第0609讲露天矿运输下解析.docx
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第0609讲露天矿运输下解析
1.铁路运输概述
铁路运输是露天矿的主要运输方式之一。
50年代以前，铁路运输在国内外各种类型露天矿曾起过主要作用。
60年代以来，由于采矿科学技术的发展和重型自卸汽车、电动轮自卸汽车等运输设备的发展，铁路运输占有的比重明显减少。
此外，随着许多大型露天矿山逐渐进入深部开采阶段，铁路运输在采场下部的发展中面临爬坡能力较小等诸多困难，为此，多数露天矿山进行了运输系统改造，即采场下部采用汽车运输，上部采用铁路运输的联合运输方式。
通常，铁路运输适用于储量大、面积广、运距长（超过5～6km）、地形坡度在30°以下、比高在200m以下时的露天矿专用线。
铁路运输的优点是：
1运输能力大，可达（5000～8000）×104t/a，能满足大、中型矿山运输的要求；
2设备和线路比较坚固耐用；
3运输成本低；
4对矿岩性质和气候条件的适应性强。
铁路运输的缺点是：
1基建工程量和投资大，建设速度慢；
2受矿体埋藏条件和地形条件影响大，对线路坡度、平曲线半径要求严格，灵活性差；
3线路系统和运输组织工作复杂；
4随着露天开采深度的增加，运输效率显著下降；
5露天开采的年下降速度比其他运输方式低。
目前，露天矿铁路运输发展的主要趋势是：
1采用粘重（粘重指机车分布在主动轮对上的重量之和）150t的电机车和100～200t的自翻矿车；
2采用电压超过10000V的交流电机车和3000V/1500A的直流电机车；
3采用电动轮自翻车牵引机车组；
4内燃机车用燃气轮机代替柴油机；
5线路工程全盘机械化；
6实现机车遥控和运输系统自动化。
2.铁路运输内容
铁路运输包括：
1运输设备：
机车+车辆
2线路：
轨道、路基、枕木、信号、车站、站场、……
3运输调度组织
3.露天矿铁路运输设备——机车（牵引设备）
⑴机车分类
根据所用动力的不同，露天矿铁路运输用的机车可分为蒸汽机车、内燃机车、电力机车和双能源机车。
露天矿现行的铁路运输牵引方式有电力机车牵引和内燃机车牵引两种，蒸汽机车牵引已被淘汰。
①电力机车
电力机车按电能供给方式的不同可分为架线式和蓄电池式两种，露天矿常用的是架线式电力机车。
电力机车按电网采用的电流制不同可分为直流电力机车和交流电力机车。
交流电机车因采用工频单向交流电系统，电压可达6000～10000V或更高，可减少牵引电网的电能损失和牵引变电所的数目，并且粘着系数高（粘着系数是指主动轮与铁轨之间的摩擦系数），启动时电能损失少，制动性能好，但对通讯干扰较大，价格昂贵。
架线式电机车需要有牵引电网。
给采掘线、排土线的移设增加了困难，且炸药库等场所禁用架线，交流牵引电网长度减小30～40%，不仅降低了投资，而且扩大了电机车在矿山的使用范围。
电力机车机动灵活性较差，但有牵引性能好，爬坡能力大，准备作业时间少等优点，因而获得了广泛的应用。
②内燃机车——以油为动力
内燃机车牵引性能好、效率高，不需要架线和牵引变电所，因而机动灵活，很适合露天矿生产的需要。
目前，在国外应用较多，在我国仅在中小型露天矿应用小型内燃机车牵引，但因设备复杂，大型内燃机车未获得广泛应用。
内燃机车的传动方式有机械传动、液压传动和电力传动三种。
大型露天矿主要采用功率较大的电力传动内燃机车（又称柴油电力机车）。
由于露天矿的工作条件差，内燃机车的应用受到较大限制，但功率较小的内燃机车可用作辅助设备。
③蒸汽机车——以煤为动力
早期（70年代以前）铁路运输的常见方式。
蒸汽机车牵引性能差、爬坡能力小、准备作业复杂、效率低、劳动条件差，现已很少应用。
④双能源机车
为克服电力机车的缺点，在电力机车的基础上增设了第二能源（蓄电池或内燃机），即所谓双能源机车，它在露天矿使用比较灵活。
在主要干线上运行时，从牵引电网上取得能源；当进入工作面时，由第二能源作为牵引动力，所以在移动线上不需要架线。
但双能源机车设备复杂，投资大，目前尚未获得广泛应用。
⑵常用机车技术经济指标
①粘着重量P
分配到主动轮上的电力机车的重量称为电力机车的粘着重量。
电力机车所有轮轴都是主动轮，即每—轮轴上都装有一台电动机带动轮轴转动，所以电力机车的粘着重量即等于电力机车的重量P，P=80～250t。
为了增加电力机车的粘着重量，电力机车广泛使用配重，但配重受牵引电动机的容量限制，大型电力机车的配重不得超过机车重量的20～25%，小型电力机车的配重不超过机车重量的30～40%。
②粘着牵引力F
就是轮轨间的粘着条件决定的最大牵引力，而且与全部动轴压在钢轨上的总重量（即粘着重量）成正比，即
φ——轮轨间的粘着系数；P——机车的粘着重量，即电力机车全部主动轮上的轴荷重。
③粘着系数
主动轮与轨道之间的摩擦系数，受轮轨接触面的清洁程度、干湿程度、材质及线路质量等影响。
当机车的电机功率很大，但粘着系数小时，会引起主动轮车轮空转。
电机车在潮湿的巷道轨面上运行，特别是在坡度较大的线路上逆坡运行（如井底车场的绕道）时易发生车轮“打滑”现象，影响行车。
另外，电机车在减速运行和制动时，若所施的制动力过大，车轮将被抱死，电机车在惯性力作用下仍会继续向前滑行，容易损坏轮缘及轨面。
为增加轮、轨之间的摩擦力，电机车在起动及制动时常通过撤砂，来加大轮、轨间的摩擦系数，获得较大的牵引力和制动力，满足运输的需要和保证行车的安全。
4列车重量与牵引重量
列车重量是指不包括机车在内的全部车组重量，是露天矿铁路运输的重要参数。
该值确定的合理与否，对于露天矿的投资及生产效益有相当大的影响。
通常根据机车的牵引技术条件来计算列车重量。
机车的牵引重量，主要取决于机车牵引力和列车运行阻力。
机车牵引力，就是由机车产生的用以克服列车运行阻力以使列车产生运动的力，这个力可由司机来控制。
列车运行阻力是列车运行时产生阻碍列车运行的外力，其方向与列车运行方向相反。
列车运行阻力可分为基本阻力和附加阻力两种。
基本阻力（由各部分摩擦阻力、轨道阻力和空气阻力构成）是列车运行中必定存在的阻力，而附加阻力（包括坡道阻力、曲线阻力和启动阻力等）只是在有些情况下才会产生。
⑶牵引设备选择
牵引设备类型的选择，对于露天矿运输工作具有决定性的意义，对于整个露天矿的建设速度和生产任务的完成有直接的影响。
应从实际情况出发，经全面技术经济比较后确定。
①在适合铁路运输的条件下（主要是指地形简单、沟谷少、较平坦，坡度小于30%），主要是根据充分利用现有积存设备，当地当时的技术经济条件来确定。
在一般情况下应优先采用电力机车，如果当时当地水、电供给困难，矿山建设要求时间短，电力机车设备供给不可能时，可以采用内燃机车。
如果当时当地水、电供给充足，而电力机车、内燃机车供给因难，可以选用蒸气机车。
②采用电力机车运输时，一般情况下可优先选用直流架线式电力机车；
③关于机车型号（吨位）的选择，应以运输能力满足年运量要求为原则。
目前，国内主要矿山使用的是直流60t、100t、l50t电力机车。
从电力机车牵引性能考虑，在大型山坡露天矿以重列车下坡运行时，可选择粘重100（80）t电力机车；在深凹露天矿重列车上坡时，按现有设备系列可用150t电力机车。
4.露天矿铁路运输设备——矿车
⑴分类
露天矿铁路运输车辆按用途可分为运载矿岩的矿车，运送设备、材料的平板车，运送炸药的棚车，送水的罐车，职工通勤用的客车等，其中使用量最多的是矿车。
矿车车辆按轴数可分为四轴车、六轴车及多轴车。
四轴车每两轴置于同一个转向架内，六轴车每三轴置于同一个转向架内，这样可以缩短车辆的固定轴距，使车辆易于通过曲线路段。
矿车车辆按载重又可分为30t、60t、90t、100t等。
矿车按车体构造可分为固定车箱式矿车和翻转车箱式矿车。
翻转车箱式矿车又分为气动翻转式矿车和液压翻转式矿车。
⑵矿车的主要技术指标
1载重（又称标记载重）qH，是该车辆所允许装载货物的最大载重量，受车辆各部分的强度、尺寸及线路允许轴重的限制，通常标在车体的侧帮上。
2自重qT，指车辆空车时的重量，通常也标在车体的侧帮上。
3轴重P，车辆每一轮对加在线路上的压力。
（n为轴数）
4自重系数KT，是车辆自重qT与其标记载重qH之比，
，是车辆非常重要的运行指标。
KT小，说明机车对每吨货物运输所做的功少，所以KT越小越好。
但是，车辆载重有时未被全部利用，所以对于车辆运用部门更为重要的是实际自重系数
，
，q为实际载重，一般q≤qH。
根据露天矿运输实践，选择合理吨位的矿车应考虑矿岩的物理力学性质、运输量大小、运输方式、机车类型、采装方式和铲斗容积等因素。
如采用1～2m3的挖掘机装车，采用80t以下电力机车运输时，可选用4～10m3的翻斗车；大型露天矿采用4m3以上的挖掘机装机，80t以上的电力机车运输时，可选用载重60t以上的矿车。
应该指出，随着科学技术和采矿工业的发展，运输作业的机械化程度不断提高，矿车的合理吨位有向大吨位发展的趋势。
5.铁路构造
铁路线路的构造是由线路上部建筑和线路下部建筑组成。
上部建筑包括钢轨、轨枕、道床、联结零件、防爬器、道岔等。
下部建筑包括路基、桥涵、隧道、挡土墙等。
与一般铁路相比，露天矿铁路具有以下特点
1线路坡度陡、弯道多、曲线半径小；
2线路区间短、技术标准低、行车速度低；
3线路级别复杂、有大量移动线路；
4运输距离短，运输周期中的装卸时间长；
5行车密度大，不按固定运行图行车。
6.铁路构造——线路的分类和技术等级
㈠线路的分类和技术等级
⑴矿用铁路分类
根据露天矿生产工艺过程的特点，矿用铁路分为固定铁路、半固定铁路和移动铁路三类。
三类铁路的划分依据与公路相同。
1固定线路：
是连接露天矿采场、排土场、贮矿场、选矿厂或破碎站以及工业场地之间的矿山内部铁路干线，服务年限＞3年；
2半固定线路：
是指采矿场的移动干线、平台联络线等线路，服务年限≤3年；
3移动线：
采掘工作面的装运线路和排土场的翻车线路等均属此类，服务年限≤1年。
⑵线路技术等级
固定铁路按单线重车方向的年运量划分技术等级，从而确定技术标准。
固定铁路一般划分为三级，见表1.4.4，移动线、联络线及其他线不分级。
铁路线路等级
线路
等级
单线重车方向最大年运量（×104t）
铁路轨距（mm）
1435
900
762
600
Ⅰ
>600
>250
200～150
—
Ⅱ
600～300
250～150
150～50
50～30
Ⅲ
<300
<150
<50
<30
7.铁路构造——限界
㈡限界
为了确保行车安全，凡接近铁路的各种建筑及设备必须与线路保持一定的距离，同时对于在铁路线上运行的机车车辆的断面尺寸，也应有一定的规定。
为此，铁路制造了各种限界，其中最基本的是机车车辆限界和建筑接近限界。
机车车辆限界是一个和线路中心线垂直的横断面轮廓，无论机车车辆或各种部件具有最大限度公差或磨耗的空重车，停在水平直线上时，沿车身所有一切突出部分和悬挂部分，除升起的集电弓外，都必须容纳在限界轮廓之内，严禁超出。
建筑接近限界也是一个和线路中心线垂直的横断面轮廓，在此轮廓内，除机车车辆及与机车车辆有相互作用的设备（车辆减速器、接触电线等）外，其它设备及建筑物均不得侵入，与机车车辆有相互作用的设备，也只能与机车车辆指定的部分接触，各种限界的主要尺寸见图2-6。
8.铁路构造——铁路上部建筑
㈢铁路上部建筑
铁路线路上部建筑由道床、钢轨、轨枕、钢轨联结件、防爬设备以及道岔组成。
道床是铺在路基上面的道碴层，在道床上部铺设轨枕，轨枕之上铺设钢轨。
钢轨与钢轨之间及钢轨与轨枕之间用钢轨联结件相互扣连。
在线路和线路的连接处铺设道岔。
线路上部建筑由上述部分组成并连接成一个整体结构，直接承受机车车辆的各种动载荷并传于路基。
⑴钢轨
钢轨（由轨头、轨腰和轨底三部分组成）的作用是支持并引导机车车辆的车轮，直接支撑和承受来自车辆的压力并将其传给轨枕。
车轮作用钢轨上的力不仅有垂直力，而且还有水平力。
水平力是由于车辆的摇摆和列车运行于曲线上而产生的。
决定钢轨形状的主要依据是作用力及车轮形状。
根据目前的结构形式，可以把钢轨当做弹性基础上的梁。
在静载作用下抵抗挠曲，梁的断面形式最好是工字型，因此工字形就成为近代钢轨外形的基本形状。
工字梁的上部是车轮的滚动面；而下部就成为与轨下基础连接的部分。
钢轨的类型是以每米长度的重量来表示，我国国产钢轨型号有每米重量为50kg、43kg、38kg、24kg、18kg、15kg等多种。
钢轨标准长度有12.5m和25m两种，此外尚有比标准长度短40mm和80mm的用于曲线上的缩短轨。
目前露天矿铁路主要采用12.5m的标准长度钢轨。
钢轨类型的选择一般可依机车车辆的轴荷重来确定。
大型露天矿准轨机车运输时，一般采用轴荷重为25t的机车车辆，可选用实际重量为43kg/m以上的钢轨。
中、小型露天矿采用窄轨机车运输时，可依其行车速度和年货运量来决定钢轨类型。
轨距系指直线轨道上，两根钢轨轨头内缘之间的距离，如图1-5中的Sg（有文献认为，轨距是钢轨头部顶面下16mm范围内两股钢轨作用边之间的最小距离（图1-1-47））。
铁路按轨距分为标准轨和窄轨两类。
标准轨距为1435mm，小于标准轨距的铁路统称为窄轨，一般窄轨轨距为600mm、750mm、762mm和900mm。
一般情况下，大型露天矿多采用标准轨距（1435mm）铁路线路，小型露天矿采用窄轨，中型露天矿视具体情况而定。
同轴的一对车轮其轮缘外侧工作边之间的距离SL称为轮距。
一般轮距比轨距小10mm。
车轮在轨道上运行时，上述这一空隙，可减少轮缘与钢轨之间的摩擦力，但也不能太大，否则会引起车辆在运行过程中水平方向的摆动，从而影响行车的平稳。
⑵轨枕
轨枕是钢轨的支座，通过扣件（连接件）将钢轨扣紧于轨枕上。
轨枕的作用有三：
1承受钢轨传来的压力（包括竖直力和纵横水平力），并将其分布于道床；
2保持钢轨的方向、位置和轨距不变；
3弹性缓冲动力载荷的作用。
轨枕与钢轨用扣件联结成轨节。
轨枕应满足下列基本要求：
坚固，具有弹性，能抵抗磨损，抵抗移动，其形状、制造及养护要简单，寿命长，制造及养护的费用少。
我国多采用木枕及钢筋混凝土枕，轨枕的标准长度为2.5m，特殊用处的岔枕及桥枕的长度为2.6m～5.15m。
在露天矿铁路上轨枕的布置应考虑线路上的运量和行车速度等因素，一般运量大、速度高的线路轨枕应布置的密一些，在露天矿每一公里准轨线路轨枕为1440、1520、1600、1680、1760、1840根。
⑶钢轨联结零件
联结零件分为中间联结零件与接头联结零件。
中间联结零件，又称扣件，其功用是联结钢轨和轨枕，并且将垂直和水平力（即，钢轨传来的压力）传递到轨枕上，使行车平衡，通常采用普通道钉或螺纹道钉以及垫板。
钢轨接头联结零件的功用是联结两根钢轨的末端，并与钢轨同时承受垂直和水平力。
钢轨间的接缝处是线路承受荷载最大的地方，也是薄弱环节，给列车运行造成很大阻力并加重了线路养护工作。
接头联结零件通常采用钢轨夹板（鱼尾板？
）、螺拴、螺帽及弹簧垫圈。
⑷道床
道床是用碎石材料铺在路基上面的道碴层，是轨枕的基础，其主要作用是：
1直接承受轨枕传来的压力，并将其均匀传给路基，以缓和车轮对钢轨的冲击；——缓冲作用
2阻止轨枕移动以增强线路的稳定性；——固定轨枕位置
3排泄路基顶面的地表水；
4便于校正线路的平面和纵断面。
因此，道碴材料必须是坚硬、稳定，并有利于排水的物料，通常有碎石、卵石、粗砂及中砂等。
选用道碴以就地取材为原则。
道床断面包括三个主要特征：
道床厚度，道床宽度及道床边坡坡度。
它们的尺寸视线路上部建筑类型、路基土质、道碴材料、线路平面（直线或曲线）及线路等级等条件而定。
道床顶面宽度决定于轨枕长度，其在轨枕两端的伸出部分（称为道床肩宽）不可太窄，以保证线路的稳定，一般15～30cm，随行车密度和运行速度而定。
道床边坡的坡度是1︰1.5～1︰1.75，卵石及砂道床的顶面与轨枕顶面齐平，碎石道床的顶面比轨枕低3m。
图2-7是直线段和曲线段的道床断面示意图。
⑸道岔
其作用是引导机车车辆从一条线路转入到另一条线路的连接设备。
道岔按其几何形状可分为单开道岔、双开道岔、三开道岔和交分道岔。
普通单开道岔是线路连接设备中最常用和最简单的一种道岔，大约占各种类型道岔总数的90％以上。
普通单开道岔是由转辙器、辙叉、连接部分、转辙机械和全套道岔轨枕五个部分所组成，如图2-13所示。
转辙器由两根尖轨和两根基本轨组成，是使机车车辆转线的设备；辙叉由辙叉心（角α为辙叉角）、翼轨和护轨组成，是使车轮由一轨条越过另一轨条的设备，是两条线路安全分开的地方；连接部分由两条普通直轨和导曲线组成，它将转辙器和辙叉连结在一起，形成完整的道岔；转辙机械是操纵尖轨位置的设备，在转辙机械上还装有显示线路开通方向的信号，道岔轨枕大多采用木枕，其长度为2.5～2.8m。
道岔号数由辙叉角α正切值的倒数决定，即
。
如
，即称为8号道岔。
道岔号愈大辙叉角越小，则曲线半径越大，列车运行也越平稳，道岔全长越长。
露天矿常用道岔为7、8、9号。
⑹线路爬行及防爬措施——需要解释一下爬行方向
列车运行时因受许多因素的影响（例如，轮轨之间的摩擦阻力、车辆对轨缝的冲击、列车制动力时在轨面上的滑动等）。
列车车轮沿钢轨运行时，除产生竖直力（立面方向的）和横向力（垂直轨道方向的）外，还有纵向力（沿轨道线路方向的）。
作用于钢轨上的纵向力，使钢轨带动轨枕沿着线路方向一起移动，此种现象称为轨道的爬行，其纵向力称为爬行力。
例如，机车运行时，由于机车车轮粘着力的影响，会使钢轨产生一种与行车方向相反的爬行；列车制动时，对钢轨产生与行车方向一致的纵向力，促使钢轨沿着行车方向爬行。
通常线路在平道上就会出现爬行，但在坡道上，尤其在列车制动区段上，线路爬行更为严重。
双线线路的爬行多沿行车方向发生，而单线线路的爬行则沿货运量大的方向。
爬行对于线路是极其有害的，往往引起轨枕的位置歪斜，间距不等，钢轨的接缝不均，增加扣件磨损等。
由于爬行所造成的线路维修费用均占整个维修费的30～40％，因此克服线路爬行是线路工作中的重要内容之—。
防止线路爬行的根本措施，在于提高轨道的纵向阻力，保证钢轨与轨枕之间不发生相对移动，亦即需要加强中间扣件的扣压力、接头夹板的夹紧力、夯实道床以提高道床的阻力（实践证明，采用碎石道床是防止线路爬行的重要的可行的措施），并增设足够的有效的防止线路爬行的设备，以加大轨道抵抗纵向移动的阻力。
防爬器的种类很多，露天矿铁路多采用穿销式防爬器，每个穿销式防爬器可以承受30000N左右的爬行力。
为了充分发挥穿销式防爬器的作用，必须在轨枕之间安装适当数量的防爬木撑，用以把3-5根轨枕联系起来共同抵抗钢轨的爬行。
9.铁路构造——铁路下部建筑
㈣铁路下部建筑
铁路下部建筑包括路基、桥涵、隧道、挡土墙（为防止山坡或路基被水冲刷或坍塌应修筑挡土墙）等工程，在此仅介绍路基。
铁路路基是铁路线路的重要组成部分，其作用是承受线路上部建筑的重量及机车车辆的荷载，路基的构筑是铁路建筑中最繁重、最庞大的工程，其状态如何将关系到整个线路的质量。
因此，对路基提出下列要求：
1
路基应坚实、稳定、可靠且耐久；
2路基应具有良好的排水设备，不因路基湿度的增加而影响其坚固性和稳定性；
3路基断面和建筑质量应在满足技术要求的前提下，力求降低建筑费用；
4路基的养护和维修工作力求简单，尽可能使路基能经常保持完好状态。
垂直于线路中心线的路基的断面称为路基横断面，简称路基断面。
路基断面可分为路堤、路堑、不填不挖、半路堤、半路堑及半填半挖几种形式，如图2-16所示。
路基上铺设线路上部建筑的部分称为路基顶面。
路基顶面两侧设有道渣的部分叫做路肩，路基顶面和两旁边坡相交的边线叫做路肩边缘。
顶面包括路拱和路肩，单线路拱为0.15m高的梯形，双线路拱为0.2m高的等腰三角形，以利于排水，如图2-17所示。
路肩宽度—般不小于0.6m，最小不得小于0.4m，其作用为加强路基的稳定性，供安设标志及信号，堆放必要的材料及工作人员通行。
路基两顶肩之间的水平距离称为路基顶面宽度。
在铁路曲线段上外轨高于内轨，一般是在外轨的轨枕下加厚道床以完成外轨超高。
为了保证必要的路肩宽度，必须按设计规定的标准将路基外侧加宽。
路堤边坡是指路堤两侧的斜面坡度，边坡的大小和路堤高度及修筑路堤的土壤性质有关，可查阅相关手册选取。
图2-18表示的是路堑横断面。
路堑顶面和路堤相同，路堑侧沟是为了汇集和排泄路堑边坡及路基顶面的雨水而设置的，一般侧沟沟深应不小于0.6m，底宽不小于0.4m，侧沟的纵向坡度不小于2%，侧沟的边坡一般靠线路一侧为1︰1，靠田野一侧与路堑边坡相同。
路堑边坡，其坡度根据土壤的物理力学性质，拟定的开挖深度及当地的地质条件来确定。
路堑边坡的高度与坡度，可查阅相关手册选取。
路堑边坡与地面的交线称为田野顶肩，自田野顶肩与弃土堆坡脚之间的地面部分称为隔带，隔带的作用是防止路堑边坡由于堑顶负荷过重影响其边坡稳定。
对于一般干燥而结实的土壤，其宽度不小于5m；当土壤松软时至少等于路堑边坡高度，但亦不得少于5m。
10.矿山铁路设计——区间线路的平面设计
铁路线路在空间的位置是以铁路线路的平面及纵断面表示的，铁路线路的平面是铁路中心线（中心线点的位置是在路肩连线的中点，如图1-l-1所示）在水平面上的投影；铁路线路的纵断面是铁路中心线纵向展直后在铅垂面上的投影。
㈠区间线路的平面设计
⑴线路平面的组成要素
从运营观点来看，最理想的铁路线路是既直又平，即在线路平面上没有曲线，纵断面上没有坡道。
但是，这样是不经济的、不合理的，有时也是不现实的。
例如，某条铁路线经过A、B、C三点（图l-1-2）。
如果将AB和BC分别用直线连接起来，则需要在AB之间建筑两座桥梁，在BC之间要开凿一座隧道。
在工程上，是不合理、不经济的，而应分别用折线ADB和折线BEC来代替。
在折线的转角处，则用曲线来连接。
因此，矿山铁路线路的平面是由直线和曲线组成的，线路平面设计就是研究这二者各自的特点及其相互关系。
⑵曲线半径
线路的平面形状是由曲线和直线组成的。
线路由一个方向转向另一个方向时，相邻两直线间交成的夹角称为转向角。
铁路线路换向时必须采用一定半径的圆曲线连接两相邻的直接段来实现的。
曲线半径的选择是线路平面设计的关键。
大的曲线半径可以减少行车中的磨耗和阻力，改善行车条件，提高行车速度。
但是，在地形较复杂的露天矿，当曲线半径过大，将会大大增加土石方量。
特别是在深凹露天矿，当曲线半径增大时必然要扩帮，引起更多的剥离工程量，使整个露天矿的投资和经营费用增加。
露天矿铁路的行车速度一般不高，特别是受复杂地形限制，大多采用较小的曲线半径。
小的曲线半径虽将增加运行阻力和轮轨磨损，但具有容易适应地形困难的优点。
露天矿铁路最小曲线半径决定于机车车辆的类型与行车速度，可查表选用，通常为120～200m。
补充：
线路平面上曲线（即弯道）会给列车运行造成不良的影响。
当列车通过曲线时，由于离心力的作用，使外侧车轮轮缘紧压外轨内侧，摩擦增大；同时由于曲线外轨比内轨长，内侧车轮和外侧车轮滚动的长度就不同，因而两侧车轮在轨面上滚动时会产生相对滑动，给运行中的列车造成一种附加阻力，称为曲线阻力。
曲线阻力与曲线半径成反比。
半径越小，曲线阻力越大。
我国《铁路线路设计规范》中规定，铁路平面曲线半径有；4000m、3000m、2500m、2000m、15
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