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1、采矿工程学毕业论文论文题目：恒泰矿井筒断面设计学习中心：河南郑州奥鹏学习中心学 院：东北大学专 业：采矿工程姓 名：李振岭入学时间：2009年10月指导老师: 蔡永顺目 录摘要- 2 -关键词- 2 -第一章： 绪论- 3 -1.1 恒泰矿基本情况- 3 -1.2恒泰矿生产现状- 3 -1.3提升、运输系统- 4 -1.4 排水系统- 5 -第二章 主井井筒断面设计- 5 -2.1 立井井筒断面布置形式- 5 -2.2 立井提升容器的选择- 6 -2.3 井筒装备的选择与计算- 6 -2.4 立井井筒断面尺寸的确定- 10 -第三章 副井井筒断面设计- 13 -3.1 立井井筒断面布置形式-
2、13 -3.2 立井提升容器的选择- 13 -3.3 井筒装备的选择与计算- 14 -3.4 立井井筒断面尺寸的确定- 15 -第四章 课程设计心得体会- 18 -结论- 21 -参考文献- 22 -摘要井筒工程是矿井建设主要连锁工程项目之一。井筒工程量一般占矿井井巷工程量的5%左右，而施工工期却占矿井施工总工期的40%50%。井筒工程施工速度的快慢，直接影响其它井巷、有关地面工程和机电安装工程的施工。因此，加快井筒施工速度是缩短矿井建设总工期的重要环节。同时，井筒是整个矿井建设的咽喉，其设计和施工质量的优劣，直接关系到矿井建设的成败。因此，井筒设计必须合理，对井筒施工质量必须予以足够的重视。
3、为了使所设计的井筒断面，既能满足提升和安全的需要，又能使井筒断面的尺寸尽量缩小，以达到井筒装备和断面布置合理、经济效果最好。过去对于井筒直径的求算，多用图解法或数值法求出井筒的近似直径，但图解法精度差，数值法计算复杂。为此，本文介绍一种既可达到设计精度要求，而计算又简便的方法。关键词：井筒工程、井筒断面、井筒直径第一章： 绪论1.1 恒泰矿基本情况该设计以恒泰矿为设计条件，此地下磁铁矿，属于中厚倾斜矿体。矿区出露的脉岩主要为上盘是石灰岩，下盘为闪长岩。矿体和围岩均比较稳固。矿山生产能力为50万t/a。该矿采用竖井开拓系统，采矿方法为分段凿岩阶段采矿法，阶段运输巷道布置形式为下盘双巷加联络道的布
4、置方式。坑内阶段运输采用1.1m3侧卸式矿车和zk7-6/250型架线式电机车进行矿石、废石运输。通过该阶段运输巷道的涌水量为180m3 /h, 风量为25m3/s；该阶段运输巷道内还需敷设两条动力电缆、三条通信及照明电缆、一条外径为108mm压气管、一条外径为55mm的供水管。恒泰矿，于1983年由山东省冶金设计院设计，年设计生产能力为50万吨/年（2007年重新核实后为65万吨/年），于1984年由山东冶金建设工程公司基建， 1992年10月基建部分基本竣工，并交由山东金岭铁矿管理。恒泰矿1992年从山东冶金建设工程公司移交到山东金岭铁矿后，经过半年多的采准施工，于1993年开始出矿，当年
5、出矿8.5万t，在随后的几年当中产量逐年递增，2007年出矿66.57万吨，矿石达到最高值。1.2 恒泰矿生产现状恒泰矿采用地表中央竖井对角式及盲斜井开拓方式，地表有三条竖井，井下有四条盲斜井。地表竖井分别为主井、副井、东风井，西风井由于种种原因，没有建成。主井标高为+28.5-392m，井筒直径4m，作用是提升原矿，采用2.1m3双箕斗提升，提升水平设在-247m；副井标高为+28.5-378m，井筒直径5.5m，并设梯子间和管子间，作用是进风、提升人员、掘进废石，并运送设备、物料，采用单层罐笼带平衡锤提升，提升水平为-160m、-220m、-280m、-340m；东风井标高为：+28.5m
6、-290m，井筒直径4m，设梯子间和充填管道，采用单层罐笼带平衡锤提升，主要作用是回风、作为另一个安全出口，提升水平为-100m、-160m、-220m、-280m。生产阶段现有-100m水平、-160m水平、-220m水平、-280m水平、-340m、-425m水平六个阶段水平，阶段高度为60、85m。现在正在进行-425m阶段水平的开拓。各阶段之间都用斜井相连接。1.3 提升、运输系统恒泰矿区-280m以下矿石通过矿车、电机车运输至新老矿石井座底-340m（-220-340m，倾角25。，），再由新老矿石井分别提升到-220m矿仓，-160m以上的矿石则由矿车、电机车倒入高溜井（-160-
7、220m），放至-220m矿仓（-247m），最后由主井提升至地表，提升到地表后由汽车运输至选厂。新矿石井：-220m-340m，倾角25。，提升装置为2米的卷扬机提升，单钩提升2辆1.1m3翻转式矿车，提升能力为25万吨/年。老矿石井：-220m-340m，倾角25。，提升装置为1.6米的卷扬机提升，单钩提升2辆1.1m3翻转式矿车，提升能力为17万吨/年。副井：双绳单层单车罐笼（40001450）+平衡锤提升，提升装置为JKMD2.82()双绳摩擦式卷扬机。 主井：采用2.1m3双箕头提升，提升装置为2JK-3/11.5卷扬机，提升能力为75万吨/年。1.4 排水系统恒泰矿采用三级接力排水
8、方式，具体是:-340m、-425m泵房排到-280m泵房，-280m泵房排到-160m泵房，-160m泵房排到地表，-220m的水通过斜井流至-280m水仓。-340m泵房安装OSI150-605()A型水泵3台，单台排水量499m3/h，-425m泵房安装MS200-670型水泵3台，单台排水量620m3/h；-280m泵房安装10DK-92A型水泵3台，单台排水量1000m3/h；-160m泵房安装10DK-92型水泵5台，单台排水量1000m3/h；每个泵房都敷设有两条排水管路，一条工作，一条备用。恒泰矿的通风系统为单翼对角压出式通风系统，主扇风机站设在-100m水平和280m水平东风
9、井石门巷道内。新鲜风流从副井流入井下各作业水平，冲刷各作业区后，污风由各阶段的回风上山汇集到回风阶段（-100m、-280m），最终由-100m水平和-280m水平主扇风机排到东风井，压入地表。恒泰矿区为上下行间隔混合式级站通风网络，-100m水平为专用回风巷，从副井进风，东风井回风。第二章 主井井筒断面设计2.1 立井井筒断面布置形式立井井筒横断面形状有圆形和矩形两种。我国矿山立井井筒横断面一般采用圆形。 依据采矿设计手册采用圆形断面（受力条件好，通风阻力小，适用于井筒服务年限大于15年的矿山）作用是提升原矿，提升装置为2j-3/11.5,提升容器为为双箕斗（2.1），采用传统罐梁山型布置。
10、井筒横断面布置应力求紧凑，也要保证必要的安全间隙，以达到既经济合理又安全的目的。 2.2 立井提升容器的选择作用为主要用于提升原矿，提升水平为-247 m，矿井设计年产量为65t/年，采用2jk-3/11.5卷扬机，依据采矿设计手册采用单绳提升，刚性罐道箕斗，规格为113611801567mm，最大载重4t，自重3.675t。2.3 井筒装备的选择与计算罐道是提升容器在井筒中运行的导向装置，它必须具有一定的强度和刚度，以减小提升容器的横向摆动。考虑该井筒提升高度大，提升钢丝绳终端载荷大，根据提升容器即布置形式，依据采矿设计手册，采用钢轨罐道，43kg/m 每根钢轨的标准长度为12.5m，钢轨接
11、头处必须有4.0mm的伸缩缝，工字钢做罐道梁。安装罐道时，每根钢轨罐道卡在四层罐道梁上，所以罐道梁的层间距离为4.168m。罐道梁采用I25b，间隙为20mm，规格为118220mm。1、 设计条件井筒净直径 D=4.0m,罐道梁层间距 L=4.168m,终端载荷 G=7.685m.2、 罐梁的计算1） 载荷 F=G/20=3.8375KN 设计载荷 F=r r F=1.11.43.8375=5.9KN F=0.8 F=4.7KN.2)按三跨梁计算强度 M =0.2 F* L =0.25.94.168=4.9KNM M=0.2 F* L=0.24.74.68=3.9KNMM / W+ M/ W
12、 =1000017000(可)3）挠度 I=b h=0.15 m v= F L /68E I=3.810 L/250=0.016经检验，设计合乎要求。3、 罐道梁罐道梁是为固定罐道、梯子间、管路和电缆等装备用的，立井井筒采用刚性罐道时，在井筒内需设罐道梁。罐道梁每隔一定距离布置一层，一般采用金属材料。罐道梁按截面形式分有工字钢罐道梁、型钢组合空心罐道梁、整体轧制的封闭空心罐道梁和异形罐道梁等，罐道梁与井壁的固定方式有梁端埋入井壁和用锚杆固定两种。罐道梁的型号可以按经验选择。（详见图1）1 图14、1）设计载荷 F=5.9KN F= rr F= 0.684 KNM F=1.5 KNM q=0.3
13、18 KNM2）强度计算 M= F L/4=6.1 KNM M=（F+ F）L/4 +q L/8=2.97 KNM M/（r W）+ M/( r W)=137390200000Kpa（可）3）挠度计算 v= F L/（48E I）=0.2105.9/250=0.0236（可）经检验，设计合乎要求。4、 其他隔间井筒断面内还有梯子间和管路电缆间。梯子间（如图所示）是矿井井下经立井井筒通往地面的一个安全出口。梯子间的梯子多采用折返式布置。管路间和电缆间安设有排水管、压风管和供水管，以及各种电缆。为了安装检修方便，管路间和电缆间布置在靠近梯子间的一侧。梯子间的布置要求：梯子的倾角，不大于80；上下相
14、邻两个梯子平台的垂直距离，不大于8m；上下相邻平台的梯子孔错开布置，平台梯子孔的长和宽，分别不小于O.7m和O.6m；梯子上端高出平台1m，下端距井壁不小于O.6m；梯子宽度不小于O.4m，梯蹬间距不大于O.3m；梯子间与提升间应完全隔开。管线间布置：a、管线间一般布置在副井井筒内，为方便检修，尽量靠近梯子间b、动力电缆最好与信号电缆分别布置在梯子间两侧，如受条件限制布置在同侧，两者间距要在0.7m以上。（详见图2）图22.4 立井井筒断面尺寸的确定井筒断面尺寸主要指井筒直径。根据选定的井筒横断面布置方式，提升容器的规格和数量。罐道规格、梯子间和管路电缆间的尺寸，以及根据预选的罐道梁型号和有关的安全间隙确定井筒净直径。安全规程规定：立井内提升容器之间，以及提升容器最突出部分与井壁和罐道梁之间的最小间隙，必须符合规定。根据求得的提升间和梯子间的断面尺寸，可采用解析法或作图法确定井筒的近似直径以及罐笼在井筒中的位置。根据提升间、梯子间、
