经批准的上一阶段设计确定的原则。5 方案比较法实质：在进行工程设计时，根据已知条件列出在技术上可行的若干个方案， 然后进行具体的技术分析和经济比较，从中选出相对最优的一种方案，这种设计方:称
3、为方案比较法。 在方案的技术经济比较主要内容：经济的合理性是以技术上的可靠性、先进性为前提，必须正确处理技术和经济的关系，使选出的方案在技术上是可靠与先进、在经济上合理的。步骤：1）首先明确设计的内容、性质、要求，以及设计要达到的目标等。2）熟悉和掌握设计任务书或设计中所要解决的总体或局部课题的内部及外部条件。3）根据内部及外部条件、设计任务的内容和目标，提出可行的方案。4）对提出的可行方案时进行技术和经济分析，从中选取 23 个较优方案。5）对选出的较优方案进行详细的技术和经济计算与比较，全面研究技术和经济的合理性，明确各方案在技术上和经济上的差异，全面衡量各方案的利弊。主要是经济指标。6）
4、按设计任务的要求，对方案做出详细的文字说明，并绘制出必需的图纸。优点：方案比较法的优点是能够考虑各种因素，从质和量两方面来比较评价各种方案，权衡优劣，最终选取符合要求的最佳方案。缺点：初选方案由设计者凭经济进行粗略的分析，在众多的方案中选出 23 个设计者认为好的方案，所提的方案不一定全面，从而选取的方案只能是次优方案。另外，方案比较法的计算工作量大，牵涉面广，计算工作量非常繁重。6 矿井轨道组成：铺在巷道底板上，由道床、轨枕、钢轨和联结零件等组成。平面图：表示线路在平面上位置、曲率半径及直线与曲线连接。纵断面图： 表示线路的坡度。 钢轨作用： 钢轨是轨道最重要的部分，钢轨直接支撑着行驶列车的
5、车辆，承受列车的负荷并把负荷传给枕木。7 道岔：轨道线路是由若干直线段和曲线段联接而成，而线路的联接通常是由道岔来实现的。所以，道岔是线路联接的基本元件，它是使车辆由一个线路转驶到另一个线路的装置。由尖轨、辙叉、转辙器、道岔曲轨(随轨)、护轮轨和基本轨所组成。8 在线路平面图中的表示：（1）道岔通常以单线表示（2）道岔的主线与岔线的线段用粗线绘出。（3）单线表示图虽不能表明道岔的结构及道岔内的轨道中心线的实际图形，但它能表明与轨道线路平面布置计算有关的道岔参数，9 、1）道岔代号“Z”代表窄轨道铁路道岔类型代号。DK、DC、DX、JD、DZ、JC、TX 分别为单开、对称、渡线、交叉渡线、对称组
6、合、菱形交叉、四轨套线道岔的代号。2）,道岔名称中的第一段数字 615、722、930 数列中的 6、7、9 分别代表道岔轨距 600mm、762mm、900mm，“15”、“22”、“30”分别代表轨型。3）、道岔名称中的第二段数字即两短横线间的数字为辙叉号码，辙叉号码有2，3、4、5、6、7、8 和 10 号等几种，其相应的辙叉角分别为 263354”、182606”、140210”、111836”、92744”、80748”、70730”和 54238” 4）道岔名称中的尾数对于单开和对称道岔，代表道岔曲线半径，单位 m。对于渡线、交叉渡线、对称组合道岔，前两位数代表曲线半径，单位 m，
7、后两位数代表轨中心距，单位是 dm。10 道岔选择：1）与基本轨的轨距相适应。2）与基本轨的轨型相适应。3）与行驶车辆的类别相适应。4）与车辆的行驶速度相适应11 线路构成：由若干直线段曲线段联接而成的。轨道线路取决于煤层的赋存条件和出矸系统。轨道线路用中轴线的平面图及纵剖面图来表示。在矿井内，运输平巷或石门线路都具有微小的坡度。线路坡度的平均值称之为平均坡度，通常为 3-5。轨距：指直线轨道上两条钢轨轨头内缘之间的距离；轮距：是两车轮轮缘外侧工作边间的距离轨。中心距：是双轨线路两线路中心线之间的距离。曲线巷道的转角：即两直线线路的夹角 。轴距：矿车（机车）两轮轴之间的距离。12 弯道半径的选
8、取：1) 当轨距为 600mm 时，行驶电机车，不小于 12m，选1215m 或 20m；非电机车，选 912m；2) 当轨距为 900mm 时，10t 或 10t 以下电机车行驶，不宜小于 15m，选 1520m 或 25m；3) 当轨距为 900mm 时，14t或 20t 电机车行驶，不宜小于 25m，选 2530m 或 35m。13 弯道外轨抬高的目的：车辆在弯曲轨道上运行时，如果内外轨仍在同一平面上，由于离心力的作用，车轮轮缘就要向外轨挤压，增加磨损和运行阻力，严重时将使车辆倾倒，招致翻车事故。为了消除这种离心力的影响，将弯道的外轨抬高一个 h 值。外轨抬高的方法：垫厚外轨下面的道床。
9、为了在弯道的起点获得抬高的全值，外轨应该自弯道起点外某一距离的轨道直线段上开始逐渐垫高。外轨抬高递增(递减)距离：x1=(100300) h，mm14 加宽的目的：如果弯道处的轨距若仍与直线段相同，当轴距较大且弯道曲线半径较小时，轮对将被钢轨卡住，或是被挤出轨面而掉道。因此，曲线段轨距应较直线段适当加宽。轨距加宽递增(递减)距离计算：x2=(100300) St ，mm 巷道加宽目的：在曲线处，由于车辆运行发生外伸和内伸现象，巷道应加宽。轨中心距加宽规程规定：车辆间隙大于 200 mm 15 线路联接包括平面和剖面的联接。线路平面联接即轨道线路的平面布置，是将若干直线和曲线按一定要求直接或用道
10、岔联接成一个轨道系统。进行轨道线路平面图的计算，目的是确定轨道线路的平面尺寸。纵剖面上的联接是线路坡度设计，是剖面图表示。16 单开道岔非平行线路联接特点：单开道岔非平行线路的联接系统又称为“单侧分岔点”。 其特点是用单开道岔和一段曲线线路，把方向不同的两条直线线路联接起来，被联接的两条直线线路不在同一条巷道内，并且相互成一个角度。17 单开道岔平行线路联接特点：单开道岔平行线路联接系统又称为“复线单侧联接点”，其特点是用单开道岔和一段曲线使单轨线路变为双轨线路，为使轨中心距达到 S 值，在道岔岔线末端与曲线段之间应插入一直线段。18 对称道岔线路联接特点；对称道岔线路联接系统又称为“复线对称
11、联接点”，其特点是用对称道岔和两段曲线使单轨线路变为双轨线路，都是在直线段使单轨线路过渡到双轨线路的一种联接方式，其不同之处是用对称道岔来代替单开道岔。19 线路平行移动特点：将线路平行移动距离 S，其间必须有两个反向曲线才能把线路联接起来，为了能使车辆在线路上正常运行，两个反向曲线之间须插入缓和直线段。20 根据下列步骤做联接图：1）两条平行直线，间距 S，自 A 或 D 点截取 L，求得另一点位置。2）截取 AE=FD=T=Rtg/2，得出 E 及 F 点。3）用直线连接 E、F 两点，截取 BEFCT，得 B 及 C 点。4）自 A 和 B 点分别作垂线交于 O 点，自 C 和 D 点分
12、别作垂线交于 O点，分别以 O 与 O为圆心，以 R 为半径，作圆弧即完成了线路的平移连接计算。21 竖曲线：线路在纵断面方向上呈曲线状。作用：斜面向平面过渡时，避免线路以折线状突然拐到平面上而设置的，以便车辆平稳运行。线路纵断面坡度：是在线路纵断面上两点之间的高差与其水平距离比值的千分值。自动滚行：矿车在坡道上利用其重力或惯性力克服阻力而运行，这种运行称作自动滚行，也叫做自溜运行。矿车阻力系数：1 基本阻力系数：矿车在平直线段上运行的阻力系数。2 附加阻力系数：矿车在弯道线段上运行的阻力系数. 等阻坡度：存在一个坡度使重车向下、空车向上运行时阻力相等，这个坡度叫等阻坡度。22 井底车场设计依
13、据：1 矿井设计生产能力及工作制度。2 矿井开拓方式。3井筒及数目.矿井主要运输巷道运输方式。4 矿井瓦斯等级及通风方式。5 矿井地面及井下生产系统的布置方式。6 各种硐室的有关资料。7 井底车场所处位置的地质条件、水文地质条件及矿井涌水情况。井底车场：连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和峒室的总称。其组成: 井底车场线路设计和峒室。马头门线路：指自副井重车线的末端(重车线阻车器轮档)至材料车线进口变正常轨距的起点的一段线路。设有稳罐、推车和阻车设备以及信号房。23 井底车场的类型：按照矿车在井底车场内的运行特点，井底车场可分为环行式和折返式两大类型。 环行式井底车场的特点：空重列车在车场内
14、不在同一轨道上做相向运行，即采用环行单向运行。环行式车场可分为卧式、斜式、立式(包括刀式)三种基本类型。按井筒形式不同，又可分为立井和斜井环行式车场。立井卧式环行井底车场特点：主副井存车线与主要运输巷道平行，主井、副井距主要运输大巷较近，利用主要运输巷道作为绕道回车线及调车线，从而可节约车场的开拓工程量。优点：空、重车线位于直线上，这种车场调车比较方便，可两翼调车；缺点：电机车在弯道上顶推调车安全性较差（巷道坡度较大），需慢速运行。适用条件：当井筒距主要运输巷道近时，可采用这种车场；0.60.9Mt/a 的矿井。立井斜式环行井底车场特点：主副井存车线与主要运输巷道斜交，主要运输大巷可局部作回车
15、线。优点：可两翼进车，工程量小，存车线有效长度调整方便；右翼来重列车可顶推入主井重车线，比较方便；左翼驶来的重列车需在大巷调车线调车。缺点：弯道顶车；一翼调车方便，另一翼在大巷调车 。适用条件：当井筒距运输大巷较近、且地面出车方向要求与大巷斜交时，可采用这种车场；0.60.9Mt/a 的矿井.井立式环行井底车场特点：主副井存车线与主要运输巷道垂直，主、副井距主要运输大巷较远，且有足够的长度布置存车线。优点：空、重车线基本位于直线上；有专用的回车线；调车作业方便；可两翼进车；缺点：弯道顶车；工程量大。适用条件：当井筒距主要运输巷道较远时，可采用这种车场；0.901.50Mta 的矿井；刀型车场适
16、用于 0.60Mta 的矿井，增加回车线能力可提高到 0.901.20Mta。 折返式井底车场的特点：空、重列车在车场内同一巷道的两股线路上折返运行，从而可简化井底车场的线路结构，减少巷道开拓工程量。折返式车场可分为梭式车场和尽头式车场。立井梭式车场特点：利用主要运输巷道作为主井空重车线和调车线。优缺点：工程量小，交岔点少、弯道少；可两翼进车。 适用条件：井筒距主要运输巷道较近；利用主要运输巷道作为主井空重车线和调车线；利用大型底纵卸式、底侧式矿车可用于大型矿井。立井尽头式车场特点：利用石门作主井空、重车线。优缺点：工程量小；调车方便。 适用条件：当井筒距运输大巷较远时采用；利用大型底纵卸式、底侧式矿车可用于大型矿井。24 底卸式矿车卸载原理;当矿车车箱悬空，并沿托辊向前移动时，矿车底架借其自重及载煤重量自动向下张开，车箱底架后端的卸载轮沿卸载曲轨向前下方滚动，车底门逐渐开大。由于所载煤炭重量及矿车底架自重作用，使矿车受到一个水平推力，推动列车继续前进。矿车通过卸载中心点，
