巷道断面设计.doc

巷道及采区车场设计 第一部分 巷道断面设计 第一节 巷道断面设计的依据及要求 一、巷道断面设计所需掌握的资料 1巷道层位的选择及地质资料。（可根据本矿井已有巷道处层位的矿压显现情况，进行优化，选择顶板或底板，一般车场揭煤尽可能不拖顶煤，永城矿区采区主要巷道一般应选择煤层底板，但不宜距离过大，一般控制在5到10m，不要过分靠近底板灰岩，平时要掌握矿井和工作面综合柱状图。） 2巷道的服务年限、用途及对通风、排水、防火等方面的要求。（服务年限较长的应尽量选择大断面，满足后期产能提高后生产需要，如主要大巷及采区巷道；服务期短的局部也应满足一些辅附设施安装需要如工作面车场顺槽等。高瓦斯矿井及通风距离远的选择断面相对要大一些，反之要小一些。） 3运输设备类型、规格尺寸及与其他巷道的关系。 4巷道内的装备、管道等的规格尺寸、数量及架设检修要求。（每一个矿井有相应设备布置规律，平时要掌握一些矿井常用设备的规格尺寸，掌握一手资料，设计时要考虑进去。） 5施工技术及其装备条件。（炮掘工作面断面可适当小一些，满足使用即可；综掘断面相应要大一些，以满足设备施工期间安全及施工方便，132综掘机一般要3.6m左右，太小不方便施工。） 二、满足的有关规定 I．煤矿安全规程的规定（具体见设计手册相关规定，如采区巷道净高不低于2.0m，薄煤层不低于1.8m，运输巷两侧与巷帮距离满足相关要求，如城郊煤矿规定顺槽不低于2.6m。） 2．煤炭工业矿井设计规范、煤矿矿井巷道断面及交岔点设计规范的规定（如规范规定综采工作面运输巷净断面和输送机上、下山的净断面积不小于12㎡，回风巷和运料、通风和行人上、下山的净断面积不小于10㎡等） 3．锚杆喷射混凝土支护技术规范的规定等。 第二节 巷 道 断 面 一、巷道断面形状的选择 主要巷道宜采用拱形断面；采区巷道可选用拱形、矩形、梯形断面。工作面顺槽尽可能选择矩形断面（或不规则形），以方便回采期间维护方便；大巷及采区车场尽可能选择拱形断面。在特殊地质条件下用圆形和带底拱的断面（主要大巷受断层等影响，地压较大的地段，多采用带底拱的半圆拱形断面，如城郊煤矿西翼轨道大巷过DF33断层段，据了解顺河煤矿井底大巷受地压影响较大，已采用带底拱支护形式）。 1、选择断面形状还应考虑的因素 1巷道所处的位置及围岩的物理力学性质；2巷道的服务年限和用途；3巷道文护方式和支护材料；4施工技术及其装备的情况；5 本矿井及邻近矿井同类巷道的断面形状及其维护情况等。 当巷道围岩比较稳定，矿山压力不大，服务年限不长时，一般宜选用矿用工字钢支架、锚杆或钢筋混凝土支架进行支护，其断面形状一般为梯形或矩形。 当巷道巷道围岩不太稳定，矿山压力较大，且服务年限较长时．一般采用锚喷、混凝土砌碹、料石砌碹或U形钢可缩性支架进行支护，断而形状一般为拱形、圆形或椭圆形。如井底车场巷道、主要运输大巷、回风大巷或服务年限较长的采区准备巷道等。 在具体条件下，上述因素有主次之分。例如一些服务年限较长的巷道，虽然所处位置的矿山压力并不太大，围岩也比较稳定，但为了减少使用过程中的巷道维护费用，也可采用锚喷、料石砌碹或混凝土砌碹支护的拱形断面。而另一些服务年限较短的巷道，虽然巷道所在 位置的围岩不太稳定，受采动影响，矿山压力也较大，有时也采用锚杆、木棚或混凝土棚支护的梯形或矩形断面。 2、常用巷道断面形状选择及适用条件 1）半圆拱形；（目前开拓准备巷道及硐室普遍采用的断面形式，多在顶压大、侧压小、无底鼓的条件下使用） 2）矩形（或者说不规则形）；（断面利用率最高，多用于煤巷，使用时间不长，回采或准备巷道，随着锚杆支护技术的推广，目前是较为常用的断面形状；在薄煤层中，煤层倾角较大，为了不破坏顶部，顶部沿煤层设计成倾斜状） 3）梯形断面；（对于地质条件相对较差，需要架棚支护的煤巷多采用，能承受稍大的侧压，多用于采区巷道） 4）其他形状三心拱形、圆形、椭圆形等不常用。（用于地压较大的巷道）。 二、巷道断面尺寸的确定 巷道断面净尺寸，应根据该巷道内运行车辆或其他运输设备的最大轮廓尺寸以及架设管线、行人、设备的运送、安装、检修和施工要求等因素确定，并且应按通风要求进行验算。 一般大型矿井一翼，运输量较大，要采取双轨或局部双轨设计；小型矿井可采取局部地段双轨设计；按满足规程及相关规定确定巷道断面尺寸，（如城郊煤矿西翼轨道大巷，设计断面3.8m，单轨设计，另设计了四个长度150200m的车场，现已严重影响轨道运输；东翼-800胶带暗斜井设计3.6m，目前通风阻力较大，已影响东翼供风，造成通风阻力明显增加）。 采区主要巷道或工作面顺槽只要满足采区或工作面生产运输需要即可。例如城郊煤矿先期施工的巷道由于当时产能较小，巷道断面均较小。工作面车场均在3.6m以下，井下大巷3.8m4.4m，最近随着产能增加，断面均有所加大，最大已达4.6m，完全满足铺设双轨、通风及后期变形影响。 第三节 巷 道 支 护 一、巷道支护的分类及选型要求 （一）对巷道支架的要求 1、在巷道整个服务期间，支架能承受住围岩压力而不破坏并有良好的技术经济指标。（不但要支护住围岩，还不至于因过于复杂，增加投入，比如接近工作面切眼支护相对要弱，其他区域要强，不能千篇一律） 2、有助于生产活动的正常进行。 3、在支设以后，支架应尽快达到承载能力。 4、有良好的工作特性。（当支架达到极限承载能力时，变形逐渐发生，避免突然破坏，以保证人员和设备的安全。） 5、支架尽可能少占巷道空间且风流阻力系数小。 6、支架构件应具有一定抗压、抗拉和抗剪强度，以适应井下拉伸、弯曲、压缩、剪切、扭转等复杂的受力状态。 7、支架材料的机械性能和物理化学性能稳定，要能防腐、防锈、无毒。 8、制造工艺简单，零部件互换性好，且便于组装、保管、拆卸和运输，并尽可能满足支护机械化的要求。 9、支架的材料费，制造费，运输、架设和维修费用总和最低。 （二）巷道支护分类 （三）巷道主要支护形式 1、金属支架（适用煤矿井下各种巷道、交岔点、马头门、井底车场和硐室，较为常用；优点是适应性强，承载能力大，加工方便，易修复，可多次复用；但缺点是一次性投入较大）； 2、钢筋混凝土支架（适用不受采动影响的开拓准备巷道，优点承载能力大，结构简单，缺点与其他支架相比重量较大，过去有使用，目前不常用） 3、锚杆及组合锚杆支护（适用条件是不受采动影响或采动影响不太大的巷道，优点是一种积极的支护形式，能提高巷道围岩自身稳定性和承载能力，与围岩共同构成承载体；重量轻、省材料、易施工、成本低，可提高掘进进度，但支护参数不易准确确定，一般较为常用。） 4、联合支护（形式有锚杆喷射混凝土、锚杆金属网喷射混凝土、锚杆钢带、锚杆金属网钢带、锚杆金属支架喷射混凝土，特点是可根据具体条件确定，较为灵活，可取得较好的技术经济效果，目前最为常用。） 5、砌碹或浇筑混凝土（一般用于使用时间较长或有特殊要求的巷道、硐室井底马头门，已很少采用。） 二、巷道支护锚杆类型及特征 1、常用锚杆类型 目前常用锚杆类型有木锚杆、竹锚杆、管缝式锚杆、金属锚杆、树脂锚杆、注浆锚杆、锚杆桁架。 2、主要技术特征 木锚杆和竹锚杆一般长度1.6m，不宜过长，普通型锚固力10KN左右；锚固力不稳定，竹锚杆稍低于木锚杆，以上两种锚杆一般用于压力不大，使用时间较短的巷道，如切眼等。 管缝式锚杆锚固力可达50-70KN，使用在软弱破碎岩体及含水岩层，过去较为常用，目前使用已较少。 金属锚杆类型较多，有普通型和高强型之分，长度一般在1.6-2.4m之间，锚固力相对较大，不同材质有所不同，使用最为普遍。 树脂锚杆杆体有木质和玻璃钢等类型，端头为金属螺纹，长度一般在1.6-2.2m之间，锚固力可达60KN以上。（平煤集团使用过） 注浆锚杆随着支护方式的改进，目前又使用一种中空的注浆锚杆，是在金属锚杆的基础上加以改进的，附以臂后注浆加固围岩，加固围岩松动圈。（城郊煤矿在东翼-800轨道大巷，同矿业大学进行的支护项目中引进过，专门用于两底角加固，用于防治底鼓。） 锚杆桁架所谓桁架简单说就是锚杆（锚索）和钢带联合支护的一种形式，不但起到锚杆的支护作用，同样起到对顶板和帮部的约束作用，有效防止鼓帮。（这种支护方式在城郊煤矿沿空巷道煤柱侧支护使用过，效果很明显，有效控制了帮鼓。） 三、可缩金属支架支护 可缩性金属支架适用于各种围岩变形较大的巷道，尤其是受采动影响的巷道，当受动压影响后金属支架有一定的让压作用，即不致造成棚梁破坏，又有效支护围岩。如梯形可缩性支架（在两棚腿靠近上半部设计成可缩），圆形可缩性支架、方形可缩性支架（在钢梁彼此搭接段设计可缩），拱形可缩性支架（最为常用）。 设计原则和方法 1、满足运输设备与管线布置、行人所需要的基本矩形断面，2、确定巷道预留变形断面，3、确定巷道掘进断面（巷道初始净断面加上支架钢梁宽度、背板及壁后充填厚度而确定的）。 四、软岩巷道支护 （一）软岩巷道支护的基本原则 1、根据不同压力选择不同的巷道支护方法 软岩岩层存在三种不同的围岩压力类型，即松动压力、变形压力、膨胀压力。 1）对于松动压力可以采用刚性支护来支撑围岩，防止破碎岩块的垮落。 2）对于变形压力根据流变特性合理的设计支护刚度，允许围岩有适当变形，以利于能量释放，又能将变形控制在一定的范围内。 3）对于膨胀压力除采用与控制变形压力相同的措施外，还要预防围岩物理化学效应，防止围岩风化。 2、 改善围岩力学性质充分发挥围岩自稳能力 其主要措施是采用封闭暴露面（喷砂浆或混凝土，安装锚杆，向岩体内注浆以及支架壁后充填等力法，以便在巷道周壁上形成保护层。 3、选择合适的支护特性 软岩中不宜采用刚性支架。实践中常采用金属可缩性支架和可塑垫层等措施。支护体刚性或柔件的确定，目前尚无可靠的计算方法，只能在现场试验的基础上通过经验对比的方法加以确定。（依靠现场积累经验）。 4、选择合适的二次支护时间 在松软岩层中应采用先“柔”后“刚”的二次支护方式。一次支护应紧跟掘进尽早安设，并适当扩大断面。刚性永久支架通常应在掘巷引起的围岩变形基本上趋于稳定时安设，一般约掘后50天左右。可缩量较大的永久支架可提前到掘后10天左右安设，并应在设计巷道断面时考虑足够的变形余量。（如城郊煤矿东翼-800轨道暗斜井和南翼胶带暗斜井，掘进到-700m后采用扩大巷道断面，由设计3.6m扩大到4.2m，先初喷，使巷道进行变形充分释放压力，2个月后进行二次复喷的方式，取得了很好的效果）。 在掘进引起的围岩变形量特别大，流变速度很大且持续时间很长，可采用先开小断面施工，采用临时支护，待能量充分释放，围岩变形趋向稳定后，再按要求刷大巷道断面，安设承载能力和刚度都较大的永久支护（平煤集团二七下山采用过，效果显著）。 5、支护应有较高的初撑力、初期增阻速度和工作阻力根据现场经验，软岩巷道的支护必须及早承载；支架的初期增阻速度应达3Kpa/mm，支架的工作阻力应不小于300KPa；支架达到额定工作阻力后，均匀下缩保持恒阻状态，使支架与固岩长期处于平衡状态；就能有效地控制围岩变形发展、使支架保持良好状态（城郊煤矿东翼-800轨道巷锚杆预紧力已规定到300KN，目前观测看支护效果明显）。 6、加强对巷道底板的支护，尤其是遇水崩解和膨胀的粘土岩，及时封闭，防止脱水后又浸水，是控制底板强烈膨胀的根本措施。应用封闭式支护时应在支架架后充填，封闭围岩防止水的浸入和风化，才能更有效地控制底鼓。对于地压较大引起的底鼓，还可采用开卸压槽方式解决（此方法在城郊煤矿有所利用，并取得了一定的效果。）。 7、控制超挖减少对围岩破坏 采用光爆技术（缩小周边眼间距，控制在250mm内，及减小二圈眼与周边眼间距，控制在300mm左右，加大掏槽眼装药量，并尽可能采取直眼掏槽等措施），另外还可采用机械开挖，采用综掘机施工（煤巷或岩巷综掘机）。 （二）软岩巷道的支护方法 1．软岩巷道的围岩加固 1围岩注浆；2围岩锚固； 在软岩中采用锚喷支护应注意几点 1适当增加锚杆长度和密度，长度尽可能超过围岩松动圈的深度，锚杆应尽可能沿垂直于失稳块体主滑动面的方向布置（城郊煤矿采用地质雷达，在东翼-800布置了2 个测试断面和12条纵测线，共计5个测站，获得了相关数据，在不同测站处围岩松动圈大小相差很大，松动圈厚度分布在1.4m～2.8m 之间）； 2使用钢筋、钢带和钢梁等把单根锚杆组合成整体的支护体系，使巷道周边轮廓形成能承受较大压力的闭合拱，以防止松动圈的扩大及岩块的冒落； 3混凝土喷层应分两步进行。巷道掘进后，作为一次支护的喷层须紧跟工作面，作为二次支护的复喷混凝土，滞后适当时间和距离施工。 3疏干、封闭； 对含水量大，渗透性强的含水层，可采取疏干措施。水量不大，或渗透性较差的含水层中开掘巷道，则采用及时封闭的技术措施。 2．可缩性金属支架支护措施 在软岩及采动影响强烈的巷道中，常使用U型钢可缩件支架支护。 3．封闭式碴体支护措施 三巷道底鼓的防治方法 1．加固法1底板锚杆2底板注浆（城郊煤矿注浆锚杆采用自钻式中空注浆锚杆，长度2000mm，每排2 根，排距为800mm， 30～45俯角施工，随后注浆。注浆材料采用水泥－水玻璃浆液。水灰比控制在0.8～1.0，水玻璃的掺量为水泥用量的3～5％；注浆压力1.5～2.0MPa。）3封闭性可缩性金属支架。4混凝土反拱（城郊煤矿东翼-800泵房采用）。 2. 卸压法1切缝卸压（深度应大于巷道宽度的一半，宽度200-300mm）2钻孔卸压（与切缝法类似）3松动爆破卸压4卸压槽卸压（城郊煤矿对于底鼓巷道，已采取开挖泄压槽方式，具体为移耙矸机前，在底板开挖宽1m、深1m的槽，并使用虚矸回填，效果明显） 四巷道围岩注浆加固 1． 注桨材科水泥注浆、化学注浆。 2．注浆孔布置1孔径（煤矿注浆孔多为小直径孔，孔径42-60mm）2）孔深（一般选取加固深度与松动圈深度大体相当，如果松动团深度较深．而围岩较破碎，打深孔较困难时，则可采取由浅入深分段打眼、分段注浆固结的方法，每段注浆深度可不超过2m）3）孔的排列方式和间距（孔的排列方式一般有按行排列及三角形排列两种。孔间距则应根据每个注浆孔的扩散半径及孔的排列方式而定，当按行排列方式时孔间距D＝1．57R，R为注浆孔扩散半径，若注浆孔按等边三角形布置时D＝1．77R）。 第二部分 平巷交岔点设计 第一节 交岔点分类及计算 一、 交岔点分类 矿井水平巷道交岔点的结构形式，可分为柱墙式交岔点和穿尖交岔点（一般很少用）两种；断面形状与相连接的巷道断面形状相同。 柱墙式交岔点又称“牛鼻子”碹岔，在各类围岩的巷道中均可使用。在该交岔点长度内两巷道的相交部分，共同形成一个渐变跨度的大断面，其最大断面的跨度和拱高是由相交巷道的宽度和柱墙的宽度决定的。这种交岔点较穿尖式交岔点工程量大，施工时间长，但具有受力条件好，容易维护等特点，所以得到普遍应用。 穿尖式交岔点一般在围岩稳定坚硬，跨度小的巷道中使用。在交岔点的长度内，两巷道为自然相交，其相交部分保持各自的巷道断面。 由于拱高低、长度短、断面尺寸不渐变，从而使工程量减小，施工时间缩短，通风阻力小，也使设计工作简化。但它较柱墙式交岔点在相同条件下具有拱部承载能力小、仅适用于围岩坚硬稳定、跨度小，使用时间较短的巷道。 二、 交岔点平面尺寸确定 1. 确定交岔点平面尺寸的依据 巷道交岔点的布置和断面设计应满足矿井井下运输、管线布置、通风、行人和安全的要求；所用钢轨轨型，应与其相连接的直线巷道的轨型相一致，也可选大一级的钢轨型号。交岔点道岔型号及曲线半径应根据所采用的运输车辆的型号、运量和运行速度确定，并应符合煤矿矿井井底车场设计规范中的有关规定（1.5吨矿车，8-12吨机车，轨距600mm，井底车场一般取15-20m，工作面车场应在6-9m。）。 2．交岔点平面尺寸计算公式 其常用交岔点计算公式见设计手册。 三、 交岔点柱墙、墙高及斜率 1.交岔点柱墙及墙高 1交岔点柱墙牛鼻子的最小宽度，一般取500mm。 2交岔点柱墙的长度，在直线分岔巷道一侧不得小于2m；曲线分岔巷道一侧，沿轨道中心线不得小于2mm（不过目前随着锚网喷支护的推广，柱墙一般采取加强支护，只在柱墙交岔处少量区域打灰即可满足需要）。 3交岔点柱墙采用砌碹支护时，其基础深度，无水沟时，不得小于250mm；有水沟时，取500mm，且墙基掘进底面不得高于水沟掘进底面。 4在交岔点的巷道断面宽度变化区段内，墙高应随巷道断面宽度的增加而相应降低。降低后的墙高应符合安全间隙、行人、运输要求。如墙高的降低值小于200mm时，可不降低，墙高最大降低值不应大于500mm。墙高的降低值，除根据运输设备、管线敷设、行人高度等因素确定外，还要使大断面的拱能与分岔巷道相切，一般情况下可降低200-500mm。既有利于施工，也增加了交岔点的承载能力。 2．交岔点斜率 大断面宽度B4减去小断面宽度Bl与B1至B4两断面之间变化段的长度L0的比值i为交岔点斜率。小断面一般位于道岔基本轨起点，也可以根据矿车及设备运行的安全间隙计算选取。 为方便设计和施工，选取常用斜率表示巷道宽度的变化规律。一般的常用斜率为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6（斜率原是根据砌碹或打灰，便于立模，取为直墙，而形成的，但随着目前支护技术的提高，岩巷交岔点一般采取锚网喷以后，斜率一般要取较大的，或直接以满足轨道铺设而设计成弧状，以减少交岔点工程量）。 设计交岔点时，经计算选取与其接近的常用斜率后，需按下公式算出断面变化段的水平距离L0及起点位置，再逐一计算每间隔1m的断面宽度，如下图。 选择常用斜率后，交岔点最小断面和最大断面处需对运输设备、管线敷设、行人及安全要求进行验算。（以交岔点设计为例讲一下） 第二节 交岔点支护 一、 支护的一般原则 1锚喷支护交岔点的支护参数，应按交岔点最大宽度选取，并取上限值。 2交岔点分岔巷道的加强支护长度，应根据围岩性质确定，宜取2-5m（加密锚杆、增加锚索或双层网支护）。 3砌喧支护的交岔点，砌碹厚度应按交岔点最大宽度选取。分岔巷道的砌碹厚度F≥3时，应按各自的宽度选取；当F＜3时，应按交岔点最大宽度选取。 4交岔点柱墙是两条分岔巷道顶板的支撑点，应采用料石或混凝土砌筑。锚喷支护交岔点当不用混凝土或料石砌筑柱墙时，其柱墙处应采取措施加强支护。 二、 交岔点支护类型 1、浇筑混凝土支护（浇筑混凝土支护一般包括拱顶和侧墙两部分。拱的形式可分半圆拱、三心拱和圆弧拱。基础埋深，在水沟侧为500mm，另一侧为200mm。柱墙宽度一般为500mm，长度通常取2m，混凝土强度等级不低于C20。交岔点支护在较大荷载和不均匀围岩压力作用下，或交岔点跨度较大时，可用锚杆加强混凝土支护；在深井和地质复杂情况下，交岔点可采用钢筋混凝土交岔点支护） 2、交岔点料石支护（料石支护虽然可就地取材，但此工艺落后，已很少使用） 3、交岔点锚喷支护（开拓、准备及回采巷道普遍采用，施工方便，工艺简单，加上目前锚索的应用，更为有效普及。） 4.交岔点U型钢拱形金属支架（是采准巷道交岔点支架的主要形式，形式有完全拱顶形U型钢可缩支架和不完全拱平顶形U型钢可缩支架。适应于较稳定、不易破碎的岩层中，拱形断面的采准巷道交岔点支护。在交岔点的关键部位拐角处和最大跨度处要浇灌混凝土柱墩，或设置金属抬棚，或用锚杆支护加固顶帮。如图所示）。 有抬棚 无抬棚 （交岔点金属支架与巷道金属支架的主要不同之处是；变岔点跨度大，需要加密支架；交岔点处巷道断面在变化，需要采用非标准巷道拱形支架；交岔点处高度大，为节省开挖量，通 常改变拱顶形状，由高拱改为低拱；为使井下支架的运输、安装方便和满足可缩性要求，通常将交岔点拱形支架裁成46节。） 5.交岔点工字钢梯形金属刚性支架（在围岩f＞4、不受采动影响，位移量小的静压巷道交岔点，可用梯形工字钢金属刚性支架。通常梯形支架的立柱和顶梁采用工字钢。立柱上端焊接一块槽钢，下瑞焊接钢板。支架顶粱离两端225mm各焊一块等边角钢。借助立柱上端焊接的槽钢和顶粱两端焊接的角钢，保证立柱与顶梁连接。交岔点处支架间距缩小到0.4-0.5m。） 6. 交岔点锚杆及其组合支架（在坚硬岩层中的巷道交岔点，可单独使用锚杆支护，受到采动影响的巷道交岔点，可以使用锚杆、柔件托架、金属网背板支架；在复杂的地质条件下，巷道交岔点应采用锚杆组合支架描杆与喷射混凝土支架、金属拱形支架、梯形木材棚子等组合使用。用锚杆支架支护巷道交岔点时，在交岔点区域和离交岔点1-2m的分巷道区段内，应增大锚杆安设密度比分岔巷道提高1-2倍或者增加锚杆长度。在交岔点范围内，既增大锚杆的安装密度，又增加锚杆的长度。交岔点锚杆支架用的刚性托梁一般用槽钢、矿用U形钢制作或用钢筋焊接而成。托梁的两端设置专用定位器、使托梁紧贴在交岔点巷道顶板上，从而形成“支架一岩石”预应力结构体系。通过托梁中间孔安装锚杆，以提高支护强度。 巷道交岔点处的煤柱用锚杆、柔性托梁、金属网加固。当煤柱厚度小于2m时，可用两端有螺纹的拉杆穿通煤柱拉固，拧紧拉杆和锚杆螺帽即能可靠地加固煤柱。 第三部分 采区车场设计 第一节 采区车场设计依据及要求 一、有关规定 1．煤矿安全规程的规定 1在双轨运输巷道中2列列车车体的最突出部分之间的距离，采区装载点不得小于0.7m，矿车摘挂钩地点不得小于1m。 2使用绞车提升的倾斜井巷上端，必须有足够的过卷距离。（过卷距离根据巷道倾角、设计载荷、最大提升速度和实际制动力等参量计算确定，并有1.5倍的备用系数）。 3串车提升的各车场必须设有信号硐室及躲避硐；运人斜井各车场设有信号和候车硐室，候车硐室具有足够的空间。 4倾斜井巷内使用串车提升时必须遵守相关规定 1在倾斜井巷内安设能够将运行中断绳、脱钩的车辆阻止住的跑车防护装置。 2在各车场安设能够防止带绳车辆误入非运行车场或区段的阻车器。 3在上部平车场入口安设能够控制车辆进入挂摘钩地点的阻车器。 4在上部平车场接近变坡点处，安设能够阻止未连挂的车辆滑入斜巷的阻车器。 5在变坡点下方略大于l列车长度的地点，设置能够防止末连挂的车辆继续往下跑车的挡车杠。 6在各个场安设甩车时能发出警号的信号装置。 2．煤矿矿井采区车场和硐室设计规范的规定 1采区车场和硐室的设计，应根据采区巷道布置、采区生产能力和服务年限、运输方式和矿车类型、地质构造和围岩性质、煤尘、瓦斯及水文情况等因素进行全面考虑确定。 2采区车场和硐室应根据围岩情况尽量布置在稳定岩层或煤层内。 3采区车场巷道断面形状应根据围岩情况确定，可为半圆拱形，跨度较大时视围岩情况也可采用三心拱形。应优先选择锚喷支护，当锚喷支护有困难时．也可采用其他支护方式。 4采区上、中、下部车场摘挂钩段人行道布置应符合相关规定 1单道布置时应设两侧人行道； 2双道布置时应设中间人行道及一侧人行道，中部车场的一侧人行道可设在低道侧，下部车场的一侧人行道可设在高道侧； 3中间人行道宽度不得小于1.0m； 4一侧或两侧人行道宽度从道渣面起1.6m高度内，综采采区不得小于1.0m，非综采采区不得小于0.8m； 5采区车场信号硐室和躲避硐规定 1上部平车场应设信号硐室，信号硐室设在分车道岔人行道侧； 2上部车场为甩车场和中部车场应设信号硐室和躲避硐。信号硐室可设在分车道岔岔心相对的上下山巷道侧；躲避硐可设在轨道上山人行道侧； 3下部车场应设信号硐室和躲避硐，信号硐室可设在起坡点处高道一侧；躲避硐可设在起坡点附近入行道一侧； 4信号硐室和躲避硐的尺寸为净宽1.4-2.0m，净高2.0-2.2m。 6采区车场安设风门的规定 1根据通风要求，采区上部车场可在存车线进车侧道岔外安设风门，两道风门的最小间距按需要确定。 2中部车场内设有风门时，应设在存车线末端道岔以外的单道上，距离应符合下列规定①单辆矿车运行时，1.0t和1.5t矿车取6m ；②小型机车或机械牵引时，一列车长或一串车加3m。 7甩车场排水，可在低道起坡点处水沟最低点向上下山侧开凿泄水孔洞或预埋泄水管道。 二、设计要求 1采区车场设计必须符合国家现行的有关规程、规范的规定。 2采区车扬应满足采区安全生产、通风、运输、排水、行人、供电及管线敷设等各方面的要求。 3采区车场布置应紧凑合理，操作安全。行车顺畅，效率高，工程量省，方便施工。 4采区车场装车设备和调车、摘钩应尽量采用机械和电气操作。 第二节 采区上部车场设计 一、 采区上部车场形式 基本形式有平车场、甩车场和转盘车场三类。 1、 平车场又分为顺向平车场和逆向车场 顺向平车场 逆向平车场 顺向平车场车辆运输顺当，调车方便，通过能力大；逆向平车场摘挂钩操作方便安全，车辆需反向运行，调车时间长，运输能力小。 2、甩车场又分为单侧甩车场和双侧甩车场 单侧甩车场 双侧甩车场 单侧甩车场使用方便，安全可靠，效率高，劳动量小；双侧甩车场运输能力大，可适用于双滚筒提升机，但交岔点断面大，不易维护，两翼人员行走不方便。 3、转盘车场 特点工程量省，调车简单，运输量小，劳动量大，一般用于小型采区的辅助运输和泵房变电所运输。 二、上部车场线路布置和上部车场线路坡度 （一）上部车场线路布置 1、采区上部车场的线路布置可采取单道变坡方式。当采区生产能力大，采区上山作主提升；下山采区的上部车场和接力车场的第二车场运输量大，车辆来往频繁时，也可采取双道变坡的线路布置方式。 2、采区上部平车场曲线半径和道岔的选择（非综采平曲线 6-12m，竖曲线9-15m；综采12-20m；道岔一般选4或5。） 3、采区上部甩车场曲线半径和道岔的选择（平曲线半径轨距600mm时，机械调车取9、12、15、20m，人力推车取6、9、12、15m；竖曲线半径1.0、1.5t矿车，取9、12、15、20m；3t取12、15、20m；道岔一般选4或5。） 4、存车线有效长度应符合相关规定 1上山采区上部车场进、出车采用小型电机车牵引时为1列车长；其他牵引方式为2-3钩串车长； 2下山采区上部车场为1列车长加5m； 3年生产能力在90万吨及以上的综采采区上部车场为1.5列车长。 （二）上部平车场线路坡度 1、上部平车场线路坡度确定 1）单道变坡和不设高低道的双道变坡轨道坡度应以3-5‰向绞车房方向下坡； 2）上山采区上部车场水沟坡度以3-4‰向上山方向下坡； 3）下山采区上部车场以3-5‰向运输大巷方向下坡。 2、设高低道的双道交坡轨道坡度 高道坡区为9-11‰；低道坡度为7‰。高、低道最大高差不宣大于0.6m。 三、上部车场有关尺寸的确定（具体见设计手册） 第二节 采区中部车场设计 一、中部车场形式 一采区中部车场基本形式 采区中部车场基本形式有甩车场（主要采用）、吊桥式车场和甩车道吊桥式车场三类。当上下山倾角小于和等于20时，应采用甩车场；当上下山倾角大于20时，可采用吊桥式车场或甩车道吊桥式车场。 单侧甩车场 双侧甩车场 1轨道上山 2胶带上山 3车场中间巷 k起坡点 KG高道起坡点 KD低道起坡点 （单侧甩车场提车时间短，劳动强度小，矿车能够自溜，提升能力大；双侧甩车场，调车方便，推车强度大，适宜双翼采区开采不同标高。） 二中部车场线路布置 1甩车场的线路布置可分为单道起坡和双道起坡两种，一般情况下，宜采用双道起坡。 2双道起坡甩车场的道岔布置，可采用甩车道岔和分车道岔直接相连接。分车道岔可采用向外、向内分岔的布置方式。围岩条件好、提升量大时，可采用内分岔的布置方式。 3甩车场平、竖曲线位置有以下三种布置方式，一船情况下宜采用前两种布置方式 1先转弯后变平，即先在斜面上进行平行线路联接，再接竖曲线变平，平、竖曲线间应插入不少于矿车轴距1.5-2.0倍的直线段，起坡点在联接点曲线之后； 2先变平后转弯，即在分车道岔后直接布置竖曲线变平，然后再在平面上进行线路联接，起坡点在联接点曲线之前； 3边转弯边变平，平、竖曲线部分重合布置（最为常用）。 斜面线路一次回转方式 斜面线路二次回转方式 牵引角小，交岔点小，易于维护 交岔点短，易于维护，提升牵引 运量小，空重车倒车时间长。 角大，不利操车，劳动量大。 适宜围岩条件好，提升量小。 适宜围岩条件差，提升量小（一般常用）。 分车道岔向内分岔 分车道岔向外分岔 斜面线路一次回转方式 斜面线路一次回转方式 提升能力大，交岔点长、断面大， 提升牵引角小，操车方便，斜面线路短， 提升牵引角小。适宜适宜围岩条件 有利于减少提升时间，交岔点长维护不利。 好，提升量大的采区车场。 适宜适宜围岩条件好，提升量大的采区车场，目前普遍采用。 斜面线路先变平 分车道岔向外分岔 后转弯方式 斜面线路二次回转方 提升牵引角小，下路布置紧凑， 提升能力大，交岔点短，空间大， 提升时间短，交岔点断面大，施工 便于操作，提升牵引角小。适宜围岩 维护不利。适宜适宜围岩条件好，提 条件差，提升量大的采区车场，目前 升量大的采区车场，由于断面大，很 广泛采用。 少采用。 1甩车道岔； 2分车道岔； a1斜面一次回转角（甩车道岔角）； a2斜面二次回转角（分车道岔角）；K起坡点（落平点）； Rp2平曲线半径；AG高道竖曲线起点；AD低道竖曲线起点； A竖曲线起点；KG高道起坡点（高道落平点）；KD低道起坡点（高道落平点）；Rp斜面曲线半径；r斜面转角；Rp1平曲线半径；s 二次斜面回转角。 二、甩车场设计主要参数选择 （一）甩车场提升牵引角 矿车上提时，钩头车的运行方向与提升钢丝绳的牵引方向间的夹角。不应大于20，以10一15为宜。 设计中常采用减少甩车场提升牵引角的方法 1采用小角度道岔4号、5号；2单道变坡二次回转层面角或双道变坡二次回转层面角一般不大于30 3双道变坡方式的甩车道岔与分车道岔直接相连接；4设置立滚。 （二）道岔 道岔型号选择甩车道岔主提5号，辅助提升4、5号；分车道岔和末端道岔主提4、5号，辅助提升4号。 （三）平、竖曲线半径 1、平曲线半径 RP取决于轨距、矿车轴距及行车速度。 2、竖曲线半径 竖曲线半径Rs是甩车场中一个重要参数。过大，增加甩车场坚曲线弧长，推后摘挂钩点位置，延长提升时间。过小，矿车变位太快，使相邻两车箱上缘挤撞，从而造成矿车联接处车轮悬空而掉道。另外过小，运送长材料时产生搁置于轨道上，影响提升或造成矿车掉道。 （四）甩车场线路的坡度 甩车场空重车线的坡度与矿车型式、铺轨质量、车场有无弯道及自动滑行要求等因素有关。一般空车线取11‰，重车线9‰。然后在存车线高低道闭合点标高计算中进行部分调整。不设高、低道的甩车场取3‰4‰。 （五）甩车场存车线长度 根据使用量确定，一般11.5列车长度或23钩串车长度。 （六）甩车场的高低道 1、中部甩车场高、低道的最大高差一般取0.5m，设计规范规定最大不超过0.8m。 2、高、低道竖曲线起点错距（为了操作方便安全，空重车线高低道竖曲线最好是一点起坡落平，使摘挂钩点之间没有前后错距，或者高道起坡点适当超前低道起坡点一定锗距，一般为1．5m左右，设计规范规定最大错距不应大于2m。在甩车场高、低道竖曲线设计中采取以下两种方法实现一点起坡落平的要求①以自然高差作为高低道的最大高差，高低道竖曲线采用相同半径；②高道竖曲线采用大半径，该方法适于高低道高差大，上山倾角大于12的甩车场）。 3、高、低道线路中心距 高低道线路中心距1t、1.5t矿车600mm轨距1.9m，900轨距2.1m。 二、 甩车场线路设计 甩车场线路主要包括三个部分斜面线路、坚曲线及平面存车线路。甩车场的设计计算，主要是计算甩车道的平、立面尺寸。在此基础上，算出一个车场的闭合线路，即由轨道上山甩车道岔算至轨道巷石门、绕道存车线道岔末端的全部平、立面尺寸，从而构成一个完整的甩车场线路。 设计作图及计算方法 按照下表计算相关数据，进行作图，利用EXCEL进行计算，较为简便。计算后进行作图，互为印证。 第三节 采区下部车场设计 一、下部车场基本形式 采区下部车场包括采区装车站和轨道上山下部车场两部分，其相对位置根据采区巷道布置及调车方式确定。当轨道上山作主提升或运输大巷用胶带输送机运煤时，都不设采区装车站。因此，这两种情况只有轨道上下部车场。 采区下部车场的基本形式，根据装车地点的不同可分为大巷装车式、石门装车式、绕道装车式及轨道上山作主提升的下部车场。设计较为简单，只对基本形式进行简单介绍，其基本形式如下 轨道上山跨越运输大巷，立式绕道 轨道上山跨越运输大巷，卧式绕道 车场布置紧凑，调车方便，绕道维护差， 调车方便，工程量较大，适宜运输大 适宜运输大巷距下山落平点较远，且 巷距下山落平点较近，且顶板围岩条 顶板围岩条件较好时。 件较好，存车线长时。 轨道上山跨越运输大巷，斜式绕道 轨道上山不跨越运输大巷，立式绕道 工程量较省，调车方便，绕道维护差。 工程量较省，弯道省，绕道维护好， 存车线较长，立式布置不下，卧式 交岔点较近，调车受到一定影响， 工程量大时采用。 适宜落平点距运输大巷较远时。（城郊煤矿南翼轨道暗斜井下车场） 轨道上山不跨越运输大巷，卧式绕道 轨道上山不跨越运输大巷，斜式绕道 调车方便，线路布置容易，工程量大 调车方便，线路布置容易，工程量大 适宜落平点距运输巷较近，存车线长。 适宜存车线长用立式布置不下，卧式 工程量大时。 二、下部车场设计 采区轨道上山下部车场由轨道上山下部斜面线路、竖曲线和平面绕道线路组成。其中平面绕道线路包括存车线路和存车线末端道岔与大巷或石门相连的联接线路。 （一）采区轨道上山下部车场设计一般规定及主要参数的选择