实验二：采区下部车场优化设计一、实验目的1.通过上机进行采区的下部车场的施工图设计，可以使学生更好的掌握采区设计，并增加计算机绘图能力，为课程设计、毕业设计打下良好基础。
2.加强计算机在煤矿的普及应用，从而提高利用计算机和系统的观点解决实际问题的综合能力。
二、实验原理以采区设计中采区下部车场及硐室的设计原则、步骤和方法为基本原理。
三、实验学时4学时四、实验仪器设备计算机及CAD绘图软件。
五、实验要求1．根据学生自主提出的设计已知条件进行采区下部车场线路设计计算，并利用计算机绘制出采区下部车场设计施工图。
2．弄清采区下部车场的作用、形式及施工图的绘制要求。
六、实验内容及结果1．叙述专题设计内容（包括学生在教师的指导下自主设计的已知条件和车场设计的计算过程）。
2．专题设计结果（车场设计施工图）。
已知：采取范围内每层倾角19°，运输上山河轨道上山均开掘在煤层内，运输上山与轨道上山中心线相距20m。
运输大巷位于煤层底板岩石内，大巷中心线处轨面水平至煤层底板垂直距离20m，采取不在井田边界。
大巷轨道上山均采用600mm轨距，井下主运输大巷采用3t底卸式矿车运煤，10t 架线式电机车牵引，每列车由20辆矿车组成。
上山辅助运输采用1t矿车固定式矿车，由绞车牵引完成。
车场与大巷铺设22kg/m钢轨。
设计步骤： (一)装车站设计根据给定条件，装车站应为石门装车式，并应设计成通过式，绘制草图，如图图一 单煤仓尽头式装车站设计图渡线道岔选用ZDX 622–4–1214型号，α=14°02′10″，a=3462，b=3588，单开道岔连接点长度L K =12523623134625.045005.0l m e 1=⨯+=⨯+=L L78500500034622045005000n m e =+⨯+=+⨯+=L L L H ，取790002018006225125232790002l 221=+⨯+⨯=++=K H D L L L（二）辅助提升车场设计 1.甩车道线路设计辅助提升车场子啊竖曲线以后以25°坡度跨越大巷见煤。
上山改铺22kg/m 钢轨，斜面线路采用ZDC622–3–9D 对称道岔分车。
ZDC622–3–9D 道岔参数：α=18°26′06″, a=2200,b=2800。
辅助提升车场双轨线路中心距为1900。
对称道岔线路连接长度：（连接半径为12000）90214606218tan 120002606218cot 2190022004tan 2cot 2S a T B a l 对='''︒⨯+'''︒⨯+=+⨯+=++=ααR水平投影长：817625cos 9021cos 对对=︒⨯=⋅='θL L 根据生产实践经验，竖曲线半径定位R G =15000(甩车线) R D =9000(提车线)存车线取半列车，即390004500345010n e m =+⨯=+⨯=L L A O图二 竖曲线计算图i G 取11‰（高道自动滑行坡度，重车道），9473ractani r '''==G Gi D 取9‰（低道自动滑行坡度，空车道），6503ractani r '''==D D高道竖曲线各参数计算：112224947325r '''︒='''-︒=-=G G θβ ()()140425cos 9473cos 15000coscosr h =︒-'''=-=θG G G R ()()61749473sin 25sin 15000sinr sin l ='''-︒=-=G G G R θ 32392112220tan150002tan ='''︒==GG G R T β638018011222415000180=︒'''︒⋅=︒=ππβG G PGR K低道竖曲线各参数计算650325650325r '''︒='''+︒=+=D D θβ()()84325cos 6503cos 9000cos cosr h =︒-'''=-=θD D D R ()()38856503sin 25sin 9000sinr sin l ='''+︒=+=D D D R θ O20382650325tan90002tan='''︒==DD D R T β40081806503259000180=︒'''︒⋅=︒=ππβD D PDR K41038203839000=+=+=D T AO EO41828650325sin 25sin 41038sin sin ='''︒⨯︒=='D EO O O βθ 8746503sin 25sin 41038sinr sin ='''⨯︒=='D EO E O θ11159473sin 112224sin 41828sinr sin ='''⨯'''︒='='G G O O F O β4203225sin 112224sin 41828sin sin =︒⨯'''︒='=θβG O O FO38793323942841=-=-=G T FO BO两竖曲线起点A 、B 间水平距离l AB ：6016503cos 390009473cos 39602cos cos l ='''⨯-'''⨯=⋅-⋅=DG AB r AO r BO两竖曲线起点A 、B 间水平高差h AB ：7789473sin 387936503sin 39000sin sin h =''''⨯+'''⨯=⋅+⋅=GD AB r BO r AO两竖曲线上端点之间的距离l CD :3190203887411153239l =-++=-'+'+=D G CD T E O F O T由上述计算可得，高低道竖曲线相对位置满足要求。
2.起坡点位置的确定绕道车场起坡后跨越大巷，需保持一定的岩柱，取运输大巷中心线轨面水平至轨道上山轨面垂直距离h 2=20000，则49362203825sin 20000sin h 21=+︒=+=D T L θ()()454691925sin 19sin 20383753118sin 20160sin sin sin 112=︒-︒︒⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-︒=-⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=βθββDT L h L3.绕道计算 弯道计算：途中R 1、R 3、R 4取9000，弯道部分轨道中心距取1900（可满足1t 矿车高低道线路中心距要求），则10900190012=+=R R︒==9021αα 05757543'''︒==αα18850180909000180111=︒︒⋅⋅=︒=παπR K218341809013900180222=︒︒⋅⋅=︒=παπR KC 1值（低道）：取C=3000，则141662183430003900021=--=--=K C AO C C 1′值(高道)1654918850601300039000l 11=----=---='K C AO C AB 选用ZDK622–4–12（左）道岔：α=14°02′10″，a=3462，b=3588，连接曲线半径12000。
125392012014tan 120000120cot14190034622tancot a T B a l 4='''︒⨯+'''︒⨯+=+⨯+=++=ααR SL 2值：因列车已进入车场，列车速度V 控制在1.5m/s ，R=12000。
()()3925~1675120005.16.0100300~100550100300~100l 22g 2=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯+≥⎪⎪⎭⎫⎝⎛+≥R V S S B故l 2取4000。
N 4道岔连接点n ，m 值：选用ZDK622-4–12（左）道岔：道岔特征同前，转角δ=90°，R 4=12000。
12512012014sin 3588012014cos 12000sin cos sin cos sin cos n ='''︒⨯+'''︒⨯=+=-+=ααδδααb R R b R()16032057575sin 2057575tan sin sin ='''︒⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛'''︒++=++=R b a T b a m δβ4.高低道闭合差计算设1点及1′点相对标高为±0;2点标高 3516503sin 39000sin h 2-='''⨯-=-=D r AO 3点标高 49284335123=+-=+=D h h h4点及4′点标高 184025sin 3190492sin 344=︒⨯+=+='=θCD l h h h 2′点标高 43614041840h -h h 42=-='='G以高道计算2′点： 4369473sin 39602sinr h 2='''⨯=='G BO 高低道闭合无误差。
根据以上计算数据可绘制采区下部车场线路平面图及坡度图。
图三 采区下部车场线路设计平面图和坡度图（a）平面图。