园子沟风井改绞施工设计.docx

1、园子沟风井改绞施工设计麟北煤业有限责任公司园子沟煤矿风井临时改绞施工组织设计中煤矿山建设集团三十六工程处二0一四年三月十四日第一章 工程概况及特点1.1简述麟北煤业有限责任公司园子沟煤矿，立井开拓，目前，主、风井已经落底。风井与主井已经贯通，并已经形成井下环形车场及泵房变电所，根据园子沟矿建井综合规划，为保障井下二期井巷工程安全高效地施工，在风井井筒到底后，对风井进行临时改绞装备。将提升方式由吊桶提升改变为临时罐笼、箕斗提升以满足井下二期巷道工程施工需要。 1.2 工程特点园子沟矿井二期工程量较大，回风立井临时改绞还需考虑副井筒永久装备期间矿井二工程的施工，保证人员及物料的上下和较大的提升能力

2、。为满足二工程施工需要，与其配套的其他系统，如提升、供电、压风、通风、排水、信号等项目均应在临时改绞时予以同步形成，同时井下要施工部分临时措施巷道。第二章 施工准备及场地布置2.1 施工准备期安排 施工准备工作主要包括技术准备、工程准备、器材设备准备、劳动力准备和对外协作工作，具体内容为：1、组织改绞装备人员与设备进场、形成生活服务系统及二期临时措施工程。2、编制临时改绞施工安全技术措施。3、二期措施工程施工，落实改绞所需装备、设备、线缆、风筒及非标加工件。 4、落实施工设备和物资供应，按劳动力需用计划，组织施工人员进场。组织所有拟参与改绞施工人员贯彻施工组织设计精神，熟悉图纸，技术人员进行安

3、全、技术交底。5、平整好井口四周场地，以利进料。6、严格按照设计图纸、设备清单，检查材料、外购件及设备的到货情况，并分类排放整齐。7、按照图纸清单，清点到场加工件的数量、规格及型号，按要求把各类加工件运至井口附近，根据改绞装备关系做好分中、号眼等工作，并按图纸校核尺寸，试组装，做标志。8、获得井筒内部情况资料，了解井筒内设施布置情况，完成井筒实测定位及井筒竖直度检测工作，检测测量放线点。9、按照施工要求准备好施工机具、吊索、吊具及辅助材料、布置消防器材。10、检修悬吊稳车、井口起吊小绞车，更换小绞车提升钢丝绳及滑车、固定绳。 11、由测量给出天轮平台、二台、封口盘、井下出车平台的十字中心线以及

4、标高点。12、所有施工设备机具在使用前做一次全面检查，严禁带病工作。13、落实施工措施，准备固定保险带生根点。14、清理吊盘及马头门两侧杂物。2.2 场地布置2.2.1 布置原则1、在工广内布置的临时建筑尽量避开拟建的永久建筑位置或在使用时间上与拟建永久建筑的施工时间错开。2、临时建筑的布置要符合施工工艺流程的要求，做到合理布置。临时工业建筑、为井口服务的设施布置在井口周围。动力设施靠近负荷中心，木材、钢筋、机修加工厂房，靠近器材仓库和堆放场地。建筑施工器材要便于运输。3、符合环境保护、劳动保护、防火要求。第三章 临时改绞装备方案3.1装备方案简述3.1.1提升系统装备方案回风立井临时改绞采用

5、混合提升，即采用2JK-3.5/20型绞车配一对1.5t双层单车凿井罐笼和选用2JK-3.5/20主提升绞车结合一对JLS-6型立井单绳钢丝绳罐道非标箕斗进行煤矸提升。以满足二期工程施工需要,箕斗采用曲轨自动卸载侧底扇形门上开式箕斗，为同侧装卸载;每个罐笼装备B-152型抓捕器一套；下井口进出车平台安设FZ-900型手动阻尼摇台；采用16根187+FC-36-1770钢丝绳作为罐道绳，SGY-20型液压拉紧装置固定；4根187-32-1770(左右各两根)钢丝绳作为制动绳。井上、下口安设刚性罐道，作为箕斗在上下井口的稳罐导向；井下口一侧马头门安设倾斜钢结构临时煤仓、设置自动计量装载设备布置；井

6、上口安设曲轨自动卸载装置及地面钢结构临时煤仓卸载、胶带输送机转载输送至煤矸架头。3.1.2通风系统装备方案1、改绞期间利用井筒内一两路800mm胶质风筒，供改绞用。2、风井与主井已经贯通，在主井口附近安设两台FBCZ-No17/290临时主扇一台使用一台备用并配置双电源电控设备，利用主井作为抽风风道。井下在风井巷道内新鲜风流处安设FBD-No7.1/230防爆压入时对旋轴流风机向工作面进行压入式供风，每个工作面必须具备双风机、一台使用一台备用，双电源自动切换开关，构成自主井筒进新鲜风，风井抽排乏风的混合通风系统。3.1.3排水（通讯、信号）系统装备方案二期主排水管采用1596mm无缝钢管二路，

7、同时在排水管上分别跟附MHY32-1921/0.8通讯电缆一路和MHY32-171/1.5信号电缆一路。二期工程主排水设备选用两台MD100-100型水泵排水（一台备用）。3.1.4压风系统装备方案利用风井井筒内安设的一路壁挂管路1596无缝钢管作为压风管。3.1.5供水系统装备方案利用风井井筒内安设的原排水管路1085无缝钢管作为供水管。3.1.6电力系统装备方案井筒内敷设两路MYJV42-10KV，395mm2高压电缆，井下设置临时变配电所。3.1.7翻矸系统装备方案3.1.7.1罐笼采用翻矸系统采用1.5t矿车前倾式无动力平式翻车机，自卸汽车排矸。3.1.7.2箕斗采用地面皮带运输，自卸

8、汽车排矸。3.2改绞应具备的条件1、井筒及水窝按图纸施工达到竣工要求。另外，根据煤矿安全规程关于立井提升装置的过放距离要求，由插值法计算改绞后罐笼过放距离为5.98m，以及井下箕斗装载系统，罐道绳及制动绳拉紧装置梁的安装以及清淤排水等诸因素，井底水窝深度须延挖不小于26m。2、回风立井改绞前，主风井必须贯通，改绞期间必须利用主井一期设备施工二期巷道。3.3编制原则1、根据矿方、项目部现场有关二期工程施工的相关要求。2、确保安全和施工质量的前提下，科学合理地施工。3、积极采用先进技术和经验，合理安排工期，组织平行作业，交叉作业，加快改绞进度。4、充分利用现有的设备和材料，减小改绞投资。3.4编制

9、依据1、园子沟矿风井井筒施工组织设计2、园子沟风井工广施工设备平面布置图及井筒施工图。3、煤矿安全规程（2010版）。4、建井工程手册、凿井工程图册及煤炭行业标准规定。5、煤矿安装工程质量检验评定标准。6、矿山井巷工程施工及验收规范。7、特种设备安全监察条例8、钢结构工程施工质量验收规范GB50205-20019、机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50231-9810、建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-200211、钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程JGJ82-91第四章 主要装备系统选型及校核4.1提升系统及附件利用凿井施工期间使用的G井架，主钩采用6.6m3箕斗，载重

10、量为6t，井下采用半自动装载，井上采用自动卸载。副钩采用罐笼提升悬吊1.5t双层二车非标金属罐笼配套采用BF-152型抓捕器，绞车选用2JK-3.5/20A型双滚筒绞车。双层罐笼同时可提矸、下料或上下人, 或上层提升人员、下层出矸。可满足二期井下施工提升需要。4.1.1提升绞车 提升机技术特征 提升机型号滚筒最大静张力(kg)最大静张力差(Kg)减速比绳速(m/s)选用电动机个数直径（m）宽度（m）型号功率(KW)转速(r/min)2JK-3.5/2023.51.71700011500205.41YR560-108005932JK-3.5/2023.51.71700011500205.41YR

11、560-1010005934.1.2矿车矿车采用MG1.7-9B型号1.5t箱式矿车,容积1.7m3。名义载重1.5t,最大载重量2.7t。自重974Kg,轨距900mm。4.1.3罐笼罐笼盘体尺寸为2800（长）1268（宽），罐笼上下层高度（两盘体之间尺寸）均为2400mm罐道绳直径36mm，间距2000（长）1394（宽），稳罐钢罐道型号为38Kg/m钢轨，稳罐道间距1360（长）1336（宽）。罐笼重量不超过4800Kg。4.1.4箕斗箕斗采用JLS-6型, 名义载重6.0t，容积6.6m3，自重4200Kg；钢丝绳罐道，箕斗全高9450mm，长2000mm，宽1100mm。4.1.5

12、提升天轮D60d=60*38=2280mm，型号为TSG-2500/40。4.2罐笼钢丝绳的选择1、井口临时标高至井底车场轨面全深596m，至主天轮顶部高28.75m钢丝绳的最大悬垂高度H0=596+28.75=624.75m2、矿车载重量Q1=KVgrg=0.91.71600=2448kgK-装满系数0.8-0.9,取0.9；Vg-矿车容积取1.7m3；rg-岩石松散容重1600Kg/m3。3、钢丝绳终端载荷按单层提矸，罐笼及附件、矿车总重量和计算Q终= Q矸+Q车+Q笼+Q坠=2448+974+4800+507=8729kg式中：Q矸-矿车载重量2448kg； Q笼-罐笼自重4800kg；

13、 Q车-矿车重量974kg； Q坠-防坠器重量507kg。4、钢丝绳终端载荷按上层提人，下层提矸，罐笼及附件、矿车总重量和计算Q终= Q人+Q矸+Q车+Q笼+Q坠=7520+2448+974+4800+507=10229kg式中：Q人-载人重量75kg20人；Q矸-矿车载重量2448kg； Q笼-罐笼自重3250kg； Q车-矿车重量974kg； Q坠-防坠器重量507kg。5、钢丝绳单位长度重量PS= Q终/（110b/ma-HO）=102291101870（9.819）624.75=5.9kg/m提人安全系数取9由钢丝绳GB/T8918-1996标准中表21选出试选187+FC-36-18

14、70钢丝绳PS=5.05kg/m，其破断拉力Qd=7.511.283105=963533N试选187+FC-36-1870钢丝绳6、安全系数m的校验1）钢丝绳终端载荷按单层提矸，罐笼及附件、矿车总重量和计算M混= Qd/9.81（Q矸+Q车+Q笼+Q坠+HOPS）=963533/9.81(2448+974+4800+507+624.755.05)=8.267.5 满足要求。3）双层提升人员时：每层罐定员17人。 172=34人m人=Qd/（Q人+Q笼 +Q坠+HOPS）=963533/9.81（2550+4800+507+624.755.05）=9.259 满足要求。 4.3箕斗提升系统(6T

15、箕斗)提升钢丝绳选型计算4.3.1 计算条件：箕斗载重量Q1=KVgrg=0.756.61600=7920kgK-装满系数0.70.9,取0.75；Vg-箕斗容积取6.6m3；rg-煤矸松散容重1600Kg/m3。3、钢丝绳终端载荷按箕斗、煤矸总重量和计算Q终=Q煤矸+Q箕斗+Q坠=7920+4200=12120kg式中Q煤矸-箕斗载重量7920kg； Q箕斗-箕斗自重4200kg；钢丝绳单位长度重量PS= Q终/110b/ma-HO=121201101870/（9.816.5）-624.75=4.65kg/m由钢丝绳GB/T 8918-2006标准中表14选出.试选187+FC-38-187

16、0钢丝绳PS=5.63kg/m，其破断拉力Qd=8371.283103=1073871N4、安全系数m的校验m物=Qd/g（Q终+HOPS）=1073871/9.81（12120+5.63624.75） =6.996.5 满足要求。注明由以上验算结果得知：箕斗装载最大重量不得7920 kg。 4.4罐笼提升机强度的验算4.4.1最大静张力验算 FJI= (Q矸+Q车+Q笼+Q坠+HOPS)g =(2448+974+4800+507+624.755.63)9.81=120136.6N170000N 满足要求。4.4.2最大静张力差验算 FC=(Q矸+Q车+HOPS)g =(2448+974624

17、.755.63)9.81=68071.6N115000N 满足要求4.4.3提升绞车拖动电机验算 P=(KQVm )/(102c)C =（1.234225.41）/（1020.85）1.3 =333KW1000KW 满足要求式中K-矿车提升阻力系数取1.2 Q-提升载荷Q= Q矸+Q车=2448974=3422kg Vm-提升机最大提升速度； Vm =5.41m/s c-减速机效率取0.85； C-动负荷系数1.3；由以上验算结果知：可以进行1.5t双层二车罐笼单层提矸、双层提人（每层罐定员17人）的提升方式。4.5箕斗提升机强度的验算4.5.1最大静张力验算 Fj=(Q终+HOPS)9.81

18、 =(12120+5.63624.75)9.81=153402.3N170000N 满足要求。4.5.2最大静张力差验算 FC=( Q煤矸+HOPS)9.81 =(79205.63624.75)9.81=112200.3N115000N 满足要求4.5.3提升绞车拖动电机验算 P=(KQVm )/(102c)C =（1.1879205.4）/（1020.85）1.3 =756KW1000KW 满足要求式中K-矿车提升阻力系数取1.18 Q-提升载荷Q=Q煤矸=7425kg Vm-提升机最大提升速度； Vm =5.4m/s c-减速机效率取0.85； C-动负荷系数1.3；由以上验算结果知：所选

19、提升系统满足JLS-6箕斗提升煤矸运行要求。4.6提升能力计算1、提升能力计算1.1、计算公式 式中 Vj箕斗容积，VZ=6.6 m3 Km箕斗的装满系数，取Km=0.85 CT提升不均匀系数，取 CT=1.15 TS一次提升循环时间，s1.2、 TS计算采用5阶段速度图。TS计算如下： 式中 t1加速时间，s t2等速段运行时间，s t3减速段运行时间，s t4爬行段运行时间，s t5停车时间，s 休止时间，取=40s已知参数： (1).提升高度： H=620 m (2).最大速度：并取：.爬行距离 h2=2m .爬行速度 V4=0.5 m/s.加速度 a1=0.65 m/s2 .减速度 a

20、3=-0.65 m/s2各阶段运行时间及运行距离计算如下： 1).加速阶段 2).减速阶段 3).爬行阶段 4).停车阶段 设停车距离： 停车时间： 5).等速阶段 6).一次提升循环时间为： 1.3提升能力计算 1.4 月提升量1.4.1 日提升量 如果每天按18个小时计算，则每天的提升量为： 2.3.2 月提升量 每月按26天提升，则 如果巷道的平均断面按20m2，则月进尺为： 式中 经上述验算知：所选提升系统满足井下二期井巷月均进尺1299m施工要求4.7罐道钢丝绳选择选型号187-36-1670（左右交各8根）16根钢丝绳做为罐道钢丝绳。罐道绳上端固定在天轮平台罐道绳钢梁上，采用SGY

21、-20液压紧绳器进行钢丝绳张紧，其下端固定在井下拉紧装置梁上，每根罐道绳的张紧力不小于65500N，罐道钢丝绳的安全系数不小于6。4.7.1罐道稳绳的安全系数校验1、罐道稳绳高度H0=624.75+26=650.75m根据矿山井巷工程施工及验收规范规定，稳绳及罐道绳每百米的张紧力不得小于10KN；煤矿安全规程第三百八十八条规定：每个提升容器（或平衡锤）设有4根罐道绳时，每根罐道钢丝绳的最小刚性系数不得小于500N/m的规定。取Kmin=500N/m则最小张紧力：F=H0/100104 =650.75100104 =65075N取Fmin=65500N选择钢丝绳单位长度重量PS=Fmin/110

22、bma-HO=655001101770（9.816）650.759.81=2.46kg/m查表GB/T8918-1996标准选用187+FC-36-1670钢丝绳（左、右交各四根）共八根。钢丝绳破断拉力：Qd=7.111.283105=912213N钢丝绳每米绳重：PS=5.05/m 2、钢丝绳安全系数校核mQd/(FmaxHOPS)91221365500+6505.059.819.336式中：Fmax-同一容器上绳罐道下端张力F的最大值 FmaxFmin 1+(n-1)0.05 655001+(4-1) 0.05 75325N为了避免钢丝绳罐道在罐笼运行中发生共振，同一提升容器罐道绳张紧力差

23、不得小于5%-10%，所以Fmin取65.5KN, Fmax取75.325KN，并且同一提升容器中的罐道绳内侧两根取大值，外侧两根取小值。 3、校核罐道刚性系数 K4PS/ln(1+a)50 a-罐道钢丝绳自重与张紧力之比a （9.81PsH0）/Fmin（9.813.06602）65500 0.276 K43.06ln(1+0.276)50.2150 满足要求4.8制动钢丝绳根据罐笼提升钢丝绳最大终端载荷13176，选择B-152型防坠器。其技术特性为：最大计算制动力28600kg，最大终端载荷12300kg，制动钢丝绳直径36mm，故选取187+FC -36 -1770共四根钢丝绳。4.9

24、提升天轮梁的选择验算4.9.1提升天轮梁的选择选择I63a工字钢上下梁面加焊16钢板，两侧加焊16加强筋板，构成截面为I66.2焊接工字钢4.9.2天轮梁的载荷4.9.2.1按钢丝绳的断绳荷载进行计算SdKSg0.851126474957502.9N式中：K-钢丝绳的破断拉力换算系数取0.85；Sg-钢丝绳的破断拉力总和Sg=8371.283103=1073871NTd SCOS/21073871COS299/2465467,7NVd S(1Sin)9.81Q轮/21073871（1+Sin299）9.811814/2813488.9N式中：T-工作天轮的水平载荷；V-工作天轮的垂直载荷；-提

25、升钢丝绳的平均仰角299；Q轮-单个工作天轮重量1814kg;4.9.2.2按钢丝绳工作时的计算荷载TgSCOS299/270980.7NVg163758.3(1Sin299)9.811814/2131592.5N式中S取最大静张力，由于相对于提升箕斗比罐笼要重，故S163758.3N4.9.2.3钢梁强度验算1、按偏心受压验算A2bth0=2203.82（66.223.8）269.2cm2Ixbh3(b)h03/122066.23(201.3)（66.27.6）3/12169945.71cm4Wx2IX/h2169945.71/66.25134.31cm3 Mmax/CWXNmax/CA69

26、1.09104/（0.95134.31）418.116102/(0.9269.2)1668.16kg/cm22100kg/cm2 强度满足要求式中:A-梁的截面积 Ix-梁的截面惯性矩 b-梁面宽度200mm t-梁的板面厚度38mm -梁的筋面厚度13mm h0-梁的高度-钢材的允许应力2100kg/cm2 C-钢梁的截面削弱系数0.9 Wx-梁的截面低抗矩2、剪应力校核计算QmaxS/（I）4444092929.22/9.81（169945.712）390.41Kg/cm1250Kg/cm 满足要求。式中:S-受剪截面在中性轴一侧的毛截面对中性轴面积矩。Sbh2(b)h02/82066.2

27、2(201.3)(66.27.6)2/82929.22cm3-钢材抗剪切容许应力1250Kg/cm。3、 钢度校验按工作最大载荷计算的弯矩进行验算Mmax106.63KNM /L5MmaxL/（48EIx）5106.63104 3.5102/（482.1106169945.71） 1.08910-41/400 满足要求。式中:/l-容许相对挠度取1/400E-钢材的弹性模量，取2.1106kg/cm2由以上计算得知：所选I66.2焊接工字钢作为提升天轮梁可以满足使用满足要求。4.10排水系统根据我单位长期井巷施工经验，预计二期井巷施工期间井下最大涌水量预计达150m3/h，所以要求二期工程的临

28、时排水能力要达到150m3/h。在井筒内安设两路1594.5mm无缝钢管作为二期工程施工排水管路，满足排水要求。4.10.1临时泵房及水仓形成前在井底车场临时泵房、水仓未形成前，在马头门一侧设前期临时泵房和临时变电所，前期临时泵房内设二台DM100-1006卧泵（一台备用），利用井筒水窝作为水仓蓄水。最大排水能力达85.5m3/h。4.10.2临时泵房及水仓形成后待临时泵房及水仓掘砌完成，临时泵房内布置两台MD100-1006卧泵排水（一台备用）结合二路1594.5mm排水管及井下水沟构成风井区二期巷道工程主排水系统。在井底水窝内安设两台高流量潜水电泵（一台备用）, 利用潜水电泵向通向临时水仓的水沟内排水, 井筒及巷道涌水通过井下水沟网流向临时水仓，利用真空射流泵经MD100-1007排至地面。可满足二期工程施工排水需要。 MD100-1007卧泵技术参数 型号流量扬程电机转速轴功率电机功率效率质量MD100-100785m3/h700M2950r/min315kw450kw58%/1、水泵扬程（近似计算方式） H=h/s=（h1+h2）/s=600/0.9=666m700m 满足要求 式中 h-排水测定高度,m h1-吸水管高度,4m h 2-排水管高度,563m s-水管效率,取0.870.952、排水管直径选择 D=0.0188 =0.0188=0.133m井下正常涌水量按