井筒施工凿井设施选型计算.docx
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井筒施工凿井设施选型计算
第六章井筒施工凿井设施选型计算
一、提升设备的选型
（1）井筒基本数据
副井井筒设计净直径为①10.5m,井筒深611.7m井筒施工采用永久井塔改造后凿井，凿井天轮平台高度：
+15.5m,+24m、+26.2m,其中提升天轮、稳绳天轮布置在+26.2m平台上。
（2）提升设备的选择
井筒主、副提升均采用2JKZ-4.0/15绞车，配一套单钩5.0m3吊桶提升，DX-3m3底卸式吊桶下放混凝土，主、副提升均下放SJZ6.11型伞钻，均采用11t钩头装置。
详见表6-1提升绞车选型参数表。
（3）主、副提升钢丝绳的选择计算
（1）钢丝绳悬垂长度Ho=Hsh+Hj=611.7+26.2+3.085=640.985m取645m；
式中：
Hsh井筒深度m
Hj――井口水平至井架天轮平台悬垂高度m
（2）钩头、滑架、缓冲器重量
Qz=Q1+Q2=2109+1923+245=4277（N）
式中：
Q1——11t钩头及连接装置重量为2109N
Q2——滑架及缓冲器装置重量1923+245=2168N
（3）终端荷重
1）5m3吊桶提升矸石时：
Q矸=gX:
G+Km•V・y+0.9X件1/Ks）V甘+Qz
=9.81X（1690+0.9XX1600^0.9X（41/2）XX100Q+4277=9.81X（1690＋7200＋2250）＋4277
=113560（N）
式中：
Km――装满系数取Km=0.9
Y
V=5m3
取rg=1600kg/m3
取rs=1000kg/m3
取Ks=2.0
G=1690kg
――吊桶容积
Y松散矸石容重
Y水容重
Ks岩石松散系数
G——5m3座钩式吊桶重量
2）下放SJZ6.11型伞钻时
Q伞钻二QSZ+Q2=103005+4277=107282（N）式中：
Qsz——SJZ6.11型伞钻重量为103005N
Q2――钩头、滑架及缓冲器装置重量4277N
3）3m3底卸式吊桶下放混凝土时
式中：
Qdxs=g（G+Km•V・Y）+Q2
=9.81X（1400+0.9X3X2675+4277
=88863.73（N）
G3立方底卸式吊桶自重G=1400kg
Km装满系数取Km=0.9
V吊桶容积V=3m3
Y混凝土容重取rg=2675kg/m3
根据以上计算结果，选择荷重Q0=Q矸=113560（N）为计算依据
（4）提升钢丝绳单位长度重量Ps（按最大荷载提5m3矸石计算）
Ps=
Qo
1伽b"T
—Ho
9.81ma
/g=
113560
1101770
9.817.5
—645
/9.81=5.78kg/m
式中：
CB――钢丝绳公称抗拉强度取@=1770Mpa
ma安全系数
取ma=7.5
根据计算选18X7+FC40-1770特型多层股不旋转钢丝绳，其标准每米
重量PsB=6.24kg/m，钢丝破断力总和Qd=1190624N
（5）钢丝绳安全系数校核
①提物时
Ma=
Qd
Qo+PsbHo
1190624
113560+6.246459.81
=7.78>7.5符合规定
②提人时
按每次提升12人考虑，每人重100kg（带工具）
Qr=9.81X（12X100+1530）+4277=3105813）
Ma=
Qd
Qr+PsbHog
1190624
31058.3+6.246459.81
=16.88
>9符合规定
（四）主、副提天轮的选择
D>60d=60X40=2400mm（d为钢丝绳直径）
注：
《煤矿安全规程》规定，围抱角小于90°的天轮直径D>60d。
选择天轮为TXG3000/45.5型，公称直径3000mm,钢丝绳破断拉力总和1735KN,满足使用要求。
（五）主、副提升机的选择
（1）提升机滚筒直径
D>60d=60X40=2400mm（d为钢丝绳直径）
（2）选定提升机型号
考虑到井筒深度，为了提高提升能力以及后期施工的需要，决定选用2JKZ-4.0/15新型凿井专用提升机，其主要指标如下：
卷筒直径：
D=4000mm;卷筒宽度：
By=2650mm;卷筒个数2个；钢丝绳最大静张力差：
Fj=210KN。
（3）校验卷筒宽度
缠绕层数：
n=B/Bt=2439.9/2650=0.92（层），需要爬一层钢丝绳。
式中：
H――提升高度取H=645m;30试验绳长度30米；
e绳圈间隙，取3;d绳径d=40mm;
n——缠绳层数
（4）验算提升机的强度
最大静张力验算（按绳端荷重提5m3吊桶时）
Fj=Qo+PsbXH°Xg
=113560+6.24X645X9.81=153043N<210000N,符合规定
（5）电动机功率估算
式中：
VmB――提升机最大速度VmB=6.84m/s
n动效率取n=0.85
提升机配备电机为YR630-122xiOOOkw,满足施工需要。
二、悬吊设备的选型
（1）吊盘悬吊钢丝绳、稳车天轮选择
1、悬吊钢丝绳选择吊盘采用二层盘，八根绳悬吊，考虑实际使用情况，按照六根绳悬吊计
算选择钢丝绳。
选用二台HZ-6抓岩机，吊盘自重：
Q1=438609N,吊盘承受满载砼吊桶重：
Q2=93000N，人员重：
Q3=13734N,抓岩机重：
Q4=201752N,水箱及水重：
Q5=29430N。
钢丝绳悬垂长度按照650m计算。
（1）终端荷重Q0
Q0=1/6（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）
=0.1667X（438609+93000+13734+201752+29430
=0.1667X776516
=129445.22（N）
（2）钢丝绳单位长度重量：
式中：
@――钢丝绳极限抗拉强度，取@=1770Mpa
Ma：
安全系数，取Ma=6
H。
：
悬吊高度H°=650m
（3）根据计算选：
18x7+F8-1770钢丝绳，其每米重PsB=5.63kg/m，钢丝破断力总和1075154N。
（4）钢丝绳安全系数校验
Ma=
Qo+g
Qd
PSB..
Ho
1075154
129445.22+9.815.63650
=6.5>6符合规定
3、稳车选择
根据单根钢丝绳最大荷重165345N,选用JZ-25/1300型稳车6台
4、悬吊天轮选择
D>20d=20>38=760mm（d钢丝绳直径）
选用①1.0米单槽悬吊天轮六套。
（2）抓岩机悬吊钢丝绳、稳车天轮选择
1、悬吊钢丝绳选择
选用2台HZ-6型中心回转抓岩机，机重Q1=79235N,抓头及它重量
Q2=22886.73N,钢丝绳悬垂长度按照650m计算。
（1）终端荷重Q0
Q0=Q1+Q2==79235+22886.7A102121.73（N）
（2）钢丝绳单位长度重量：
式中：
@――钢丝绳极限抗拉强度，取@=1770Mpa
Ma：
安全系数，取Ma=6
H。
：
悬吊高度H0=650m
（3）根据计算选:
18x7+ES4-1770钢丝绳，其每米重P$B=4.51kg/m,钢丝破断力总和8608932
（4）钢丝绳安全系数校验
Ma=
Qd
Qo+gPsb..Ho
102121.73+6Z4.51650=34*6・58>6符合规定
1、悬吊钢丝绳选择
取最大模板直径12.5m模板自重Qi=441450N模板增加混凝土重量
Q2=88290N;钢丝绳悬垂长度按照650m计算，共计四个稳车悬吊。
（1）终端荷重Qo
Qo=1/4（Q1+Q2）=1/4（441450+88290=132435（N）
（2）钢丝绳单位长度重量：
式中：
@――钢丝绳极限抗拉强度，取@=1770Mpa
Ma：
安全系数，取Ma=6
（3）根据计算选：
18X7+FC-38-1770钢丝绳，其每米重P$B=5.63kg/m,钢丝破断力总和10751542
（4）钢丝绳安全系数校验
Qd
Qo+gPsb..Ho
=6.39>6符合规定
1075154
132435+9.815.63650
3、稳车选择
根据钢丝绳最大荷重168335N选用JZ-25/1300A型稳车4台
4、悬吊天轮选择
D>20d=20X8=760mm（d钢丝绳直径）
选用①1.（米单槽悬吊天轮三套。
（4）排水管悬吊钢丝绳、稳车天轮选择
1、凿井期间如果涌水量小于10m3/h，则用吊桶附带排水；如果涌水量大于10m3/h,采用博山泵厂DC50-80X11型高扬程卧泵排水，流量Q=66.2m3/h，扬程H=803米，卧泵和水箱放置在吊盘上层盘，井筒内排水
管和电缆用钢丝绳悬吊。
迎头用BQF-50/25风动潜水泵将水排至吊盘水箱,由卧泵排至地面。
①根据排水量计算管路直径
管路直径：
Dg十4Q冷46&2=0.088m\nVd3600\3.1433600
式中：
Q——排水量取Q=66.2m3/h
Vd——排水管内水流速度取Vd=3m/s
根据计算采用标准管径内径①=08mm无缝钢管为排水管路。
②计算水泵扬程（近似计算）式中：
hi――吸水高度取hi=2m
h2――排水高度取h2=650m
n管效率取n=0.9（0.870.9—）
DC50-80X11型卧泵设计扬程为803米能满足施工排水要求。
2．悬吊钢丝绳选择
其重量:
排水管①108X5,每米重量124.6N,敷设长度650米,
Q1=124.6X650=80990（N）；
法兰接头每6米一付，每付重236.32N,其重量:
Q2=650-6X236.3225601（N）
排水管内水重:
Q3=[（0.108-0.01）/2]2X3.14X650X1000X9.814=8073（N）卧泵动力电缆一趟，其总重量：
Q4=10.6X650X9.81=67591（N）
卡子每3米一付，每付重45.81N,其重量：
Q5=650-3X45.819926（N）
1钢丝绳最大悬吊高度H°=650m
2终端荷重Q。
（采用2根钢丝绳悬吊）
Q0=1/2（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）
=1/2（80990+25601+48073+67591+992）6=116090.5（N）
◎钢丝绳单位长度重量：
PS
式中：
短一钢丝绳极限抗拉强度，取$=1770Mpa
Ma：
―安全系数，取Ma=6
⑷根据计算选用18X7+FG36-1770型多层股不旋转钢丝绳2根，其每米重量PSB=5.05kg/m，钢丝破断力总和Qd=964816N。
◎钢丝绳安全系数校验
Ma=
Qd
Qo+gPsb..
_964816
Ho116090.5+9.815.05
650=6.51>6符合规定
3.稳车选择
根据钢丝绳最大荷重148292N,选用JZ-16/800A型稳车两台
4.悬吊天轮的选择
天轮直径D>20d=20X33720mm（d钢丝绳直径），选用直径1.0米双槽悬吊天轮一套，能满足要求。
（5）安全梯悬吊钢丝绳、稳车天轮选择
1、悬吊钢丝
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