某煤矿进风立井改绞施工组织设计.docx

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某煤矿进风立井改绞施工组织设计

某煤矿进风立井井筒临时改绞

施工组织设计

单位名称：

日期：

第一章工程概况

一、工程特征

某煤矿位于**城北西12km，隶属**乡、**镇管辖。

该区交通便利。

**铁路、**国道及**二级公路从井田东侧通过，**高速公路横穿井田东南部，**公路从井田中部通过，各大村镇之间均有简易公路通连，对外交通和内部运输条件均较便利。

该煤矿设计生产能力为1000万吨/年，矿井工业场地选择在井田中部（已部分完成场平），布置主副斜井；在主井场地以北1.4km处布置中央进、回风立井，斜立混合开拓，四条井筒均采用普通法施工。

我单位施工的工程为中央进风立井井筒掘砌（含井底连接处及井底水窝）和缓坡副斜井（下部1571m）井筒掘砌工程。

目前工业广场达到“四通一平”要求，满足井筒改绞施工需要。

中央进风立井井口绝对标高为+1216.000m，井深357m,，净径φ6.5m，采用普通法施工，支护形式为混凝土、钢筋混凝土砌碹。

改绞位置为井深342m，绝对标高为+874m。

待井筒施工完成后,进行临时改绞的施工（独眼井施工，改绞时考虑排水及通风）。

二、地质概况

略（见井筒施工组织设计）。

三、改绞主要内容

临时改绞利用凿井期间的

G型临时井架，主提2JK-3.5/20型矿井提升机，改绞时利用双钩提升。

井筒内布置两台1.5T双层二车（MGC1.7-6A型矿车，轨距600mm）铝合金罐笼。

每部罐笼设防坠器一套，配两根6×19S+FC-Φ28-170防坠制动绳，四根6×19S+FC-Φ24-170型罐道绳。

防坠制动绳的缓冲装置（防坠缓冲器、过卷缓冲装置等）安装在天轮平台上，下部固定装置安装在井底防坠制动绳固定梁上（用板卡固定），罐道绳上端采用三森锁绳器固定在临时井架天轮平台上安装的调绳装置上方，下端固定在井底罐道绳固定梁上（用板卡固定），罐道绳采用SGY-10型拉紧调绳装置调绳。

改绞设施分为井口部分、井底部分，分别设有封口盘、罐座，稳罐装置、栏杆、安全门等。

井上下均设稳罐装置和安全门，井上设封口盘、井口罐座，封口盘上设有稳罐装置、井口栏杆、活动栏杆等，井下设马头门临时封口盘和井底罐座，在马头门封口盘进出罐笼的两侧各设手动安全门一个。

井上设GHT型过卷缓冲装置，井下设NB型防礅罐装置。

在井筒内设置两趟强力胶质风筒。

井下马头门、井口、绞车房、信号房、泵房、变电所与调度室等重要场所装设多屏幕显示电视监控装置一套，并设置专用有线电话。

井底马头门附近位置设临时变电所，安装变压器、高低压防爆开关等电器设备以满足施工需要。

动力、通讯信号、监控电缆、瓦斯监测监控电缆采用钢丝绳悬吊方式下放，上端固定在天轮平台上。

运输采用600mm轨距，1.5t矿车，电机车牵引串车运输。

本次改绞的主要任务是负责**矿建二期工程施工时人员上下和矸石、材料、设备的运输。

附图：

临时改绞井上、井下提升系统示意图；

临时改绞平面布置图。

第二章方案确定的原则及依据

一、确定的原则

临时改绞在满足生产能力和施工安全的前提下，充分利用现有设备适当增加新设备，尽量不做或少做临时工程，以便高速、高效完成改绞。

改绞后形成临时供电、排水、压风、供风、供水、通风、通讯及井上下运输等系统。

改绞设计尽量使各系统设计合理、简单、实用。

二、编制依据

1、**工程施工图等有关资料；

2、《煤矿安全规程》2010年；

3、《煤矿安装工程质量检验评定标准》MT5010—95；

4、《**进风立井井筒施工组织设计》；

5、《建井工程手册》、《凿井工程图册》等国家及煤炭行业现行有关政策、法令、规定、标准。

三、改绞前准备工作

1、马头门及两侧巷道

改绞前在井底车场马头门附近位置合适开设临时硐室作为临时泵房和变电所。

改绞前应对井筒涌水进行处理，保证井筒总涌水量不超过6m3/h。

2、井底水窝

由于采用双层罐笼，《煤矿安全规程》要求井底必须保证一定的安全过放距离。

根据计算，改绞时马头门以下井筒部分需要15m，以满足改绞必须的过放距离和井底水窝深度需要。

第三章各系统的设计计算

一、提升系统

1、提升机技术数据及相关参数：

（1）绞车型号：

2JK-3.5/201000KW

（2）绳速:

：

6.6m/s

（3）减速比：

i=20

（4）最大静张力:

：

17000kg

（5）最大静张力差：

11500kg

（6）配用电机：

1000kw/6kv

（7）滚筒容绳量:

：

830m

（8）提升高度：

400m

（9）钢丝绳型号：

18×7+FC-φ40-170

（10）罐笼自重：

3500kg（带抓捕器）

（11）矿车自重：

718kg（MG1.7-6A）

2、最大静张力的校验

FJ=17000kg≥Q+QZ+q×H0=12940.00kg

式中：

Qz-------罐笼与矿车自重

Q--------矸石重量

q×H0----提升钢丝绳的单位重量与钢丝绳最大悬垂高度

钢丝绳最大悬垂长度按400米计算

3、最大静张力差的校验

FJC=11500kg≥Q+q·H=7829.28kg

4、钢丝绳安全系数的校验

提升钢丝绳的破断拉力Qd=108400.41Kg

提矸石的安全系数为：

n=Qd/FJ=8.37＞7.5

提人时的安全系数为：

n=Qd/F=10.3＞9

符合要求。

5、电动机功率校验

N=K×Q×Um×ρ/102/ηc=654.10kw

式中：

K-----井筒阻力系数（1.15----1.2）

Q:

矸石重量

Um：

提绞车最大提升速度

ρ:

动力系数,ρ=1.3

ηc:

传动效率

6、滚筒、天轮与钢丝绳直径比的验算

滚筒直径DG=3.5米天轮直径DT=2.5米

提升钢丝绳直径d=40毫米

（1）滚筒与钢丝绳直径比的验算

DG/d=87＞60

（2）天轮与钢丝绳直径比的验算

DT/d=62＞60

7、绞车的仰角β、内偏角α内、外偏角α外校验

1）提升钢丝绳的仰角：

提升钢丝绳的仰角:

31.64°>15°（JK系列）

2）绞车的内外偏角

活滚筒：

内偏角0.974°外偏角0.887°

主滚筒：

内偏角0.974°外偏角0.887°

当缠绕一层钢丝绳时，各偏角均<1°30″

当缠绕多层钢丝绳时，各偏角均<1°15″

8、提升速度校验计算

（1）根据《煤矿安全规程》之规定：

立井中用罐笼升降人员时最大速度不得超过12m/s。

（2）立井中升降物料时，提升容器最大速度不得超过下列公式求得的数值。

ν=6.6<0.6

=11.34m

9、过卷与过放距离校核

根据《煤矿安全规程》第397条之规定，计算得提升机过卷高度和过放距离不得小于7.5m

（1）过卷距离

自罐笼在卸位置时的全高距离其最近梁的下平面之间的有效距离应大于《煤矿安全规程》第397条之规定。

（2）过放距离

过放距离与过卷高度相同，罐笼在装卸载位置时罐笼底部距井底防撞梁之间的有效距离应大于<<煤矿安全规程>>第397条之规定。

10、提升能力校核

（1）速度图计算

绞车提升速度Um=6.6m/s

提升加速度及减速度a1=a3=0.6m/s2

加速时间及减速时间t1=t3=Um/a1=11s

加速及减速距离h1=h3=0.5Um×t1=36.3m

等速运行距离h2=Hs－h1－h3=284.4m

等速运行时间t2=h2/Um=43.09s

提升休止时间θ=（30~90）s取50s

一次提升循环时间:

T=t1+t2+t3+θ=115.09s≈116s

提升能力计算

AT=3600×Z×0.9VC÷（kt×T）=79.14m3/h

式中：

Z--------一次提升矿车数量、Z=2

VC------矿车容积、VC=1.7m3

0.9------矿车装满系数

kt--------提升不均匀系数（1.15---1.25）取kt=1.2

每班提升8小时,每班净提矸时间为6小时,每天分三班,每天提矸时间18小时,提矸1424.48立方米,每月26个工作日,每月出矸37036.6立方米。

按S=20m2断面,月进210m计算,可供8个掘进队同时施工。

11、钢丝绳罐道选择计算：

（1）钢丝绳罐道的张紧力与刚性系数的计算

按“矿山井巷工程施工及验收规范”罐道绳的张紧力fz不小于1000kg/100m及“煤矿安全规程”第384条中设置使用4根罐道绳时的最小钢度系数Kmin不小于50kg/m之规定分别校核。

1按fz计算钢丝绳罐道的最小张紧力Fmin

Fmin=H×fz=4000kg

式中：

fz----1000kg/100m

H----钢丝绳罐道最大悬垂长度

②按Kmin计算钢丝绳罐道的最小张紧力Fzmin

Fkmin=0.25Kmin（H0-H）×In（H0/H0-H）=4687.22kg

式中:

H0----钢丝绳的极限长度=σb/nγ=3333.33（m）

σb----钢丝绳的抗拉强度（1570---1770）Mpa取1770

n------罐道绳安全系数≥6

γ-------钢丝绳的容重（8900~9300）kg/m3取:

9000

按上述两式计算结果选取大值为罐道绳的张紧力fz。

（2）预选钢丝绳的规格为6×19S+FC-φ24-180

单位重量q=2.07kg/m

钢丝绳的破断拉力Qd=41622.86kg

（3）钢丝绳安全系数的校核

①钢丝绳自重Q=q×H=828.00kg

N=Qd/（Fz+Q）=41622.86/5515.22=7.54>6

同一容器的4条罐道钢丝绳的张紧力的张紧力差应不小于5%,且里紧外松。

12、防坠钢丝绳选择计算:

（1）防坠绳最大动载荷的计算

Zmax=1.2QF×（g+αz）/（2g）=12888.00kg

αz=9.81×（6/γ-1）=10.37m/s2

γ=QF/Qh=2.92

QF-------提升钢丝绳最大终端负荷,QF=QZ+Q=10444kg

QH-------提升钢丝绳最小终端负荷Qh=Q罐+qR=3580kg

qR--------一个人的重量（80kg）

αz-------制动减速度

γ--------提升钢丝绳最大终端负荷QF与最小终端负荷Qh的比值

（2）防坠绳安全系数的校核

预选钢丝绳的规格:

6×19S+FC-φ28-170

单位重量q=2.82kg/m

①钢丝绳自重Q=q×H=1128.00kg

②钢丝绳的破断拉力Qd=53515.10kg

N=Qd/（Fmax+Q）=53515.10/14016.00=3.81≥3

二、排水系统

改绞前在马头门附近开设深6m宽5m的临时硐室作为二期工程施工的临时泵房、水仓（排水方式为：

工作面及巷道涌水通过巷道排入井底水窝后，利用潜水泵将水排入临时小水仓，最后利用卧泵排出地面）。

泵房内安装三台MD50-80×10型卧泵，正常情况下一台运转，一台检修，一台备用，也可两台水泵同时运转。

电机功率220KW，单台排水能力50m3/h。

井筒内布置两趟Φ159mm无缝钢管作为排水管路,管路下端用两个10吨卸扣悬吊固定管路，并且两个卸扣上配两个鸡心环用来连接卸扣与钢丝绳。

管路悬吊钢丝绳上端锁在天轮平台钢梁上，中间每隔5m打一付管路卡子，每隔50m，用一组锚栓固定。

在井底设支撑弯头、支撑弯头必须固定牢靠。

其中排水管选择计算如下：

（1）钢丝绳的端荷重：

①排水管路

壁厚选择：

δ=0.5d`〔（（σπ+p）/（σπ-p））1/2-1〕

管路内径：

d`=（15.9-2δ）cm

无缝钢管允许应力：

σπ=800kg/cm2

管路底端压力：

p=0.11×h=0.11×357=39.27kgf/m2

得：

δ=0.417cm

管路型号：

Φ159×5.0

管路重量：

扬程×每米重=357×18.989=6779.073kg

管路内水重：

截面积×扬程×水容重=6221.72kg,

总重=管重+水重=13000.793kg

2卡具重：

卡子个数：

60.00个单重:

7.06kg

总重=423.6kg

3速接头：

套袖（180）个数：

45.00个单重:

6.48kg总重：

291.32kg

端吊重=管路总重+卡具重+快速接头重=13715.713kg

两绳悬吊则单绳受力Q0=13715.713/2=6857.8565kg

（2）钢丝绳悬吊重：

①钢丝绳选择：

Ps=Q0/（110αB/ma-H0）=1.391kg/m

试选钢丝绳：

6×19S+FC-Φ30-170

绳单位长度重量：

Ps=3.24kg/m

钢丝绳破断力总和：

Qd=52500kg

钢丝绳自重：

H0×每米重Q绳=1156.68kg

②单根钢丝绳悬吊总重

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

6857.8565+1156.68=8014.5365kg

③安全系数校核

m=Qd/（Q+PsB×H0）

m=6.55＞6.00

三、压风系统

采用凿井期间的压风机及φ159mm供风管路。

改绞时按临时改绞平面布置图将管路平移到设计位置，将悬吊钢丝绳上端锁在天轮平台钢梁上，锁绳方式采用在天轮平台副梁上加副绳，主副绳间利用猫爪卡固定，锁绳后沿井壁每隔50m用一组锚杆固定（安装、固定方法同排水管）。

四、供水系统

1、地面供水系统

仍采用凿井期间的地面供水系统。

2、井下供水系统

井筒内安装一趟Φ108无缝钢管作为供水管路，利用潜水泵从地面向井下供水，改绞完成后供水管路锁在天轮平台板梁上，并在井底转平处安设减压阀（安装固定方法同排水管路）。

其中供水管路计算如下：

（1）供水管路钢丝绳端吊重：

①供水管：

Φ108×4.5

供水管重=357×11.486=4100.502kg

4卡具单重：

7.06Kg个数：

60.00个总重：

423.6kg

5接头：

供水管接头（121）个数：

36个单重:

12.93kg

总重：

465.48kg

6水管路的水重：

截面积×高×水容重=2746.68kg

7吊重=7736.262kg

两绳悬吊所以Q0=7736.262/2=3868.131kg

（2）钢丝绳选择：

①Ps=Q0/（110αB/ma-H0）=1.382kg/m

试选钢丝绳：

6×19S+FC-Φ22-170

绳单位长度重量：

Ps=1.74kg/m

钢丝绳破断力总和：

Qd=28200kg

钢丝绳自重：

H0×每米重Q绳=696kg

②单根钢丝绳悬吊总重

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

4615.85+696=4564.131kg

③安全系数校核

m=Qd/（Q+PsB×H0）

m=6.18＞6.00

五、运输系统

1、地面运输

改绞期间需形成临时排矸系统，地面选用22kg/m轻轨形成环行车场，轨距600mm，运输选用MGC1.7-6A型固定箱式矿车。

矿车提升出井至翻矸台下，利用JD-25型绞车将其牵引至台上的1.5吨前倾式重力翻车机内翻矸。

临时搅拌站和电机车修理间应与环形车场连网，形成闭合的环形轨网车场。

附：

地面环行车场平面布置示意图。

2、井下运输

马头门两侧的临时车场选用22kg/m级钢轨，轨距600mm，采用木轨枕，间距800mm，组成环行轨道，在马头门进出车侧的两趟轨道上各设置两组简易阻车器。

井下运输选用MGC1.7-6A型固定箱式矿车，8吨蓄电池电机车调车牵引运输。

井上及井下马头门处各安装一台JD11.4小绞车，用于大件吊装或进出罐调车。

二期巷道展开后，工作面100m范围内采用临时轨道，其后更换为矿方提供的永久轨道和轨枕。

六、供电系统

1、地面供电系统

从地面临时变电站将6KV电源馈入井下，井上、下变电所之间通过二趟YJV42-3×95高压铠装电缆联通，电缆长度420m×2根。

采用2根6×19S＋FC－Φ20－170钢丝绳下放，每隔5m安装一付电缆卡子，每隔50安装一付猫爪卡子（每根钢丝绳）最后移靠到设计悬吊位置，锁在天轮平台板梁上。

其中高压电缆计算为：

（1）钢丝绳的端荷重

①电缆重量：

型号：

YJV42-3×959.438Kg（二根）

总重=3369.366×2=6738.732Kg

②卡具重：

电缆卡数:

72单重:

4.00Kg总重:

288Kg

③端吊重=电缆重+卡具重=7026.732/2=3513.366Kg

（2）钢丝绳悬吊重：

①钢丝绳选择：

根据公式Ps=Q/（110αB/ma-H0）计算得Ps=0.935Kg/m

试选钢丝绳：

6×19S+FC-Φ20-170

绳单位长度重量：

=1.44kg/m

钢丝绳破断力总和：

=23300Kg

钢丝绳自重：

H0×每米重Q绳=514.08Kg

②单根钢丝绳悬吊总重

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

3513.366+514.08=4027.446Kg

③安全系数校核

ma=Qd/（Q+PSB·H0）

ma=5.79>5

2、井下供电系统

在马头门附近巷道合适位置开设一临时硐室作为井下临时变电所。

变电所内安装2台BGP12-300A型高压隔爆开关、1台BGP12-200A型高压隔爆开关、5台BGP12-100A高压隔爆高压开关、6台BGP12-50A高压隔爆开关；二台KBSG-630/6型变压器、五台KBSGZY-315/6变压器；1台照明信号综保BZX-0.69/0.17型；3台自动馈电开关BKD-630、13台自动馈电开关BKD-200及JY82型检漏继电器两台。

变电所内设备基础应高于底板不少于500mm。

附：

井下临时供电供电系统图。

七、砼搅拌系统

二期工程施工用的混凝土、喷射混凝土等搅拌采用在排矸线路旁设一临时搅拌站。

在井口设二台JS-500型搅拌机和一套自动控制计量系统，通过一趟单轨将临时搅拌站与环形车场连接，作为混凝土的运输线路。

八、通讯、信号、照明及监控系统

在井筒内敷设一根MKVV2239×1.0型电缆作为通讯电缆，在地面设电话自动交换机，用于井上下电话联系，分别在井下信号房、井下变电所、泵房及各工作面等重要场所设防爆电话。

采用MKVV2224×1.0型电缆作为信号电缆，提升信号采用声光语音信号装置，使用127V电压，在地面设ZXZ8-4.0型照明信号综保。

通讯、信号电缆采用2根钢丝绳吊挂。

其中计算为：

（1）钢丝绳的端荷重

①电缆重量：

型号：

MKVV2224×1.00.889Kg/m（1根）

型号：

MKVV2239×1.01.200Kg/m（1根）

型号：

MHYV0.11Kg/m（1根）

型号：

SYV0.45Kg/m（1根）

总重=317.37+428.40+39.27+160.65=945.69Kg

②卡具重：

电缆卡数:

119个单重:

4.00Kg总重=476.00Kg

端吊重=（电缆重+卡具重）=1421.69/2=710.85Kg

（2）钢丝绳悬吊重：

①钢丝绳选择：

根据公式Ps=Q/（110αB/ma-H0）计算得Ps=0.213Kg/m

试选钢丝绳：

6×19S+FC-Φ18-170

绳单位长度重量：

Ps=1.17Kg/m

钢丝绳破断力总和：

Qd=22050.20Kg

钢丝绳自重：

H0×每米重Q绳=468.00Kg

②单根钢丝绳悬吊总重

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

710.85+468.00=1178.85Kg

③安全系数校核

ma=Qd/（Q+PSB·H0）

ma=18.70>5

提升系统设SGB-12型电视监控装置一套。

井口、井底马头门、泵房、变电所、提升机司机台各设一个摄像头。

井口调度室设4台电视监控器，提升机房设2台电视监控器。

井筒中的监控电缆选用通讯电缆中的4芯。

井下照明安装照明综保，照明灯采用防爆白炽灯。

九、安全设施设置

1、KJS型罐笼防坠抓捕器

每个罐笼设抓捕器一套，防止因断绳而造成坠罐事故发生。

2、GHT型井上过卷缓冲装置

每部罐笼在井口上方过卷高度内安装一套该装置，该装置不但能有效的将全速过卷的罐笼较平缓的停住、而且能防止罐笼下滑。

3、NB型防墩罐装置

每部罐笼在井下过放距离内安装一套该装置，该装置不但能有效的将全速过放的罐笼较平缓的停住，而且能保证乘员安全。

4、SGY-10型钢丝绳罐道张紧装置

该装置安装在井架的天轮平台上，每根钢丝绳分别由一套SGY-10型调绳装置及三森型锁绳器组成。

能及时按设定的数值调整绳罐道的张紧力，使绳罐道的张紧力基本保持恒定，确保罐笼运行安全可靠。

5、安全门

为保证人员进出罐笼的安全，在马头门封口盘进出罐笼的两侧各设手动安全门一套，并形成安全门与提升信号的闭锁。

6、瓦斯监测监控系统和电视监控系统

二期工程施工期间配备KJ-75型瓦斯监测监控系统，井筒内安装一趟专用电缆，在井下变电所及各工作面按《煤矿安全规程》要求分别安设瓦斯监控传感器，建立风电、瓦斯电闭锁系统。

另安装一套绞车房、井口、井底马头门的电视监控系统，地面监控装置设在调度室。

7、照明

在井下临时变电所、泵房内和马头门处分别安设防爆灯，作为场所的照明，其电源取自变电所内的BZX-0.69/0.17型照明综保（127V），其余各处照明根据现场实际情况自定。

第四章通风系统

二期施工时由于进风立井与回风立井未贯通，通风系统采用井筒内设2趟Φ800胶质风筒，井筒风筒固定方式为钢丝绳悬吊，每5m一付风筒卡子，每50m打一付锚抓卡子，每50m在井壁用锚栓固定一道地面设置设4台2*30KW对旋式局部通风机（2用2备）向井下通风。

另外在井底车场合适位置设置通风设施，保证工作面需要的通风量和不出现乏风。

风机电源取自井下临时变电所。

根据矿井二期工程施工，编制二期工程施工组织设计时，对通风系统进行重新计算和设计，并编制“一通三防”专项措施。

第五章施工前的准备工作

一、技术准备

项目部在收到施工图纸后应组织有关人员进行学习，以便能在施工中较好的贯彻设计意图。

在学习图纸和技术交底的基础上，遵照有关规程规定，结合现场实际情况和施工队伍的技术状况，编制施工安全技术措施。

在施工过程每个分项工程开工前，仍需要按专业、工序进行安全技术交底，以确保施工安全和工程质量。

二、施工现场的准备

根据施工要求，应把现场清理干净，妥善布置好存放构件、设施和材料，保证运输通道畅通。

改绞所用设备必须具备合格证或试验报告等。

施工中所要使用的机具应提前检修好、准备齐，所有起重器具均有专人检验合格后方可使用。

测量所有使用仪器、量具均需是通过年检合格的方可使用。

⑴改绞中所需用的井上下各盘台的非标加工件应提前加工完成，运到现场分类摆放。

⑵罐笼、罐座、阻车器、防坠缓冲器及液压螺杆拉紧装置等悬吊设备、设施均须提前运到现场，并做好进场前的验收工作。

⑶做好井下临时变电所内设备安装前的验收、检修工作。

⑷在不影响改绞进度的情况下，对提升机进行检修。

主要为调整主滚筒、减速机、主电机各部轴承的间隙，使用双钩提升时液压回路的清洗、检修，离合器油路调整以及电气控制部分参数的重新调整。

对稳车、天轮、钢丝绳等进行全面检查检修，清理加油、检修工作落实到人，并做好检修记录备查。

⑸为加快改绞进度、缩短工期，在改绞前由测量技术人员提前标定天轮平台、井口及井底的井筒十字中心线及井口标高，以便改绞时使用。

⑹做好提升钢丝绳、制动绳及罐道绳