礦建課件(第二篇_立井井筒設(shè)計(jì))

1、第二篇 立井井筒工程礦 山 建 設(shè) 工 程Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程24 立井井筒的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) v立井井筒的種類 4.1 立井井筒的結(jié)構(gòu) v立井井筒組成Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程3井頸、壁座和井底結(jié)構(gòu)立井井筒的結(jié)構(gòu) Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程4井頸、壁座和井底結(jié)構(gòu)立井井筒的結(jié)構(gòu) Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程5 井頸、壁座和井底結(jié)構(gòu)立井井筒的結(jié)構(gòu) Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程6立井井筒的結(jié)構(gòu) 井頸型式Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程7井頸最小高度543

2、21hhhhhH 各種設(shè)備與孔洞應(yīng)互不妨礙，且有一定間隙，設(shè)備與設(shè)備外緣留100150mm，孔口間400500mm間距。 井頸的深度一般為1520m，井塔提升時(shí)可達(dá)2060m。井頸部分由于處在松軟表土層或風(fēng)化巖層內(nèi)，地壓較大，又有地面構(gòu)筑物和井頸上各種孔洞的影響，其井壁不但需要加厚，而且通常需要配置鋼筋。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程8井頸壁設(shè)計(jì) 混凝土或鋼筋混凝土砌筑，厚度大于500mm，一般1.01.5m，向下成臺(tái)階式逐漸減薄，第一階段要在當(dāng)?shù)乇鶅鼍€以下。 按構(gòu)造要求估計(jì)厚度按井頸壁上垂直和水平壓力驗(yàn)算承載力。 軸向壓力 （井架及附近構(gòu)筑物作用在井頸上的全部壓力和自

3、重）：軸向和偏心受壓驗(yàn)算。水平壓力 （地層側(cè)壓、水壓力、位于滑裂面范圍內(nèi)構(gòu)筑物引起的側(cè)壓力以及地震力）：受徑向均布側(cè)壓力或受切向均布側(cè)壓力驗(yàn)算承載能力。 受力鋼筋：1620mm；構(gòu)造鋼筋：12，間距為250300mm。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程9箕斗井井底箕斗井井底罐罐籠籠井井井井底底立井井筒的結(jié)構(gòu) Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程10單繩提升剛性罐道井底結(jié)構(gòu)單繩提升剛性罐道井底結(jié)構(gòu)單繩提升鋼絲繩罐道井底結(jié)構(gòu)單繩提升鋼絲繩罐道井底結(jié)構(gòu)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程11井窩深度 井底的深度是由提升過(guò)卷高度、井底裝備要求的高度和

4、井底水窩深度決定的（井筒用途、提升系統(tǒng)、提升容器、井筒裝備、罐籠層數(shù)、進(jìn)出車方式、井筒淋水量、延深方式、水窩的排水及清理方式）。 1、單繩提升剛性罐道（罐籠）、單繩提升剛性罐道（罐籠） 321hhhH2、單繩提升柔性罐道（罐籠）、單繩提升柔性罐道（罐籠） 654321hhhhhhH Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程12多繩提升鋼絲繩罐道箕斗井底結(jié)構(gòu)多繩提升鋼絲繩罐道箕斗井底結(jié)構(gòu)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程13井窩深度 3、多繩提升剛性罐道（罐籠）、多繩提升剛性罐道（罐籠） 4321hhhhH4、多繩提升柔性罐道、多繩提升柔性罐道（罐籠）（罐籠） 98

5、7654321hhhhhhhhhH5、多繩提升柔性罐道（箕斗）、多繩提升柔性罐道（箕斗） 54321hhhhhH Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程144.2 立井井筒裝備 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程151、材質(zhì)： 松木、水曲柳，防水處理2、規(guī)格3、優(yōu)缺點(diǎn)： 安全可靠,強(qiáng)度低,壽命短,被淘汰4、接頭方式： 簡(jiǎn)易接頭、斜榫接頭、公母榫接頭立井井筒裝備 罐道是提升容器在井筒中運(yùn)行的導(dǎo)向裝置，它必須具有一定的強(qiáng)度和剛度，以減小提升容器的橫向擺動(dòng)。罐道有木質(zhì)罐道、鋼軌罐道、型鋼組合罐道、整體軋制罐道、復(fù)合材料罐道和鋼絲繩罐道等。 180160mm220200

6、mm，長(zhǎng)度一般為6m，固定在3層罐梁上，罐梁層間距為2m。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程161、材料：鋼軌 43kg/m、52kg/m、33kg/m、38kg/m2、規(guī)格: L=12.5m 4.1683-0.004=12.53、優(yōu)缺點(diǎn): 抗正向壓力大，抗側(cè)向壓力小，磨損嚴(yán)重；材料應(yīng)用不合理,需另設(shè)鋼絲繩防墜裝置。4、接頭方式：(1)銷子對(duì)接頭; (2)鋼夾子接頭1、材料(1)槽鋼組合罐道 162(2)角鋼組合罐道(3)球扁鋼組合罐道立井井筒裝備 2、規(guī)格：216、 220Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程173、優(yōu)缺點(diǎn):抗彎抗扭能力大，受力合理，加工復(fù)

7、雜4、接頭方式：扁平銷子接頭 磨小罐道頭式導(dǎo)向板式立井井筒裝備 為解決型鋼組合罐道在加工中的變形問(wèn)題，可采用整體軋制的矩形截面鋼罐道。這種罐道在受力性能上具有組合罐道的優(yōu)點(diǎn)，而自重較輕，封閉型防腐性能較好，目前應(yīng)用較多。 為提高罐道的防腐耐磨性能，使用復(fù)合材料罐道可提高其使用壽命，另外其重量輕，安裝方便，罐梁層間距可根據(jù)條件設(shè)計(jì)，目前這種罐道的使用已越來(lái)越多。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程18立井井筒裝備 立井井筒裝備采用剛性罐道時(shí)，在井筒內(nèi)需安設(shè)罐梁以固定罐道。罐梁沿井筒全深每隔一定距離布置一層，一般都采用金屬材料。罐梁按截面形式分，有工字鋼罐梁、型鋼組合封閉形空心罐

8、梁，整體軋制的封閉形空心罐道和異形罐梁等。1、梁窩埋設(shè)工字鋼罐梁工字鋼罐梁整體軋制罐梁整體軋制罐梁槽鋼組合罐梁槽鋼組合罐梁異形截面罐梁異形截面罐梁 預(yù)留梁窩、現(xiàn)鑿梁窩，要求埋入井壁的2/3或罐梁的高度，即300-500mm；缺點(diǎn)是費(fèi)工費(fèi)時(shí)，破壞井壁的完整。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程192、預(yù)埋件固定生根鋼板砌入壁內(nèi)，安裝時(shí)焊托架，施工復(fù)雜。3、錨桿固定將托架錨固在井壁上,后安裝罐梁。立井井筒裝備 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程20立井井筒裝備 木罐道接頭木罐道接頭 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程21立井井筒裝備 Copyri

9、ght2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程22立井井筒裝備 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程23立井可伸縮式罐道接頭立井可伸縮式罐道接頭 可縮性井壁結(jié)構(gòu)具有“抗讓結(jié)合”的特性，能有效地承受垂直附加力的作用。因此在凍結(jié)井井筒中，采用可縮性井壁結(jié)構(gòu)是一種極為有效的防治井壁破裂的措施。但是，由于立井井筒內(nèi)一般都布置有提升設(shè)備及提升設(shè)備的導(dǎo)向設(shè)施即井筒裝備，井壁發(fā)生變形勢(shì)必使井筒裝備結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形或位移，這一現(xiàn)象對(duì)提升容器的正常運(yùn)行是十分不利的。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程24立井可伸縮式罐道接頭立井可伸縮式罐道接頭 為確保立井井筒提升容器的安全運(yùn)行，必須保證

10、導(dǎo)向罐道接頭具有良好的平滑度，傳統(tǒng)的罐道聯(lián)結(jié)方式在立井井壁發(fā)生變形時(shí)會(huì)隨之產(chǎn)生變形，罐道的平行度和垂直度都無(wú)法得到保證，使提升容器運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的擺動(dòng)和卡罐事故層間距(1213)單根罐道長(zhǎng)度層間距(1213)單根罐道長(zhǎng)度層間距(1213)單根罐道長(zhǎng)度層間距(1213)單根罐道長(zhǎng)度7壓緊螺栓6固定螺栓5罐梁或托架4罐道B-BA-A1固定接頭2滑動(dòng)接頭3可伸縮接頭2滑動(dòng)接頭1固定接頭BBAACopyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程25 柔性裝備：利用拉緊的鋼絲繩作為提升容器的導(dǎo)向裝置。 柔性裝備系統(tǒng)：罐道鋼絲繩、防撞鋼絲繩、鋼絲繩的固定和拉緊裝置，提升容器上的導(dǎo)向器，井底和井口進(jìn)出車水

11、平的剛性罐道。不需設(shè)罐道梁，節(jié)省鋼材、降低投資、減少通風(fēng)阻力、井壁整體性好。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，節(jié)省安裝工期。便于維修，更換鋼絲繩簡(jiǎn)單，影響生產(chǎn)少，壽命長(zhǎng)。有柔性，設(shè)備不產(chǎn)生剛性碰撞，受力狀況好。要求有較大的安全間隙；井筒的斷面相應(yīng)加大；井架負(fù)荷增大很多，井窩加深很多。立井井筒裝備 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程26普通鋼絲繩：67或619絲，不耐磨、壽命短密封鋼絲繩：表面用異形鋼絲捻成，耐磨、較硬。異形股鋼絲繩：三角股、橢圓股、扁形股，價(jià)格高、壽命長(zhǎng) 規(guī)程規(guī)定：“采用鋼絲繩罐道時(shí)，每100m鋼絲繩的張緊力不得小于10KN，每根鋼絲繩的最小剛性系數(shù)不得小于500N/m?！?/p>

12、按經(jīng)驗(yàn)選取，然后驗(yàn)算安全系數(shù)立井井筒裝備 206QmQqlh=200m 選20mmh=300m 選30mmh400m 選40mmCopyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程27min000() ln4KLQLLLL立井井筒裝備 LQ8 . 90四角對(duì)稱布置單側(cè)布置對(duì)角布置三角布置Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程28螺桿拉緊：鋼絲繩生根在井底鋼梁上，井架上設(shè)螺桿拉緊裝置；垂錘拉緊：鋼絲繩上端固定在井架上，井底繩端掛垂錘拉緊；液壓螺桿拉緊：鋼絲繩下端用倒置的固定裝置固定在井底專用鋼梁上，在井架上設(shè)液壓螺桿拉緊裝置。1、固定裝置：2、拉緊方式：立井井筒裝備 1、防撞鋼絲繩

13、：繩徑和張力不小于罐道鋼絲繩，繩間距為容器長(zhǎng)的3/54/5；2、井口與井底的剛性罐道和中間水平的穩(wěn)罐裝置3、導(dǎo)向裝置：每條罐道鋼絲繩上兩付導(dǎo)向器或三個(gè)導(dǎo)向器Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程29 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程301、梯子梯子架用8012扁鋼制作，梯子階（踏步）用角鋼制作；梯子寬0.4m，踏板距0.3m，梯子口為0.60.7m。2、梯子梁 1620#槽鋼制作，小梁用14#3、梯子平臺(tái)3mm厚防滑網(wǎng)紋鋼板制作4、隔網(wǎng)（板）用鋼絲編制為片狀，掛在梯子梁的托鉤上；因易銹蝕多采用玻璃鋼產(chǎn)品或塑料產(chǎn)品立井井筒裝備 坡度大于45或立井井筒作為礦井的安

14、全出口時(shí)，井筒內(nèi)必須設(shè)置梯子間。梯子間兩平臺(tái)之間的垂距不得大于8m，梯子斜度不得大于80。梯子間除作為安全出口外，還可以利用它檢修井筒裝備和處理卡罐事故。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程31立井井筒裝備 交錯(cuò)式順列式Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程321、管路： 排水管、壓風(fēng)管、供水管、泥漿管、充填管2、電纜：動(dòng)力電纜、通風(fēng)電纜、信號(hào)電纜3、檢修： 與梯子間聯(lián)合布置在副井中立井井筒裝備 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程33立井井筒裝備 1、U型螺桿卡、墊木、扁鋼、螺母連接固定法2、鉤型螺栓卡、墊木、弧形扁鋼、螺母連接法3、排水管路布

15、置：深度小于400m時(shí)，下端支承在托管梁上的固定管座上深度超過(guò)400m時(shí)，每隔150200m，設(shè)托管梁和直管座，其下部安裝伸縮器。Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程34 主要內(nèi)容：確定井筒斷面尺寸，選擇井壁結(jié)構(gòu)，確定井壁厚度，繪制井筒斷面施工圖，編制工程量表和材料消耗量表。4.3 立井井筒斷面設(shè)計(jì) 立井井筒中提升容器的選擇是根據(jù)井筒用途、井筒深度、礦井年產(chǎn)量和提升機(jī)的類型決定的。 專門用作提升煤炭的容器，通常選用箕斗。用作升降人員、材料設(shè)備和提升矸石的容器，一般都選用罐籠。當(dāng)一套提升設(shè)備兼作提升煤炭和升降人員設(shè)備時(shí)，通常選用罐籠。提升容器的規(guī)格大小，可通過(guò)具體計(jì)算來(lái)確定，也可

16、通過(guò)類比法來(lái)確定。 1. 箕斗容量和規(guī)格3600A CTqN tpHuVT6max0.VHm a xpVaV一次合理提升量煤礦生產(chǎn)期間的提升容器Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程354 06 0bnnT 標(biāo)準(zhǔn)箕斗：4、6、8、12、16、20、32，在不加大提升機(jī)功率和井筒直徑的前提下，盡量選用大容積的箕斗，以降低提升速度，節(jié)省電耗。2. 罐籠規(guī)格的確定（按礦車選型后驗(yàn)算）按最大班工人下井時(shí)間驗(yàn)算立井井筒斷面設(shè)計(jì) 按最大作業(yè)班凈作業(yè)時(shí)間不超過(guò)5小時(shí)驗(yàn)算（1）最大作業(yè)班提升工人時(shí)間的1.5倍計(jì)算；（2）其它人員升降時(shí)間按20%計(jì)算；（3）提升礦井50%的日出矸石計(jì)算；（4）下放

17、支架，坑木按日需量的50%計(jì)算，休止時(shí)間取4060秒計(jì)算 。 Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程36立井井筒斷面設(shè)計(jì) 1、通梁雙側(cè)罐道布置(a、b、c) 2、通梁?jiǎn)蝹?cè)罐道布置3、通梁端面罐道布置(d、e、f) 4、鋼絲繩罐道(h、i) 1、通梁(a)2、山字形梁3、懸臂支承架層格結(jié)構(gòu)(df)4、無(wú)罐道梁層格結(jié)構(gòu)(e)5、裝配式組合架層格結(jié)構(gòu)(g)Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程37Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程381、梯子間與罐籠長(zhǎng)軸平行的一側(cè)2、罐纜間靠近梯子間布置，便于檢修 ，管路盡量布置在梯子間主梁靠近梯子間的側(cè)面。立井井筒斷面

18、設(shè)計(jì) Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程391、根據(jù)提升容器選擇井筒裝備、確定井筒斷面布置型式2、初選罐道梁型號(hào)、罐道截面尺寸或罐道鋼絲繩直徑，確定安全間隙。3、用圖解法或解析法求出井筒的近似直徑進(jìn)行進(jìn)級(jí)，6.5m時(shí)，按0.2m進(jìn)級(jí)。4、根據(jù)驗(yàn)算罐道的規(guī)格5、重新作圖核算，檢查間隙，作必要調(diào)整6、通風(fēng)斷面驗(yàn)算。立井井筒斷面設(shè)計(jì) 1、繪設(shè)備布置簡(jiǎn)圖2、計(jì)算有關(guān)參數(shù)112HCEE213HCEECopyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程403、作圖法求出井筒直徑立井井筒斷面設(shè)計(jì) （1）根據(jù)計(jì)算結(jié)果和所選設(shè)備尺寸按1:50（1:20）繪出斷面輪廓圖。（2）C點(diǎn)為第一特征點(diǎn)，

19、從罐籠靠近井壁的拐角處A沿45。方向取AA=f1，A為第二特征點(diǎn)。無(wú)倒角為A點(diǎn)，有倒角處時(shí)為A1點(diǎn)，圓弧倒角時(shí)為A2點(diǎn)。同理可找出第三特征點(diǎn)B。（3）作ABC的外接圓，找出圓心O點(diǎn)，則R=OA=OB=OC為井筒近似直徑，井筒中心到1#梁中心線的距離由圖中量出以100m進(jìn)級(jí)。（4）求的井筒近似直徑R以后，按要求進(jìn)級(jí)取整，即初定井筒凈直徑。為施工方便，K值按100進(jìn)級(jí)取整，然后核算和調(diào)整安全間隙f1及梯子間尺寸H3值。若不滿足要求，適當(dāng)加大井筒的直徑maxvuSQvCopyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程411、砌筑井壁 以料石、砌磚、砼砌蝕等水泥沙漿膠結(jié)材料砌筑而成的井壁，分別稱為料石，磚井壁，混凝土砌塊井壁等。2、整體澆筑式井壁(1)素混凝土井壁：最常用最大量的井壁結(jié)構(gòu)形式(2)鋼筋混凝土井壁：立井井頸段多用3、錨噴井壁風(fēng)井、主井，巖石條件好的狀況下用立井井筒斷面設(shè)計(jì) Copyright2005 礦山建設(shè)工程礦山建設(shè)工程424、裝配式井壁 預(yù)制弧形板塊，井下組裝，壁后注漿，國(guó)內(nèi)曾用過(guò)鋼筋混凝土大弧板井壁，國(guó)外在凍結(jié)法施工段用過(guò)鑄鐵井壁。立井井筒斷面設(shè)計(jì) 裝配式井壁盾構(gòu)法施工隧道的裝