园子沟风井改绞施工设计Word文件下载.docx
《园子沟风井改绞施工设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《园子沟风井改绞施工设计Word文件下载.docx（56页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
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Φ800mm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-Ⅰ-No17/2×
90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-Ⅰ-No7.1/2×
30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φ159×
6mm无缝钢管二路，同时在排水管上分别跟附MHY32-19×
2×
1/0.8通讯电缆一路和MHY32-1×
7×
1/1.5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φ159×
6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φ108×
5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，3×
95mm2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》GB50205-2001
9、《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-98
10、《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002
11、《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ⅣG井架，主钩采用6.6m3箕斗，载重量为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-3.5/20
2
3.5
1.7
17000
11500
20
5.41
YR560-10
800
593
1000
4.1.2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提升天轮
D≥60d=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=624.75m
2、矿车载重量Q1=K•Vg•rg=0.9×
1.7×
1600=2448kg
K-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；
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=75×
20+2448+974+4800+507=10229kg
Q人-载人重量75kg×
20人；
Q笼-罐笼自重3250kg；
5、钢丝绳单位长度重量
PS=Q终/（110δb/ma-HO）=10229÷
[110×
1870÷
（9.81×
9）－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18×
7+FC-36-1870钢丝绳
PS=5.05kg/m，其破断拉力Qd=7.51×
1.283×
105=963533N
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+HO•PS）]
=963533/[9.81×
（2448+974+4800+507+624.75×
5.05）]
=8.26＞7.5满足要求。
3）双层提升人员时：
每层罐定员17人。
17×
2=34人
m人=Qd/（Q人+Q笼+Q坠+HO•PS）
（2550+4800+507+624.75×
=9.25＞9满足要求。
4.3箕斗提升系统（6T箕斗）提升钢丝绳选型计算
4.3.1计算条件：
箕斗载重量Q1=K•Vg•rg=0.75×
6.6×
1600=7920kg
K-装满系数0.7～0.9,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/[110δb/ma-HO]=12120÷
1870/（9.81×
6.5）-624.75]=4.65kg/m
由钢丝绳GB/T8918-2006标准中表14选出.
7+FC-38-1870钢丝绳
PS=5.63kg/m，其破断拉力Qd=837×
103=1073871N
4、安全系数m的校验
m物=Qd/[g（Q终+HO·
PS）]
=1073871/[9.81×
（12120+5.63×
624.75）]
=6.99＞6.5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≥7920kg。
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+HO•PS）·
g
=（2448+974+4800+507+624.75×
5.63）×
9.81
=120136.6N＜170000N满足要求。
4.4.2最大静张力差验算
FC=（Q矸+Q车+HO•PS）·
g
=（2448+974＋624.75×
=68071.6N＜115000N满足要求
4.4.3提升绞车拖动电机验算
P=[（KQVm）/（102ηc）]•ρC
=[（1.2×
3422×
5.41）/（102×
0.85）]×
1.3
=333KW＜1000KW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=2448＋974=3422kg
Vm-提升机最大提升速度；
Vm=5.41m/s
ηc-减速机效率取0.85；
ρC-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+HO•PS）×
=（12120+5.63×
624.75）×
=153402.3N＜170000N满足要求。
4.5.2最大静张力差验算
FC=（Q煤矸+HO•PS）×
9.81
=（7920＋5.63×
=112200.3N＜115000N满足要求
4.5.3提升绞车拖动电机验算
=[（1.18×
7920×
5.4）/（102×
=756KW＜1000KW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=5.4m/s
所选提升系统满足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=6.6m3
Km——箕斗的装满系数，取Km=0.85
CT——提升不均匀系数，取CT=1.15TS——一次提升循环时间，s
1.2、TS计算
采用5阶段速度图。
TS计算如下：
式中t1——加速时间，st2——等速段运行时间，s
t3——减速段运行时间，st4——爬行段运行时间，s
t5——停车时间，sθ——休止时间，取=40s
已知参数：
（1）.提升高度：
H=620m
（2）.最大速度：
并取：
①.爬行距离h2=2m②.爬行速度V4=0.5m/s
③.加速度a1=0.65m/s2④.减速度a3=-0.65m/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18×
7-36-1670（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-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=H0/100×
104
=650.75÷
100×
=65075N
取Fmin=65500N
选择钢丝绳单位长度重量
PS=Fmin/〔110σb／ma-HO〕=65500÷
[﹙110×
1770÷
6）－650.75﹚×
9.81]=2.46kg/m
查表GB/T8918-1996标准选用18×
7+FC-36-1670钢丝绳（左、右交各四根）共八根。
钢丝绳破断拉力：
Qd=7.11×
105=912213N
钢丝绳每米绳重：
PS=5.05㎏/m
2、钢丝绳安全系数校核
m＝Qd/（Fmax＋HO·
PS）
＝912213÷
[65500+650×
5.05×
9.81]
＝9.33>
6
Fmax-同一容器上绳罐道下端张力F的最大值
Fmax＝Fmin[1+（n-1）×
0.05]
＝65500×
[1+（4-1）×
＝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
K＝4PS/ln（1+a）≥50
a-罐道钢丝绳自重与张紧力之比
a＝（9.81×
Ps×
H0）/Fmin
＝（9.81×
3.06×
602）÷
65500
＝0.276
K＝4×
3.06÷
ln（1+0.276）＝50.21>
50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Φ36mm，故选取18×
7+FC-36-1770共四根钢丝绳。
4.9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δ16钢板，两侧加焊δ16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
Sd＝K·
Sg＝0.85×
1126474＝957502.9N
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=837×
Td＝S·
COSα/2
＝1073871×
COS29°
9＇/2
＝465467,7N
Vd＝[S（1＋Sinα）＋9.81×
Q轮]/2
＝[1073871×
（1+Sin29°
9＇）＋9.81×
1814]/2
＝813488.9N
T-工作天轮的水平载荷；
V-工作天轮的垂直载荷；
α-提升钢丝绳的平均仰角α＝29°
9＇；
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
Tg＝S×
9＇/2＝70980.7N
Vg＝[163758.3×
（1＋Sin29°
1814]/2＝131592.5N
式中S取最大静张力，由于相对于提升箕斗比罐笼要重，故S＝163758.3N
4.9.2.3钢梁强度验算
1、按偏心受压验算
A＝2bt＋δh0=2×
20×
3.8＋2×
（66.2－2×
3.8）＝269.2cm2
Ix＝[bh3－（b－δ）h03]/12
＝[20×
66.23－（20－1.3）×
（66.2－7.6）3]/12
＝169945.71cm4
Wx＝2IX/h＝2×
169945.71/66.2＝5134.31cm3
σ＝Mmax/CWX＋Nmax/CA
＝691.09×
104/（0.9×
5134.31）＋418.116×
102/（0.9×
269.2）
＝1668.16kg/cm2≤[σ]＝2100kg/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
δ-梁的筋面厚度13mm
h0-梁的高度
[σ]-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
τ＝Qmax×
S/（I×
δ）
＝444409×
2929.22/[9.81×
（169945.71×
2）]
＝390.41Kg/cm≤[τ]＝1250Kg/cm 满足要求。
S-受剪截面在中性轴一侧的毛截面对中性轴面积矩。
S＝[bh2－（b－δ）h02]/8＝[20×
66.22－（20－1.3）（66.2－7.6）2]/8＝2929.22cm3
[τ]-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
M′max＝106.63KN·
M
ƒ/L＝5M′maxL/（48EIx）
＝5×
106.63×
104×
3.5×
102/（48×
2.1×
106×
169945.71）
＝1.089×
10-4＜1/400满足要求。
ƒ/l-容许相对挠度取1/400
E-钢材的弹性模量，取2.1×
106kg/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时排水能力要达到150m3/h。
在井筒内安设两路φ159×
4.5mm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DM100-100×
6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MD100-100×
6卧泵排水（一台备用）结合二路φ159×
4.5mm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MD100-100×
7排至地面。
可满足二期工程施工排水需要。
MD100-100×
7卧泵技术参数
流量
扬程
电机转速
轴功率
电机功率
效率
质量
MD100-100×
7
85m3/h
700M
2950r/min
315kw
450kw
58%
/
1、水泵扬程（近似计算方式）
H=h/ηs=（h1+h2）/ηs=600/0.9=666m＜700m满足要求
式中h-排水测定高度,m
h1-吸水管高度,4m
h2-排水管高度,563m
ηs-水管效率,取0.87～0.95
2、排水管直径选择
D=0.0188
=0.0188×
=0.133m
井下正常涌水量按
升级会员 