煤矿开采学讲义：1-4井底车场

PAGE第四章井底车场第一节井底车场概述井底车场：位于开采水平，井筒附近的巷道和硐室的总称；是连接井筒提升与大巷运输的枢纽。包括巷道、硐室和线路。图4-1-1井底车场示例1、主井；2、副井；3、翻笼（翻车机）硐室；4、煤仓；5、箕斗装载室；6清理井底斜巷；7中央变电所；8、水泵房；9、等候室；10、调度室；11、人车停车场；12、工具室；13、水仓；14、主井重车线；15、主井空车线；16、副井重车线；17、副井空车线；18、材料车线；19、绕道；20调车线一、井底车场运输线路1、存车线：容纳空、重车辆的专用线路（1）主井存车线主井重车线：在主井井底两侧储放重车的线路。主井空车线：储放空车的线路（2）副井存车线副井重车线：在副井井底两侧，存放矸石或煤车的线路。副井空车线：材料车线考虑编组需要，设置双道线路材料车线：存放材料车的线路。2.调车线路（插播动画）使电机车由列车头部调到尾部的专门设置的双轨轨道线路，称为调车线路。长度＝列车长度＋电机车长＋2渡线道岔长度3.绕道线路电机车由重车线绕行到空车线的线路。二、井底车场硐室1、主井系统硐室（1）翻车机硐室：为矿井采用箕斗或带式输送机提升煤炭时设置的；（2）井底煤仓：上接翻车机硐室，下连装载硐室。通常为一条较宽的倾斜巷道，其倾角不小于50°；（3）箕斗装载硐室；（4）底卸式矿车卸载站等。2、副井系统硐室（1）马头门（2）井底水仓及水泵房（3）变电所（4）候车室（5）信号室等主排水泵房和主变电所应联合布置。原因：主变电所向主排水泵房的供电距离最短；当矿井突然发生水灾时，仍能继续供电，照常排水。变电所与水泵房的底板标高应高出井筒与井底车场联结处巷道轨面标高0.5m。水泵房经管子道与井筒相连接，管子道与井筒连接处要高出水泵房底板标高7m以上，管子道的倾角通常25~30°3、其他硐室（1）调度室（2）爆破材料库（3）电机车修理硐室（4）工具库；（5）医疗室（6）消防材料库三、井底车场调车方式井底车场调车的主要任务是将重列车调入主井重车线。（插播动画）（一）顶推调车法当电机车牵引重列车驶入调车场后，停车摘钩，电机车通过调车线道岔，由列车头部转向尾部，推顶列车进入重车线，这种方法称为错车线入场法。缺点：调车麻烦，时间长。（二）甩车调车法电机车牵引重列车行至自行分离道岔前10～20m，机车与列车在行驶中摘钩离体进入回车线，列车则由于初速度及惯性甩入重车线。缺点：要求有一段甩车巷道，司机要熟练掌握行车速度及操作技术。（三）专用设备调车法电机车将重列车拉至停车线摘钩后，直接去空车线牵引空列车车场。而重列车则由专用机车或调度绞车、钢丝绳推车机等专用设备调入重车线。缺点：车场内要设专用设备。（四）顶推拉调车法在调车线上始终存放一列垂车，在下列垂车驶人调车线的同时，将原存重列车顶入主井重车线，新牵引进来的重列车暂留在调车线内。缺点：机车短时过负荷。四、井底车场通过能力的计算井底车场通过能力取决于：井底车场的形式、卸载方式、矿车载重量、调车方式。1、采用底卸式矿车的井底车场通过能力每个卸载坑的通过能力180万t/a2、采用普通箱式矿车的井底车场通过能力式中：N——井底车场年通过能力，万t/a；n——每列车矿车个数，辆；G——每辆矿车的净载煤量，t；K——矸石运出量占煤产量的百分率，一般情况下K＝0.1～0.25；t——列车进入井底车场的平均间隔时间，min；330——年工作日，d/a；16——日工作时数，h/d；1.15——运输不均衡系数。由上可知，井底车场通过能力主要决定于一列车的容量及列车进入井底车场的平均时间间隔t，在生产矿井运输条件已定的情况下，主要决定于列车进入井底车场的平均时间间隔。3.井底车场通过能力要满足：(N/k)≥Ak—井底车场通过能力富裕系数，一般取1.3~1.5五、井底车场平面布置及存车线长度存车线长度不足，将会使井下运输和井筒提升工作彼此牵制，影响矿井生产能力；存车线过长，会使调车时间增加，降低井底车场的通过能力，并增加井底车场的工程量。井底车场各线段的起点及终点见图4-1-2（教材：P343，图19-2和表19-1）。图4-1-2井底车场各段线路起点及终点示意图根据我国煤矿多年实践经验，各类存车线可以选用下列长度：主井空、重车线长度：大型矿井一般为1.5～2.0列车长度；中小型矿井1.0～1.5列车长度。副井空、重车线长度：大型矿井一般为1.0～1.5列车；中小型矿井应能容纳0.5～1.0列车，一般为1列车长度。材料车线长度：大型矿井10个以上材料车（15~20个）；中、小型矿井5～10个材料车。调车线长度：通常为1列车和电机车长度之和。六、井底车场线路的坡度为了调车方便，一般主副井空车线、副井重车线设自动滚行坡度，其高差损失由回车线上坡（空列车不大于1%）弥补。（各线段坡度可见教材P344页表19-2）

第二节井底车场形式及其选择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。固定式矿车运煤时，两类车场均可选用，底卸式矿车运煤时，则一般用折返式车场。一、固定式矿车运煤时井底车场形式（一）环形式井底车场特点：空重列车在车场内不在同一轨道上做相向运行，即采用环形单行方式。分类：环行车场按与大巷或石门关系可分为：卧式、斜式和立式（包括刀式）；按井筒形式可分为立井和斜井环形车场。卧式环行车场—空重车线与主运输巷（大巷或主石门）平行斜式环行车场—空重车线与主运输巷（大巷或主石门）斜交立式环行车场—空重车线与主运输巷（大巷或主石门）垂直1、立井环形井底车场（1）立井卧式环形车场1－主井；2－副井；3－主井重车场；4－主井空车场；5－主要运输巷道图4-2-1立井卧式环形车场特点：主、副井存车线与主要运输巷道5（大巷或石门）平行，并利用主要运输巷道作为绕道回车线及调车线。调车（三角岔道入场法）：A、煤（空）列车：①左翼→N2，机车停车反向顶煤列车入主井重车线。机车反回经5→4，牵引空列车驶向采区。②右翼→N1，机车停车反向顶煤列车入主井重车线。机车反向经5→4，牵空列车驶向采区。③混合列车：（矸石车半列位于列车后头）。B、矸石车：先顶入副井重车线，重列车顶入主井重车线。优点：利用主要运输巷作绕道及调车线，车场的开拓工程量小；调车方便，通过能力大。缺点：电机车在弯道上顶推调车安全性较差；交叉点及弯道多，施工不便。适用：当井筒与主要运输巷道较近（约一列车长）时采用。（2）立井斜式环形车场1－主井；2－副井；3－主井重车线；4－主井空车线图4-2-2立井斜式环形车场特点：主副井存车线与主要运输巷道斜交，并利用主要运输巷道作为调车线及部分回车绕道，但专开绕道线5。优缺点：a、开拓工程量小；b、调车方便，通过能力较大；c、安全性好些，弯道角度小，顶推车有利，机车不过翻车机硐室；d、巷道交叉点较少，施工较易；适用：当井筒距运输大巷近（小于一列车长）、且地面出车方向受限要求与大巷斜交时采用。（3）立井立式环形井底车场特点：主副井存车线与主要运输巷道垂直，并利用主要运输巷道作为调车线，但专开绕道线5。5－绕道回车线；6－主要运输巷道图4-2-3立井立式环形车场优缺点：a、开拓工程量大；b、交叉点及弯道多；c、在大弯道上顶推车不够安全，但机车不过翻车机硐室。d、调车较方便，通过能力大。适用：主、副井距主要运输大巷远（大于一列车长）时常采用。2、斜井刀(立)式环行井底车场特点：存车线与主要运输巷平行图4-2-4斜井立式环形车场3、环形式井底车场的优缺点（1）优点：调车方便，通过能力大，一般能满足大、中型矿井生产的需要。（2）缺点：巷道交岔点多，大弯度曲线巷道多，施工复杂，掘进工程量大，电机车在弯道上行驶速度慢，且顶推调车安全性差，用固定式矿车运煤，翻笼卸载能力将直接影响车场通过能力。（二）折返式井底车场空、重列车可在车场内同一巷道的两股线路上往返运行，简化井底车场的线路结构，减少车场巷道开拓工程量。分为梭式和尽头式车场两类。1、立井折返式井底车场（1）、立井梭式车场：在井筒距主要巷道较近时用。1－主井重车线；2－主井空车线；3－副井重车线；4－副井空车线；5－材料车线；6－调车线；7－通过线图4-2-5立井梭式车场（2）立井尽头式车场：井筒距运输大巷较远时采用。1－主井空车线；2－主井重车线；3－副井重车线；4－副井空车线；5－材料车线；6－通过线图4-2-6立井尽头式车场2、斜井折返式车场主井采用胶带输送机或箕斗提升的斜井折返式车场，与前述立井折返式车场相似，其主要区别在于副井存车线的布置及副斜井与井底车场的连接方式。3、折返式车场的优缺点折返式车场的巷道工程量小，巷道交叉点和弯道少，施工容易，但采用固定式矿车时车场通过能力较小，一般用于中、小型矿井。解决：改用底卸式矿车。1－主井；2－副井；3－主井重车线；4－主井空车线；5－调车线；6－材料车线；7－矸石车线图4-2-6斜井梭式车场二、底卸式矿车运煤井底车场（一）底卸式矿车卸煤原理底卸式矿车：前端铰接，只能后端打开，进入卸载坑后，车箱翼板沿托棍滑动，矿车后轮沿卸载坑曲轨滑动，在水平力推动下前移。矿车只能按某一端进车设置，要求矿车头尾不能倒置。底卸式矿车卸煤过程（插入动画）：1－底卸式矿车；2－矿车车轮；3－缓冲轮；4－卸载轮；5－卸载曲轨；6－煤仓；7－支承托辊图4-2-8底卸式矿车卸煤原理底卸式矿车运煤的井底车场多为折返式车场，也可为环形式车场：井底车场为折返式，采区装车站车场也为折返式井底车场为环行式，采区装车站车场也为环行式优点：车场及运输大巷的宽度小，节省巷道工程量，卸煤方便，效率高，井底车场的通过能力大（30~40秒/列车）。缺点：井底车场内需设辅助运输线路，以便材料车、矸石车调运。（二）调车方式及线路布置调车方式及线路图4-2-9底卸式矿车井底车场调车方式及线路布置(a)机车牵引过坑(b)机车顶推列车过坑(c)专用机车调车(d)同(c)，两翼进车(a)重列车驶过卸载坑侧的通过线，进入尽头重车线，机车摘钩。从另一线返回，在机车尾部挂钩，牵引列车过坑。(b)重列车进人尽头的重一车线，机车反向顶推列车过坑，机一车不过坑由通过线返回，进人空车线，再牵引空列车回采区。由于几列车滑行过坑卸载，速度不好控制，列车要经过一段滑行后才能自动停止，所以要增加空车线的长度，通常在1．5列车长度以上，且空列车滑行不易控制，因此应用较少。(c)专用机车设在卸载坑靠尽头一侧附近，重列车进人尽头重车线，专用机车尾随而入，牵引机车摘钩，专用机车挂钩，牵引重列车过卸载坑，原牵引机车尾随人专用机车原处，等待下一个列车这种调车方式速度快，采用较多，但车场中要设一台专用机车。(d)右翼来车时，专用机车驶入卸载坑侧通过线，让重列车牵引过卸载坑，专用机车进人空车线，在其尾部挂钩，将空列车驶回右翼，原牵引机车驶入专用机车位置，等待左翼来车。左翼来车时调车与图19-12(c)基本相同。1-主斜井，2-副斜井，3-底卸式矿车卸载站，4-翻笼卸载站图4-2-10立井折返式底卸式矿车井底车场示例：潘一矿(300万t/a)1-主斜井，2-副斜井，3-底卸式矿车卸载站，4-翻笼硐室图4-2-11斜井折返式底卸式矿车井底车场三、小型矿井井底车场形式及特点小型矿井的生产能力小，但生产不均衡性大，故车场应有较大的富裕能力；井下所需的材料较少，材料车可与空车混合编组，不设专用材料车线；1、小型立井环形式井底车场图4-2-12小型立井环形式井底车场2、小型立井折返式井底车场：图4-2-13小型立井梭式车场图4-2-14小型立井尽头式车场3、小型斜井车场图4-2-15小型斜井甩车场（需延深）图4-2-16小型斜井平车场（不延深）图4-2-17斜井无极绳井底车场四、大巷用带式输送机运煤的井底车场采用带式输送机代替矿车运煤，煤炭经输送机直接送入井底煤仓，井底车场只负担辅助运输任务，车场形式和线路可简化。图4-2-18大巷采用带式输送机运煤的井底车场线路布置图1－主井；2－副井；3－中央煤仓；4－中间煤仓；5－轨道中石门；6－西翼轨道巷；7－东翼轨道巷；8－中区轨道巷；9－中、西上仓胶带胶带机斜巷；10－东翼上仓胶带胶带机斜巷；11－机车绕道；12－西翼胶带机斜巷；13－中区胶带机斜巷五、井底车场形式的选择（一）井底车场应满足的基本要求(1)车场的通过能力≧矿井生产能力的30%以上，有增产的可能性；(2)调车简单，管理方便，弯道及交岔点少，生产成本低；(3)操作安全，符合有关规程、规范要求；(4)车场要位于稳定的岩层内，工程量小，建设投资省；便于维护；(5)施工方便，各井筒间、井底车场巷道与主要巷道间能迅速贯通，缩短建井设时间。（二）影响井底车场形式选择的因素1.大巷运输方式及矿井生产能力大型矿井：底卸式矿车运煤，应选择折返式车场；特大型矿井布置两套卸载线路，当大巷采用胶带输送机运煤时，仅设副井环行车场；中小型矿井通常采用固定式矿车运煤，可选择环行或折返式车场。2.矿井开拓方式井底车场形式随井筒（硐）形式改