高岭矿主井改装施工组织设计.docx
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高岭矿主井改装施工组织设计
高岭矿主井
临时改装改装施工组织设计
郑州煤业（集团）矿业建设有限责任公司高岭项目部
二00九年六月
目录
一、罐笼提升及设施
1、凿井井架
2、提升绞车及容器
3、提升钢丝绳的计算
4、验算提升机强度
5、稳绳的选用计算
6、液压紧绳油缸计算
7、井底稳绳梁、封口盘及托罐座
8、天轮台
二、井下排水
三、供电、信号及通讯系统
四、地面翻矸系统
五、地面压风机
六、通风
七、施工安全及质量保证
八、安全措施
九、各主要施工环接另报批安全施工措施。
高岭矿主井临时改装施工组织设计
前言
高岭矿主井井筒净径ф5m，井筒全深600m，井筒工程已施工过半，为适应下一阶段二期工程的施工，该主井需要临时改为罐笼提升，以满足下一步施工的要求。
具体施工内容：
拆除HZ-6中心回转抓岩机、模板、吊盘，拆除二层台、封口盘，拆除十三台稳车；改造天轮台，安装井底稳绳梁、井底托罐底盘、井口托罐座、封口盘；下八根稳绳，挂上两个一吨单层单车防坠罐笼；安装井底临时泵房；铺设井筒内的临时供风、排水及供电线路。
另外有井上铺设环形车场、安装联动阻车器、一吨前倾式翻矸架，形成自卸汽车排矸系统。
现有的ⅢG型钢管井架，2JK-3.5/20型矿井提升绞车，2.5m天轮仍保留，改装后继续使用。
由于改装施工内容多，质量要求高，为合理、安全、按期完成本次施工任务，特编制本施工组织设计。
一、罐笼提升及设施
1、凿井井架：
凿井井架使用现有的ⅢG型钢管井架，技术特征：
主体架角柱跨距：
12.83×12.83m天轮平台尺寸：
6.5×6.5m井架高度：
19.846m；二层台高度：
8.4m；井架自重：
39.473T。
允许过卷高度：
17.436m。
罐笼改装后，能够安全承担施工荷载，保证足够的过卷高度。
实际过卷高度为16.25m，大于《规程》规定的6.1m，符合要求。
提升天轮选用二套Φ2.5m铸钢天轮，稳绳紧绳装置采用紧绳油缸紧绳。
2、提升绞车及容器
主提升机型号：
2JK-3.5/20
卷筒直径：
3.5m
宽度：
1.7m
卷筒数目：
2个
最大静拉力差：
11.5T
最大静拉力：
17T
钢丝绳速度：
5.4m/s
电机型号：
YR800-10/1180功率800kw定子电压6000v转速590rpm
减速器型号：
NBD1000-20×7速比20扭矩411100kg/m
根据原提绞平面布置图绞车双筒中心线与井架中心线重合,提升机主轴距井筒提升中心的水平距离42m,钢丝绳弦长47.68m，改装后井筒中心线与罐笼提升中心线相差200mm，经校核钢丝绳最大内外偏角均为1º1′17″，小于《规程》1º30″。
罐笼提升方式为双钩提升。
根据井筒直径施工工作量，选用一吨单层单车防坠罐笼，重量为1960kg,一吨U型固定厢体式矿车，重量607kg。
钩头采用楔形连接装置。
具体见《井筒平面布置图》。
3、主提升钢丝绳选用计算
（1）钢丝绳悬吊重量计算：
Q0=Q矸+Q笼+Q车
其中Q-单车所装矸石重量，Q笼－罐笼重量，Q车－1吨矿车自重
根据公式：
Q矸=ZKmrgVch
式中：
Z－车数，1个
Km－装载系数，取0.9
Rg－矸石容重，取1600kg/m
Vch－矿车容积，1.1m3
则：
Q矸=ZKmrgVch=1×0.9×1600×1.1=1584kg
Qo=1584+1960+1×607=4151kg
钢丝绳单位长度重量计算:
根据Ps=Qo/（110δB/ma-H0）
式中：
PS－钢丝绳单位长度重量
δB－钢丝绳强度，取170㎏／㎝2
ma－安全系数，取7.5
H0－悬吊长度，625m
则：
Ps=4151/（110×170/7.5-625）=2.22kg/m
据此，选钢丝绳为18×7－Φ31－170－重要型，其技术特征为:
ds=31mm，δs=2.0mm，Qz=67250kgf，PSB=3.699kg/m
（2）钢丝绳安全系数校核：
提物时，m=67250/（4151+625×3.699）=10.4>7.5
提人时，m=67250/（75×14+1960+625×3.699）=12.63>9
安全系数符合要求。
故选用18×7-Φ31-特-170-不旋转钢丝绳合格。
（3）天轮选择
由条件：
（1）D≥60ds=60×31=1860mm
（2）900ds=900×2.0=1800mm
选择提升天轮：
Ф25002个
4、验算提升机强度
Fj=Q矸+Q笼+Psb×H0
式中：
Fj:
钢丝绳最大静张力
Fj=Q矸+Q笼+Psb×H0=1584+1960+1×607+3.699×625=6462.88kg
而提升机允许的最大静张力为17000㎏,可见提升机强度符合要求。
（1）最大静张力差验算（立井提升时）
根据公式：
Fch≥Q矸+Psb×H0
Fch:
提升机允许的钢丝绳最大静张力差，Fch=11500kgf
Q矸+Psb×H0=1584+3.699×625+1×607=4503kgf
由上可知，Fch>4503kgf符合提升强度要求。
（3）电动机功率验算
立井双钩提升时，P=KQVmbρ/102ηc
式中：
ρ－动力系数,罐笼提升时ρ=1.3
Vmb－提升机最大速度，m/s
Q－最大静张力
K－矿井阻力系数,取1.2
Ηc－传动效率,二级减速ηc=0.85
则，P=1.2×4503×5.6×1.3/（102×0.85）=453.7kw<800kw
电动机功率符合提升要求.
5、稳绳的选用计算
（1）已知条件：
稳绳垂高625m,<<规程>>规定稳绳安全系数6倍,初选稳绳为6×7-Φ32-I-170-交互捻钢丝绳,重3.857kg/m,破断拉力总和68650kg。
（2）计算:
按<<规程>>对稳绳最小刚性系数500N的规定及对本规定的使用说明,稳绳的张紧力采用如下计算公式:
Q=Lqg/a,式中L—稳绳长mq—绳每m重kg/mg－重力加速度
而a依据下式得出:
Kmin=4qg/ln（1+a）Kmin—最小刚性系数, N/m
∴500=4×3.857×10/ln（1+a）
∵ln（1+a）=4×3.857×10/500=0.30856
1+a=1.36146a=0.36146
∴Q=Lqg/a=625×3.857×10/0.36146=66691.33N=6805.24Kg
钢丝绳安全系数：
m=Qd/（Q+qL）=68650/（6805.24+3.857×625）=7.45>6符合要求。
6、液压紧绳油缸计算
拟采用的油缸内径Φ140mm,活塞杆直径85mm。
油压值采用下式：
P=（P张+P重+P密+P背）/S面积
式中：
P－液压力，㎏／㎝2
P张－稳绳张紧力，㎏
P重－钢丝绳自重，㎏
P密－密封圈摩擦力，一般取（0.05～0.1）（P张+P重）
P背－回油路背压力，取0.05（P张+P重）
S面积－油缸作用面积，S＝π〔702－（85／2）2〕＝97.14㎝2
则，P=（6805.24+3.857×625+829.4+460.8）／97.14＝108㎏／㎝2
当油压值此为95kgf/cm2时,可以满足稳绳的最小张力要求,新绳时要求油压不低于12MPa。
7、排水管设计Φ108×4.5无缝钢管，在井筒施工时,已悬壁固定在井壁上,每隔200m设一道支管座。
8、压风管设计Φ159×4.5无缝钢管，在井筒施工时,已悬壁固定在井壁上,每隔200m设一道支管座。
9、井底稳绳梁、封口盘及托罐座
见《井底托罐底盘布置图》，井底稳绳梁选用I45工字钢、L=6500mm两根，副梁选用I30两根，钢梁呈框架结构，M20螺栓连接。
稳绳悬吊位置安装8个U型卡子，通过10.7t卸扣与稳绳护绳环连接，绳卡5～7个。
井底封口盘钢梁选用I45工字钢、L=5300mm两根，副梁选用I30两根，钢梁呈框架结构，M20螺栓连接。
木梁选用200×200mm方木6根，木板选用厚75mm木板21.2m2。
井口托罐座钢梁选用I36工字钢两根一组，用厚10mm钢板焊在一起，托罐座上部柞木180×100×1100mm，用M24螺栓将托罐座、柞木固定在钢梁上，托罐座钢梁两端入井壁400mm，用C30混凝土浇注牢固，托罐座钢梁为框架结构，连接钢梁为I30槽钢L=2600mm，用M20螺栓连接。
井口封口盘主钢梁用立井施工时锁口用的I30工字钢3根，副梁选用矿用I11工字钢14根，副钢梁与主钢梁，用M16螺栓连接。
副钢梁上铺设5mm厚的花纹钢板，钢板与副钢梁用M12螺栓连接。
罐笼出车两端铺设进出车平台，托罐座梁与进出车平台焊接25号槽钢滑道。
封口盘上的罐座口周围设栅栏，栅栏下部用厚2mm铁板周围铺严，高度不低于300mm，进出车位置设上下安全门，栅栏与安全门高度不低于1.2m，井口两侧设联动阻车器。
井上下锁口及罐座施工见布置图。
10、天轮台
见《天轮台布置图》，2.5m天轮梁、稳绳梁与各悬吊天轮梁仍采用原工字钢梁。
主提升天轮梁选用I56工字钢、L=6360mm四根，稳绳梁选用I45工字钢、L=6360mm四根，用四根I56工字钢作主提升天轮梁。
电缆钢梁选用I45工字钢、L=6360mm四根，多余钢梁与悬吊天轮吊卸到地面。
按图纸摆放好天轮梁、稳绳梁间距，钢梁固定每端4条螺栓M20×95mm，加高梁与下部钢梁的连接采用M20×65mm螺栓，直径2.5m天轮轴承座两边加楔铁，加高梁两边加斜撑。
连接锁绳器底座厚30mm钢板应焊在钢梁上，所有固定螺栓必须紧固可靠。
二、井下排水
主、副井贯通后，在主井马头门一侧设井底临时泵房，先安装二台100D－45×9水泵。
流量为85m3/小时，扬程为405m，电机功率为160KW，转速为2950转/分，电机额定电压为660V，井筒315m处为一水平马头门已施工5m，作为接力水泵房，安装二台100D－45×9水泵，形成二级排水系统。
已知井筒深度为600m，单级排水高度为300m，故闸阀逆止阀均采用Pg=5Mpa，来水口径为100mm，吸水管接到井底水窝，将掘进工作面流入井底水窝的涌水通过一趟井筒悬壁排水管路（108×4.5无逢钢管），先排至一水平马头门，而后地面。
工作面的水流入井底水窝前必须先经沉淀池沉淀，沉淀过的清水才能进入井底水窝，避免水窝过快被泥渣淤积。
根据工程安排，副井先进行永久改装，井下施工水仓及泵房，待排水系统形成后，利用永久排水系统进行排水。
三、供电、信号及通讯系统
（1）井下供电
改装后,实行井上下分开供电,地面供电系统基本保持改装以前的,不做大的变动。
入井电源两趟，电压为0.66KV,一趟为动力电源,电缆规格为MY3×95-1×25，该电缆长期允许载流量290A，参考重量：
Kg，做为井底水泵及工作面电源。
井筒内电缆的敷设选用18×7-Φ23钢丝绳悬吊，每6m固定一道卡子，电缆与卡子之间垫胶皮防护以免损坏电缆;另一趟为主风机电源,电缆规格为MY3×70-1×25，该电缆长期允许载流量217A，参考重量：
Kg，做为井下主风机电源，副风机接在动力电源上，主、副风机自动倒台，并实现风电、瓦斯电闭锁。
井筒内电缆的敷设选用18×7-Φ23钢丝绳悬吊。
电源从施工临时变电所内630KVA变压器及KSJ-320-6/0.66KVA变压器引出。
见供电系统图
（2）提升信号、通讯及照明
改装后，从地面下一趟ZLKVV32—14×2.5型铠装多芯电缆做为信号和通讯专用线，实现井上下信号的各种闭锁及通讯。
具体接线方法见信号系统图。
四、地面翻矸系统
地面设立一吨600mm轨距前倾式翻矸架，安设一台JD-25型运输绞车。
矸石矿车从井下提出后，利用JD-25型绞车提升，利用前倾式翻矸架排矸，利用铲车和自卸汽车把矸石排至合适地点。
掘进用水考虑以蓄井筒淋水或从地面用排水管下水。
见地面排矸系统图
五、地面压风机
地面压风机房凿井期间已经安装了4台，其中：
2台日产OPT-307型40m3/min压风机；1台4L-20m3/min压风机和1台42m3/min螺杆压风机。
井下按三个工作面作业，打眼时一个工作面按5台YT-28型作业，每台钻耗风量：
3.8m3/min,喷浆时一个头用一台转Ⅴ型喷浆机,耗风量:
8m3/min,如果考虑二个头打眼一个头喷浆时风量最大,总耗风量为Q总：
1、打眼时用风量Q钻：
Q钻=α.β.ΣηKg
=1.2×1.15×10×0.785×3.8
=41.16m3/min
2、喷浆时用风量Q喷：
Q钻=α.β.ΣηKg
=1.2×1.15×1×0.85×8
=9.384m3/min
Q总=9.384+41.16=50.54m3/min
通过总耗风量校核,开二台压风机可以满足施工需要，同时有二台压风机作为备用。
六、通风
高岭矿主、副井贯通后，主井进行临时改装，副井进行永久改装。
在副井侧打一风墙，安装风机供工作面用风，新鲜风从副井进入通过风机供入工作面，井下各工作面的乏风经主井排出。
工作面风机使用型号为2×15KW的对旋风机，风筒采用Φ600mm的阻燃风筒。
七、施工安全及质量保证
改装施工前，由高岭矿项目部写出各单项施工安全技术措施，报请公司有关业务部门和领导审批。
审批后的措施由技术员向所有参加施工人员贯彻，并实行群签。
施工中严格按措施执行。
施工中，机电副经理、技术员必须亲临现场，严格按照图纸要求施工。
未经批准，不得擅自改动图纸。
技术员要严把质量关，各种技术数据必须做到准确无误。
八、安全措施
1、施工前制定周密的安全措施，并贯彻到每一个施工人员，实行群签。
2、启动绞车前必须对绞车安全闸、工作闸的连接装置和紧固装置，减速机齿轮磨损状况，配电设备，大绳都必须认真检查一遍，无异常问题方可开车。
司机中途不得换人、不得脱岗，绞车停止工作后必须刹紧安全闸，千斤必须处于闭锁，电气设备必须停电闭锁。
3、乘吊桶人员、吊盘上作业人员、高空作业人员必须佩戴保险带，各工具必须上笼头。
4、天轮平台、二层台、锁口盘、吊盘严禁双层作业，严禁井筒坠物。
5、天轮平台作业时，周围上围栏，井口设专人放警戒。
6、起吊重物时，必须查找数据或估计重物重量，选用绳扣安全系数不得低于13倍，绳扣不得通过锐利的棱角，并且要栓在牢靠处。
另外高空起吊重物时，防止重物大幅度摆动，必须留有尾绳。
7、井筒开挖梁窝时，必须严密防护、堵漏，严禁石块坠入井下，砸坏井筒设施。
8、起落吊盘各悬吊管路时，井底不得有人，井上下要有机电干部统一指挥，井上密切配合，听清信号后方准开车。
9、每项工作必须指定专人负责指挥，负责工作全过程的安全。
10、井筒内烧焊时，必须制定专项烧焊措施进行报批。
11、各种设施安装位置的中心线、标高都必须按图纸设计要求进行。
12、各管路的安装，各种螺栓必须坚固，不得有漏气或松卡现象。
13、各安全门及其闭锁、围栏都必须按要求进行安装。
14、回收与下电缆或大绳单独在井筒内升降，大绳下端必须挂重物，防止大绳打鼻或缠在其它设施上，每升降100m时，必须坐吊桶或罐笼观察一次，是否有异常。
15、每班接班前，机电队长必须向职工贯彻本班工作的安全措施，讲清楚工作程序，分工明确，责任到人。
九、各主要施工环接另报批安全施工措施。
1）泵房、下电缆安装措施。
2）井下稳绳梁、托罐底盘安装措施。
3）井口托罐座、封口盘安装措施。
4）天轮平台改造安全施工措施。
5）井下烧焊施工措施。
6）地面拆除稳车安全施工措施。
7）拆除风、水管、起吊盘安全施工措施。
8）回收风筒、电缆安全施工措施。
9）拆除天轮台多余钢梁、悬吊天轮，二层台安全施工措施。
高岭矿主井改装施工设备材料明细表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
金属井架
ⅢG型
座
1
原有
2
提升绞车
JK-2×3.5－1.7
台
1
原有
3
凿井绞车
2JZ2-10/1000
台
1
用后可拆
4
凿井绞车
JZ-10/800
台
1
用后可拆
4
凿井绞车
JZ-16/800
台
1
用后可拆
5
防坠罐笼
XS-1-1
台
2
购
6
紧绳油缸
个
8
购
4
矿车
1T
台
100
购
7
平板车
1T
台
5
购
8
提升天轮
Ф2500
套
2
有
9
悬吊天轮
Ф800双
套
1
有
10
悬吊天轮
Ф650
个
1
有
11
前倾式翻笼
1T
台
1
购
12
调度绞车
JD-11.4
台
2
调矿车用
13
调度绞车
JD-25
台
1
矸石山用
14
局扇
2×15kw
台
6
缺
15
水泵
100D－45×9－160KW
台
4
购
16
真空馈电
KBZ-200
台
10
17
真空馈电
KBZ-400
台
10
18
真空磁力开关
BQZ-80
台
4
19
真空磁力开关
BQZ-120
台
2
20
风机开关
BQZF-80
台
3
21
变压器
KSJ-320KVA-6/0.66KV
台
1
22
变压器
630KVA-6/0.66KV
台
1
23
支罐座
1T1
套
2
24
紧绳泵站
套
1
高岭矿主井改装施工主要材料明细表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
高压交联电缆
YJLV32--3×35
m
120m×2
绞车电源线
2
矿用阻燃信号电缆
ZR-KVV32-14×2.5
m
650m
照明、信号、通讯
3
排水电缆
MY--3×70＋1×25
m
350m
腰泵房用
4
井下动力电缆
MY--3×95＋1×25
m
700m
井底水泵及动力
4
主风机电缆
MY--3×70＋1×25
m
700m
主风机
5
电缆
MY--3×16＋1×6
m
200m
搅拌机等
6
主提钢丝绳
18×7-Φ31-170-特-不旋转
m
750m×2
主提升机用
4
稳绳
6×7-Φ34-155-特-不旋转
m
700m×8
7
钢丝绳
18×7-Φ23-155-特-不旋转
m
400m×1
腰泵房电缆用
8
钢丝绳
18×7-Φ23-155-特-不旋转
m
700m×1
井下动力电缆
9
钢丝绳
18×7-Φ23-155-特-不旋转
m
700m×1
井下主风电缆
10
钢丝绳
18×7-Φ21.5-155-特-不旋转
m
700m×1
井下信号电缆
11
紧绳油缸
个
8
天轮台用
12
工字钢
I56
m
10
井底用
13
工字钢
I45
m
60
14
工字钢
I20
m
50
15
工字钢
I11
m
30
16
槽钢
20
m
50
17
角钢
L70
m
60
18
木方
150×150
m
30
19
木板
70mm
m2
26
20
花纹钢板
5mm
m2
20
21
轨道
24kg/m
m
500
22
道岔
24kg/m
副
9
井下4副
23
轨枕
根
350
24
挡车器
组
6
井上下各3副
25
道钉
kg
100
铺轨用
升级会员 