副井临时改绞方案改.docx

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副井临时改绞方案改

副井井筒临时改绞

施工组织设计

中煤第四十九工程处

二○一一年三月十六日

第一章工程概况

一、工程概况

常村井田位于沁水煤田东部中段，地处太行山脉中段西侧，南距长治市30km，行政区划隶属山西省长治市郊区屯留县所辖。

常村煤矿2007年核定生产能力为600万吨/年，矿井工业场地位于208国道西侧，北渔泽、南渔泽、北浒庄三个村庄之间。

王村副立井和回风井位于王村副井工业广场。

副立井净直径7.5m，井深511.8m，井筒内设有提升设备、梯子间及压风管。

表土段采用冻结法施工，冻结深度130m，双层钢筋混凝土复合井壁，支护厚度1050mm，基岩段采用普通法施工，单层混凝土井壁。

回风立井净直径7.5m，井深483.85m。

井筒内设有梯子间。

表土段采用冻结法施工，冻结深度140m，双层钢筋混凝土复合井壁，支护厚度1050mm，基岩段采用普通法施工，单层混凝土井壁。

目前两井筒已到底，副井正在施工马头门。

两侧各施工25m后进行临时改绞。

二、地质概况

略。

三、改绞方案的确定

临时改绞利用凿井时的V型井架和一期工程施工时安装的一台2JK-3.5/20型矿井提升机，改绞时利用双钩提升。

两台1.5T单层二车（MGC1.7-6A型矿车，轨距600mm）临时铝合金罐笼。

考虑到下大件的需要，将其中一个罐笼进行了加宽。

每部罐笼设防坠器一套，配两根6×19S+FC-Φ30-170防坠制动绳，四根6×19S+FC-Φ28-170型罐道钢丝绳。

防坠制动绳的缓冲装置（防坠缓冲器、过卷缓冲装置等）安装在天轮平台上，下部固定装置安装在井底防坠制动绳锁绳梁上。

罐道绳上端固定在临时井架天轮平台上，下端固定在井底罐道绳固定梁上，罐道绳采用LGS-20型钢丝绳罐道拉紧调绳装置调绳。

改绞设施分为井口部分、井底部分，井口设有封口盘、CY-6/1.5型2台液动托罐摇台、TX06-312.13-00推车机2台、自动安全门等；井底设有马头门封口盘、ZHT-6/3型2台液动托罐摇台、TX06-312.14-00推车机2台、手动安全门等

井上下均设闭合摇台和安全门。

井上设封口盘、闭合摇台、推车机、井口栏杆、安全门等；井下设临时马头门封口盘和闭合摇台，在马头门封口盘进出罐笼的两侧各设安全门一个。

井上设THJ型过卷缓冲托罐装置，井下设THF型过放缓冲托罐装置。

另在井上下进车侧各设4组液压阻车器。

考虑井下巷道初期施工时的通风系统尚未完善，在井筒内设置三趟风筒。

在井下马头门、井口、绞车房与调度室装设多屏幕显示电视监控装置一套。

动力、通讯信号、监控电缆采用钢丝绳悬吊方式悬挂方式下放，上端固定在天轮平台上。

运输采用900mm轨距，1.5t矿车，8t电机车牵引串车运输。

附图：

临时改绞平面布置图；

临时改绞井上、下提升系统示意图。

第二章方案确定的原则及依据

一、确定的原则

临时改绞在满足生产和安全的前提下，充分利用现有设备适当增加新设备，尽量少做或不做临时工程，以便高速、高效完成改绞。

改绞后形成临时提升、供电、压风、供风、供水、通讯及地面运输等系统。

改绞设计尽量使各系统设计合理、简单、实用。

由于目前提升系统不能够满足，二期工程需求，需要更换另一套提升系统。

目前副、风井筒不贯通改绞，为独眼井施工，改绞过程中井筒及井底必须保持不间断通风和排水。

二、编制依据

1、王村副风井一、二期工程施工图等有关资料；

2、《煤矿安全规程》2010年版；

3、《煤矿安装工程质量检验评定标准》MT5010—95；

4、《王村矿井副井井筒施工组织设计》；

5、《建井工程手册》、《凿井工程图册》等国家及煤炭行业现行有关政策、法令、规定、标准。

三、改绞前准备工作

1、马头门及两侧巷道

改绞前完成井底马头门两侧各25m施工。

在井底车场马头门附近位置开设一6m深度的临时硐室作为临时泵房，井底水窝作为临时水仓。

2、井筒水治理

井筒及相关硐室工程施工完毕，对井筒涌水情况进行一次测定，不得超过6m3/h，否则应对井筒进行壁后注浆，将涌水降至最低。

3、井底水窝

根据规程要求，计算井下罐笼过放距离，改绞用马头门以下井筒部分应不小于15m,以满足改绞必须的井底水窝和过放距离深度需要。

第三章各系统的设计计算

1、提升机技术数据及相关参数：

（1）绞车型号：

2JK-3.5/201000KW

（2）绳速:

：

6.6m/s

（3）减速比：

i=20

（4）最大静张力:

：

17000kg

（5）最大静张力差：

11500kg

（6）配用电机：

1000kw/6kv

（7）滚筒容绳量:

：

830m

（8）提升高度：

530m

（9）钢丝绳型号：

18×7+FC-φ42-170

（10）罐笼自重：

3609kg（带抓捕器）

（11）矿车自重：

718kg（MG1.7-6A）

2、最大静张力的校验

FJ=17000kg≥Q+QZ+q×H0=14199.43kg

式中：

Qz-------罐笼与矿车自重

Q--------矸石重量

q×H0----提升钢丝绳的单位重量与钢丝绳最大悬垂高度

钢丝绳最大悬垂长度按530米计算

3、最大静张力差的校验

FJC=11500kg≥Q+q·H=8925.98kg

4、钢丝绳安全系数的校验

提升钢丝绳的破断拉力Qd=126493.33Kg

提矸石的安全系数为：

n=Qd/FJ=8.90＞7.5

提人时的安全系数为：

n=Qd/F=11.56＞9

符合要求。

5、电动机功率校验

N=K×Q×Um×ρ÷102ηc=654.10kw

式中：

K-----井筒阻力系数（1.15----1.2）

Q:

矸石重量

Um：

提绞车最大提升速度

ρ:

动力系数,ρ=1.3

ηc:

传动效率

6、滚筒、天轮与钢丝绳直径比的验算

滚筒直径DG=3.5米天轮直径DT=3.0米

提升钢丝绳直径d=42毫米

（1）滚筒与钢丝绳直径比的验算

DG/d=83＞60

（2）天轮与钢丝绳直径比的验算

DT/d=71＞60

7、绞车的仰角计算

1）相对高度（H）

　H=H1+H2+H3+H4－H5

H1————天轮平台高度，mH2————天轮梁高度，m

H3————天轮垫座高度，mH4————天轮座高度，m

H5————提升机滚筒轴中心高度，m

H=26.464+0.5+1.5+0.2+0.275-0.7=28.239m

2）提升钢丝绳的仰角：

经计算提升钢丝绳的仰角:

27.17°>15°（JK系列）

3）主滚筒校核

⑴最小斜线长（L2）

　L2=（L02+H2）1/2＜60m式中：

L2————滚筒中心至天轮中心斜线长，m

L0————滚筒中心至天轮中心实际水平距离，55.00m

L2=（55.002+28.2392）1/2=61.83m＞60m

⑵最大斜线长（L3）

L3=（L22+B12）1/2＜60m，其中B1=L1+B/2　B2=B/2-L1

L1————天轮中心与滚筒中心线距，m;　L1=0.156m

B————滚筒宽度，m;B=1.7m

L3=（61.832+1.0062）1/2=61.834m

⑶绞车的内外偏角

外偏角a1=arctg（B2/L2）＝0.643°＜1.25°

内偏角a2=arctg（B1/L2）＝0.932°＜1.25°

当缠绕一层钢丝绳时，各偏角均<1°15″

当缠绕多层钢丝绳时，各偏角均<1°15″

8、提升速度校验计算

（1）根据《煤矿安全规程》之规定：

立井中用罐笼升降人员时最大速度不得超过12m/s。

（2）立井中升降物料时，提升容器最大速度不得超过下列公式求得的数值。

ν=6.6<0.6=13.17m

9、过卷与过放距离校核

（1）过卷距离

自罐笼在卸位置时的全高距离其最近梁的下平面之间的有效距离应大于《煤矿安全规程》第397条之规定。

（2）过放距离

过放距离与过卷高度相同，罐笼在装卸载位置时罐笼底部距井底防撞梁之间的有效距离应大于<<煤矿安全规程>>第397条之规定。

10、提升能力校核

（1）速度图计算

绞车提升速度Um=6.6m/s

提升加速度及减速度a1=a3=0.6m/s2

加速时间及减速时间t1=t3=Um/a1=11s

加速及减速距离h1=h3=0.5Um×t1=36.3m

等速运行距离h2=Hs－h1－h3=424.2m

等速运行时间t2=h2/Um=64.27s

提升休止时间θ=（30~90）s取50s

一次提升循环时间:

T=t1+t2+t3+θ=136.27s≈137s

提升能力计算

AT=3600×Z×0.9VC÷（kt×T）=67.01m3/h

式中：

Z--------一次提升矿车数量、Z=2

VC------矿车容积、VC=1.7m3

0.9------矿车装满系数

kt--------提升不均匀系数（1.15-----1.25）取kt=1.2

每班提升8小时,每班净提矸时间为6小时,每天分三班,每天提矸时间18小时,提矸1206.13立方米,每月26个工作日,每月出矸31359.4立方米。

按S=20m2断面,月进210m计算,可供7个掘进队同时施工。

11、钢丝绳罐道选择计算：

（1）钢丝绳罐道的张紧力与刚性系数的计算

按钢丝绳罐道的张紧力与刚性系数的计算

按“矿山井巷工程施工及验收规范”罐道绳的张紧力fz不小于1000kg/100m及“煤矿安全规程”第384条中设置使用4根罐道绳时的最小钢度系数Kmin不小于50kg/m之规定分别校核。

按fz计算钢丝绳罐道的最小张紧力Fmin

Fmin=H×fz=5300kg

式中：

fz----1000kg/100m

H----钢丝绳罐道最大悬垂长度

②按Kmin计算钢丝绳罐道的最小张紧力Fzmin

Fkmin=0.25Kmin（H0-H）×In（H0/H0-H）=6033.14kg

式中:

H0----钢丝绳的极限长度=σb/nγ=3148.15（m）

σb-------钢丝绳的抗拉强度（1570---1770）MPa

n--------罐道绳安全系数≥6

γ-------钢丝绳的容重（8900~9300）kg/m3

按上述两式计算结果选取大值为罐道绳的张紧力fz。

预选钢丝绳的规格为18×7+FC-φ30-170

单位重量q=3.51kg/m

钢丝绳的破断拉力Qd=64411.84kg

钢丝绳安全系数的校核

①钢丝绳自重Q=q×H=1825.2kg

N=Qd/（Fz+Q）=8.19>6

同一容器的4条罐道钢丝绳的张紧力的张紧力差应不小于5%,且里紧外松。

12、防坠钢丝绳选择计算:

（1）防坠绳最大动载荷的计算

Zmax=1.2QF×（g+αz）/（2g）=12663.60kg

αz=9.81×（6/γ-1）=10.77m/s2

γ=QF/Qh=2.86

QF-------提升钢丝绳最大终端负荷,QF=QZ+Q=10553kg

QH-------提升钢丝绳最小终端负荷Qh=Q罐+qR=3689kg

qR--------一个人的重量（80kg）

αz-------制动减速度

γ--------提升钢丝绳最大终端负荷QF与最小终端负荷Qh的比值

（2）防坠绳安全系数的校核

预选钢丝绳的规格:

6×19S+FC-φ38-170

单位重量q:

q=4.87kg/m

1丝绳自重Q=q×H=2581.1kg

②钢丝绳的破断拉力Qd=87600kg

N=Qd/（Fmax+Q）=87600/14380.80=6.09≥3

二、其他生产辅助系统的选型及