某副井临时改绞专业技术方案Word格式文档下载.docx

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包括第四系中更新统离石黄土和上更新统马兰黄土。

马兰黄土以粉土为主，疏松、具大孔隙，垂直节理发育，透水性好。

离石黄土为亚粘土与古土壤互层，上部结构疏松，具孔隙，含不规则钙质结核；

下部致密，孔隙少而小，夹多层钙质结核。

包括第三系红土及第四系下更新统午城黄土。

接近底部有近4m厚的卵石层，松散，粒径一般25～80mm.最大200mm，成份以石英岩、变质岩、灰岩为主。

（二）构造概述

彬长矿区位于鄂尔多斯盆地南部的彬县—黄陵坳褶带。

总体构造形态为中生界构成的NW缓倾的大型单斜构造。

在此单斜上产生一些宽缓而不连续的褶皱。

井筒位置位于庙-彬凹陷内,七里铺-西坡背斜的南翼。

倾角1～4º

，岩层较为平缓。

井田内断层罕见，但在东南部的水帘矿、火石咀矿、下沟矿的生产矿井见少量断距在1.2～6m的小断层。

3号检查孔附近没有发现断层，属岩层平缓、简单构造类型。

（三）矿井涌水量

1、涌水量计算

根据井筒开拓方案，以及矿床水文地质条件，所确定的涌水量计算范围包括立井井筒总涌水量和穿越各主要出水层段分层涌水量。

井筒涌水量计算结果一览表。

参数

含水层

名称

渗透系数

含水层厚度

水柱高度

K（m/d）

M（m）

H（m）

Q+N

0.06008

49.16

K1l

0.087425

328.00

354.09

J2y

0.010022

69.97

588.81

2、各含水地层水文地质特征

（1）第四、三系含水层：

抽水试验涌水量Q：

（l/s），单位涌水量q：

0.007123（l/s·

m），渗透系数K：

0.06008（m/d），富水性微弱，矿化度0.846（g/l），水质类型为HCO3-Na型。

（2）洛河组砂砾岩含水层：

5.121（l/s），单位涌水量q：

0.3323（l/s·

0.087425（m/d），富水性中等—较强，水质类型为SO4•HCO3-Na型。

（3）宜君组砾岩弱含水层：

据邻区井田钻孔抽水试验：

单位涌水量q：

0.0088～0.2206（l/s·

0.020～0.861（m/d），属富水性不均一的弱含水层，矿化度2.59～5.39（g/l），水质类型Cl·

SO4-Na型、SO4-Na型。

（4）安定组砂泥岩极弱含水层：

据井田外围钻孔抽水试验：

0～0.000076（l/s·

m），富水性极弱，可视为煤系与上覆白垩系含水层之间的稳定隔水层。

（5）直罗组砂泥岩微弱含水层：

据井田内钻孔抽水试验：

0.0026（l/s·

0.0164（m/d），富水性微弱含水层，水质类型SO4-Na型。

（6）延安组砂岩含水层：

0.303（l/s），单位涌水量q：

0.008054（l/s·

0.010022（m/d），富水性微弱，水质类型SO4•Cl-Na型。

（7）富县组组泥岩隔水层：

以泥岩、砂质泥岩等隔水性岩石为主，埋藏深，为相对隔水层。

从井筒各含水层段涌水量结果来看，第四、三系含水层的富水性弱—中等，洛河组含水层富水性强，延安组含水层富水性较强—强。

因此建议在井筒施工过程中，应继续观测各含水层的坑口涌水量，如果较大时，根据需要可进行地表疏排水及预注浆工程或采用冻结法施工。

（四）煤层瓦斯

据矿区水帘煤矿、火石嘴煤矿、下沟煤矿、亭南煤矿瓦斯资料，均属高沼气矿井，参照邻近生产矿井瓦斯级别确定该矿井为高沼气矿井，在矿井建设过程中须引起高度重视，搞好一通三防工作。

三、改绞方案的确定

临时改绞利用凿井时的V型井架和一期工程施工时的一台2JK-3.5/20型矿井提升机，改绞时利用双钩提升。

两台1.5T单层二车临时铝合金罐笼。

考虑到下大件的需要，将其中一个罐笼进行加宽至1.6米，另一个罐笼宽度为1.4米，长度为5.14米。

每部罐笼设防坠器一套，配两根6×

19S+FC-Φ30-170防坠制动绳，四根6×

19S+FC-Φ32-170型罐道钢丝绳。

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锁绳梁上。

罐道绳上端固定在临时井架天轮平台上，下端固定在井底罐道绳固定梁上，罐道绳采用LGS-20型钢丝绳罐道拉紧调绳装置调绳。

改绞设施分为井口部分、井底部分，井口设有封口盘、CY-9/1.5型2台液动摇台、推车机、自动安全门等；

井底设有马头门封口盘、YXD-9/3型2台液动托罐摇台、推车机、手动安全门等。

井上设THJ型过卷缓冲托罐装置，井下设THF型过放缓冲托罐装置。

另在井上下进车侧各设8台EY-9-00液压阻车器。

根据矿方要求为保护已完成的井下设备基础，应安装使用简易推车机（胡家河风井目前正在使用的推车机形式）。

井筒排水系统已经形成，本设计不再考虑。

考虑井下巷道初期施工时的通风系统尚未完善，临时改绞时在井筒内增设三趟风筒。

在井下马头门、井口、绞车房与调度室装设多屏幕显示电视监控装置一套。

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

运输采用900mm轨距，1.5t矿车，8t电机车牵引串车运输。

附图：

临时改绞平面布置图；

临时改绞井上、下提升系统示意图。

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和安全的前提下，充分利用现有设备适当增加新设备，尽量少做或不做临时工程，以便高速、高效完成改绞。

改绞后形成临时提升、供电、排水、压风、供风、供水、通讯及地面运输等系统。

改绞设计尽量使各系统设计合理、简单、实用。

二、编制依据

1、孟村副井一、二期工程施工图等有关资料；

2、《煤矿安全规程》2011年版；

3、《煤矿安装工程质量检验评定标准》MT5010—95；

4、《孟村矿井副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

改绞前已完成井底马头门两侧各17m施工。

利用马头门电器硐室作为临时泵房，井底水窝作为临时水仓。

2、井筒水治理

井筒及相关硐室工程施工完毕并井筒冻结壁解冻后，对井筒进行壁间、壁后和射孔注浆，保证井筒涌水量不超过6m3/h。

3、井底水窝

根据规程要求，计算井下罐笼过放距离，改绞用马头门以下井筒部分应不小于15m,以满足改绞必须的井底水窝和过放距离深度需要。

第三章各系统的设计计算

一、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：

600m

（9）钢丝绳型号：

18×

7+FC-φ42-170

（10）罐笼自重：

3659kg（带抓捕器）

（11）矿车自重：

974kg（MG1.7-9B）

2、最大静张力的校验

FJ=17000kg≥Q+QZ+q×

H0=15243.03kg

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600米计算

3、最大静张力差的校验

FJC=11500kg≥Q+q·

H=9636.03kg

4、钢丝绳安全系数的校验

提升钢丝绳的破断拉力Qd=119528.47Kg

提矸石的安全系数为：

n=Qd/FJ=7.85＞7.5

提人时的安全系数为：

n=Qd/F=10.49＞9

符合要求。

5、电动机功率校验

N=K×

Q×

Um×

ρ/102/ηc=654.10kw

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=3.0米

提升钢丝绳直径d=42毫米

（1）滚筒与钢丝绳直径比的验算

DG/d=83＞60

（2）天轮与钢丝绳直径比的验算

DT/d=71＞60

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

=14.07m

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

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=492.4m

等速运行时间t2=h2/Um=74.61s

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=146.61s≈147s

提升能力计算

AT=3600×

Z×

0.9VC÷

（kt×

T）=62.45m3/h

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1124.08立方米,每月26个工作日,每月出矸29226.1立方米。

按S=20m2断面,月进210m计算,可供6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=6000kg

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）=6734.99kg

式中:

H0----钢丝绳的极限长度=σb/nγ=3148.15（m）

σb----钢丝绳的抗拉强度（1570---1770）Mpa取1670

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-φ32-170

单位重量q=3.69kg/m

钢丝绳的破断拉力Qd=69866.94kg

（3）钢丝绳安全系数的校核

①钢丝绳自重Q=q×

H=2214.00kg

N=Qd/（Fz+Q）=69866.94/8948.99=7.80>

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）=13460.4kg

αz=9.81×

（6/γ-1）=10.95m/s2

γ=QF/Qh=2.84

QF-------提升钢丝绳最大终端负荷,QF=QZ+Q=10603kg

QH-------提升钢丝绳最小终端负荷Qh=Q罐+qR=3739kg

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-φ30-170

单位重量q=3.24kg/m

H=1944.00kg

②钢丝绳的破断拉力Qd=61319.39kg

N=Qd/（Fmax+Q）=61319.39/15404.40=3.98≥3

二、其他生产辅助系统的选型及验算

1、压风管路选择计算

（1）压风、供水管路钢丝绳端吊重：

①压风管：

PVCΦ160×

7.7

②压风管重=550×

5.61=3085.50kg

③卡具单重：

7.06Kg个数：

92.00个总重：

649.52kg

④管接头：

压风管接头个数：

92.00个单重:

8.57kg

总重：

788.44kg

⑤端吊重=4523.46kg

两绳悬吊所以Q0=4523.46/2=2261.73kg

（2）钢丝绳选择：

①Ps=Q0/（110αB/ma-H0）=0.720kg/m

试选钢丝绳：

19S+FC-Φ24-170

绳单位长度重量：

Ps=2.07kg/m

钢丝绳破断力总和：

Qd=39269.18kg

钢丝绳自重：

H0×

每米重Q绳=1242.00kg

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

2261.73+1242.00=3503.73kg

③安全系数校核

m=Qd/（Q+PsB×

H0）

m=11.20＞5.00

2、供水管路选择计算

（1）供水管路钢丝绳端吊重：

①供水管：

Φ108×

②管路重:

550×

15.09=8299.50kg

③电缆型号:

MKVV2230×

1.5（二根）单重:

1.287Kg/m

总重:

1415.7

④卡具单重：

649.52kg

⑤管接头：

供水管接头个数：

4.13kg

379.96kg

⑥供水管路的水重：

（按80米计算）

截面积×

高×

水容重=665.58kg

⑦端吊重=11410.26kg

两绳悬吊所以Q0=11410.26/2=5705.13kg

（2）钢丝绳选择：

①Ps=Q0/（110αB/ma-H0）=1.817kg/m

5705.13+1242.00=6947.13kg

m=5.65＞5.00

3、高压电缆2

（1）钢丝绳的端荷重

①电缆重量：

型号：

YJV42-3×

959.438Kg（二根）

总重=5285.28×

2=10570.56Kg

②卡具重：

电缆卡数:

187单重:

4.00Kg总重:

748Kg

③端吊重=电缆重+卡具重=11318.56/2=5659.28Kg

（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=1.802Kg/m

=2.07Kg/m

=39269.18Kg

每米重Q绳=1242.00Kg

5659.28+1242.00=6901.28Kg

ma=Qd/（Q+PSB·

ma=5.69>

5

4、通信电缆

MKVV2230×

1.51.287Kg/m（1根）

1.51.287Kg/m（1根）

MHYV0.11Kg/m（1根）

SYV0.45Kg/m（1根）

总重=772.20+772.20+66+270=1880.40Kg

187个单重:

4.00Kg总重=748Kg

端吊重=（电缆重+卡具重）=2628.40/2=1314.20Kg

（2）钢丝绳悬吊重：

根据公式Ps=Q/（110αB/ma-H0）计算得Ps=0.419Kg/m

19+FC-Φ18-170

Ps=1.17Kg/m

Qd=22050.20Kg

每米重Q绳=702Kg

1314.20+702=2016.20Kg

H0）ma=10.93>

三、排水系统

初期利用马头门西侧配电硐室（宽5m，深6m）作为临时泵房，井底水窝作为临时水仓，安装二台D155-67*9型卧泵，电机功率450KW，单台排水能力155m3/h，正常情况下一台运转、一台备用，涌水量较大时则两台同时运转。

由于井筒冻结壁正在解冻，东侧马头门再安装二台D155水泵，以加大排水能力。

二期工程开工后在井筒东侧再重新施工临时泵房和水仓，建设单位已进行了设计，安装4台D155-67*9型卧泵，电机功率450KW，单台排水能力155m3/h。

改绞前井筒内安装了两趟Φ180mm无缝钢管作为排水管路，下部设置高压胶管，采用钢丝绳悬吊，每隔5米使用一副管卡将钢丝绳与钢管固定在一起，每隔50米使用2副猫爪卡固定在管卡下放，以防管卡松动；

上部锁在天轮平台上。

（改绞前已经形成）

四、压风系统

根据二、三期工程的总用风量，利用凿井期间的压风机及一期施工时的φ159*6mm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Φ20树脂锚杆固定。

利用地面一期压风机房，2台20m3/min，2台40m3/min，总供风能力120m3/min。

压风经井筒内布置的φ159mm压风管路至井底。

根据φ159管路通风能力，约为200m3/min。

经井下马头门处临时风包和闸阀，再采用φ108钢管将生产用风分支到各掘进工作面供生产使用。

四、供电系统

地面仍利用原地面临时变电站向井下供电。

井筒内布置两趟MYJV42-3×

240电缆联通（改绞前已形成），电缆长度800m，向井下变电所供电，供电电压等级为6KV，另安装二趟MYJV42-3×

95电缆作为井下变电所供电电缆，电压等级为10KV。

分别采用2根钢丝绳下放，最后移靠到设计悬吊位置，锁在天轮平台板梁上。

二趟MYJV42-3×

240电缆联通专为水泵供电。

供电电压等级6KV，利用原一期工程施工时的地面临时变电所供电，采用2根钢丝绳下放，最后移靠到设计悬吊位置，锁在天轮平台板梁上。

另二根MYJV42-3×

95为10KV电压等级，采用2根6×

19S+FC-Φ24-170钢丝绳下放，最后移靠到设计悬吊位置，锁在天轮平台板梁上。

做为改绞后的井下变电所使用，电压等级为10KV。

利用建设单位35KV变电所作为供电电源，向井下变电所供电。

井下临时变电所设在等候室内，变电所内安装8台BP12-300A型高压隔爆开关（二台作为进线，一台联络，另外五台用作变压器电源），两台KBSG-630/10/660型变压器、两台KBSG-630/10/1200型变压器和一台KBSG-315/10/660型变压器。

6台BQD型低压隔爆式真空自动馈电开关及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。

井下临时供电系统图。

五、通风系统

考虑井下巷道初期施工时的通风系统尚未完善，临时改绞时在井筒内设置三趟φ1000mm风筒，地面布置6台2×

45kw对旋式局部通风机，实现双风双电源自动切换。

风机放置在井口，向井下压入式通风，风筒沿井壁垂直悬挂，井底设铁制弯头，分别向三个掘进工作面供风。

待主、副井形成负压通风系统时，建设单位在主井井口安装一台临时主扇进行抽出式通风，副井作为进风井。

根据调整后的通风系统，再进行完善通风系统，副井地面局部通风机作为补充运行。

六、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

供水管路采用一趟Φ108无缝钢管，利用潜水泵从地面向井下供水，用两根6×

19S+FC-Φ24-170钢丝绳悬吊下放，最后移靠至井壁设计位置，锁在天轮平台板梁上，并在井底转平处安设5m3临时水池，安装一台临时水泵向各工作面供水。

待井底车场施工完成后采用地面与临时水仓联合供水。

二期巷道施工时，工作面100m范围内采用临时供水管，然后更换为矿方的永久管路，永久管路按设计要求安设。

七、运输系统

改绞期间需形成临时排矸系统。

地面选项用22kg/m轻轨形成环行车场。

运输选用MGC1.7-9B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