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1、Copyright2006 矿山建设工程 第二篇 立井井筒工程 矿 山 建 设 工 程 凿井结构物及凿井设备布置 1 Copyright2006 矿山建设工程 7.1 凿井井架 一、立式凿井井架一、立式凿井井架( (临时井架临时井架) )的类型的类型 立井亭式金属凿井井架：立井亭式金属凿井井架：5 5个型号，七个品种个型号，七个品种 选择的原则：选择的原则：满足使用要求满足使用要求（角柱跨距、天轮布置）保证安全保证安全（载荷、过卷） （一）井架的构造（一）井架的构造 二、井架的构造及尺寸二、井架的构造及尺寸 1 1、天轮房、天轮房位置、作用、构造位置、作用、构造 2 2、天轮平台、天轮平台 钢
2、板焊接组合梁；边梁和中梁规格大钢板焊接组合梁；边梁和中梁规格大 3 3、主体架、主体架呈四棱台状，由四扇梯形桁架组成呈四棱台状，由四扇梯形桁架组成 4 4、卸矸台、卸矸台 5 5、扶梯、扶梯梯子梁为扁钢，踏步为圆钢梯子梁为扁钢，踏步为圆钢 6 6、基础、基础 2 Copyright2006 矿山建设工程 天轮平台 天轮房 主体架 扶梯 基础 3 Copyright2006 矿山建设工程 4 Copyright2006 矿山建设工程 5 Copyright2006 矿山建设工程 6 Copyright2006 矿山建设工程 7 Copyright2006 矿山建设工程 1 1、井架高度、井架高度
3、 （二）凿井井架的主要尺寸（二）凿井井架的主要尺寸 2 2、天轮平台尺寸：、天轮平台尺寸： 5.55.55.55.5；6.06.06.06.0；6.56.56.56.5； 7.07.07.07.0；7.257.257.257.25；7.57.57.57.5 3 3、脚跨尺寸：、脚跨尺寸： 10101010；12121212； 14141414；16161616 （三）井架的特点（三）井架的特点 1 1、井架在四个方向上具有相同的稳定性；、井架在四个方向上具有相同的稳定性； 2 2、井架的结构是装配式的，可重复使用；、井架的结构是装配式的，可重复使用； 3 3、四面可出绳，悬吊天轮布置灵活；、四
4、面可出绳，悬吊天轮布置灵活； 4 4、便于安装、拆卸和运输；、便于安装、拆卸和运输； 5 5、防火性能好，井架坚固耐用。、防火性能好，井架坚固耐用。 7.1 凿井井架 8 Copyright2006 矿山建设工程 9 Copyright2006 矿山建设工程 作用在井架上不变的荷载，如作用在井架上不变的荷载，如井架自重、附属设备重量井架自重、附属设备重量 三、凿井井架的载荷及其组合三、凿井井架的载荷及其组合 1 1、恒荷载、恒荷载 2 2、活荷载、活荷载井架在使用过程中可能发生变动的荷载；如 井架在使用过程中可能发生变动的荷载；如风荷载风荷载等等 3 3、特殊荷载、特殊荷载 偶然事故作用于井架
5、上的荷载，如偶然事故作用于井架上的荷载，如断绳荷载断绳荷载。 （一）井架荷载的种类（一）井架荷载的种类 7.1 凿井井架 1、井架自重 （二）井架荷载的确定 2、附属设备重量： （1）天轮及轴承座的重量 查表 标准井架 查表 （2）卸矸台荷载 实际情况取值或45KN/m2估算。 （3）井架围壁板重量 石棉瓦200N/m2；油毡50N/m2；木板250N/m2；铁 皮120N/m2。 10 Copyright2006 矿山建设工程 11 Copyright2006 矿山建设工程 12 Copyright2006 矿山建设工程 3 3、悬吊钢丝绳的工作荷载、悬吊钢丝绳的工作荷载 单绳悬吊时：单绳悬
6、吊时： 双绳悬吊时：双绳悬吊时： Q-Q-钢丝绳的绳端荷载钢丝绳的绳端荷载 q-q-每米钢丝绳的重量每米钢丝绳的重量 H-H-井筒最大掘进深度井筒最大掘进深度 h-h-天轮平台高度天轮平台高度 7.1 凿井井架 、风荷载、风荷载（活荷载）（活荷载） 5 5、提升钢丝绳的断绳荷载、提升钢丝绳的断绳荷载（特殊荷载）（特殊荷载） w w0 0 - -基本风压，基本风压，N/mN/m 2 2 z z - -风压高度变化系数风压高度变化系数 s s - -风荷载体形系数风荷载体形系数 z z -Z-Z高度处的风震系数高度处的风震系数 - -钢丝绳破断拉力换算系数钢丝绳破断拉力换算系数 Q Qd d -
7、-钢丝绳全部钢丝绳破断力总和钢丝绳全部钢丝绳破断力总和 13 Copyright2006 矿山建设工程 （三）井架荷载的组合 1、正常荷载组合 包括全部恒荷载、即井架自重、附属设备重量、全部提升、悬吊设 备钢丝绳的工作载荷；组合系数1.0。 2、特殊荷载组合 包括全部恒荷载、即井架自重，组合系数1.0 ；一根钢丝绳的断绳荷载及 与之共轭的钢丝绳两倍的工作荷载，其他钢丝绳的工作荷载及50%的风载。 7.1 凿井井架 第9.1.1条 凿井井架的选择应符合下列要求： 一、能安全地承受施工荷载； 二、角柱的跨度和天轮平台的尺寸，应满足提升及悬吊设施的 天轮布置要求； 三、应满足矿井各施工阶段不同提升方
8、式的要求； 四、井架四周围板及顶棚不得使用易燃性材料。 14 Copyright2006 矿山建设工程 立井井筒施工示意图 1一天轮平台；2一凿井井架 ；3一卸矸平台；4一封口盘 ；5一固定盘；6一材料吊桶 ；7一吊盘；8一矸石吊桶；9 一吊泵；10一抓岩机；11一 压气管；12一风筒；13一安 全梯；14一稳绳 15 Copyright2006 矿山建设工程 7.2 凿井工作盘 一、封口盘和固定盘 （一）封口盘的用途和构造要求 1 1、位置和作用、位置和作用 钢木结构、盖井口为正方形；由梁格、盘面铺板、井盖门、管子道通过口 盖门、绳孔等组成；主梁3645#工字钢，方木200200为次梁，75
9、mm厚木板为 铺板，上铺2025mm厚木板或防滑网绞钢板。副梁可用2025#工字钢或槽钢。 2 2、结构、结构 （二）封口盘的荷载计算 1 1、荷载类型：、荷载类型： 封口盘自重、施工荷载、装卸设备或物料时的荷载。 2 2、计算方法：、计算方法： 自重和施工荷载按3000N/m2计算。 作用：升降人员、材料、设备及拆装管路的工作平 台，保护井下安全的结构物。 安全规程第二十五条 凿井期间，井口工作范围必须用栅栏围住， 人员进出地点必须安装栅栏门；井口必须设置封口盘和井盖门，井盖门的两 端必须安装栅栏，封口盘和井盖门必须坚固严密，并采用不燃性材料。 16 Copyright2006 矿山建设工程
10、 封口盘的构造封口盘的构造 17 Copyright2006 矿山建设工程 （三）固定盘（三）固定盘 1 1、位置和作用、位置和作用 钢木结构，主梁为2025#工字钢，次梁为 1820#工字钢，方木为200150，木板厚70mm， 角钢758，螺栓M20M16，设计与要求同井 口的封口盘，不同之处是通过孔口不设盖门而 设喇叭口。 2 2、结构、结构 7.2 凿井工作盘 固定盘是为了进一步保护井下人员安全而 设置的，它位于封口盘下48m处。固定盘上 通常安设有测量井筒中心线的装置,有时也作为 接长风筒、压气管和排水管的工作台。 18 Copyright2006 矿山建设工程 吊盘是进行井筒永久支
11、护的工作盘，它用钢丝绳悬挂在地面的凿井绞车上 。在掘砌单行作业和混合作业中，又可用于拉紧稳绳、保护工作面作业人员安 全和安设抓岩机等掘进施工设备。吊盘一般采用双层结构。 在采用长段掘砌平行作业时，井筒内除设有砌壁吊盘外还应设掘进盘，即 稳绳盘，稳绳盘用来拉紧稳绳、安设抓岩机等设备和保护掘进工作面作业人员 的安全。 7.2 凿井工作盘 二、吊盘和稳绳盘 19 Copyright2006 矿山建设工程 （一）吊盘及稳绳盘的用途和构造 1、吊盘 （1）位置和作用 2、稳绳盘 双层或多层，吊盘 为双绳双岔绳悬吊 （2）结构及悬吊方式 （1）位置和作用 （2）结构及悬吊方式 单层盘、与稳绳成多 绳悬吊方
12、式 7.2 凿井工作盘 3、吊盘结构 吊盘由梁格、盘面铺板、喇叭口、管线孔口、扇形活页、立柱、固定和 悬吊装置组成。 梁格由主梁、次梁和圈梁组成。两根主梁与提升中心线平行，为工字钢； 次梁为工字钢或槽钢；圈梁由68节（14#的槽钢冷弯制成）组成。 立柱为48根100无缝钢管组成，亦可用18#槽钢，上下层间距为46m，双 绳双岔绳悬吊。上下喇叭口距盘面为0.5m，操作盘上的喇叭应高出盘面1.01.2m 。吊盘四周折页宽200500mm，吊盘起落活页折起 20 Copyright2006 矿山建设工程 21 Copyright2006 矿山建设工程 1、吊盘结构自重及施工荷载可近似地作为均布载荷处
13、理。 （二）吊盘荷载分析（二）吊盘荷载分析 2、下层最不利荷载情况是装卸模板时，按一圈模板一圈井圈和少量钢筋计 算；模板和围圈按600kg计，少量钢筋按750kg计。 7.2 凿井工作盘 3、吊桶下料时按局部动荷处理，混凝土重2500kg/m3，动荷系数取1.2。 4、平行作业时，壁圈荷载的一部分传给立模板，动力系数取1.2 5、抓岩机气绞按集中荷载处理，动力系数为1.2 6、吊岩荷载应由下而上按传递次序分别计算 （三）吊盘结构设计（三）吊盘结构设计 1、吊盘梁系结构 （1）次梁简化为以主梁和圈梁为支点的简支梁计算 （2）主梁为支承于立柱的外伸简支梁 （3）圈梁简化为悬臂曲梁 2、立柱：按轴心
14、受控构件进行计算选型,地面安装时验算稳定性、螺栓连接强 度、焊缝强度、安全系数。 22 Copyright2006 矿山建设工程 7.2 凿井工作盘 3 3、悬吊装置、悬吊装置 （1）荷载计算；即裤叉绳拉力 （2）销轴计算选型后按受弯构件验算强度m10 （3）吊卡计算， m6 三、凿井工作盘的设计要求 （一）确定结构布置方案，主要是梁格布置，要合理 （二）估算结构，计算荷载数值，确定计算方法，对构体进行受力分析， 按构件类型根据强度选择构件截面并根据截面验算其刚度和稳定性。 （三）构造要求坚固耐用 （四）计算荷载时应具体分析各种荷载及荷载组合，考虑此荷载为动荷。 （五）结构设计程序应根据传力过
15、程进行。 （六）综合考虑安全、简单、经济、方便的材料、规格不宜过多过杂。 （七）许用应力和安全系值取值，必须符合钢结构设计规范和煤矿安全 规程的规定。 23 Copyright2006 矿山建设工程 凿井设备布置内容 v吊桶、抓岩机和水泵等位置的布置； v各种管路和电缆的布置； v各类盘上的主、次梁，各种管路和悬吊设备的孔口，抓 岩机绞车，吊桶喇叭口等盘面布置； v天轮平台上天轮托梁和天轮的布置； v地面提升机和各种稳车的布置等。 7.3 凿井设备布置 24 Copyright2006 矿山建设工程 一、立井凿井设备布置的特点 （一）设备多 （二）设备间应有足够的安全间隙 （三）所布置设备要为
16、、期工程服务 （四）设备布置的好坏，影响到安全、进度和效益 二、凿井设备布置的基本原则 （一）考虑到平巷施工和安装工作的不同要求，尽量减少过渡期的工作； （二）井口设备布置和井内设备布置要协调一致，互不干扰； （三）设备间的安全间隙要保证； （四）盘台结构要合理； 7.3 凿井设备布置 （五）地面内提绞设备要以井架四面出绳，受力合理，要均衡，临时建筑不占 永久建筑的位置； （六）要保证测量工作不受影响。 25 Copyright2006 矿山建设工程 三、凿井设备布置步骤 （一）根据矿总平面图和井下巷道出方向确定凿井提升机的方位角，初步定 出提升容器在井内位置； （二）布置井内凿井设备、确定悬吊方式； （
