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1、立井天轮平台的布置天轮平台的布置主要是将井内各悬吊设备的天轮和天轮支承梁妥善布置在天轮平台上，充分发挥凿井井架的承载能力，合理使用井架结构物。我国凿井用的井架，多为标准金属亭式井架，天轮平台是由四根边梁和中间主梁组成的“曰”字形平台结构。天轮平台布置原则如下：1. 天轮平台中间主梁轴线必须与凿井提升中心线互相垂直，即与井下巷道出车方向垂直，使凿井期间的最大提升动荷载与井架最大承载能力方向一致，并通过主梁直接将提升荷载传递给井架基础。2. 天轮平台中梁轴线应离开与之平行的井筒中心线一段距离，并向提升吊桶反向一侧错动，以便使吊桶提升改为罐笼提升时，将提升钢丝绳平移至井筒中心线处，提升天轮无需跨越天
2、轮平台主梁，天轮轴承座无需抬高，便于凿井期间在井筒中心线处设置吊盘悬吊天轮。错开距离最大控制在 450mm 以内，以吊盘悬吊天轮和临时罐笼提升天轮不碰撞天轮平台主梁为原则。否则，吊桶提升天轮将过多地探出天轮平台边梁，而主梁另一翼的天轮平台面积不但得不到充分利用，还需增设许多导向绳轮，反而使天轮平台的布置复杂化。3. 天轮平台另一中心线和另一井筒中心线可以重合，也可以错开布置，应视凿井期间主提升卸矸操作是否方便，开巷期间临时罐笼出车线路是否便于从井架下面通过而定。当凿井期间主提升为双钩提升时，往往采取天轮平台中心线与井筒中心线错开，而与提升中心线重合的布置方式。天轮平台上各天轮的位置及天轮的出绳
3、方向应根据井内设备的悬吊钢丝绳落绳点位置、井架均衡受载状况、地面提绞位置，以及天轮平台设置天轮梁的可能性等因素综合考虑确定。5. 悬吊天轮的出绳方向，力求与井架中心线平行。只有天轮平台过分拥挤或主、副井相邻一侧地面凿井绞车布置相互干扰时，才采取斜交布置，其夹角可取 30 或 45。6. 当凿井设备需用两台凿井绞车悬吊同一设备时，两个天轮应布置在同一侧，使出绳方向一致，以便于集中布置凿井绞车和同步运转。双绳悬吊的管路尽量采用双槽天轮悬吊。7. 稳绳天轮应布置在提升天轮两侧，出绳方向与提升钢丝绳一致，以便两台稳车同步运行。8. 提升天轮，应尽量布置在同一水平，一般不作一高一低的布置。9. 尽可能少
4、设导向轮，必要时可从天轮台边梁下面出绳。10. 考虑出绳方向和天轮梁布置方向时，应注意使井筒转入平巷施工和井筒安装时的改装工作量最小。11. 布置天轮梁时，应使天轮梁中心线与天轮轴承中心线垂直，与天轮平台中心线平行布置。12. 尽量采用通梁或相邻两个天轮共用一根支承梁，以减少天轮梁数目。13. 悬吊钢丝绳与天轮平台构件的间隙应不小于 50mm；天轮与天轮平台各构件间应不小于 60mm。14. 天轮布置应使井架受力基本平衡，标准亭式凿井井架可采用两面或四面布置，但是无论采用哪种布置方式，各钢丝绳作用在井架上的荷载不许超过井架实际承载能力。布置天轮平台时，当出现天轮和天轮梁过分拥挤，甚至难于布置，
5、提升天轮与悬吊天轮及其悬吊钢丝绳与天轮平台边梁、主梁和井架主体构件相互碰擦时，可采取下列方法进行调整：（1）改变双槽天轮的轴承间距，减少所占天轮平台有效面积；（2）改变梁的支承点位置，采用通梁或短梁；采用桁架梁、组合梁、改变梁的型式和梁号；（3）采用天轮副梁与天轮平台中心线斜交布置；（4）增设垫梁抬高天轮轴承座，或在出绳方向一侧增设导向天轮，将钢丝绳抬高，挪开。但悬吊天轮及其相应的导向天轮的绳槽方向应完全一致，以免磨损钢丝绳和天轮的轮缘；（5）在天轮主梁下翼缘加托梁，或采用地轮悬吊方法；（6）通过改变梁与梁之间的连接方法，调整竖向位置；（7）钢丝绳由天轮平台边梁下面出绳；以上措施均无法解决时，
6、可重新调整井内悬吊设备和管线位置，以便更换天轮和天轮梁的位置。矿山工程钢结构井架躯体底脚、天轮平台平面十字中心线与设计位置的偏差规定1 普通型钢井架：(1)躯体底脚1MM；(2)天轮平台不应大于井架高度的 05/1000，但最大不应超过 15MM。2 箱形(单侧斜撑式)井架：(1)躯体底脚1MM；(2)天轮平台：横向7MM ，纵向 15MM。井架允许前倾位移数值，应符合设计规定。3 箱形(双侧斜撑式)井架：(1)躯体底脚LMM；(2)天轮平台7MM。合理利用永久井架优化凿井设施布置时间：2005-9-12 11:18:57 编辑：煤炭网 摘要济宁 3 号井为特大型现代化矿井，其副井利用永久井架
7、凿井中，针对井筒断面大、机械化配套齐全、吊盘荷载大、永久井架平台可利用面积小、地面布置空间狭窄等条件限制，采取了一整套合理优化布置设计，取得了较好效果。 关键词永久井架凿井设施优化布置济宁 3 号井副井合理利用永久井架，进一步优化井筒悬吊布置，妥善解决了井架和井筒布置及凿井设施设置之间的关系，减少了临时设施的安装拆除工作，取得了较好地效果，为大型矿井的开发和建设提供了经验。其凿井示意图见图 1。图 1济宁 3 号井副井凿井示意1永久井架；2翻矸平台；3吊盘；4主提绞车；5副提绞车；6-滑轮1井筒施工方案济宁 3 号井是一座特大型现代化矿井，设计年产量 5Mt。副井井筒净直径 8m，总深 613
8、m，为缩短建井工期，减少副井永久改装时间，利用永久井架凿井。井筒表土及基岩含水段采用冻结法施工。整个井筒按垂深分为三大段，即冻结表土段、冻结基岩段、基岩段。冻结表土段设计为双层井壁，采用短段掘砌外壁施工，使用金属刃脚模板，管子下料；冻结基岩段外壁网喷支护。冻结段内壁采用液压滑模，底卸式吊桶下料。基岩段短段掘砌，采用 YJM 型液压整体下滑模板砌壁。井筒排水采用 80DGL-7510 型吊泵两台。井筒表土段出矸采用人工挖掘装卸，基岩段采用中心回转抓岩机。井筒提升采用主、副提 3m3吊桶各 1 套。2永久井架的合理利用利用永久井架凿井已成为一项推广应用的新技术。在 3 号井副井施工中利用永久井架凿
9、井，较好地解决了天轮平台、倒矸台的设置问题，通过近 10 余个月的使用表明，其各项技术指标均达到了大型凿井井架的技术水平。济宁 3 号井副井永久井架设计为 L-A 型箱式结构，空间框架体系，总质量305.65t，底跨距为 24m18m，共设 4 层永久提升平台，其标高分别为+25.45m，+31.95m，+38.95m 和+44.95m。利用+25.45m 平台作为凿井天轮平台，在架腿底部+12m 处设置倒矸台。设计要求各凿井平台布置时不得损坏井架外观和结构。2.1凿井天轮平台设置井架+25.45m 平台为“日”字型结构，南北钢梁中心距 10.08m，东西钢梁中心距7.927m，永久出绳方向布
10、置在平台南侧。顾及地面永久工程的施工，将所有天轮布置于平台东西两侧。天轮的出绳均以加高轴承座为主，尽量减少使用导向轮。对于大直径风筒悬吊设施，其双绳悬吊中心线与井筒平面中心线倾斜，由常规悬吊中心尺寸的1 060mm 缩小为 270mm，主悬吊轮前后错开，减少了空间占用位置。在 6.5m6.7m 范围实现了单层平台布置天轮。平台钢梁布置借助井架东西两边梁、中间轴承座(永久)位置，分别设置 L-1，L-2，L-3 和 L-4 四根平台主梁。主梁用 80 号组合工字钢，副梁根据天轮布置依次生根于 4 根主梁上面。平台主梁与永久井架边梁、主梁与副梁间均采用 U 型卡联接，使井架外型不受影响。2.2倒矸
11、台设置2.2.1倒矸台设置型式优选倒矸台的设置方式目前有两种：一种为利用内套架法，另一种为临时井架套装法。前者施工工序复杂，平台可利用面积太小，技术要求高，安全隐患较多，往往需改变原设计，井筒施工筹备时间延长，使用中的维护和使用后的恢复量大，占用井口空间，降低使用率，不可避免地影响井筒作业机械化设施效率；后者则增加临时井架的安装及拆除量，延长井筒施工筹备时间和永久安装准备时间，占用工期较长。两种型式的共同优点是倒矸台的设置与永久井架联接较少，架腿受力小，可较好地满足设计要求。经过研究与核算，副井倒矸台设置采用架腿临时卡固、天轮平台吊拉方式，合理地解决了平台与井架、井口的关系。倒矸溜槽的固定方式
12、打破了传统的四柱式框架支承方式，采用伞型桁架式架腿支承、平台边梁斜拉方式固定，最大限度地扩大了井口使用面积，达到了四柱式框架的支承效果，见图 2。2.2.2倒矸台结构设计优化在井架+12m 处设置倒矸台，其架腿跨距为 17.705m13.468m，设置结构为首先在每个架腿+12m 处用 4 条 M48 螺栓分别固定 4 个牛腿，在沿 17.705m 跨距方向设置型钢钢梁两根。此钢梁选型打破了常规结构设计，以钢梁截面为目标函数，钢梁受力按承受水平荷载为主，垂直荷载只考虑吊杆设立前平台初期的平面荷载，由此选型为 56 号工字钢。以井筒中心线为基准，在工字钢梁上南北对称 5m 处插接两根 40 号槽
13、钢组合梁，形成 13.468m10m 的平台框架，然后根据井筒平面悬吊布置辅以一定数量的小梁，形成倒矸台。平台吊点尽量靠近受力集中点。在倒矸门两侧离提升中心 3.5m 处分别设108mm 吊杆 1 根，吊杆两端用 M16 螺栓固定在倒矸台溜槽主横梁及天轮平台副梁上，完善了正常倒矸使用的力系约束，保证了平台的安全使用。倒矸溜槽的固定采用支承与吊拉相结合的方式，在溜槽两主梁上用 25 号工字钢作拉杆，固定于平台边梁相应位置。图 2济宁 3 号井二层平台示意1吊杆，108mm 钢管；2牛腿；3拉杆；4伞形桁架3凿井设施的优化布置3.1井筒作业吊盘设置3.1.1吊盘悬吊型式优选为满足施工方案要求，吊盘
14、设计为 3 层盘：上层为保护盘，中层为混凝土浇筑用盘，下层为中心回转抓岩机、水箱安装用盘。吊盘悬吊方式有两种，一为双绳悬吊，另一为多绳悬吊。吊盘终端荷载达 619.45kN，若采用普通双绳悬吊，考虑 1.15 的不平衡系数，单绳受力达 356.18kN，所需钢丝绳规格为 16.01kg/m，悬吊用稳车至少应满足 454.95kN 的能力；而现有 637 型钢绳使用规格一般不超过 637-52 型，最大规格为 637-65 型，其质量为 14.74kg/m，稳车悬吊能力最大为 400kN(-40 型)，所用稳车及钢丝绳已超出现有规格，双绳悬吊无法实现。采用多绳悬吊需选用 -25型稳车 4 台，盘
15、面主悬吊绳 4 根，悬吊钢丝绳选用 637-52 型，按常规设计满足施工方案的地面稳车悬吊台数至少 18 台，平台天轮数量至少增加 8 套，因此造成天轮平台单层布置困难，实行双层或多层布置，增加钢材使用量和安装工程量，地面提绞布置至少三面完成，占用永久绞车房位置，增加大临工程量，延长建井工期，且吊盘悬吊稳车多，升降吊盘困难，操作繁琐，影响井筒施工速度。经研究，吊盘悬吊方式采用动滑轮悬吊、吊盘绳兼稳绳的方式，见图 3。悬吊稳车采用 -25/800 型两台，钢绳选用 637-52-155 型。图 3济宁 3 号井副井吊盘布置1盘体；2动滑轮；3缓冲立柱；4缓冲垫3.1.2吊盘结构型式设计吊盘在井筒
16、施工中不仅作为作业盘，还起到保护作业人员安全的作用。其悬吊装置及本身结构必须满足安全规程的要求。吊盘悬吊荷载 619.45kN、悬吊钢绳为 637-52 型的情况下，一般动滑轮在设计制造加工上已难于实现，故选用了1 040mm 悬吊天轮，保证了安全。动滑轮的安装有两种方式，一种安装于吊盘上面，安装简单方便，操作维修容易，但在盘面上难于得到保护，且钢绳裸露于盘面，容易损伤；另一种则安装于吊盘上层盘面之下，安装困难，操作维护不便，但在盘面下安装可利用吊盘上层盘铺板作保护板，钢绳不致于损伤。因此，选用动滑轮安装于盘面下方的方式。动滑轮的使用，决定了吊盘的特殊结构，即吊盘主梁设计为双梁结构，经选型为36 号工字钢。立柱设计为型钢桁架结构，骨架选用 18 号槽钢外加 10mm 厚的缀板组合，骨架跨度与主梁对应，以实现 U 型板卡和夹板联接，增加吊盘的整体联接强度。3.1.3滑架支承立柱设
