泊江海子副井井筒施工措施.docx
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泊江海子副井井筒施工措施
内蒙古银宏能源开发有限公司泊江海子煤矿
副井井筒装备安装工程
施
工
组
织
设
计
中煤三建公司机电安装处
二0一二年三月
目录
第一部分工程概况
第二部分主要工作量
第三部分施工前的准备工作
第四部分施工程序
第五部分施工方法
第六部分临时挂装
第七部分有关强度校核
第八部份临时用电
第九部分安装质量标准
第十部分质量保证体系及措施
第十一部分工程安全保证体系及措施
第十二部分工期保证体系及措施
第十三部分文明施工措施
第十四部分环境保证措施
第十五部分施工机具一览表
第十六部分附图
一、工程概况
银宏能源开发有限公司泊江海子煤矿位于内蒙古东胜泊江海子镇境内,矿井建设规模为1000万吨/年。
其副井井筒装备由煤炭工业合肥设计研究院设计,中煤三建机电安装处此次承建该矿副井立井井筒装备的安装。
泊江海子煤矿副井立井井筒直径10.5米,上井口房进车侧摇台回转轴处轨面绝对标高+1386.000m,井底进车侧摇台回转轴轨面绝对标高为+803.500m。
为使该工程施工顺利进行,做到“快速、优质、安全、低耗”,确保工程按期交付使用,特编写本措施,以利指导施工。
二、主要工作量
(1)标准段
1、罐道悬臂托架间距3米190层
2、罐道220×220×12.5198根
3、交通罐道180×180×8188根
4、交通罐道梁工字钢Ⅰ32b142层
5、梯子间间距4米145层
6、排水管D325×8/D325×10/325×131760m
7、压风管D325×8600m
7、卡管梁[32a58根
8、托管大梁Ⅰ63c16根
9、电缆托架间距4米
(2)下井口宽罐侧非标段
10、副井井底金属支持结构1套
11、副井井底摇台梁1套
12、副井井底四角罐道1套
13、副井井底缓冲托罐梁1套
14、副井井底刚性及楔形罐道1套
15、副井井底防撞梁1套
16、副井井底尾绳挡梁1套
17、副井井底梯子间1套
(3)下井口交通罐侧非标段
17、副井井底罐道梁1套
18、副井井底刚性罐道1套
19、副井井底防撞梁1套
20、副井井底尾绳挡梁1套
(4)上井口非标段
21、副井井口摇台梁1套
22、副井井口四角稳罐装置1套
23、副井井口刚性及楔形罐道装置(宽罐侧)1套
24、副井井口刚性罐道装置(交通罐侧)1套
三、施工前的准备工作
1、组织施工人员熟悉有关图纸,进行技术交底,学习有关安全规程、质量标准及本施工措施。
2、按照图纸查对加工件数量、规格、型号、质量情况,于开工前配齐所有需用材料。
3、井筒施工前平整施工场地,按使用要求把各类加工件运至井口附近,各类材料堆摆放有序并挂牌标明。
4、要求提供井筒竖直情况测量资料及井筒矿建设计预留情况资料,超标处井筒施工前修改或提出整修方案。
5、根据井筒施工设定大线点位置,在梁上做出安装用相关基准线并打样冲眼标记,并在托架上用白漆标出安装方位编号,以利施工。
6、按照施工需要备齐施工机具、专用工具。
7、编制施工用各种图表、记录表及现场标牌。
8、施工现场应备有黄沙、水源、灭火器等消防器材。
9、风水管接至井口附近,并装阀控制。
10、由测量人员给出施工用基准点线。
11、对临时挂装的施工机具做一次全面认真的安全检查,消除安全隐患。
12、对施工人员作一次全面的身体检查。
四、施工程序
1、在井塔东西两侧进出车侧下方搭好安全通道。
2、标高15.5米以上井塔各平台封口。
3、我单位在井口及井塔15.5m、24m、26.2m处进行临时挂装(包括布置施工用凿井绞车及临时施工绞车)。
4、利用活大线安装上井口第一层,并以此作为基准稳线梁。
5、稳线,卡上井口大线。
6、松吊盘带大线到下井口,布置临时钢梁,稳卡下井口大线。
7、检查验收所有梁窝及下井口设备基础。
8、起吊盘并检查井筒的垂直度、不圆度,清理井壁杂物。
9、由上向下进行井筒装备标准段施工。
(除管子电缆)
10、至下井口时下放下井口设备及平台铺板等。
11、继续向下安装非标段及摇台梁等。
12、在所设井底稳线梁上方一层重新稳卡大线,拆除井底稳线梁。
13、安装至井底后,将吊盘解体。
14、,自下向上完善防缓冲装置、四角罐道等。
15、吊盘出金属支持结构后,恢复成方盘。
16、从下而上安装井筒管路。
17、从上而下反复进行电缆敷设施工。
18、检查井筒安装质量,合格后拆除井筒内大线卡。
19、将吊盘提至上井口,拆除封口盘及吊盘。
20、罐笼下放并二次封口。
21、井上安装及缠绳挂罐另编措施。
五、施工方法
1、根据天轮平台布置图和稳、绞车布置图(详见措施附图)进行天轮、稳车、绞车的安装,按图在井口组装好四层吊盘,将在井口组装好的吊盘依次按顺序提放到井筒内,调整好方向,并安装吊盘的组件、照明、爬梯、电焊机、开关、通讯工具等。
2、利用吊盘封井口,安装井盖门、引力滑架、电动卷扬机等,封口盘上铺设钢板应严密,防止坠物伤人,并根据测量部门提供的井筒“十”字中心线,把基准点线翻到封口盘上。
3、根据井筒标高和十字线利用活大线安装(+1381m、+1378m、+1374m)平面处托架、梁,并以此作为基准稳线梁。
4、根据十字中心线和井筒中大线点的位置用特制的大线卡,在风口盘上布置10台大线车、稳卡井口大线作为井筒施工的准线。
5、井筒内基准大线稳卡完毕后,请甲方组织验收,全部符合要求,方可进行其它井筒构件的安装。
6、锚杆的安装
根据大线位置及自制的号眼工具进行定位号眼,锚杆孔用风锤打出,打孔时钻杆应水平并与井壁垂直。
钻头直径选用φ42mm,锚杆孔深以锚杆长度为准,为控制孔深,应在钻杆上做出明显标记。
打眼过程中,眼孔要用水冲洗,使孔内不得留有杂物。
如遇有钢筋,可用电焊氧气配合吹除。
孔打好后用锚杆检查深度后将药包送到孔底,并用煤电钻或风动扳手将锚杆迅速送入孔内,推绞至规定深度。
锚杆拉力试验应在栽入一小时后按设计要求进行,其值不小于规定值。
7、托架安装
先将托架与井壁贴合面的杂物用钢丝刷清除干净。
先安装下托架,层间距用钢卷尺控制,中心线用线坠控制。
安装找正托架,托架面必须保持水平,安装好的托架与井壁之间应按设计要求填入充填物。
托架锚杆用方垫板应与托架背板焊死。
所有割焊处应按要求作防腐处理。
上下托架间的联接待罐道找正后再进行紧固。
垫板焊接后,锚杆螺母应重新紧固。
8、管梁的安装
托架安装好后,将梁按设计要求的位置摆放到托架上,利用预先做好的看线点和大线、水平尺将其找正后用螺栓紧固。
层间距用钢卷尺或开挡尺控制。
9、罐道安装
罐道由绞车下放,分别利用5#、6#、7#、8#稳车和绞车分别把8根罐道夺吊到位,利用大线找正,手拉葫芦微调,调整好间隙,利用角尺、钢板尺、钢卷尺控制安装质量和罐道的间距。
10、梯子间的安装
首先安装好梯子大梁托架和大梁,再装平台支梁,再按平台板、梯子、网门的顺序分别安装、找正、固定,网门安装首先安装两侧网门,再安装正面网门,最后将网门卡紧。
下梯子间栅栏时,严禁用绳索穿网门直接下放,一定要加保险绳。
11、井筒管路安装
井筒管路管由绞车下放,原两台夺道车改绞成管路侧作为夺管车;具体位置见附图。
管子下放与夺吊时,上部用特制抱箍卡牢,抱箍应卡在紧靠套管的下部管段上,以防管子滑落。
管子就位找正后,用卡子卡到梁上,然后再将套管焊牢。
各托管梁及托架在井筒施工时已安装。
管路安装完毕,管路下端安装高压阀,从上井口灌水试压,以检查井筒内各套管联接处有无渗水、漏水现象,发现问题及时处理,确保施工质量。
12、堵梁窝
先将梁置于梁窝内,梁找正后用斜铁固定,用钢板及角钢支好模版,梁窝要充分捣固充实,再用细灰充填,防止出现梁窝麻面。
13、电缆敷设(另编写详细措施)
电缆采用地面敷设方式。
将电缆滚蹬或电缆盘等于井口出车侧,利用25t凿井绞车随钢丝绳松至井底马头门处,在松电缆时每隔2m用麻绳扎一次,每隔10m用临时钢电缆卡卡牢。
留足电缆在上井口的使用长度,电缆松至井底指定位置后,施工人员利用吊盘从上之下利用永久电缆卡将电缆卡于电缆托架上,永久电缆卡木应放平,螺栓穿向应一致,并拧紧,但不得紧破电缆绝缘层,在吊盘上工作人员所用工具必须有留绳系在手腕上,防止坠落伤人或砸坏电缆。
卡电缆人员必须系好安全带,并使跳板牢固。
电缆在随稳车下放过程中,要根据稳车的速度盘动电缆滚,使倒出电缆的速度略大于吊盘车的下放速度。
电缆滚上设制动装置,严防电缆松滚过快。
各电缆下放前,应作耐压试验,并将电缆重新封头。
下井前核实电缆长度,下放过程中,做好通讯工作。
下梯子间栅栏时,严禁用绳索穿网门直接下放,一定要加保险绳。
六、临时挂装
1、稳车绞车选型及布置
根据临时挂装平面图,利用4台JZ-25/1300A稳车作为吊盘车(Ⅰ#~Ⅳ#)(建井处留下的稳车),稳车钢丝绳选用4根18×7+FC-Φ40-1670(或引力绳采用6×19+FC-Φ36-1770S、Z各1根),每根800m,Ⅰ#、Ⅱ#兼做绞车提升绳引力滑道,Ⅲ#稳车绳兼做临时风水管下放绳,Ⅳ#稳车绳兼做临时动力电缆下放绳。
布置JZ-16/800A稳车4台(Ⅴ#、Ⅵ#、Ⅶ#、Ⅷ),采用18×7+FC-Φ28-1570钢丝绳作为夺道车用绳。
八部稳车均采用集中控制,可以同时运行也可单独运行。
井筒施工期间利用原建井处2JKZ-4.0/15绞车作为提升绞车上下人和物料,绞车静张力差为150KN,绞车带18×7+FC-40-180型钢丝绳。
根据现场实际情况布置1台25KW小绞车用于井口提料。
其中有一台JZ16/800A稳车需要改绞,等安装管路前使用。
2、天轮平台布置
根据天轮平台平面布置图,利用原建井处凿井平台进行布置,在平台上布置钢梁作为天轮支撑梁。
在选定下绳点位置安装临时天轮。
提升天轮直径2500mm,其余天轮直径为1000mm和800mm,大梁与井架采用M24的U型螺栓固定,天轮与大梁间采用螺栓连接,轴承两端加焊止退角钢,大梁间用10#槽钢焊接作为横向联系槽钢。
3、吊盘结构设计
根据该井筒内结构特点,设计吊盘采用四层组合式,框架采用[16#槽钢组成,第一、二层为独立的两个方盘组成,第三、四层为整体圆盘,一层、二层层间距3米;二层、三层层间距6米;三层、四层层间距3米;第一、二、三、四层吊盘用8根[20b槽钢作为站柱连接在一起,在四层吊盘之间采用直爬梯上下,梯孔加设δ6mm折页花纹钢板制成的盖板,在第三层吊盘上打眼安装托架、钢梁,在第一层盘子上挂道,二、三层吊盘下放物料及找正罐道,在第四层吊盘上布置电源、干式变压器、开关、电焊机等,同时兼做托架划线号眼平台;三、四层圆盘上均应留有大线洞,在第三层吊盘上设顶丝,每层施工前将吊盘调整与井壁顶牢。
罐道安装位置处设折页孔400×400mm。
4、临时封口与井盖门
封口盘采用I40b工字钢为主梁,搭在锁口上,其余各支梁选用[16b槽钢,钢梁间焊为一体,上铺δ6mm花纹钢板。
封口盘四周应封牢,防止间隙大掉物。
井盖门采用双扇翻转对开式,[16b槽钢框架,上铺δ6mm花纹钢板。
井盖门开闭由电动小绞车控制,并设置行程开关防止过卷。
5、大线布置
井筒施工拟采用10根大线。
大线点位置见附图。
大线规格选用φ1.8mm碳素钢丝,坠砣重120-150kg。
大线在井筒中每100m稳卡一次,以防摆动过大影响施工质量。
大线由封井口盘钢板上钻孔下放,在井口第一道基准梁把大线卡牢,利用坠砣自重把大线下放到井底尾绳挡梁一下,把三根I36a工字钢作为井底大线主梁夺吊到尾绳梁的梁窝内,并根据大线自然下坠开档尺寸相应固定在三根大梁上,然后再布置焊接固定两根20#工字钢加固主梁,大线卡卡在主梁上并焊接牢固,井底大线稳卡好后,应用铁丝把坠砣留在钢梁上,防止意外坠落。
6、井筒及地面临时照明,通讯及动力布置。
a、在井口设置总配电间,专供井口及井筒作业用电,电源选定必须为单独使用。
配电间单设一台中性点不接地变压器,为井筒施工提供动力电源。
b、在临时天轮平台上设置二只220V、125W高压汞灯供检修天轮平台使用。
井口安装二只投光灯,根据井口附近现场情况可适当布置数盏220V、100W白炽灯,使搬吊构件有足够照明。
各稳车棚分别安装1-2盏220V、100W白炽灯,使稳车收放绳时,监护人员有足够照明。
c、井筒照明每层盘设四只127V/100W防爆防水灯。
d、在第三层吊盘上设置二台电焊机,电源由QC83-80防爆开关控制,电焊机应设防水罩。
煤电钻用127V电源,吊盘上KSG-4/0.5干式变压器供电。
e、井筒施工信号通讯用交织电话线一根,动力电缆用一根3×50+1×16橡套电缆,长约700m,随吊盘下放,每30m一卡,小麻绳2m一扎,绑扎长度不应小于100mm。
f、井筒与打点室采用头戴耳机联系,打点室与绞车房采用闸刀开关控制的声光信号联系,并设磁石式电话机,同时设置闭路电视监控系统,便于临时绞车房绞车司机开车监视,以确保安全双控。
g、施工用电设备应按规程要求检验,接地、接零应符合要求,井筒动力电用变压器中性点不接地。
7、其它临时设备
临时风管采用Φ38mm高压双层钢丝编织胶管,长度需800m上井口及吊盘各设临时风包一只,风源取自矿压风机房。
临时水管采用Φ25mm高压双层钢丝编织胶管,长度需800m,开关阀设置在上井口,水源取自井口临时水井。
风水管随吊盘下放,每40m一卡,每3m一扎,绑扎长度不少于100mm,每接头处增设钢卡。
在井口设一间打点室,井口附近设班组库房,以堆放施工器具和井筒构件。
施工人员下井用一只Φ1000吊桶(带保护伞)。
封口盘上布置大线车(进料侧的加焊底轮),固定牢靠,且要设防护罩。
七、有关强度校核
(1)、吊盘绳的校核
吊盘绳共4根,均选用不旋转钢丝绳
悬吊临时动力电缆的吊盘绳校核(4#稳车):
考虑到吊盘处于最不理想状态,按两根吊盘绳承担整个负荷。
查《机械设计手册》,18×7+FC—1670-Φ40钢丝绳每米重6.24kg/m,总破断力P=121610kgf,自天轮以下的长度按650m计算。
Q绳=6.24×650=4056kg
临时电缆及钢卡重量,Q缆=650×3.3+100(钢卡)=2245kg
按吊盘处于最不理想的状态给予负荷。
Q=1/2(Q吊+Q机+Q杂+Q人)=1/2(23000+900+1000+1050)=12975kg
Q吊=23000kg——吊盘自重
Q机=900kg——吊盘上的设备机具重量。
Q杂=1000kg——吊盘上构件及杂物的重量。
Q人=1050kg——吊盘上最多人员重量(按12人计算,每人按75公斤考虑)。
钢丝绳的载荷Q总=(Q+Q绳+Q缆)=12975+4056+2245=19276kg
所以,n=P/Q=121610/19276=6.3>6
安全可用!
其余3根吊盘绳受力均小于悬吊临时动力电缆的钢丝绳,其计算校验从略。
(2)、临时绞车提升绳的选用及校核
临时绞车提升钢丝绳选用18×7+FC-180-φ40不旋转钢丝绳(拟租用矿建单位现有副提升绞车钢丝绳),全长1000米,井筒最大深度为620米,每米重6.24kg,破断力为121610kg。
每罐四人,每人按75kg考虑,吊桶、钩头、引力滑架、安全保护伞等按1500kg考虑,即钢丝绳在天轮处最大重量为:
Q1=75×4+1500+620×5.05=4931kg
n=P/Q1=121610/4931=24.66>9,安全可靠!
下物料时,安全系数取6.5。
(3)、7、8号稳车绳强度校核:
(7、8号稳车是改角后布置下放排水管及动力电缆)
排水管远小于动力电缆,按后期下放井筒永久动力电缆考虑,钢丝绳选用18×7+FC-φ36-1770的不旋转钢丝绳,自身最大重量(按750m计算)为3788kg,钢丝绳破断拉力为75200kg,185mm动力电缆每米按11.6kg考虑,长度按700m计算,临时卡子按150kg计算,则n=75200/(700×11.6+150+3788)=75200/12058=6.24>6,安全可用!
(4)、5、6号稳车绳选型校核:
(改角后下放通讯电缆)
通讯电缆小于4000kg,选用φ32的钢丝绳满足安全使用要求。
其它钢丝绳载荷较小,本措施校核从略。
(5)、天轮平台梁强度校核Wc=2984cm3
F
绞车天轮平台梁(I63a、A3钢)
C
B
9050
3950
A
F=12895/2=6448kg
最大弯矩点在C点,则
Mc=F×LAC×LBC/LAB=6448×905×395/1300=1773076kg*cm
σ=Mc/Wc=1773076/2984=594.2kg/cm2<〔σ〕=1550kg/cm2
满足要求!
实际选用I63a工字钢。
(6)、动力电缆下放天轮平台梁(I36a、A3钢)
F
P=F/2(钢丝绳重+动力电缆重+卡子重)
C
3000
10000
A
B
P=F/2=(3788+11.6×700+150)/2=6029kg
M=P·L=6029×300=1808700kg·cm
I63a截面模量:
W2=2984cm3,σ=1550kg/cm2
σ=M/W2=1808700/2984=606.1kg/cm2<1550kg/cm2
能满足使用要求。
(7)、吊盘轴与天轮轴强度校核
Ⅱ#稳车对应的吊盘轴直径Φ80mm,材料A3,两支点间距为110mm,许用弯曲应力〔δ〕=1650Kg/cm2,许用剪切应力〔τ〕=1000Kg/cm2
Mmax=QL/4=12895×11/4=35461kg*cm
Wmax=JX/(D/2)=(D4/12)/(D/2)=D3/6=85.3cm3
δma=Mmax/W=35461/85.3=415.7kg/cm2<〔δ〕
τ=Q/[π(d/2)2]=12895/3.14×42=256.7Kg/cm2<〔τ〕
故吊盘轴能满足使用要求。
Ⅱ#稳车对应的吊盘天轮轴直径Φ100mm,材料A3,两支点间距为400mm,许用弯曲应力〔δ〕=1650Kg/cm2,许用剪切应力〔τ〕=1000Kg/cm2
Mmax=QL/4=12895×40/4=128950kg*cm
Wmax=JX/(D/2)=(D4/12)/(D/2)=D3/6=166.7cm3
δma=Mmax/W=128950/166.7=773.5kg/cm2<〔δ〕
τ=Q/[π(d/2)2]=12895/3.14×52=164.3Kg/cm2<〔τ〕
故所选天轮轴能满足使用要求。
八、临时用电
一、施工用电设备
主提升绞车选用矿建单位使用的2JKZ-4.0/15型绞车,绞车交接时应保证其系统的完整性,即配电、控制系统、机械部分应保证绞车的正常运转。
矿建单位绞车的安装施工资料应齐全、完整、以利于绞车的维护。
施工期间主要用电设备有,稳车JZ16/800A4台和JZ25/1300A4台;调度绞车JD-11.4kw型1台;地面用电焊机2台,井下电焊机2台,井下防尘防暴灯16盏。
由地面中性点不接地变压器向井下供电,高压引至矿110KV处临时变电所。
二、按照“需要系数法”来确定计算负荷。
查表得:
编号
设备名称
台数
额定容量
(KW)
额定电压
(V)
相数
需用系数
(KX)
功率因数
cosθtgθ
暂载率
εN
1
稳车
4
30
380
3
0.4
cosθ=0.5
tgθ=1.73
250/0
2
稳车
2
22
380
3
0.4
cosθ=0.5
tgθ=1.73
250/0
3
电焊机
(地面)
2
38.8
380
3
0.35
cosθ=0.6
tgθ=1.33
650/0
4
内齿轮
1
11.4
380
3
0.65
cosθ=0.75
tgθ=0.88
400/0
5
现场照明及
电动工具
20
220
1
0.8
cosθ=1
tgθ=0
6
电焊机
(井下)
2
22
380
3
0.65
cosθ=0.6
tgθ=1.33
650/0
7
井下照明
8
0.1
127
1
0.8
cosθ=1
tgθ=0
1、稳车电缆选择:
井筒施工期间。
吊盘所用四台稳车,松起时同时动车,而两台夺道车动车较少。
在吊盘停稳后,两台夺道车动车较频繁。
故实际用电负荷:
∵ΣPN=2PN.ε√εN=30×4+2×22×2×√0.25=164KW
∴PCa=KXΣPN=0.4×164=65.6KW
Qca=PCatgθ=65.6×1.73=113.5Kvar
Sca=PCa/cosθ=52.8/0.5=131.2KVA
=>I=Sca/√3UN=105.6/√3×0.38=140.1A
按安全载流量来选择电缆。
查表得:
1KV橡套电缆3×95mm2+1×35mm2的安全载流量为226A。
IZ﹥I故选择电缆YCH-10003×95+1×35。
2、井口用电设施电缆选择:
(1)电焊机
∵ΣPN=SN.εCOSθN√εN=22×2×0.6√0.65=21.3KW
∴PCa=KXΣPN=0.35×21.3=7.5KW
Qca=PCatgθ=7.5×1.33=10Kvar
Sca=PCa/cosθ=7.5/0.6=12.5KVA
(2)地面照明:
PCa=KXΣPN=0.8×20=16KW
Sca=PCa/cosθ=16/1=16KVA
(3)井口内齿轮:
PCa=KXΣPN=0.65×11.4=7.41KW
Qca=PCatgθ=7.41×0.88=6.5Kvar
Sca=PCa/cosθ=7.41/0.75=10KVA
=>I=Sca/√3UN=38.5/√3×0.38=58.5A
按安全载流量来选择电缆。
查表得:
1KV橡套电缆3×35mm2+1×16mm2的安全载流量为129A。
IZ﹥I故选择电缆YCH-10003×35+1×16。
3、下井电缆选择
(1)电焊机
∵ΣPN=SN.εCOSθN√εN=38.8×2×0.6√0.65=37.5KW
∴PCa=KXΣPN=0.65×37.5=24.4KW
Qca=PCatgθ=24.4×1.33=32.5Kvar
Sca=PCa/cosθ=24.4/0.6=40.7KVA
(2)井下照明:
PCa=KXΣPN=0.8×0.8=0.64KW
Sca=PCa/cosθ=0.64/1=0.64KVA
=>I=Sca/√3UN=41.4/√3×0.38=62.8A
按安全载流量来选择电缆。
查表得:
1KV橡套电缆3×50mm2+1×16mm2的安全载流量为149A。
IZ﹥I故选择电缆YCH-10003×50+1×16。
三、供电系统的配置及控制方案
地面低压电源采用中性点直接接地的三相五线制运行方式,一路从临时变压所低压柜,由一根YCH-10003×95+1×35引至井口配电盘总开关,由总开关分二路引至东、西三侧的稳车控制柜。
一路从临时变压所低压柜,由一根YCH-10003×35+1×16引至井口配电盘控制开关。
下井电缆采用中性点不接地的变压器供电,经