线路坡度的影响及优化措施

(1)线路坡度

线路两点之间的高差与其水平距离的比值的千分值称线路坡度。

如图16.17所示,AB为一直线段,长度为L,设A点标高为HA,B点标高为HB,两点高差为ΔH,则ΔH=HB-HA。

图16.17　坡度计算示意图

线路坡度:

当线路坡度很小时,cosγ≈1

线路坡度:

(2)矿车阻力系数

矿车在平直线路上运行时的阻力为矿车的基本阻力,经过弯道或道岔所增加的阻力为矿车的附加阻力,各项阻力都可用阻力系数表示。

1)矿车基本阻力系数

矿车基本阻力系数决定于矿车轴承类型、矿车自重、载重及轨道表面状态等因素。以ω′表示,见表16.5。

表16.5　矿车的阻力系数

由于矿车的新旧程度、铺轨质量、线路维护、线路结构、矿井温度与湿度等因素影响,ω′经常发生变化,选用时可根据具体情况进行调整,最好经过实测确定。

2)矿车的附加阻力系数

①弯道附加阻力系数

矿车在弯道中运行时,除了具有基本阻力系数外,还需附加一弯道附加阻力系数ω′f,ωf与弯道半径R有关,弯道半径R越小,ωf越大。矿车在弯道上运行的阻力系数ω′+ω′f如表16.5所示。

②道岔的附加阻力系数

矿车经过道岔时,阻力增加,并用相应的附加阻力系数表示。附加阻力系数可查阅有关手册。(www.xing528.com)

(3)线路坡度的确定

对不同的运输方式,应选用不同的线路坡度。

①电机车运输、串车或人力推车

大巷采用电机车运输时,线路坡度应使重列车下行和空列车上行的阻力相等,以充分发挥电机车效能,即应按等阻力坡度设计。此外还应考虑排水要求,若排水要求更大的坡度,应满足排水需要,通常取电机车运输的线路坡度为3‰～5‰。

平巷中采用绞车串车或人力推车时,线路坡度原则上按等阻坡度考虑。通常取为3‰～5‰的重车下坡坡度。

②矿车自动滚行

在采区车场线路设计中,有时车辆运行采用自动滚行,线路坡度较大。

设总质量为Q的矿车,在外力作用下,瞬时初速度为vc,当自动滚行一段直线距离L后的瞬时未速度为vm,如图16.18所示。

图16.18　矿车在斜面上自动滚行

则

因角度很小,故

sinγ=tanγ=i,　　cosγ≈1

则

已知i时:

式中　　a——加速度,m/s2。

由上式可知,当i＞ω′时,a＞0,矿车加速运行;当i＜ω′时,a＜0,矿车减速运行;当i=ω′时,a=0,矿车等速运行。