某副井临时改绞方案829.docx

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某副井临时改绞方案829

施工组织设计

第一章工程概况

一、工程概况

某矿井位于长武县亭口镇以北，矿井采用主、副、风三个立井开拓，矿井开采前期采用中央并列抽出通风方式。

副井井深585.85m，净径8.5m，采用全井深冻结法施工。

目前井筒已施工到底，东西两侧马头门各掘进17m，并实现与主井井筒贯通。

目前井筒冻结壁已解冻，正在进行井筒壁间、壁后注浆。

根据建设单位组织召开的副井临时改绞平衡会和对临时改绞提出的要求，编制了某副井临时改绞施工组织设计。

二、地质概况

（一）地层

依据钻孔揭露地层由老至新依次有：

侏罗系下统富县组（J1f）、中统延安组（J2y）、直罗组（J2z）、安定组（J2a）,白垩系下统宜君组（K1y）、洛河组（K1l）、华池组（K1h）及第四、三系地层（Q+N）。

地层及岩性情况见图3-1及附图。

现由老至新分述如下：

1．侏罗系

①下侏罗统富县组（J1f）

岩性为紫杂色泥岩，泥岩呈团块状，质纯、致密、细腻、松软易破碎，具马蹄状断口，见滑面，与下伏地层假整合接触。

②中侏罗统延安组（J2y）

岩性以河沼相砂泥岩为主，底部为铝质泥岩、褐灰色泥岩、砂质泥岩及4煤；中部为灰色泥岩、砾岩；上部为中粗粒砂岩，成分以长石、石英为主，均匀层理。

与富县组假整合接触。

③中侏罗统直罗组（J2z）

以灰绿色，灰白色砂岩泥岩为主。

底部为灰绿色泥岩，团块状，质纯、致密、较细腻。

与下伏延安组假整合接触。

④中侏罗统安定组（J2a）

为棕红色、紫红色砂质泥岩，夹薄层紫灰色、灰绿色细～粗粒砂岩，底部为泥质粉砂岩，水平层理。

本组地层以干旱气侯平原洪积相沉积为主。

与中侏罗统直罗组假整合接触。

2、白垩系

①下白垩统宜君组（K1y）

岩性为杂色巨厚层状粗砾岩。

砾石成分主要为花岗岩、变质岩块次为石英岩块。

砾径一般30～50mm，最大150mm以上，次棱角-次圆状，分选差，基底式或孔隙式胶结，致密坚硬。

与下侏罗统安定组假整合接触。

附：

孟村矿井3号井筒检查地质及水文地质柱状图。

②下白垩统洛河组（K1l）

岩性为紫红色、棕红色细～粗粒长石石英砂岩，中夹2层中厚层状杂色粗砾岩层。

孔隙式胶结，致密坚硬，为河流相沉积。

③下白垩统华池组（K1h）

岩性为紫褐色、褐灰色泥岩，细腻致密，较均匀。

3、第四系及第三系（Q+N）

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

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：

抽水试验涌水量Q：

5.121（l/s），单位涌水量q：

0.3323（l/s·m），渗透系数K：

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·m），渗透系数K：

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：

单位涌水量q：

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：

单位涌水量q：

0.0026（l/s·m），渗透系数K：

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：

抽水试验涌水量Q：

0.303（l/s），单位涌水量q：

0.008054（l/s·m），渗透系数K：

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

式中：

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

式中：

Z--------一次提