露天矿线路工程

1、第一篇道路构造与设计第一章道路设计第一节道路分类及等级【二、露天矿汽车道路分类】（一）按用途1干线：采场各工作平盘通往卸矿点或排土场所共用的路段2、支线：采场与排土场各工作平盘与干线相连接的道路或采场某个工作平盘通往卸矿点或 排土场的道路3、联络线：干线与支线、支线与支线之间相连的道路4、辅助线：通往辅助作业场所（机修场、加油站、变电所等）的道路（二）按固定性1固定道路：位置长期不变的道路2、临时道路：位置经常改变的道路【三、汽车道路分级】1分级的依据行车密度、行车速度、使用年限、适用车型、地质地形条件等2、道路分级等级 行车密度（车/ h） 行车密度（km / h）1 级 > 100

2、（> 85）402级 21? 100 （26? 85）303 级 < 20 （< 25）20【3、行车密度定义及计算】（1）定义单位时间内道路通过的车辆总数，车/h（2 ）计算方法N=Q?K / 24?H?G?K1?K2Q-年远量，吨K-产量波动系数H-年工作天数G-汽车载重，吨K1-年工作时间利用系数，0.4? 0.5K2-汽车载重利用系数，0.4? 1.0第二节路基设计【路基的定义及要求】1、定义（掌握）：是路面的基础，按一定的强度、宽度、及高度，在天然地面或露天矿场内 填高挖平，为车辆的行驶铺平道路的结构物。2、要求1）足够的强度2）足够的抵抗自然破坏力的能力3）足够的

3、整体稳定性【路肩的作用】保护路面边缘，加强路基稳定性，为汽车偶尔驶出路面提高安全保证 第三节汽车道路的平面设计【一、行车道数量确定原则】1除环形运输外，一般应按双车道设计2、当双车道通过能力不足时，应对多车道和改变车型维持双车道进行技术经济比较，择优 确定3、 行车密度小，道路工程量大，施工较困难条件下， 辅助线和联络线可按单车道设计【4、错车道的设置】1）两相邻错车道间距 300m2） 若错车道设于坡段上时，坡段的纵向坡度w4% 路面汽车+5m缓和段10m二、道路平曲线设计【1平曲线半径R】（1）原则：1）尽量采用不小于不设超高时的曲线半径1级：250m2级：150m3级：100m2）当受地

4、形或其他条件限制时，平曲线半径下限1级45 (60) m2级25 (40) m3级15 (25) m()里表示68吨以上（2）最小平曲线半径 Rmin的计算方法 R=v2/ 127 （ o 0+iB）（图）2、超高【（1）超高的定义*】平曲线路段，为抵消离心力，增加外侧路面的宽度，N【（2）超高横坡*】平曲线路段设超高后所形成的向内侧倾斜的单向坡面4、行车视距与障碍界限【（1）行车视距的定义*】保证驾驶员从发现前方道路上的行人、车辆、障碍，到采取措施避免相撞的最短距离。包括停产视距和会车视距【（2）停车视距SO】1）定义*驾驶员发现前方路面上的行人、障碍物，采取刹车措施使车辆在障碍物、行人前停

5、住的距离。 包括反应距离L1、制动距离ST、安全距离L02）停车视距计算L1=v?t1 /3.6, mST=v2/254 （ o 0+-）L0 : 一般取车长值【（3）会车视距】1）定义驾驶员发现对面来车，采取措施使车辆在安全距离外停住或不停车会让的距离2)停车会让 SH仁v1?t1/3.6+v2?t2/3.6+V12/254 ( o 0+-D +v22/254 ( o 0+-) +L0 3）不停车会让 SH2=2S0V厂矿道路设计规范 Gbj22-87 >等级S0 SH21 40 802 30 603 20 40（4 ）障碍界限【1）定义】在平曲线路段，一组以行车视距为长度的相交直线段

6、的包络线 第四节道路纵断面二、道路纵断面设计【2、纵坡折减】（1 ）高原折减原因* :1）空气稀薄，发动机功率降低，爬坡能力下降2）气压低，冷却系统易破坏在海拔3000m以上时，应对纵坡进行 1%? 3%折减 海拔折减3000? 4000m 1%4000? 5000m 2%> 5000 3%（2 ）曲线折减（下限4.5%）平曲线半径w 50m时，行车基本阻力增加，应进行纵坡折减*（教材 P152，表 12-14）3、坡长限制与缓坡段的设置【（2）换算坡长与坡长换算系数】1）坡长换算系数（f）基准坡度（5%? 6%）限制坡长与某纵向坡度限制坡长的比值2）换算坡长某纵向坡度下坡长与坡长换算系

7、数的乘积L换=n E i=1Li? r i【（3）缓坡段设置】在超过限制坡长处设坡度w3%，长度50? 80m缓坡段3级道路条件受限时，缓坡段长度可取40m4、竖曲线设计【（2）竖曲线基本要素】切线长 T=R?tan0.5w =R?（ i1-i2 ）/ 2=R?A i/2竖曲线长 L=R?w =R?A i=2T外失距 E=T2/2R=R?Ai2/g【（3）竖曲线最小半径 Rmin与最小长度Lmin*】1）凸形竖曲线 Rmin和Lmin L > SRmi n=S0 2/ 4Lmin=SO 2? i/ 4L v SLmin=2S0-4 / iRmin= ( 2S0-4/A i )/ i2)凹

8、形竖曲线 Rmin与LminRmi n=v2 / 3.2Lmin=v 2? i/ 3.2第五节 回头曲线与转车场一、回头曲线及其组成要素【1、回头曲线的定义*】：在山区或露天采场内布置线路时，由于地形或采场边帮限, 采用锐角转折迂回，将弯道设置于锐夹角之外的弯道【2、回头曲线组成要素】主曲线，BC、AD辅助曲线，路线转角，插入直线段二、回头曲线参数计算(P154)1、无直线段插入对称回头曲线已知：R1、R2、a辅助曲线总偏角 3 =arccosR1 /( R1+R2)辅助曲线切线长 T=R1 ?tan ( 3 / 2)辅助曲线曲线段长 K仁3.14?R1?3 / 180辅助曲线外失距 E=R1

9、 (sec0.53 -1)主曲线总偏角f =180+2 3 -a主曲线曲线段长 K2=3.14 ?R2? r/180回头曲线总长 K=2K1+K2【二、回头曲线参数计算】回头曲线两分支最窄处距离L=2E+2 ?sin0.5 a ?R2/sim 3回头曲线中心点与辅助曲线起点的距离OD=R2 /sin 3 +T【第六节道路通过能力计算】(车一、道路通过能力的定义* :安全条件下，单位时间内道路允许通过的最大车辆数或运量 / h)二、道路通过能力计算*N=1000vK1K2K3 / S0第二章路面设计及道路养护第二节路面结构和类型【一、路面定义、作用，要求】1、定义：用各种材料(混凝土、沥青、块石

10、、碎石、砂、土)铺于路基顶面的层状结构物2、作用：承受车辆荷载、车轮转动磨耗，加固路基顶面3、要求：为保证汽车行驶的安全、迅速、平稳，要求路面具备一定的粗糙度、坚实度和平 整度【五、路面结构】1、路面结构类型：单层式、双层式、多层式2、路面结构面层(铺砌层)包括磨耗层和保护层作用：保护路面，免受磨耗，填补不平基层（承重层）作用：承受车辆荷载，保证路面力学强度和结构稳定性垫层（辅助基层）作用：隔水、排水、隔温、传递行车、载荷【六、露天矿常用道路路面类型】1水泥混凝土路面特点：强度大，行车条件好，耐磨性好，服务期限长（30? 40a）,施工复杂，投资大，接缝在冲击下易破坏结构：P167图13-22

11、、整齐块石或条石路面特点：优点同水泥混凝土，投资大，经济效果差结构：P167图13-33、碎石路面特点：行车条件差，运行效率低，车辆故障率较高，燃油和轮胎消耗大，运输成本高，施工 简单，投资小4、沥青表面处置碎石路面特点：隔水性好，耐磨性好，承载能力差结构：P168图13-45、沥青贯入式路面特点：同沥青表面处置碎石路面结构：P168图13-5第三节柔性路面设计【一、方法和步骤】1、 方法：典型结构，经验厚度，弯沉计算*2、步骤：根据道路等级、车型、运输量、服务年限等确定路面等级和类型路基和路面综合设计原则：气候寒冷条件下，中、低级路面、石方路基、冻深v1.8m的中湿路基、冻深v 1.2的潮湿

12、路基，不加防冻层；反之，咼级、次咼级路面、冻深1.8m的中湿路基、冻深 1.2m的潮湿路基，常设防冻层路面结构设计原则：路基稳定、基层结实、路面耐用结构层强度自上而下递减：E面：E基W 3, E基：E垫W 5, E垫：E路基=4? 15石方路基，采取"缓建路面"原则确定各结构层厚度：先安经验确定等层厚， 然后按等效换算系数法确定其他层厚度第四节 刚性路面设计 【一、设计步骤】1、确定路面结构 面层：水泥混凝土基层：土方路基设 15? 25cm厚，材料为碎石、砾石、块石2、确定路面设计参数：荷载、水泥混凝土抗弯拉强度、回弹模量、路基的回弹模量荷载：根据汽车荷载等级，查V露天采

13、矿手册表8-3-22;汽车荷载等级查表8-2-28 *3、确定水泥混凝土面板厚度和平面尺寸*4、确定路面接缝构造和间距三、水泥混凝土路面接缝、构造和间距的确定【1、路面接缝类型】按接缝作用：伸缝、缩缝、施工缝按方向：纵缝、横缝按深度：真缝、假缝按断面形状：平缝、企口缝【3、接缝构造确定原则】缩缝一般采用假缝形状横向施工缝与伸缝或缩缝重合时，施工缝构造采用伸缝或缩缝构造，否则，采用加传力杆的企口缝纵向施工缝一般采用加拉杆的平缝，当面板厚度260mm时，采用加拉杆企口缝一次铺筑路面宽度超过 4.5m时，设加拉杆的纵向缩缝第五节道理养护1、分类2、好路率计算第二篇胶带输送机机道设计第三章带式输送机类

14、别及构造【二、带式输送机构造】1- 驱动装置：提供驱动力，带动输送带运行2- 清扫装置：清除卸载后输送带上粘着的物料3- 上、下托辊组：支撑输送带，使输送带垂度不超过限值以减小运行阻力4- 输送带：承载并运输物料5- 拉紧装置：为输送带提供张力，防止打滑并使输送带垂度不超过限值6- 换向滚筒7- 装载装置：装载物料8- 机架：安装机头、机尾、托辊及其它装置【三、分流和转载装置】1、分流装置：分岔溜槽式、悬臂回转式、滚筒台车式2、转载装置（皮带车）主要在采场挖掘机和工作面胶带、排土场胶带与排土机、工作面胶带与端帮胶带之间（组合台阶作业时）使用转载装置可减少工作面胶带移设次数和胶带输送机数 第三节

15、带式输送机基本参数【二、带宽（B） *】1 生产率的计算 Q=A?v?kk-倾斜系数，查v MT / T467-1996煤矿用带式输送机设计计算 >表2A=A1+A2 ，图2、带宽B的确定B= （ 6/kr?v?k）O . 5kr-断面系数，查 v MT / T467-1996 >表 3计算结果应圆整，对照v MT /T414-1995煤矿用带式输送机基本参数和尺寸：500, 650,800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200mm带宽校验：未经筛分的散状物料：B > 2Xmax+0.2Xmax-物料最大块度经过筛分的散状物料：B

16、 > 3Xm+0.2Xm-物料平均块度生产率校验：Q=B2?kr?v?k, Q应大于需要值3、每米长物料重量 qq=Q 时/ 3600v, t/ m第六节机道平面、断面设计一、机道平面布置|1原则平面布置尽量平直，无弯道衔接处尽量设计成直角，条件困难时，夹角应25°采用联合运输方式的露天矿，应尽量避免机道与其他运输线路交叉尽量缩短带式输送机运距，力求运距最短2、采场、排土场机道布置采场，图1）干线 布置在采场一侧或两侧端帮上 布置在采场中部，与台阶工作线垂直2）工作面支线根据工作线发展方式，有平行布置和扇形布置两种方式排土场外排土场带式输送机一般按扇形布置内排土场带式输送机机道

17、布置与采场台阶工作线发展方式一致（扇形、平行布置）3、地面干线地面干线机道布置应与总平面设计一致，并尽量避免与其他运输线路交叉，地基稳定，并力求运距最短第四章带式输送机运行阻力及张力计算第一节带式输送机运行阻力计算一、基本运行阻力的计算 *倾角3、每米长物料重量q、每米长输送带重量q0、上托辊转动部分折算到承载段单位长度 上的重量q'、下托辊转动部分折算到空载段单位长度上的重量q“、承载段运行阻力系数w '、空载段运行阻力系数w “、带式输送机长度 L承载段基本运行阻力 W重G 重=(q+qO+q') LN 重=G 重？ cos 3W 重'=(q+qO) L?s

18、in 3W 重=w ' (q+qO+q') L ?cos 3 + ( q+qO) L?sin 3空载段基本运行阻力 W空W 空=w '' (qO+q”) L?cos 3 -qO?L?sin 3W 基=w ' (q+2qO+q'+q") L ?cos 3 +q?L?sin 3第三节输送带张力计算一、张力计算的目的1作为带式输送机动力计算的基础2、作为考察带式输送机能否正常作业的依据二、带式输送机正常作业的条件1输送带与驱动滚筒之间不打滑2、相邻托辊组之间输送带悬垂度不超过允许值，2%三、计算方法和步骤1计算方法逐段计算法：按带式输送机布置

19、简图， 将整机分成若干段，然后逐段计算张力Si+1=Si+ W i+1 , iSi+1 第i+1段张力Si第i段张力Wi+1 , i第i+1与i段之间的允许阻力2、计算步骤按布置简图分段建立绕入点与绕出点的动力关系表达式：S1=S4+W1 , 4; S4=S3+W3 , 4; S3=S2+W2 , 3S1=S2+W 空 +W3 , 4+W 重(式 1)按摩擦传送理论，驱动滚筒处S1、S2的关系：S1W S2?eM aM输送带与驱动滚筒摩擦系数a 输送带围包角驱动滚筒应提供的圆周力：Fq=S1 - S2; Fqmax=S2?eM a - S2=S2 ( eM a - 1)考虑到摩擦系数和运行阻力

20、变化：Fq=Fqmax/ Kmq=S2 (eM a - 1)/ KmqKmq 牵引力备用系数，一般取 1.15? 1.20Fq=S1 - S2=S2 (eM a 1)/ KmqS1=S21+ (eM a 1)/ Kmq(式 2)联立(式1 )、(式2)、解出S1, S2按逐段计算法依次计算其他各段张力悬垂度校验 S>( q+qO )?I2?cos3/8?A hI 相邻托辊组间距；3 输送机倾角 h 输送带允许的悬垂度，一般取(0.015? 0.025) l，可取0.021带强校验 Smax< BF / KdaB 带宽；F输送带单位带宽的拉断强度Kda 输送带安全系数，钢绳芯取10第

21、三篇露天矿铁道线路第五章露天矿铁道线路等级及限界第一节露天矿铁道线路等级二、露天矿铁道线路类型（掌握）1、固定线路联结采场、排土场、贮矿场、选矿厂及工业场地之间的铁道线路，服务年限在三年以上2、半固定线路在较长时间内（三年）固定不动，但仍需定期移设的露天矿铁道线路，采场工作帮移动干线及联络线等3、移动线路经常移设的露天矿铁道线路，采场采掘线、排土场反车线第二节铁路限界一、定义为确保机车车辆在铁道线路上安全运行、防止其撞击临近的建筑物和设备，对机车车辆和临近的建筑物、设备所规定的不允许超越的轮廓尺寸线。包括：机车车辆限界、建筑物接近限界二、机车车辆限界1、定义：机车车辆横断面的极限尺寸2、基本尺

22、寸，图三、建筑物接近限界1、定义除与机车车辆发生相互作用的设备外，其他设备和建筑物不得侵入的横断面轮廓包括：直线段建筑物接近限界、桥梁、隧道2、 基本尺寸：直线建筑物接近限界P3图 第六章轨道一、铁道线路组成：轨道、路基、桥隧建筑物二、轨道组成：钢轨、联结零件、轨枕、道床、道岔、防爬设备等第一节钢轨及其联结零件一、钢轨1作用*支撑并引导机车车辆的运行方向将压力传给轨枕4、轨缝定义：为了防止温度变化时导致钢变形破坏，铺设时，两根钢轨接头处预留的缝隙计算：a=0.0118 （T t）?L C0.0118钢轨线性热膨胀系数T当地最高气温t铺设时当地气温L钢轨长度c接头和道床阻力限制钢轨的自由伸缩量二

23、、钢轨联结零件：接头联结零件、中间联结零件1接头联结零件组成*:鱼尾板（夹板）、螺栓、螺母、弹簧垫圈2、中间联结零件联结钢轨和轨枕：木枕：垫板、道钉钢筋混凝土轨枕：扣板、拱形弹片、弹条、螺纹道钉、螺母、垫圈三、轨距、水平、轨底坡 1轨距定义* :两股钢轨轨头内侧的距离，在轨顶以下16mm处测量分类*标准轨距：1435mm +6窄轨轨距：v 1435mm宽轨轨距：1435mm2、水平定义：为了保证列车平稳运行，使两股钢轨受力均匀，在直线路段两股钢轨轨顶必须位于 同一水平3、轨底坡定义* :车轮踏面是锥形、钢轨顶面圆弧形，为了使钢轨中心受力，铺轨时，使钢轨向内 侧倾斜，在轨底所形成的斜坡第二节轨枕

24、一、轨枕的作用*承受钢轨传来的力并将其传布给道床保持钢轨的方向和位置二、轨枕类型1、木枕特点优点：弹性好，重量轻、制作和使用方便，绝缘性好缺点：使用年限短，耗费木材量大2、钢筋混凝土轨枕特点优点：使用年限长，节省木材，强度大，维护工作量小缺点：弹性小，脆性大，重量大，移设和维护困难3、钢枕特点：重量轻、使用年限长，耗费大量钢材、成本高三、轨枕的布置1、接头处布置方式* :悬接（空）式、承垫式2、悬接式布置时轨枕间距 P9图标准钢轨，悬接式布置时，轨枕间距按P10表2? 3取非标准钢轨：L=c+2b+ （n- 3） a, P9第三节道床一、道床的作用*1、承受轨枕传来的力，并将其均匀传布于路基面

25、上2、排除线路积水，保持轨枕和路基干燥，提高路基承载能力3、具有一定弹性，可缓和列车对钢轨的冲击4、抵抗轨枕的纵向、横向移动，保证轨道的稳定和行车安全5、便于轨道的养护维修，校正线路平面和纵断面二、道床材料1要求：坚韧、不易破碎，排水性好，不易风化、耐冻性强2、常用道床材料：碎石、砾石、砂石、矿渣（露天矿固定线路）第四节防爬及曲线加强一、轨道爬行及防爬措施1轨道爬行* :钢轨或轨枕随着列车运行的纵向移动2、轨道爬行原因*P12图 钢轨在动载荷作用下发生的波浪式挠曲（向前爬行）一主要原因 列车制动，车轮滑行施加给钢轨的反作用力（向前爬行） 车轮碰撞钢轨接头（向前向后爬行） 钢轨温度的变化（向前向

26、后爬行） 列车运行阻力施加给钢轨反作用力（与列车方向相反爬行） 列车爬坡时车轮施加给钢轨的反作用力（向后爬行）3、轨道爬行的危害* 破坏正常轨缝间距，使钢轨形状变化，接头螺栓变形或拉断，影响行车安全 破坏正常轨枕间距，使轨枕受力不均衡，影响列车运行平稳 使中间联结零件松动，破坏正常轨距，危及行车安全 加剧钢轨与中间联结零件磨耗，增加维护工作4、防爬措施* 增大联结阻力：紧固道钉、接头螺栓 设置防爬设备：防爬器 +防爬撑、霸王桩（防爬器）二、曲线加强1目的* :列车通过曲线路段时，由于离心力的作用，车轮对外侧钢轨产生横向推力，易造 成外轨向外侧移动， 使轨距加大，加剧外轨头部侧面磨耗，影响曲线路

27、段圆顺，危及行车安 全，为了防止以上情况发生，曲线路段必须设加强设备2、曲线加强措施和设备 * 铺设重型钢轨，增加曲线路段轨枕数 铺设防磨护轨或采用耐磨合金钢轨 安装轨距杆，保持曲线路段轨距不变 安装轨撑，固定钢轨在轨枕上的位置第六节道岔一、道岔的定义* :为了使列车和机车车辆能够从一条线路进入或越过另一条线路而铺设的 连接及交叉设备二、道岔类型* P14图1、普通单开道岔2、对称双开道岔3、对称三开道岔4、交分道岔P155、渡线P16图三、普通单开道岔的组成 *，图1转辙器：两根基本轨、两根尖轨、拉杆、转辙机械作用：改变轨道开道方向2、辙叉：辙叉心、翼轨，图作用：配合转辙器改变轨道开道方向3、护轨：作用：制约车轮走向，使机车车辆顺利通过辙叉有害空间4、连接部分：两根直合拢轨、两根曲合拢轨作用：连接转辙器和辙叉六、警冲标1定义：用来指示机车车辆停车时，不得向道岔或线路交叉方向越过，以防止机车车辆碰 撞危及行车安全的标志2