煤矿建井立井布置概念.doc

第七章立井井筒施工设备与布置立井井筒施工时, 为了满足掘进提升、翻卸矸石、砌筑井壁和悬吊井内施工设施的需要, 必须设置凿井井架、天轮平台、卸矸台、封口盘、固定盘、吊盘、稳绳盘、以及砌壁模板等凿井结构物。有一些凿井结构物是定型的, 可以根据施工条件选取( 如凿井井架), 有一些则要根据施工条件进行设计计算。本章重点介绍几个主要凿井结构物的结构特点和设计的原则,以及凿井设备的布置。第一节凿井井架凿井井架是专为凿井提升及悬吊掘进设备而设立的, 建井结束后将其拆除, 再在井口安装生产井架。因此,凿井井架亦称临时井架。我国凿井时大都采用亭式钢管井架(图 7-1 ),这种井架的四面具有相同的稳定性,天轮及地面提绞设备可以在井架四周布置。亭式井架采用装配式结构, 其优点是: 可以多次重复使用, 一般不需要更换构件; 每个构件重量不大, 安装、拆卸和运输都比较方便; 防火性能好;承载能力大,坚固耐用,可以满足井下和井口作业的需要。除亭式钢管井架外, 个别地方还使用过三腿式钢凿井井架, 在地方小煤矿也使用过木井架。近年来, 一些单位开始利用永久井架或永久井塔代替凿井井架开凿立井, 省去了凿井井架的安装拆卸, 虽延长了凿井准备期, 但对整个建井工期影响不大, 提高了投资效益。最近设计单位又设计出生产建井两用井架,它既服务于建井提升用,又服务于矿井生产提升用, 是一种将凿井井架和生产井架的特点相结合的新型井架。永久井架和永久井塔是专为生产矿井设计的, 利用永久井架和永久井塔凿井, 必须对其改造或加固, 以满足凿井的要求。两用井架的问世, 将此问题彻底解决, 显示出极大的优越性, 如济宁 2 号和 3 号井副井均应用生产凿井两用井架进行立井井筒的施工。亭式钢凿井井架在目前建井工程中使用最为广泛。根据井架高度、天轮平台尺寸及其适用的井筒直径、井筒深度等条件,亭式钢管井架共有六个规格,其编号为 I、 II、 III、 IV 、新 IV和V 型,分别适用于井深 200 、 400 、 600 、 800 及 1100m 。随着我国井筒深度的加大及凿井机械化程度的提高, IV 型以下的凿井井架已很少应用。新 IV 型与原 IV 型井架相比,主要是增大了天轮平台面积,提高了井架全高及基础顶面至第一层平台的高度, 便于在卸矸台下安设矸石仓及用汽车运矸, 也便于伞形钻架等大型设备进出井筒,同时亦增大了井架的承载能力。而 V 型井架则是专为使用千米立井而设计的。它具有较大的天轮平台,满足多种凿井设备的吊挂,具有较大的工作荷重和断绳荷重。各型号井架的技术规格见表 7-1 。表 7-1 MZJ 型亭式凿井井架技术规格井架型号井筒深度/m 井筒直径/m 主体架角柱跨距/m 天轮平台尺寸/m 由基础顶面至第一层平台高度/m 井架总质量/t 悬吊总荷重/kN 工作时断绳时 I 200 ~ 10× 10 × II 400 ~ 12× 12 × III 600 ~ 12× 12 × IV 800 ~ 14× 14 × 新 IV 800 ~ 16× 16 × V 1100 ~ 16× 16 × 选择凿井井架的原则是: 能够安全地承担施工荷载; 保证足够的过卷高度; 角柱跨距和天轮平台尺寸应满足井口施工材料、设备运输及天轮布置的需要。一般情况下,可参照表 7-1 选用井架。当施工工艺及设备与井架技术规格有较大差异, 如总荷载虽相近但布置不平衡时,必须对井架的天轮平台、主体架及基础等主要构件的强度、稳定性及刚度进行验算。一、凿井井架结构亭式钢凿井井架是由天轮房, 天轮平台、主体架、卸矸台、扶梯和基础等主要部分所组成的,如图 7-1 所示。(一)天轮房天轮房位于井架顶部, 由四根角柱、上部横梁、水平联杆及两根用来安装和检修天轮的工字钢梁组成。为防雨雪,上部设有屋面并装有避雷针。天轮房的作用是安装、检修天轮, 保护天轮免受雨雪侵袭。其角柱为两条角钢对焊成十字型截面;上部横梁为两条 14 号槽钢对焊成工字截面;斜撑为角钢;水平交叉联杆,以两条角钢对焊成倒 T 形截面,工字钢吊车梁一般选用 25 号工字钢,其长度要保证超出天轮平台每边 1m 。(二)天轮平台天轮平台位于凿井井架顶部,为框形平台结构,用于安