前 言
通过在辽源职业技术学院内为期两年的学习，对“煤矿开采技术”这一专业有了一定的认识，对井下生产一线的综采工作面有了进一步了解，在此基础上通过查阅资料和指导老师张老师的指导下做了本次设计。
本次毕业设计是为了让我们更清楚地理解怎样确定综采工作面的系统，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础。 通过对综采工作面的系统更加深入的了解和掌握，不断提高技术和工作能力，才能更好的解决好综采工作面设备使用者面临的主要问题，管理好综采工作面的系统。当系统出现问题时能找出引起系统故障真正的原因
由于设计者所学专业知识不够精深，加之时间仓促，在设计中缺漏和不妥之处，恳请评阅人批评指正。
目 录
第一章 采区车场轨道线路设计.......03
第二章 采区中部车场形式.......................18
第三章 采区中部车场设计及计算.....35
第一章 采区车场轨道线路设计
一、采区车场轨道设计
（一）采区轨道线路及线路连接
采区轨道线路包括由采区上部、中部、下部车场组成的车场线路和与之相连接的轨道路线。轨道设计必须与采区运输方式和生产能力相适应；必须保证采区调车方便、可靠；操作简单、安全；作效率和尽可能减少车场的开掘及维护工作量。
平面线路的连接线路包括曲线及道岔的连接，斜面间或斜面与平面间的线路连接都是由竖直面上的曲线连接的。
（二）线路设计的内容和步骤
车场线路设计的内容包括线路总平面布置设计及线路坡度设计。采区车场设计最主要的是车场内轨道线路设计。轨道线路设计必须与采区运输方式和生产能力相适应；必须保证车场内调车方便、可靠；操作简单、安全；提高工作效率和尽可能减少车场的开掘及维护工程量。
1、设计平面线路
确定车场形式—绘制线路总平面布置草图—进行连接点线路设计计算线路平面布置总尺寸，做出线路布置的平面图。
2、线路坡地设计
沿有关线路作一个或数个剖面图，并用文字表示出每一坡度范围内线路的长度及坡度。
一、采区轨道线路设计基础知识
（轨道、道岔、曲线、线路施工、线路联接点） 采区车场轨道线路设计（采区下部、中部、上部车场） 二、轨道线路设计基本知识 （一）采区轨道线路分类 1、线路位置与作用 （1）轨道上山 （2）采区车场
（3）工作面轨道平巷 2、线路空间状态 （1）水平：
下部车场：大巷装车站、区段轨道平巷 （2）倾斜：上山 中部车场 斜面线路。 （二）采区车场线路设计步骤
进行采区车场施工设计,必须进行线路设计，为巷道线路施工提供准确数据。 （1）确定车场形式 （2）绘制车场平面布置草图
（3）进行线路连接点、线路参数设计计算 （4）计算线路平面布置总尺寸 （5）绘制线路布置图
（三）矿井轨道 1.轨道
在巷道底板铺设道床（道砟）、轨枕、钢轨和联结件等组成。 1）轨型：以单位长度质量表示，/kg²m-1， （kg/m） 现采用标准轨型：15、22、30、38、43（新设计矿井使用） 原使用的轨型：11、15、18、24 （生产矿井使用） 2）轨距
（1）轨距：单轨线路是有两根轨道组成, 两根轨道上轨头内缘的距离为轨距。 矿用标准轨距：600mm；900mm (762mm)
（2）轨距选用：
根据矿井生产能力大小和矿井运输方式选用。 大型矿井:一般选用— 900mm轨距 使用 3t、5t矿车 （辅运和主运） 中、小型矿井:多选用— 600mm轨距 使用1t、3t矿车 （辅运和主运） 3）轨道线路中心距： 双轨线路中心线间距S
（1）直线段： S ≥ B + δ，mm。 式中：B — 机车宽度，mm；
δ— 两列车对开时最突出部分之间的距离，/mm， δ > 200mm。（规程规定） （2）弯曲段：S 1≥ B + δ + ∆S
∆S—曲线巷道线路，由于车辆的外伸和内伸轨道中心线必须加宽 机车运输：∆S = 300mm ；其它运输：∆S = 200mm 《煤矿安全规程》23条规定：
装车点： δ > 700mm，摘挂钩点： δ > 1000mm
（3）轨中心距选用：线路中心距一般取100mm为单位的整数倍选用。 例：使用3t矿车，机车运输，机车宽度1360mm，轨距 900 mm，
直线段： S = B+ δ =1360+200=1560mm→1600 曲线段： S1 =S+ ∆S = 1600 + 300 = 1900mm。 矿井轨道轨中心距系列值：
600mm轨距(1300、1400、1600、1700、1900） 900mm轨距(1600、1800、1900、2200、2500） 4）线路表示方法：
两根轨道以中心线作为线路的标志， 进行线路施工设计时。图中采用单线表示） 单轨线路 — 单线（细实线）； 双轨线路 — 双线（细实线）。 2.道岔
道岔：使车辆由一线路转运到另一线路的装置 煤矿常用道岔（ 新的标准： MT/T2--95） （1）单开 ZDK （2）对称 ZDC （3）渡线 ZDX （增加 Z 代表窄轨道岔） 标准道岔共有七个系列
600轨距：615、622、630、643、
900轨距：915、930、938 2）道岔类别及参数
（1）ZDK--单开道岔在线路图中，道岔以单线表示。 道岔主线与岔线用粗实线绘出 主要参数：
a、b — 外形尺寸， α — 辙叉角。 单开道岔辙叉号有 （M：2、3、4、5、6）
（2）ZDC--对称道岔
道岔参数： a、b — 外形尺寸，α — 辙叉角。 对称道岔辙叉号（M：2、3、4）
（3）ZDX— 渡线道岔
道岔参数：a、b — 外形尺寸 ；S1 —线路中心距；L — 辙叉角
渡线道岔辙叉号（4、5、6）
二、平面线路联接 线路联接基本类型
巷道转弯：直线——曲线——直线
—道岔总长度；
巷道平移（线路平移）：直线—曲线—直线—曲线—直线 巷道分岔：直线——道岔——曲线——直线 1、单轨曲线
巷道转弯中间必须加入曲线段； 1）曲线参数
已知：巷道转角δ ，选用：曲线半径R，计算：
T=Rtan
δ
2 （mm)
切线长T：
圆弧长K：
K=
πRδ
180
=R
δ
57.3 （
mm)
2）曲线半径确定：
车辆进入曲线后，前轴外轨轮，后轴内轨轮碰撞轨道。根据行车速度，限定碰撞冲击角，确定曲线半径。
Rmin=
SB
≈c⋅SB
2sinϕmax
煤矿轨道曲线系列值：4、6、9、12、15、20、25、30、40 /m
例：计算曲线参数
单轨曲线 δ＝40° R=25000 (mm) K、T参数计算： K＝
17452 (mm)
T＝9099 (mm)
注：曲线半径是轨中心距的半径。 3）曲线线路外轨抬高和轨距加宽
轨道线路进入曲线线段后，为保证车辆安全运行，必须进行外轨抬高和轨距加宽。（也为施工参数，现场施工人员需要掌握） （1）外轨抬高
和轨中心距大小、曲率半径与车辆运行速度有关。
∆h=
SgV2cosβ
gR
计算原理分析 △abo∽ △ OBA（ △ ACO） 4）线路的平行移动
（1）特点：单轨线路异向曲线联接，即在两个反向曲线之间加一缓和直线C，将轨道平移一定距离。
C = SB + 2 X' （2）确定C值考虑的原则：
a.线路外轨 → 内轨，内轨 → 外轨，车辆不能同时受异向曲线两根轨道外轨抬高的影响。
b.车辆离开第一个曲线的X'之后，经过一个SB直线段后再进入第二曲线的 X'
三、采区中部车场线路设计 1、单道起坡甩车式车场 （1）甩入平巷的单道起坡甩车场
甩入平巷的单道起坡甩车场
2、斜面线路
（1）斜面线路的布置方式。
斜面线路回转方式 （a）一次回转；（b）二次回转
（2）斜面线路联接系统参数。
回转角及伪倾角的计算
2、竖曲线
竖曲线参数
3、平面线路
当线路转入平巷后，平行移动了S距离
S=(T/+C1+T︒1)sin(90－δ/)-e
平移距为S时，异向曲线中缓和直线段C2为
CS
2=
sinδ//
-2T2
4、平面线路的平面图及坡度图 各点标高分别为：○点相对标高为±0
D点：hD=-h0-D A点：hA=-(h0-D+hD-A) C点：hC=-(h0-D+hD-A+hA-C)
线路坡度图
二、双道起坡甩车式车场
在斜面上设两个道岔（甩车道岔和分车道岔），使线路在斜面上变为双轨，空重车线分别设置竖曲线起坡。
1、斜面线路
道岔－曲线－道岔系统
斜面线路布置方式
（a）道岔－曲线－道岔系数；（b）、（c）、（d）道岔－道岔系数 优点：由于道岔间设有斜面曲线，回转角较大，故甩车场斜面交叉
点的长度和坡度均较小，易于开掘和维护，也便于设置简易交岔点。
道岔－道岔系统
2、平面线路储车线高、低道线路 3、竖曲线
斜面线路二次回转方式竖曲线位置的确定
斜面线路布置的特点：低道竖曲线紧接在联接点曲线之后布置，但高道竖曲线上端点不能进入第二道岔。
将提、甩车线向垂直轴上投影，可得：
(L-T1)sinβ//-m⋅sinβ/+hG-hD+HL1=
sinβ//
将提、甩车线向水平面上投影，得
L2=L1⋅cosβ//+lD-lG-(m⋅cosα2⋅cosβ//-mcosβ/⋅cosα2)L2≈L1cosβ//+lD-lG
三、采区辅助运输
采区辅助运输的中部车场一般采用单钩甩车场：
1）双翼采区轨道上山与运输上山沿同一层位布置时，需开掘绕道，采用甩入绕道的甩车场；
2）两翼同时开采时，运输量较大，采用双向甩车场，分别甩入绕道与平巷。
1 绕道式中部车场 所谓绕道式中部车场，即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。其特点为：设顶板绕道；单向甩入绕道。
适用条件：运输上山与轨道上山在同一层位上的单一薄及中厚煤层双翼采区。
2 平巷式中部车场 所谓平巷式中部车场，即采区上山甩车道直接甩入区段平巷中，在平巷中设储车线，如图所示。其布置特点为：采区两翼区段的平巷不在同一水平；双向甩入不同标高的区段平巷；巷道交叉点不易维护。 适用条件：地质构造等原因造成双翼区段不同标高的情况下。
3 石门式中部车场 所谓石门式中部车场，即采区上山甩车道直接将矿车甩入区段石门，其布置特点：
1)单向甩入石门内；
2)轨道上山与石门再与轨道平巷相连；
3)运输上山与石门再与区段运输平巷相连；
4)石门内设调车场；
5)有利于上下区段过渡期(同时生产)的通风。
石门式中部车场的适用条件：煤层群联合布置采区，且轨道上山在下部煤层或底板岩石内。
（二） 采区中部车场线路布置 甩车场线路布置方式 按线路布置方式，甩车场线路布置可分为：
1）单道起坡斜面线路一次回转甩车场；
2）单道起坡斜面线路二次回转甩车场；
3）双道起坡斜面线路一次回转甩车场；
4）双道起坡斜面线路二次回转甩车场等。
甩车场线路布置方式 甩车场的形式是多种多样的，其线路设计虽有差异，但设计原则和方法基本相同，现以辅助提升的采区中部车场为例进行分析。
甩车场内线路布置按甩车场斜面线路联接系统有单道起坡甩车场和双道起坡甩车场两种，中部车场设计应注意的关键问题 选择与布置采区中部车场时，应注意轨道上山与轨道平巷的联接以及运输上山与运输平巷的联接，同时还要注意各巷道间的交叉及相互干挠问题，既要满足运输、行人要求，又要满足通风要求，以形成完善的生产系统
第二章 采区中部车场形式
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、吊桥式车场和甩车道吊桥式车场三类。吊桥式车场和甩车道吊桥式车场适用于上（下）山倾角大于25°的情况，本节主要介绍甩车场，其基本形式。
1、采区中部车场线路布置
（1）甩车场的线路布置分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。
（3）甩车场平、竖曲线位置有以下三种布置方式，一般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。
单、双道起坡甩车场斜面线路布置方式见表1－1。
二、甩车场设计主要参数的选择
（一）甩车场提升牵引长度角
甩车场的提升牵引角φ（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（如图7－4所示）不应大于20°，以10 ~ 15°为宜。可采用下列方法减少场提升牵引角：
（1）采用小角度道岔（4号、5号）。
（2）单道变坡二次回转层面角δ或双道变坡二次回转层面角（α1＋α2）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）没置立滚。即在上山底板直埋一根钢管，管上套一个长滚轮构成。
（二）道岔
甩车场的道岔型号可按表1－2选择。
表1－2甩车场道岔选择
（三）平、竖曲线
（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RS是甩车场中十分重要的一个参数。该值过大会增
加甩车场竖曲线弧长，延长提升时间；若取值过小，会使矿车在联接处车轮悬空而掉道或将运送的长料搁置于轨道上。平、竖曲线的半径取值可参照表1－3。
表1－3平竖曲线的选择
（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、车场弯道及自动滑行要求等因素有关。
（1）设高低道的甩车场空重线坡度应按表1－4选取。 表1－4甩车场空重车线坡度
设计中为了计算方便，空、重车线中的直线和曲线段可采用平均坡度计算高低道的最大高差ΔH。一般空车线iG = 11‰，重车线iG = 9‰。然后在存车线高低道闭合点标高计算中进行部分调整。
（2）不设高、低道的甩车场坡度，应采用3 ~ 4‰向上（下）山方向下坡。
（五）甩车场的存车线
甩车场存车线有效长度可按表1－5选取。
（六） 甩车场的高低道
（1）高、低道最大高差ΔH
双道起坡甩车场由空重车线两个相反的坡度而形成高低道。高低道标高差在竖曲线起坡点（KG、KD）近达最大值ΔH。
表1－5存车线有效长度的选择
（1－5） ∆H=iL+iL
G
ZG
D
ZD
式中 iG、iG——高、低道坡度，‰；
LZG、LZD——高、低道存车线有效长度，m。
在采区中部甩车场设计中，一般ΔH为0.5 m左右，设计规范规定最大高差不大于0.8 m。
（2）高、低道竖曲线起点错距L2
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错距L2。一般为1.5 m左右，设计规范规定最大错距不应大于2.0 m。
在甩车场高、低道竖曲线设计应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Δh作为高低道的最大高差（Δh = ΔH），高低道竖曲线采用相同半径（RG = RD）。该方法适于存车线长度小，高低道高
差要求不大的甩车场。
② 高道竖曲线采用大半径，使高道竖曲线切线长度满足以下条件： 一次回转方式
（1－2） T=T+(∆H-∆h)cotβ
二次回转方式
（1－3） T=T+(∆H-∆h)cotβ
该方法适于高低道高差大，上山倾角β＞12°的甩车场。对于小于12°的轨道上山，高低道高差要求在0.5 m以下时，用高道竖曲线大半径的方法，使高低道竖曲线起坡点错距L2达到限定值以内。
（3）高、低道线路中心距
高、低道线路中心距S可按表1－6选取。
表1－6高、低道线路中心距
G
D
1
1
G
D
2
2
（七）单道起坡甩车场
所谓单道起坡，即在斜面上只布置单轨线路，到平面后根据实际需要布置平面线路。如图1－7（a）所示。
从上山道利用道岔分出一股线路，道岔岔线后接一段曲线（或不接），这些线路铺设在斜面上，叫做斜面上的线路。C点以下为平面上的线路。A点到C点之间的线路，是从斜面到平面的过渡线路，即竖曲线。竖曲线的末端C叫作起坡点，即平面线路由此向斜面上起坡。由此可知，甩车场线路系统是一个“立体结构”，既包括斜面上的线路，又包括平面上的线路和竖曲线。
(m)
(b)
图1－7 单道起坡系统
根据斜面线路是否设置斜面曲线，单道起坡甩车场斜面线路有两种布置方式。
1－7中（1）为斜面一次回转方式。甩车道岔岔线末端可直接与竖曲线AC相接。由于斜面线路不设斜面曲线，线路只经过一次角度回转，故称为线路一次回转方式。回转角度即为道岔的辙叉角α。斜面线路一次回转后，道岔岔线OA的倾角为伪倾斜角，称为一次伪倾斜角，竖曲线在一次伪倾斜角上起起。
表1－7中（2）及图1－3为斜面线路二次回转方式。线路系统是从道岔岔线b段（OD）接以斜面曲线DA，使线路的斜面回转角由一次回转角，进一步增大到二次回转后的β'角，在斜面曲线末端开始布置竖曲线AC，竖曲线是在二次伪倾斜角β"上起坡。
布置斜面曲线的目的是为减少甩车场斜面交岔点的长度，以利交岔点的开掘和维护，并便于采用简易交岔点。但是斜面曲线转角γ不宜过大，以免加大矿车提升牵引角θ。提升牵引角是矿车行进方向N和钢丝绳牵引方向（通过立滚）P的夹角，如图1－7（b）所示。由于有了此角，必然产生横向分力F，角度越大，横向分力也越大，运输可靠性也越差，故在设计时，一般控制斜面线路二次回转后δ角的水平投影角δ为30 ~ 35°。控制其水平投影角为上述整数值，是为了简化平面
(a)
(c)
线路设计，以便于作平面图。
为了绘出设计图纸，必须计算线路系统在平面上的尺寸和纵剖面图上甩车场的坡度和各 标高。平面图上标注尺寸时，仍可标注斜面真实尺寸，但需用括号括起来。
单道起坡甩车场斜面线路二次回转方式各项参数见图1－7（a、c）、表1－8。
一般竖曲线和斜
面曲线是分开布置的，即竖曲线在斜面曲线之后，二者不重合。
线路联接系统平面图上各部分尺寸计算出来之后，还必须计算甩车场纵面图上各段的坡度和各控制点的标高。
高O点标高±0，则各点标高为 D点：hD=－hO－D = －b•sinβ•cosα
E点：hE=－（hD+hD－E） = －（hD +T•sinβ•cosα） A点：hA=－（hE+hE－A） = －（hE +T•sinβ•cosα） C点：hC=－（hA+hA－C） = －（hA +T'•sinβ•cosα）
计算完毕后，可绘制线距纵面变化图，即线路坡度图，如图1－9所示。
图1－9 线路纵断面变化图
若已知坡坡点C的标高，也可反算出道岔岔心的标
（八）双道起坡甩车场
双道起坡的实质是在斜面上设两个道岔（甩车道岔和分车道岔）使线路在斜面上变为双轨，空、重线分别设置竖曲线起坡。
（九）双道起坡甩车场斜面线路布置
按双道起坡甩车场斜面线路布置不同，可有斜面线路一次回转、二次回转两种形式。图1－5为斜面线路一次回转，其斜面回转我即为道岔角，提升牵引角小，提车甩车均较方便。 线路一次回转时，斜面尺寸计算比较简单。
计算LK值，LK值为单开道岔平行线路联接点长度。
LK = α2+S•cotα2+R•0.5α
式中 S——两线路中心距，mm；
2
（1－4）
α2——道岔角，对于辅助提升，一般可用4号道岔；
R——联接系统的曲线半径。
为了线路布置及行车方便，高道竖曲线可紧接在单开道岔平行线路联接系统之后布置，即竖曲线与斜曲线不重合。
图中A－G，A'－C'分别为高道、低道竖曲线平面投影长度，L1为两竖曲线上端点间距（沿斜面）；L2为两竖曲线起点间距，H为两坡点高差。
双道起坡甩车场斜面线路二次回转方式如图1－10所示。其特点是第二道岔的主线接曲线，而岔线接直线，因而增加了回转角，除提升牵引角稍有增大外，优点比较突出；既有利于交叉点的维护，又不致拉长摘挂钩点至交叉点处的距离，线路布置仍较紧凑；由于甩车速度一般较快，提升速度开始较慢，所以提车线起弯道，甩车线走直道，矿车运输比较可靠。因此被广泛采用。图1－10中低道竖曲线紧接在单开道岔之后布置，而高道竖曲线已进行其联接点之内，线路布置紧凑，但竖曲线不能进入道岔。
图1－10 双道起坡甩车场斜面线路一次回转方式
a－平面图；b－纵面线路坡度图
两种方式选择与线路平面布置有关，为避免车辆在异向曲线中运行，石门车场更有利于用一次回转方式，绕道更有利于用二次回转方式。
（十） 双道起坡甩车场平面线路
存车线高、低道设计的目的是使重、空车线自溜滚行，并有足够的存车长度。1 t矿车时，存车线也可不设高低道。
（1）高、低道线路布置方式
高低道线路是由空车线（甩车线）形成高道，重车线（提车线）形成低道，分别通过竖曲线进入平面构成。高、低道线路布置方式与上山的倾角、高低道的最大高低差以及斜面线路布置有关，其线路布置方式见表1－12。
(a)
图1－11 双道起坡甩车场斜面线路二次回转方式
a－平面图；b－纵面线路坡度图
表1－12高、低道线路布置方式
注：表中β'为上山的一次伪倾斜角，如使用二次伪斜角β"时，则式中代入β"，γG和γD分别为高道、低道与水平面夹角。
（2）存车线长度的确定
辅助提升时存车线的长度按表7－9来定。
（3）高、低道坡度的确定
高、低道的坡度按自溜运行进行设计，而线路的坡度与运行的矿车是空车还是重车、矿车形式、铺轨质量、车场有无弯道及维护程度等因素有关。
高、低道线路坡度一般按表7－8选取。
在设计中，为了便于计算，也可采用平均坡度进行设计，然后在施工和生产中进行部分调整。
（4）高、低道的最大高差H
双道起坡甩车场的空、重车线（甩、提车线），由两个方向相反的坡度形成车场的高、低道。高、低道标高差在起坡点附近达最大值H。
H = iGLhG+ iDLhD
（1－5）
式中 iG、iG——高、低道坡度，‰；
LZG、LZD——高、低道存车线有效长度，m。 在采区中部甩车场设计中，一般H ≤ 0.5 m。
（5）高、低道起坡点间距L2
高、低道两个起坡点位置应适当靠近。相距太远时，摘挂钩点相距也较远，把钩工人要来回奔走，而且增加拉绳工作量。一般L2 ≤ 1.0 m
（十一）双道起坡甩车场曲线及其合理位置的确定
（1）竖曲线各参数的计算
甩车场设有高低道时，高低道竖曲线各参数计算见表1－13。
注：当竖曲线在二次伪斜角上起坡时，则高道与低道竖曲线参数计算以二次伪斜角β"代替一次伪斜角。
竖曲线半径的选择见表1－7。
（2）竖曲线的位置
竖曲线的位置确定包括，竖曲线线与面线路的相对位置及高低道两竖曲线的相对位置。
为使用可靠、设计施工方便和缩短线路，竖曲线与斜面线路联接点曲线大多采用不重合布置。一次回转时，将高道竖曲线紧接在单开道岔平行连接系统之后布置。二次回转时，将低道竖曲线紧靠连接点，而高道竖曲线进入连接点内。故竖曲线相对位置确定主要是指高、低道两竖曲线间的相对位置。高、低道竖曲线相对位置可用两个参数表示，即只要L1、L2值确定，竖曲线的位置即可确定。
竖曲线的位置与上山的倾角、甩车场斜面线路的布置方式、甩车场的最大高低差及高低道线路布置方式等有关。
由于甩车场的服务对象及线路布置的复杂程度不同，甩车场线路设计计算方法很多，不面介绍采用轴线投影法来确定L1、L2。
轴线投影法的实质就是利用线路布置平面图和坡度图，将该线路分别向垂直轴和水平面投影，按各参数的几何关系求解线路的未知参数。一般说来，确定竖曲线相对位置时，有五个参数应当确定，这就是上述的L1、L2，两起坡点最大高低差H及高、低道竖曲线半径RG、RD，五个参数中，只要先确定任何三个，都可以用轴线投影法求另两个未知数。通常先确定，然后解L1、L2值。
斜面线路一次回转时，确定L1、L2：
将提、甩车线向垂直轴投影：
(lK-α2+L1)sinβ'+hD=m∙sinβ"+T1sinβ+hG+H
L1=
(T1-Lk+α2)sinβ'+m⋅sinβ"+hG-hD+H
sinβ"
（1－8）
将提、甩车向水平面投影：
m⋅cosβ"cosα2'+T1⋅cosβ'+lG+L2=(LK-α2+L1)cos'+lD
L2=L1∙cosβ'+lD-lG-(m∙cosβ"∙cosα2'-m∙cosα2∙cosβ')
式中
m∙cosβ"∙cosα2'≈m∙cosα2∙cosβ')，则
L2=L1∙cosβ+lD-lG （1－9）
上述两式中，LK、m、T1、β'、β"、H等符号意义同前，α为第二道岔a段长度，α2'为第二道岔角α2的水平投影角。
线路二次回转时，确定L1、L2。
将提、甩车线向垂直轴投影：
m∙sinβ'+T1∙sinβ"+hD=(L-L1)sinβ"+hG+H
(L-T1)sinβ"-m∙sinβ'+hG-hD+H
（1－10） L1=
sinβ"
将提、甩车向水平面投影：
(L-L1)∙cosβ"+lG+L2=m∙cosβ'∙cosα2'-T1∙cosβ"+lD
L2=L1∙cosβ"+lD-lG-(m∙cosα2∙cosβ"-m∙cosβ'∙cosα2')
L2≈L1∙cosβ"+lD-lG （1－11）
式中 L ——第二道岔岔心至联接点终点的距离，m。
其余符号的含义及计算同前。
应当指出：所求L2值，最好在1 m左右。若太大，则应另取一个RG值，重要计算公式中的L2值，再计算L2值。
（十二）采区中部车场线路设计示例
本节以甩车场为例，介绍甩车场斜面线路的联接系统、高低道线路及竖曲线的位置确定方式。
第三章 采区中部车场设计及计算
一、设计依据
某采区是近距离开采煤层群，轨道上山按真倾斜布置在煤层群的底板岩石中，倾角9°，向采区石门甩车。轨道上山与区段石门均铺设900mm轨距的线路，轨型22kg/m，采用1t矿车单钩提升，每钩提升三个矿车，要求甩车存车线设双轨高、低道。故线路布置采用“道岔- -道岔”的二次回转方式。
在未计算前，先做出线路布置草图，并把要计算的各部分标以符号，如图所示。
(二)斜面线路连接系统计算
参数：
α1=α2=11°18´36" , a1=a2=3768 , b1=b2=4232 斜面线路一次回转角α1=；二次回转角δ=α1+α2=22︒37'12''
斜面一次回转角α1=11︒18'36''； 斜面二次回转角δ=22︒37'12"
一次回转角水平投影角α1'=
二次回转角水平投影角δ'=tan(α1+α2)tan22︒37'12"
==24︒3'5"
cosβcos21︒tanα1tan11︒18'36"
)=)=12︒5'30" tanβtan21︒
一次伪倾斜角β'=arcsin(cosα1⋅sinβ)=arcsin(cos11︒18'36"⋅sin21︒)=20︒34'25"
二次伪倾斜角β''=arcsin(cosδ⋅sinβ)=arcsin(cos22︒37'12"⋅sin21︒)=19︒19'3"
2.）计算斜面平行线路连接点各参数，设计采用中间人行道，线路中心距S定为1900mm，为简化，斜面连接点线路中心距取与S同值，斜面连接点半径取9000mm.
B=s⋅cotα2=1900*cot11︒18'36"=9500
T1=R1⋅tan
11︒18'36"
=891
22
L=B+T1=9500+891=10391
s1900m===9688
sinα2sin11︒18'36"
=9000*tan
α2
3.) 计算斜面非平行线路连接点各参数
n=
b1+a2+m4232+3768+9688
sinα1+T1=sin11︒18'36"+891=9910
sin(α1+α2)sin22︒37'12"
n'=n-T1=9910-891=9019
2.确定竖曲线的相对位置 3.
1.）取高道平均坡度 iG = 11‰ ， rG=arctaniG=37'49''
取低道平均坡度 iD = 9‰ ,rD=arctaniD=30'56'' 取低道竖曲线半径RD=9000 暂取高道竖曲线半径RG=20000
高道竖曲线各参数
βG=β''-rG=19︒19'3"-37'49''=18︒41'14" hG=RG(cosrG-cosβ'')=20000(cos37'49''-cos19︒19'3")=1125LG=RG⋅(sinβ'+sinrG)=20000(sin19︒19'3"-sin37'49'')=6396
βG18︒41'14"
KpG
2β18︒41'14"
=RG⋅G=20000*=6523
57.3︒57.3︒
2
=20000*tan
=3291
TG=RG⋅tan
低道竖曲线各参数
βD=β''+rD=19︒19'3"+30'56''=19︒49'59"
hD=RD(cosrD-cosβ')=9000*(cos37'56''-cos19︒19'3")=506
LD=RD⋅(sinβ''+sinrD)=9000*(sin19︒19'3"+sin30'56'')=3058TD=RD⋅tan
19︒49'59"
=1573
22β19︒49'59"
KD=RD⋅D=9000*=3115
57.3︒57.3︒
=9000*tan
βD
2.）最大高低差H的计算
由于是辅助提升，存车线长度按2车考虑，每钩车提1t矿车3辆，故高低道存车线长度不小于2*3*2=12。起坡点间距暂设为零，则 H = 1200 * 11‰ + 1200 * 9‰ = 240
这里的存车线长度及起坡点间距都是为了计算最大高低差h而暂定的，该两个暂定值将以计算结果为准 。
3.）竖曲线的相对位置
两竖曲线上短点斜面距离L1为：
L1==
(L-T1)sinβ''+msinβ'+hG-hD+H
sinβ''
(10391-891)sin19︒19'3"+9688sin20︒34'25"+1125-506+240
=1805
sin19︒19'3"
L2=L1cosβ''+LD-LG=1805*cos19︒19'3"+3058-6396=-1635
-1359
L1=1805 L2=-1635 满足要求，说明前面所取RG=20000mm合适。
（三）高低道存车线各参数
1. 闭合点O的位置
差为x，则，
tanγD=tanγG=
X-∆X
=0.009LhGH-X
=0.011LhG
设低道的高
式中∆x=L2⋅iD=1635*0.009=14.7
将值代入上述两式，并求解则得：
x-14.7360-x
=
0.0090.011x=116LhG=
116-14.7
=11256
0.009
2. 计算存车线长度
高道存车线长度为11256mm。低道存车线长度11256+1635=12891mm （自动滚行段）。由于低道处于外曲线，故低道存车线总长度为 12891+∆kP=15086mm
3. 平曲线各参数
取平曲线内半径R内=9000
平曲线外半径R外=9000+1900=10900
平曲线转角θ=90︒-δ'=90︒-14︒3'5"=65︒56'55"
90︒-δ'165︒5655"
Kp内=R内=9000*=10358
57.3︒57.3︒90︒-δ'65︒56'55"
Kp外=R外=10900*=12545
57.3︒57.3︒
∆KP=Kp外-KP内=12545-10358=2187T内=R内⋅tan
4.
90︒-δ'65︒56'55"
=9000*tan=58392290︒-δ’65︒56'55"
T外=R外⋅tan=10900*tan=7072
22
存车线直线段的长度d
d=LhD-C1-Kp外=15086-2000-12545=533
即在平曲线终止后接533的直线段，然后接存车线第三道岔的平行线路连接点。
4. 存车线单开道岔平行线路连接点长度LK
LK=a+B+T1=3768+9500+891=14159
(四)甩车场线路总平面轮廓尺寸及坡度
1.总平面轮廓尺寸m2,n2
m2=a1cosβ+(a2+b1+m)cosβ'cosα'+(T1cosβ"+lD+C1+T外)cosδ'
=3768*cos21︒+(3768+4232+9688)cos20︒34'25"*cos12︒5'30"+(891cos19︒19'3"+2896+2000+7072)cos24︒3'5"
=21409
n2=(a2+b1+m)cosβ'sinα'+(T1cosβ"+lD+C1+T外)sinδ'+T外+d+LK
=(3768+4232+9688)cos20︒34'25"*sins12︒5'30""+(891cos19︒19'3"+2896+2000+7072*sin24︒3'5"+7072+533+14159=30700
2.纵断
设第二道岔岔心O"的标高h1=±0
2点标高h2=-(L-L1)sinβ"=-(10391-1805)sin19︒19'3"=-2896.5 3点标高h3=-h-h2G=-2896.5-1125=-4021.5 4点标高h4=-h3-124=-4145.5
（LhG*iD=124） 5点标高h=h4=-4145.5
5
6点标高h6=h5-116=-4216.5 （LhD*iD=115）
7点标高h7=-h6+hD=-4216.5+506=-3756 验算标高是否闭合。1点与7点高差为
h1-7=-(msinβ'+T1sinβ")=-(9600sin20︒34'25"+891sin19︒19'3")=-3756
计算结果与7点标高相同，故标高闭合，计算无误差。
5．做平面图与坡度图
根据计算结果，绘制甩车场平面图和坡度图，如图所示:
结 束 语
通过此次设计，使我深刻的感觉到，采区车场设计是对我所学专业知识的总结，综合知识的运用及检验，使我将计算机的知识应用在专业计算设计中，开阔了视野。大大促进了我专业知识及综合能力的提高。使我认识到，学习是一个长期积累的过程，在以后的工作实践中要加强学习努力提高自己知识和综合素质。
在此要感谢张凤江老师对我悉心的指导和帮助。我通过查阅大量有关资料与同学交流、探讨并向老师请教，使自己学到了不少知识。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，而且大大提高了动手的能力，使我充分享受到了在设计过程中探索的艰难和成功时的喜悦。
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