一級建造師礦業(yè)工程劉剛礦建課件.ppt

1、1,第二篇 立井井筒工程,礦 山 建 設(shè) 工 程,鑿井結(jié)構(gòu)物及鑿井設(shè)備布置,2,7.1 鑿井井架,一、立式鑿井井架(臨時井架)的類型,立井亭式金屬鑿井井架：5個型號，七個品種,選擇的原則：滿足使用要求（角柱跨距、天輪布置）保證安全（載荷、過卷）,（一）井架的構(gòu)造,二、井架的構(gòu)造及尺寸,1、天輪房,位置、作用、構(gòu)造,2、天輪平臺,鋼板焊接組合梁；邊梁和中梁規(guī)格大,3、主體架,呈四棱臺狀，由四扇梯形桁架組成,4、卸矸臺,5、扶梯,梯子梁為扁鋼，踏步為圓鋼,6、基礎(chǔ),3,天輪平臺,天輪房,主體架,扶梯,基礎(chǔ),4,5,6,7,8,1、井架高度,（二）鑿井井架的主要尺寸,2、天輪平臺尺寸：,5.55.5

2、；6.06.0；6.56.5；7.07.0；7.257.25；7.57.5,3、腳跨尺寸：,1010；1212；1414；1616,（三）井架的特點,1、井架在四個方向上具有相同的穩(wěn)定性；,2、井架的結(jié)構(gòu)是裝配式的，可重復(fù)使用；,3、四面可出繩，懸吊天輪布置靈活；,4、便于安裝、拆卸和運輸；,5、防火性能好，井架堅固耐用。,7.1 鑿井井架,9,10,作用在井架上不變的荷載，如井架自重、附屬設(shè)備重量,三、鑿井井架的載荷及其組合,1、恒荷載,2、活荷載,井架在使用過程中可能發(fā)生變動的荷載；如風(fēng)荷載等,3、特殊荷載,偶然事故作用于井架上的荷載，如斷繩荷載。,（一）井架荷載的種類,7.1 鑿井井架,

3、1、井架自重,（二）井架荷載的確定,2、附屬設(shè)備重量：,（1）天輪及軸承座的重量 查表,標(biāo)準(zhǔn)井架 查表,（2）卸矸臺荷載 實際情況取值或45KN/m2估算。,（3）井架圍壁板重量 石棉瓦200N/m2；油氈50N/m2；木板250N/m2；鐵皮120N/m2。,11,12,13,3、懸吊鋼絲繩的工作荷載,單繩懸吊時：,雙繩懸吊時：,Q-鋼絲繩的繩端荷載,q-每米鋼絲繩的重量,H-井筒最大掘進深度,h-天輪平臺高度,7.1 鑿井井架,、風(fēng)荷載（活荷載）,5、提升鋼絲繩的斷繩荷載（特殊荷載）,w0-基本風(fēng)壓，N/m2,z-風(fēng)壓高度變化系數(shù),s-風(fēng)荷載體形系數(shù),z-Z高度處的風(fēng)震系數(shù),-鋼絲繩破斷拉

4、力換算系數(shù),Qd-鋼絲繩全部鋼絲繩破斷力總和,14,（三）井架荷載的組合,1、正常荷載組合,包括全部恒荷載、即井架自重、附屬設(shè)備重量、全部提升、懸吊設(shè)備鋼絲繩的工作載荷；組合系數(shù)1.0。,2、特殊荷載組合,包括全部恒荷載、即井架自重，組合系數(shù)1.0 ；一根鋼絲繩的斷繩荷載及與之共軛的鋼絲繩兩倍的工作荷載，其他鋼絲繩的工作荷載及50%的風(fēng)載。,7.1 鑿井井架,第9.1.1條 鑿井井架的選擇應(yīng)符合下列要求： 一、能安全地承受施工荷載； 二、角柱的跨度和天輪平臺的尺寸，應(yīng)滿足提升及懸吊設(shè)施的天輪布置要求； 三、應(yīng)滿足礦井各施工階段不同提升方式的要求； 四、井架四周圍板及頂棚不得使用易燃性材料。,1

5、5,立井井筒施工示意圖 1一天輪平臺；2一鑿井井架；3一卸矸平臺；4一封口盤；5一固定盤；6一材料吊桶；7一吊盤；8一矸石吊桶；9一吊泵；10一抓巖機；11一壓氣管；12一風(fēng)筒；13一安全梯；14一穩(wěn)繩,16,7.2 鑿井工作盤,一、封口盤和固定盤,（一）封口盤的用途和構(gòu)造要求,1、位置和作用,鋼木結(jié)構(gòu)、蓋井口為正方形；由梁格、盤面鋪板、井蓋門、管子道通過口蓋門、繩孔等組成；主梁3645#工字鋼，方木200200為次梁，75mm厚木板為鋪板，上鋪2025mm厚木板或防滑網(wǎng)絞鋼板。副梁可用2025#工字鋼或槽鋼。,2、結(jié)構(gòu),（二）封口盤的荷載計算,1、荷載類型：,封口盤自重、施工荷載、裝卸設(shè)備或

6、物料時的荷載。,2、計算方法：,自重和施工荷載按3000N/m2計算。,作用：升降人員、材料、設(shè)備及拆裝管路的工作平臺，保護井下安全的結(jié)構(gòu)物。,安全規(guī)程第二十五條 鑿井期間，井口工作范圍必須用柵欄圍住，人員進出地點必須安裝柵欄門；井口必須設(shè)置封口盤和井蓋門，井蓋門的兩端必須安裝柵欄，封口盤和井蓋門必須堅固嚴(yán)密，并采用不燃性材料。,17,封口盤的構(gòu)造,18,（三）固定盤,1、位置和作用,鋼木結(jié)構(gòu)，主梁為2025#工字鋼，次梁為1820#工字鋼，方木為200150，木板厚70mm，角鋼758，螺栓M20M16，設(shè)計與要求同井口的封口盤，不同之處是通過孔口不設(shè)蓋門而設(shè)喇叭口。,2、結(jié)構(gòu),7.2 鑿井

7、工作盤,固定盤是為了進一步保護井下人員安全而設(shè)置的，它位于封口盤下48m處。固定盤上通常安設(shè)有測量井筒中心線的裝置,有時也作為接長風(fēng)筒、壓氣管和排水管的工作臺。,19,吊盤是進行井筒永久支護的工作盤，它用鋼絲繩懸掛在地面的鑿井絞車上。在掘砌單行作業(yè)和混合作業(yè)中，又可用于拉緊穩(wěn)繩、保護工作面作業(yè)人員安全和安設(shè)抓巖機等掘進施工設(shè)備。吊盤一般采用雙層結(jié)構(gòu)。 在采用長段掘砌平行作業(yè)時，井筒內(nèi)除設(shè)有砌壁吊盤外還應(yīng)設(shè)掘進盤，即穩(wěn)繩盤，穩(wěn)繩盤用來拉緊穩(wěn)繩、安設(shè)抓巖機等設(shè)備和保護掘進工作面作業(yè)人員的安全。,7.2 鑿井工作盤,二、吊盤和穩(wěn)繩盤,20,（一）吊盤及穩(wěn)繩盤的用途和構(gòu)造,1、吊盤,（1）位置和作用,

8、2、穩(wěn)繩盤,雙層或多層，吊盤為雙繩雙岔繩懸吊,（2）結(jié)構(gòu)及懸吊方式,（1）位置和作用,（2）結(jié)構(gòu)及懸吊方式,單層盤、與穩(wěn)繩成多繩懸吊方式,7.2 鑿井工作盤,3、吊盤結(jié)構(gòu),吊盤由梁格、盤面鋪板、喇叭口、管線孔口、扇形活頁、立柱、固定和懸吊裝置組成。,梁格由主梁、次梁和圈梁組成。兩根主梁與提升中心線平行，為工字鋼；次梁為工字鋼或槽鋼；圈梁由68節(jié)（14#的槽鋼冷彎制成）組成。,立柱為48根100無縫鋼管組成，亦可用18#槽鋼，上下層間距為46m，雙繩雙岔繩懸吊。上下喇叭口距盤面為0.5m，操作盤上的喇叭應(yīng)高出盤面1.01.2m。吊盤四周折頁寬200500mm，吊盤起落活頁折起,21,22,1、吊

9、盤結(jié)構(gòu)自重及施工荷載可近似地作為均布載荷處理。,（二）吊盤荷載分析,2、下層最不利荷載情況是裝卸模板時，按一圈模板一圈井圈和少量鋼筋計算；模板和圍圈按600kg計，少量鋼筋按750kg計。,7.2 鑿井工作盤,3、吊桶下料時按局部動荷處理，混凝土重2500kg/m3，動荷系數(shù)取1.2。,4、平行作業(yè)時，壁圈荷載的一部分傳給立模板，動力系數(shù)取1.2,5、抓巖機氣絞按集中荷載處理，動力系數(shù)為1.2,6、吊巖荷載應(yīng)由下而上按傳遞次序分別計算,（三）吊盤結(jié)構(gòu)設(shè)計,1、吊盤梁系結(jié)構(gòu),（1）次梁簡化為以主梁和圈梁為支點的簡支梁計算,（2）主梁為支承于立柱的外伸簡支梁,（3）圈梁簡化為懸臂曲梁,2、立柱：按

10、軸心受控構(gòu)件進行計算選型,地面安裝時驗算穩(wěn)定性、螺栓連接強度、焊縫強度、安全系數(shù)。,23,7.2 鑿井工作盤,3、懸吊裝置,（1）荷載計算；即褲叉繩拉力,（2）銷軸計算選型后按受彎構(gòu)件驗算強度m10,（3）吊卡計算， m6,三、鑿井工作盤的設(shè)計要求,（一）確定結(jié)構(gòu)布置方案，主要是梁格布置，要合理,（二）估算結(jié)構(gòu)，計算荷載數(shù)值，確定計算方法，對構(gòu)體進行受力分析，按構(gòu)件類型根據(jù)強度選擇構(gòu)件截面并根據(jù)截面驗算其剛度和穩(wěn)定性。,（三）構(gòu)造要求堅固耐用,（四）計算荷載時應(yīng)具體分析各種荷載及荷載組合，考慮此荷載為動荷。,（五）結(jié)構(gòu)設(shè)計程序應(yīng)根據(jù)傳力過程進行。,（六）綜合考慮安全、簡單、經(jīng)濟、方便的材料、規(guī)

11、格不宜過多過雜。,（七）許用應(yīng)力和安全系值取值，必須符合鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和煤礦安全規(guī)程的規(guī)定。,24,鑿井設(shè)備布置內(nèi)容,吊桶、抓巖機和水泵等位置的布置； 各種管路和電纜的布置； 各類盤上的主、次梁，各種管路和懸吊設(shè)備的孔口，抓巖機絞車，吊桶喇叭口等盤面布置； 天輪平臺上天輪托梁和天輪的布置； 地面提升機和各種穩(wěn)車的布置等。,7.3 鑿井設(shè)備布置,25,一、立井鑿井設(shè)備布置的特點,（一）設(shè)備多,（二）設(shè)備間應(yīng)有足夠的安全間隙,（三）所布置設(shè)備要為、期工程服務(wù),（四）設(shè)備布置的好壞，影響到安全、進度和效益,二、鑿井設(shè)備布置的基本原則,（一）考慮到平巷施工和安裝工作的不同要求，盡量減少過渡期的工作；,

12、（二）井口設(shè)備布置和井內(nèi)設(shè)備布置要協(xié)調(diào)一致，互不干擾；,（三）設(shè)備間的安全間隙要保證；,（四）盤臺結(jié)構(gòu)要合理；,7.3 鑿井設(shè)備布置,（五）地面內(nèi)提絞設(shè)備要以井架四面出繩，受力合理，要均衡，臨時建筑不占永久建筑的位置；,（六）要保證測量工作不受影響。,26,三、鑿井設(shè)備布置步驟,（一）根據(jù)礦總平面圖和井下巷道出方向確定鑿井提升機的方位角，初步定出提升容器在井內(nèi)位置；,（二）布置井內(nèi)鑿井設(shè)備、確定懸吊方式；,（三）確定封口盤、固定盤、吊盤上設(shè)備孔口的位置和大小、布置盤梁和盤面設(shè)施；,（四）確定井架和井筒的相對位置、選擇天輪和天輪梁，畫天輪平臺布置圖,7.3 鑿井設(shè)備布置,（五）布置提升機和鑿井絞

13、車；,（六）對布置的設(shè)備進行校對和調(diào)整，繪制各層平、立面布置圖，編寫計算。,四、井內(nèi)鑿井設(shè)備的布置,（一）吊桶布置,1、一套單鉤或一套雙鉤提升時，矸石吊桶要偏離井筒中心位置，靠近提升機一側(cè)布置，以利于天輪平臺和其他鑿井設(shè)備的布置，若雙卷筒提升機作單鉤提升吊桶多半布置在固定卷筒一側(cè)。,27,2、相鄰提升吊桶的間距不小于450mm，提升容器的導(dǎo)向裝置的最突出部分之間的間隙不得小于0.2+H/3000（井深小于300m時，不得小于300mm）。,3、對罐籠井，吊桶一般應(yīng)布置在提升間內(nèi)，并使提升中心線和出車方向一致，對箕斗井，則至少有一個吊桶布置在提升間內(nèi)； 4、吊桶應(yīng)避開永久罐道梁的位置； 5、穩(wěn)繩

14、和提升鋼絲繩應(yīng)布置在一個垂直平面內(nèi)，且與地面卸矸方向垂直； 6、吊桶盡量靠近地面卸矸方向一側(cè)布置，且吊桶外緣與井壁間距不小于450mm； 7、為便于測量，吊桶位置一般離開井筒中心； 8、吊桶最突出部分與喇叭口孔口的安全間隙不小于200mm，滑架與其他盤臺孔口的安全間隙不小于100mm； 9、吊桶盡可能和臨時罐籠的位置一致。,先滿足掘砌要求，然后兼顧改裝工作，最后考慮永久裝備的需要。,7.3 鑿井設(shè)備布置,28,施工時的吊桶位置，既能滿足掘砌要求，在轉(zhuǎn)入平巷施工時，也不必改動天輪托梁，只需挪動一下天輪托梁就行了，同時，其中一個吊桶還可用于安裝。,29,（二）抓巖機位置,我國現(xiàn)用的抓巖機有HK型，

15、HZ型，HH型與NZQ20.11幾種。其中環(huán)形軌道式抓巖機必須布置在井筒中心位置外，其余類型，據(jù)其特點，在布置上各有不同的要求。,1. NZQ20.11抓巖機,7.3 鑿井設(shè)備布置,30,2. 靠壁式抓巖機,31,3. 中心回轉(zhuǎn)式抓巖機,抓巖機要與吊桶位置協(xié)調(diào)，保證工作面不出現(xiàn)抓巖死角，抓巖機應(yīng)偏離井筒中心650-700mm，以便井筒測中。,32,4. 環(huán)行軌道抓巖機,環(huán)鉆與吊桶間要留有500mm以上距離，環(huán)鉆與井壁之間應(yīng)留有150mm以上的間隙，鉆架懸吊點避開圈梁位置；環(huán)鉆與吊泵間距應(yīng)大于或等于100mm，傘鉆在井口應(yīng)留有6-8m寬20m的吊運空間。,33,1、吊泵應(yīng)靠近井壁布置，最突出部分

16、與井壁間隙大于300mm，兩臺吊泵之間距=500mm,吊泵與吊盤孔口間隙=50mm,接力排水時,吊泵要靠近腰泵房一側(cè)布置；,7.3 鑿井設(shè)備布置,（三）吊泵與管纜的布置,2、管線均不得妨礙提升、運輸、卸矸；管路位置考慮二期工程,3、風(fēng)箱、壓鳳管和混凝土輸送管適當(dāng)靠近吊桶位置，以便檢修，但管路最突出部分距吊桶邊緣的距離應(yīng)大于等于500mm,4、安全梯應(yīng)靠近井壁懸吊，且距井壁小于500mm，但要避開吊盤圈梁和環(huán)行鉆架，環(huán)軌抓巖機的環(huán)軌,5、照明和動力電纜、信號電纜、通訊電纜、放炮電纜的間距應(yīng)大于等于300mm,6、管路井內(nèi)吊掛時，靠吊桶一側(cè)集中布置，以便于加工吊盤。,34,（四）井內(nèi)各盤的布置,1

17、、吊盤主梁為完整梁，與提升中心線平行，兩梁對稱布置，梁的具體位置應(yīng)按吊桶、吊泵、風(fēng)筒、抓巖即等統(tǒng)一考慮。,2、吊盤懸吊點通過井筒中心連線、避開罐道和罐梁的位置，吊盤、穩(wěn)繩盤各懸吊鋼絲繩通過固定盤、封口盤時距其梁格留有一定的安全間隙，避免鋼絲繩穿梁或割梁；,3、吊盤上設(shè)井筒觀測孔200200mm；,4、吊盤上的施工設(shè)施要均布；,5、中心回轉(zhuǎn)抓巖機的回轉(zhuǎn)機構(gòu)底座要安裝在吊盤的兩根鋼梁上，兩鋼梁內(nèi)側(cè)邊距為12301250mm；,6、吊盤距井壁間距100mm。,7.3 鑿井設(shè)備布置,35,7.3 鑿井設(shè)備布置,36,37,38,1主提升吊桶（4m3）；2、12、16、25穩(wěn)繩（兼吊盤繩）；3、13、1

18、7模板懸吊繩； 4壓風(fēng)管（159mm 4.5mm井壁固定）；5風(fēng)筒（KSF800加強型，井壁固定）；6供水管（57mm 3.5mm井壁固定）；7動力電纜；8、19吊盤繩；9照明電纜；10抓巖機（HZ-6）；11抓巖機懸吊及傘鉆奪鉤繩；14副提升吊桶（2m3）；15放炮電纜；18副提升信號電纜；20主提升信號電纜；21、23吊泵動力電纜；22吊泵控制電纜；24吊泵（80DGL7510）,摩洛哥杰拉達(dá)煤礦區(qū)號井井筒平面布置圖,39,1主提升吊桶（3m3）；2副提升吊桶（2m3）；3噴射混凝土輸送管（108mm 4mm）； 4吊泵（80DGL7510） 5安全梯； 6壓風(fēng)管（159mm 4.5mm井

19、壁固定） ； 7風(fēng)筒（800mm ）；8放炮電纜； 9抓巖機（長繩懸吊式0.4m3）； 10吊盤懸吊點； 11照明電纜； 12信號電纜； 13刃腳模板懸吊點,陳四樓副井井筒平面布置圖,40,井內(nèi)設(shè)備吊掛,1吊盤的吊掛,穩(wěn)繩兼吊盤繩懸吊法 雙繩雙叉繩雙絞車懸吊法 雙繩滑輪組雙絞車懸吊法 返繩滑輪組單絞車懸吊法 多繩多絞車懸吊法,41,井內(nèi)設(shè)備吊掛,2、吊泵的懸吊,雙繩懸吊,直接掛在橫擔(dān)上,設(shè)置伸縮,42,井內(nèi)設(shè)備吊掛,3、管路及電纜的懸吊方式,管路、風(fēng)筒、電纜的懸吊方式可分為鋼絲繩懸吊和井壁固定吊掛兩種類型。而鋼絲繩懸吊又可分為鑿井絞車懸吊、鋼絲繩固定懸吊和鋼絲繩分段接力懸吊三種方式。,43,井

20、內(nèi)設(shè)備吊掛,3、管路及電纜的懸吊方式,44,井內(nèi)設(shè)備吊掛,4、井壁吊掛,管路鋼梁吊掛,鋼梁掛鉤吊掛,懸臂梁固定,45,井內(nèi)設(shè)備吊掛,4、井壁吊掛,46,五、卸矸臺布置,7.3 鑿井設(shè)備布置,47,坐鉤式自動回翻矸裝置 1一翻矸溜槽 2一支架 3一橫軸 4一坐釣 5一吊底桶,作用：翻卸吊桶的矸石 高度： 滿足卸矸要求； 滿足傘鉆出入井的要求,48,六、天輪平臺布置,（一）天輪平臺中間主梁垂直于鑿井提升中心線；,（二）天輪平臺中間主梁軸線離開與之平行的井筒中心線一段距離并向上提升吊桶的反向一側(cè)移動450mm；,（三）天輪平臺的另一中心線可與井筒的另一中心線重合；,（四）天輪平臺上天輪的位置，由井內(nèi)

21、設(shè)備的具體落繩點定下來；,（五）懸吊天輪的出繩方向盡量平行于井架中心線，萬不得時方可斜交；,（六）兩臺絞車懸吊一臺設(shè)備時，兩個天輪布置在同一側(cè)，出繩方向一致，以便同步；,（七）穩(wěn)繩天輪出繩方向與提升鋼絲繩一致；,（八） 天輪梁和支承梁盡量用通梁；,（九） 懸吊鋼絲繩與天輪平臺構(gòu)件的間隙50mm，天輪與天輪平臺構(gòu)件間的間應(yīng)40mm ；,（十） 天輪布置應(yīng)使井架受力均衡，荷載不能超過井架實際承載能力。,7.3 鑿井設(shè)備布置,49,7.3 鑿井設(shè)備布置,50,七、地面提絞設(shè)備的布置,（一）臨時提升機布置,1、臨時提升機的位置應(yīng)適應(yīng)鑿井、開巷兩個施工階段的需要，且不影響地面生產(chǎn)系統(tǒng)的施工；,2、提升機

22、的位置應(yīng)滿足出繩仰角、偏角、弦長的要求。,7.3 鑿井設(shè)備布置,51,提絞設(shè)備布置技術(shù)參數(shù)規(guī)定值,52,（二）鑿井絞車的布置,1、滿足出繩仰角、偏角和弦長的要求，四面出繩，使井架受力均衡。,2、同側(cè)絞車集中布置，成為絞車群，以便修建統(tǒng)一絞車房，集中管理。,3、幾個井筒在同一工廣施工時，鑿井絞車的位置要集中統(tǒng)一考慮、協(xié)調(diào)布置。,7.3 鑿井設(shè)備布置,（三）提絞設(shè)備的布置方法,1、根據(jù)最大允許偏角和仰角算出提絞設(shè)備距井筒最近距離，以最大弦長和最小出繩仰角算出提升設(shè)備距井筒中心的最遠(yuǎn)距離，以最大、最小距離畫出提絞設(shè)備的布置范圍，根據(jù)地面工廣布置，確定各絞車位置。,2、驗算鋼絲繩是否與天輪平臺邊梁相碰。,53,提絞設(shè)備安全距離,54,初步確定鑿井絞車位置后，可用作圖方法檢驗鋼絲繩是否與天輪平臺邊緣相碰