竖井施工技术正文.docx
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竖井施工技术正文
竖井施工技术
3.2技术准备
3.2.1机电设备选型
1）竖井提绞设备的组成
竖井提升设备的主要组成部分有：
提升容器、提升钢丝绳、提升机（包括拖动装置）、井架和天轮，以及装载、卸载装置等。
中条山隧道竖井提升设备的主要组成部分有：
（1）、主提升绞车、副提升绞车为JK系列，主要由机械部分和电气部分两部分组成。
机械部分主要包括主轴装置（滚筒）、变速箱、液压站（一用一备）、润滑站（一用一备）、两组双闸制动器、深度指示器、一个齿轮联轴器、一个弹簧联轴器等。
电气部分主要包括磁力站、高压开关柜、高压换向器、操纵台（主令）、电动机、箱式电阻等。
（2）、凿井绞车部分主要包括吊盘稳车4台、风水管稳车1台、吊泵稳车1台、抓岩机稳车1台、溜灰管稳车2台、稳绳稳车2台、安全梯稳车1台、滑模稳车3台以及放炮电缆、通讯讯号电缆稳车各1台。
2）凿井提升机的选择与计算
建井用的提升机，根据井筒开凿、巷道开拓、井筒安装等不同时期的提升方式及提升量进行选择。
由于巷道开拓时临时罐笼都采用双钩提升，按以下方面进行了计算，确定主提升设备以选用双卷筒提升机。
提升机的选择与计算
序号
计算步骤
计算公式
符号及数据
1
卷筒直径/mm
D≥60dsD≥900δ
ds、δ分别为钢丝绳直径及最粗钢丝绳直径，mm
2
提升机型号选择
Dr≥D
Dr—所选提升机的卷筒直径，mm
3
卷筒宽度选择
B=〔
〕〔ds+ε〕≤BT
H0—最大提升高度，m
30—提升钢丝绳试验长度，m
DT—提升机卷筒名义直径，m
ε—提升钢丝绳绳圈间隙，取2～3mm
3—摩擦圈数
BT—提升机卷筒宽，mm
B＞BT时可绕n层，在建井时期当井深≤400m时，n=2，
井深＞400m时n=3，并须符合《煤矿安全规程》有关规定
n，—错绳圈，一般n，=2～4
4
验算提升机强度
最大静张力：
竖井提升时
斜井提升时
最大静张力差：
竖井提升时
斜井提升时
Fj≥Q+Qz+PSB*HO
Fj≥（Q+QZ）（sinβ+f1cosβ）+PSB*LO（sinβ+f2cosβ）
Fch≥Q+PSB*HO
Fch≥Qsinβ+（Q+2QZ）f1cosβ+PSB*LO（sinβ+f2cosβ）
Fj--提升机强度要求允许的钢丝绳最大静张力N
Fch--提升机主轴要求允许的钢丝绳最大静张力出差，N
Q—提升物料荷重，N
QZ—提升容器荷重，N
P‘SB—钢丝绳线分布力,N/m
P‘SB=9.81PSB
PSB—每米钢丝绳标准质量,kg/m
P—电动机功率,KW
L.0—钢丝绳最大斜长,m
f1—矿车或箕斗运行阻力系数
箕斗提升:
f1=0.01
矿车提升f1=0.01（滚动轴承）f1=0.015（滑动轴承）
f2—钢丝绳移动时的阻力系数,f2=0.15～0.2
β—井筒倾斜角
5
电动机功率估算
竖井提升:
双钩提升/W
单钩提升/W
斜井提升:
双钩提升/W
单钩提升/W
P=
P=
P=
P=
ρ—动力系数：
吊桶提升时ρ=1.05
罐笼提升时ρ=1.3
vmB—提升机最大速度，m/s
K—矿井阻力系数，K=1.15～1.2
KB—电动机功率备用系数，KB=1.2
ηC—传动效率，一级减速ηC=0.92
二级减速ηC=0.85
其余符号同前
3）凿井绞车的选择
凿井绞车的选择主要根据所悬吊设备的重量和悬吊方法选择。
一般单绳悬吊用单卷筒凿井绞车，双绳悬吊用一台双卷筒凿井绞车，如无条件亦可用两台单卷筒凿井绞车。
凿井绞车的能力是根据钢丝绳的最大静张力来标定的，因此所选用的凿井绞车的最大静张力大于或等于钢丝绳悬吊的终端荷重与钢丝绳自重之和。
选用的凿井绞车卷筒容绳量要大于或等于凿井绞车的悬吊深度。
竖井提升系统主要设备选型及技术特征
（1）、主、副提升绞车选型为JK系列，其主要由机械部分和电气部分两部分组成。
机械部分主要包括主轴装置（滚筒）、变速箱、液压站（一用一备）、润滑站（一用一备）、两组双闸制动器、深度指示器、一个齿轮联轴器、一个弹簧联轴器等。
电气部分主要包括磁力站、高压开关柜、高压换向器、操纵台（主令）、电动机、箱式电阻等。
A：
主提升绞车的主要技术特征：
型号：
2JK-3.5/15.5
卷筒直径：
3500mm宽度：
1700mm
最大绳速：
5.67m/s
天轮直径：
2500mm
主提升钢丝绳的主要参数：
直径：
φ34mm结构：
18×7不扭转
单位长度重量：
4.47kg/m抗拉强度：
1700MPa
B：
副绞车的主要技术特征：
型号：
JK-2.0/15.5
卷筒直径：
2000mm宽度：
1500mm
最大绳速：
3.70m/s天轮直径：
2000mm
副绞车钢丝绳的主要参数：
直径：
φ26mm结构：
18×7不扭转
单位长度重量：
2.70kg/m抗拉强度：
1700MPa
（2）、凿井绞车的选型及主要技术特征
凿井绞车主要包括吊盘稳车4台、风水管稳车1台、吊泵稳车1台、抓岩机稳车1台、溜灰管稳车2台、稳绳稳车2台、安全梯稳车1台、滑模稳车3台以及放炮电缆、通讯讯号电缆稳车各1台。
详细的技术参数见表“提绞设备的配置及主要技术特征”。
绞车型号
台
数
容绳量
m
卷筒
直径
mm
卷筒
宽度
mm
钢丝绳
直径
mm
天轮
每根钢丝绳最大静张力t
钢绳平
均速度
m/min
电机
转速
r/min
吊重
外形尺寸
总重
规格
数量
悬吊
导向
2JK-3.5/15.5
1
972
3500
1700
34
φ2.5
1
17
8.5/6.85
720/580
6350
8858.6
2JK—2/15.5
1
800
2000
1500
26
φ2.0
1
6
3.70
480
3201
4698
2JZ2--16/800
3
800
1000
1250
31
φ1.0
2
1
16
6/3
720
17653
3358×3200×2240
17653
2JZ--10/600
3
600
800
1000
28
φ1.0
1
1
16
16650
3215×2553×1690
27014.6
JZ--10/600
6
600
800
1050
34
φ0.65
4
4
10
6
8077
3215×2553×1690
28954
JZA-5/1000
1
1000
630
1000
20
φ0.65
1
4500
2674×2255×1500
JZ-8/600
2
600
600
800
21.2
φ0.65
2
2
8
6000
3037×2570×1770
8089
2JZ—16/800
2
800
1000
1250
31
φ1.0
2
1
16
16590
3358×3200×2240
5457.4
提绞设备的配置及主要技术特征
4）竖井提升容器的选用及特征
竖井矸石吊桶的选择为座钩式吊桶，早期由于翻矸台坡度较缓，卸碴困难，而改用吊钩式。
但吊钩式需由人工操作，比座钩式吊桶卸碴速度慢，且易偏斜，容易碰撞稳绳、稳定性差等缺点。
提升容器特征
绞车
类型
吊桶
类型
吊桶容积/m3
桶体外径/mm
桶口直径/mm
桶体高度/mm
吊桶全高/mm
桶梁直径/mm
桶体重量/Kg
副提绞车
坐钩式
1.5
1450
1320
1350
2480
70
728
主提绞车
坐钩式
3.0
1650
1450
1650
2890
80
1049
5）竖井提升、悬吊钢丝绳的选择
依据煤炭工业出版社出版的《简明建井工程手册》（2003.1，第四章提绞设备），提绞钢丝绳采用多层股（不旋转）钢丝绳；悬吊设备钢丝绳采用单绳悬吊方式，选用18×7型不旋转钢丝绳，并根据终端荷重及钢丝绳的悬垂高度查表来选择悬吊钢丝绳。
钢丝绳直径的选型见表“悬吊钢丝绳的选择”、表“竖井提绞、悬吊钢丝绳的选择”。
悬吊钢丝绳的选择（ma=6）
序号
悬垂高度m
钢丝绳
直径（mm）
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
各种直径钢丝绳（6×19）在不同悬垂高度下可能悬吊的最大终端荷重（N）
1
15.5
22200
21800
21300
20900
20500
20100
19700
19200
18800
18400
18000
17500
17100
16700
16300
15800
15400
15000
14600
2
17
26800
26300
25800
25300
24800
24300
23800
23300
22800
22200
21700
21200
20700
20200
19700
19200
18700
18100
17600
3
18.5
32000
31400
30800
30200
29500
28900
28300
27700
27100
26500
25900
25300
24700
24100
23500
22800
22200
21600
21000
4
20
37500
36800
36100
35400
34700
33900
33200
32500
31800
31100
30400
29700
28000
28200
27500
26800
26100
25400
24700
5
21.5
43500
42700
41900
41100
40200
39400
38600
37700
36900
36100
35300
34400
33600
32800
31900
31100
30300
29400
28600
6
23
50000
49100
48100
47200
46200
45300
44300
43400
42400
41500
40500
39600
38600
37700
36700
35800
34800
33900
32900
7
24.5
57000
55900
54800
53700
52600
51500
50500
49400
48300
47200
46100
45000
44000
42900
41800
40700
39600
38500
37500
8
26
64300
63000
61800
60600
59400
58100
56900
55700
54500
53300
52000
50800
49600
48400
47100
45900
44700
43500
42300
9
28
72000
70700
69300
67900
66600
65240
63800
62500
61100
69700
58300
57000
55600
54200
52900
51500
50100
48800
47400
10
31
89000
87300
85600
83900
82200
80500
78800
77100
75500
73800
72100
70400
68700
67000
65300
63600
61900
60200
58500
11
34
107700
105600
103600
101600
99500
97500
95400
93400
91300
89300
87200
85200
83100
81100
79000
77000
74900
72900
70900
12
37
128200
125100
123300
120900
118400
116000
113500
111600
108700
106200
103800
101400
98900
96500
94100
91600
89200
86800
84300
13
40
150500
147600
144800
141900
139000
136200
133300
130500
127600
124800
121900
119000
116200
113300
110500
107600
104700
101900
99000
14
43
174200
170800
167500
164200
160900
157600
154300
150900
147600
144300
141000
137700
134400
131100
127700
124400
121100
117800
114500
15
46
199800
19600
192200
188400
184600
180800
177000
173200
169400
165600
161800
158000
154200
150400
146600
142800
139000
135100
131300
悬吊钢丝绳的选择（ma=5）
序号
悬垂高度m
钢丝绳
直径（mm）
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
各种直径钢丝绳（6×19）在不同悬垂高度下可能悬吊的最大终端荷重（N）
1
15.5
26800
26400
26000
25500
25100
24700
24300
23800
23400
23000
22600
22200
21700
21300
20900
20500
20000
19600
19200
2
17
32400
31900
31400
30900
30400
29900
29400
28800
28300
27800
27300
26800
26300
25800
25300
24800
24200
23700
23200
3
18.5
38600
38000
37400
36800
36200
35600
35000
34400
33800
33200
32500
31900
31300
30700
30100
29500
28900
28300
27700
4
20
45300
44600
43900
43200
42500
41700
41000
40300
39600
38900
38200
37500
36700
36000
35300
34600
33900
33200
32500
5
21.5
52600
51800
50900
50100
49300
48400
47600
46800
46000
45100
44300
43500
42600
41800
41000
40200
39300
38500
37700
6
23
60400
59500
58500
57600
56600
55700
54700
53800
52800
51900
50900
50000
49000
48100
47100
46200
45200
44300
43300
7
24.5
68800
67700
66600
65500
64500
63400
62300
61200
60100
59000
58000
56900
55800
54700
53600
52500
51500
50400
49300
8
26
77600
76400
75200
73900
72700
71500
70300
69100
67800
66600
65400
64200
62900
61700
60500
59300
58100
56800
55600
9
28
87000
85600
84300
82900
81500
80200
78800
77400
76100
74700
73300
71900
70600
69200
67800
66500
65100
63700
62400
10
31
107500
105800
104100
102400
100700
99000
97300
95600
93900
92200
90600
88900
87200
85500
83800
82100
80400
78700
77000
11
34
130100
128000
126000
123900
121900
119800
117800
115700
113700
111600
109600
107500
105500
103500
101400
99400
97300
95300
93200
12
37
154800
152300
149900
147500
145000
142600
140200
137700
135300
132900
130400
128000
125600
123100
120700
118200
115800
113400
110900
13
40
181700
178900
176000
173200
170300
167400
164600
161700
158900
156000
153190
150300
147400
144600
141700
138900
13600
133100
130300
14
43
210300
207000
203700
200400
197100
193700
190400
187100
183800
180500
177200
173900
170500
167200
163900
160600
157300
154000
150700
15
46
241300
237500
233700
229900
226100
222300
218500
214700
210900
207100
203300
199500
195700
191900
188100
184300
180500
176600
172800
竖井提绞、悬吊钢丝绳的选择表
序号
用途及名称
吊重（kg）
总重（kg）
钢丝绳
安全系数对比
碴重
罐重
绳重（516m）
规格型号
整绳破断拉力（KN）
规定值
实际值
结论
1
主提升绞车
5502.6
1049
2307
8858.6
18×7φ34mm
698.32
6.5
8.04
合格
2
副提升绞车
2580
728
1390
4698
18×7φ26mm
403.52
6.5
8.76
合格
3
吊盘稳车
6753.5
6×19φ28mm
433.64
5
6.55
合格
4
风水管路稳车
8000
6×19φ28mm
433.64
5
5.53
合格
5
吊泵稳车
11037
6×19φ34mm
674.76
5
6.24
合格
6
抓岩机稳车
1148
4900
1572
7620
18×7φ28mm
448.02
5
6
合格
7
安全梯稳车
2703
18×7φ20mm
240.8
9
9.09
合格
8
溜灰管稳车
10505
6×19φ31mm
544.19
5
5.29
合格
9
稳绳稳车
4822
6×19φ21.5mm
257.31
5
5.92
合格
6）竖井井架的选型及安装
（1）、竖井的井架采用Ⅳ型钢结构井架，该井架主要由天轮房、天轮平台、主体桁架、翻矸平台、扶梯、基础等部分组成，由基础顶面至天轮平台顶面高度为21.79m，天轮平台平面尺寸为7.0m×7.0m，井架底部跨距为14m×14m，井架金属结构质量（不含基础及天轮房）为49.059T。
（2）、安装前首先做好井架零部件的清点检查工作，井架基础的复核以及安装器具的检修。
（3）、井架的安装可采用整体吊装法或散装法。
竖井采用散装法，起吊设备以25T吊车为主，由下至上分层分片安装的方法：
底层安装前首先检查四个井架基础水平，最大高差为4mm，高差由钢垫板调整，井架实际中心线与设计中心线偏差为5mm，符合相关规定。
然后安装各底层金属结构件并紧固；二层安装先在地面成片组装后，在与底层接触处连接，将连接螺栓紧固牢靠，垫圈加设齐全；
三层安装分四大片在地面组装，先装带主腿的主梁组件（两片），分别用拖拉绳溜位，拖拉绳上设置倒链，以备调节两者的相对间距，然后安装天轮平台的中部主梁，将其位置调好后，穿螺栓连接先将螺母带平，安装另外两侧的主梁组件，调整好位置后穿螺栓连接，将其拧紧；天轮平台的五根主梁分片依次安装用螺栓紧固，并按要求加装防松螺母。
竖井井架的选型及安装的主要技术特征
天轮平台平面尺寸（m）
7.0×7.0
井架底部跨距（m）
14×14
由基础顶面至天轮平台顶面高度（m）
21.79
由基础顶面至翻矸平台中线的高度（m）
6.6
井架金属结构质量（不含基础及天轮房）（T）
49.059
7）施工设备机械化配套
（1）、根据竖井直径、深度等条件，机械配套能力要与生产能力相适应。
随着井深和及生产能力的增加，各项机械能力亦相应增大。
（2）、各施工设备之间的能力与性能要相互匹配，机械化水平相协调，施工设备与设施、机与电、主要工序与辅助工序配置成套，充分发挥设备的综合能力。
本竖井提升设备采用35KV变6KV供电系统，设计容量为2600KVA，实际容量在2340KVA。
整个竖
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