第六章井筒施工鑿井設(shè)施選型計算

1、第六章 井筒施工鑿井設(shè)施選型計算一、提升設(shè)備的選型(一) 井筒基本數(shù)據(jù)副井井筒設(shè)計凈直徑為 10.5m,井筒深611.7m。井筒施工采用永久井塔 改造后鑿井，鑿井天輪平臺高度：+15.5m, +24m、+26.2m,其中提升天輪、 穩(wěn)繩天輪布置在+26.2m平臺上。(二) 提升設(shè)備的選擇井筒主、副提升均采用 2JKZ-4 . 0/1 5絞車,配一套單鉤 5.0m3 吊桶提升, DX-3m3底卸式吊桶下放混凝土，主、副提升均下放SJZ6.11型傘鉆，均采用11t 鉤頭裝置。 詳見表 6-1 提升絞車選型參數(shù)表。(三) 主、副提升鋼絲繩的選擇計算(1) 鋼絲繩懸垂長度 Ho = Hsh+H = 6

2、11.7+26.2+3.085= 640.985m,取 645m; 式中：Hsh 井筒深度mHj 井口水平至井架天輪平臺懸垂高度 m( 2)鉤頭、滑架、緩沖器重量Qz=Q1+Q2=2109+1923+245=4277( N)式中：Q111t鉤頭及連接裝置重量為2109NQ2滑架及緩沖器裝置重量 1923+245=2168N( 3)終端荷重1) 5m3吊桶提升矸石時：Q矸=gXG + Km Vg+0.9 x-(11/Ks) V YQz=9.81 (1690+ 0.9 x 5x 1600.9 x(11/2) x 5x 1)04277=9.81 x(169072002250) 4277 =11356

3、0(N)式中：Km裝滿系數(shù)取Km=0.9V 吊桶容積V=5m3Y松散矸石容重取rg=1600kg/m3Y水容重取rs=1000kg/m3Ks巖石松散系數(shù)取Ks=2.0G 5m3座鉤式吊桶重量G=1690kg2)下放SJZ6.1鋰傘鉆時式中：Q 傘鉆二Qsz+ Q2=103005+ 4277=107282 ( N)QszSJZ6.11型傘鉆重量為103005NQ2鉤頭、滑架及緩沖器裝置重量 4277N3) 3m3底卸式吊桶下放混凝土?xí)r式中：Qdxs=g (G+ Km Vg) + Q2=9.81 (1400+ 0.9 X 3X 267+4277=88863.73 (N)G 3立方底卸式吊桶自重G=

4、1400kgKm裝滿系數(shù)取Km=0.9V吊桶容積V=3m3Y混凝土容重取rg=2675kg/m3根據(jù)以上計算結(jié)果，選擇荷重 Qo= Q矸=113560 ( N)為計算依據(jù)(4)提升鋼絲繩單位長度重量Ps (按最大荷載提5m3矸石計算)Ps =Qo110bBHo 9.81ma/g113560110 17706459.81 7.5/9.81=5.78kg/m式中：務(wù)鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度取=1770Mpama安全系數(shù)取ma=7.5根據(jù)計算選18X 7+FC-40-177特型多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，其標(biāo)準(zhǔn)每米重量 PsB=6.24kg/m，鋼絲破斷力總和 Qd=1190624N。(5)鋼絲繩安全系數(shù)校核提物

5、時Qd1190624Ma Qo+ Psb Ho g 113560+6.24 645 9.8廠7.78 > 7.5 付合規(guī)疋。提人時按每次提升12人考慮，每人重100kg （帶工具）Qr=9.81 X (12 X 100+1530)+4277=3105813Qd1190624Ma二 Qr+ PsHo g 二 31058.3+62645 9.81 二何88 >9 符合規(guī)定。（四）主、副提天輪的選擇D> 60豐60 X 40=2400m（ d為鋼絲繩直徑）注：煤礦安全規(guī)程規(guī)定，圍抱角小于90°的天輪直徑D%0d。選擇天輪為TXG3000/45.5型，公稱直徑3000mm,

6、鋼絲繩破斷拉力總和 1735KN,滿足使用要求。（五）主、副提升機(jī)的選擇（1）提升機(jī)滾筒直徑D> 60豐60 X 40=2400m（ d為鋼絲繩直徑）（2）選定提升機(jī)型號考慮到井筒深度，為了提高提升能力以及后期施工的需要，決定選用 2JKZ-4.0/15新型鑿井專用提升機(jī)，其主要指標(biāo)如下：卷筒直徑：D=4000mm;卷筒寬度：Bp=2650mm;卷筒個數(shù)2個；鋼絲繩最 大靜張力差：Fj=210KNo（3）校驗(yàn)卷筒寬度纏繞層數(shù)：n二B/Br=2439.9/2650=0.92 （層），需要爬一層鋼絲繩。式中：H提升高度取H=645m;30試驗(yàn)繩長度30米；e圈間隙，取3; d繩徑 d = 4

7、0mm;n纏繩層數(shù)（4）驗(yàn)算提升機(jī)的強(qiáng)度最大靜張力驗(yàn)算（按繩端荷重提 5m3吊桶時）F=Q)+PsbXHX g= 113560+6.24 X 645 X 9.8仁 153O43N<21O0G符合規(guī)定(5) 電動機(jī)功率估算式中：VmB提升機(jī)最大速度VmB=6.84m/Sn 動效率取n =0.85提升機(jī)配備電機(jī)為YR630-12/2 X 1000Kw滿足施工需要。二、懸吊設(shè)備的選型(一) 吊盤懸吊鋼絲繩、穩(wěn)車天輪選擇1、懸吊鋼絲繩選擇吊盤采用二層盤，八根繩懸吊，考慮實(shí)際使用情況，按照六根繩懸吊計算 選擇鋼絲繩。選用二臺 HZ-6抓巖機(jī)，吊盤自重：Q1=438609N,吊盤承受滿載 砼吊桶重：

8、Q2=93000N,人員重：Q3=13734N,抓巖機(jī)重：Q4=201752N,水箱 及水重：Q5=29430N。鋼絲繩懸垂長度按照650m計算。(1 )終端荷重QQo=1/6 (Q什 Q2+Q3+Q4+Q5)=0.1667 X438609+93000+13734+201752+29430=0.1667 X 776516=129445.22(N)(2) 鋼絲繩單位長度重量:式中：念一一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 =1770MpaMa :安全系數(shù)，取 Ma=6Ho：懸吊高度Ho=650m(3) 根據(jù)計算選：18 X 7+FC-38-17鋼絲繩，其每米重PsB=5.63kg/m，鋼絲破 斷力總和107

9、5154N。(4) 鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)Ma =Qd1075154=6.5 >6符合規(guī)定3、穩(wěn)車選擇根據(jù)單根鋼絲繩最大荷重165345N,選用JZ-25/1300型穩(wěn)車6臺4、懸吊天輪選擇D> 20d =203§=760mm(d 鋼絲繩直徑)選用1.0米單槽懸吊天輪六套。(二) 抓巖機(jī)懸吊鋼絲繩、穩(wěn)車天輪選擇1、懸吊鋼絲繩選擇選用2臺HZ-6型中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)，機(jī)重Q1=79235N,抓頭及它重量Q2=22886.73N,鋼絲繩懸垂長度按照650m計算。(1) 終端荷重QoQo=Qi+Q2=79235+22886.73= 102121.73 (N)(2) 鋼絲繩單位長度重量：

10、式中：念一一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 =1770MpaMa :安全系數(shù)，取 Ma=6Ho：懸吊高度Ho=650m(3) 根據(jù)計算選:18 x 7+FC-34-1770絲繩，其每米重Pse=4.51kg/m，鋼絲 破斷力總和860893N。(4) 鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)Ma =QdQo + g Psb. Ho860893102121.73+9.81 4.51 650=6.58 > 6符合規(guī)定3、穩(wěn)車選擇根據(jù)鋼絲繩最大荷重115828N,選用JZ-16/800A型穩(wěn)車2臺4、懸吊天輪選擇D> 20d =20 x 34=680mm (d 鋼絲繩直徑)選用1.0米單槽重型懸吊天輪。(三) 模板懸

11、吊鋼絲繩、穩(wěn)車天輪選擇1、懸吊鋼絲繩選擇取最大模板直徑12.5m,模板自重Q1 = 441450N,模板增加混凝土重量Q2=88290N;鋼絲繩懸垂長度按照650m計算，共計四個穩(wěn)車懸吊(1) 終端荷重QoQo=1/4( Qi+Q)= 1/4( 441450+88290 = 132435(N)(2) 鋼絲繩單位長度重量：式中：念一一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 =1770MpaMa :安全系數(shù)，取 Ma=6(3) 根據(jù)計算選：18 x 7+FC-38-17鋼絲繩，其每米重PsB=5.63kg/m，鋼絲 破斷力總和1075154N。(4) 鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)QdQo + g Psb. Ho= 6.39

12、 >6符合規(guī)定1075154132435+9.81 5.63 6503、穩(wěn)車選擇根據(jù)鋼絲繩最大荷重168335N,選用JZ-25/1300A型穩(wěn)車4臺4、懸吊天輪選擇D> 20d =20 8=760mm(d 鋼絲繩直徑)選用1.0米單槽懸吊天輪三套。(四) 排水管懸吊鋼絲繩、穩(wěn)車天輪選擇1、鑿井期間如果涌水量小于10m3/h，則用吊桶附帶排水；如果涌水量大 于10m3/h，采用博山泵廠DC50-80 x 1型高揚(yáng)程臥泵排水，流量 Q=66.2m3/h , 揚(yáng)程H=803米，臥泵和水箱放置在吊盤上層盤，井筒內(nèi)排水管和電纜用鋼絲繩 懸吊。迎頭用BQF-50/25風(fēng)動潛水泵將水排至吊盤水

13、箱，由臥泵排至地面1根據(jù)排水量計算管路直徑管路直徑：Dg = J4Q=J4 66.2 = 0.088mn Vd 3600. 3.14 3 3600式中：Q排水量取Q=66.2m3/hVd排水管內(nèi)水流速度取Vd=3m/s根據(jù)計算采用標(biāo)準(zhǔn)管徑內(nèi)徑 = 08mm無縫鋼管為排水管路(!計算水泵揚(yáng)程(近似計算)式中：hi吸水高度取hi=2mh2排水高度取h2=650mn 管效率 取 n =0.9(0.87 0.5)DC50-80 X 1型臥泵設(shè)計揚(yáng)程為803米能滿足施工排水要求。2懸吊鋼絲繩選擇排水管108X5,每米重量124.6N ,敷設(shè)長度650米，其重量:Q1=124.6 X 650=80990(

14、；N)法蘭接頭每 6 米一付，每付重 236.32N, 其重量:Q2=650 - 6X 236.32=25601(N)排水管內(nèi)水重 :Q3=(0.108-0.01) /22X3.14 X650X1000X9.81=48073(N) 臥泵動力電纜一趟，其總重量：Q4=10.6 X 650X 9.81=67591(N)卡子每3米一付，每付重45.81N,其重量：Q5=650- 3X 45.8仁9926(N)1鋼絲繩最大懸吊高度 H°=650m(終端荷重 Q0 (采用2根鋼絲繩懸吊)Q0=1/2( Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)=1/2(80990+25601+48073+67591+99

15、26)=116090.5(N)13 鋼絲繩單位長度重量： PS式中：危一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取=1770MpaMa： 安全系數(shù)， 取 Ma=6懸吊高度：H0=650m1根據(jù)計算選用18 X 7+FC-36-177型多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩 2根，其每米重量PsB=5.05kg/m，鋼絲破斷力總和 Qd=964816No絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)Ma =QdQo + g Psb. Ho964816116090.5+ 9.81 5.05 650= 6.51 > 6符合規(guī)定3. 穩(wěn)車選擇根據(jù)鋼絲繩最大荷重148292N,選用JZ-16/800A型穩(wěn)車兩臺4. 懸吊天輪的選擇天輪直徑D> 20d=20 0

16、3720mm (d鋼絲繩直徑)，選用直徑 1.0米雙槽懸吊天輪一套，能滿足要求。(五) 安全梯懸吊鋼絲繩、穩(wěn)車天輪選擇1、懸吊鋼絲繩選擇安全梯為金屬結(jié)構(gòu)，其重量 Q1=9810N,可乘15人，每人均700N其重量Q2=70X 15=10500N(1) 終端荷重QoQo二Q1+Q2=9810+10500=20310 (N)(2) 鋼絲繩單位長度重量：式中：念一一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 =1770MpaMa :安全系數(shù)，取 Ma=9Ho：懸吊高度Ho=650m(3) 根據(jù)計算選：18 X 7+FC-22-17特型多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，其每米重Psb=1.89 kg/m，鋼絲破斷力總和 360523N

17、(4) 鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)Ma =Qo+ g Psb. Ho20310+ 9； 1.89 650>9 符合規(guī)定3、穩(wěn)車選擇根據(jù)鋼絲繩最大荷重32362N,選用JZA-5/1000型專用安全梯穩(wěn)車一臺4、懸吊天輪選擇D> 20d =20 X 22=440mmd 鋼絲繩直徑)選用1.0米單槽懸吊天輪。(六) 壓風(fēng)供水管懸吊鋼絲繩、穩(wěn)車天輪選擇1、懸吊鋼絲繩選擇壓風(fēng)管為©219X65縫鋼管，供水管為© 57X供水管，懸垂長度鋼絲繩按 照650米考慮，管路按630米考慮。壓風(fēng)管 219X6,每米重量309.21N,敷設(shè)長度630米，其重量:Qi=309.21 X 630

18、=194802.3(N)供水管 57X,每米重量62.88N ,敷設(shè)長度630米，其重量:Q2=62.88 X 630=39614；)供水管內(nèi)水重：Q3= (0.057-0.010) /22 X 3.14 X 630 X 1000 X 9.81 = 10717(N)卡子每6米一付，每付重78.48N,其重量：Q4=630 X 78.48/6=8240.4(N)1鋼絲繩最大懸吊高度 Ho=650m(2終端荷重Q0 (采用2根鋼絲繩懸吊)Qo=1/2 (Q什 Q2+Q3+Q4+Q5)= 1/2 (194802.3+39614+10717+8240.4= 126686.85(N)1鋼絲繩單位長度重量

19、：Ps式中：念一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取=1770MpaMa:安全系數(shù)，取Ma=5懸吊高度：Ho=650m1根據(jù)計算選用18X 7+FC-34-177型鋼絲繩2根，其每米重量PSB=4.51kg/m，鋼 絲破斷力總和Qd=860893N。絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)Ma =QdQo + g Psb. Ho860893126686.85+ 9.81 4.51 650= 5.54 > 5符合規(guī)定3. 穩(wěn)車選擇根據(jù)鋼絲繩最大荷重155445N,選用JZH16/800型穩(wěn)車兩臺4.懸吊天輪的選擇天輪直徑：D> 20d=2034=680mm （d 鋼絲繩直徑），選用直徑1.0米雙槽重型懸吊天輪，能滿足要求

20、。(七) 放炮電纜懸吊鋼絲繩、穩(wěn)車天輪選擇1、懸吊鋼絲繩選擇放炮電纜單獨(dú)懸吊，選用 U3X 25+1 X 10電纜，其重量Qi=2.422 X 650 X 9.81 = 15443卡子每 6 米一付，每付重 27.49N,其重量：Q2=650 - 6 X 27.49=2978（N）(1) 終端荷重QoQo=Q1+Q2=15443.9+2978=18421.9(N)(2) 鋼絲繩單位長度重量：式中：念一一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 =1770MpaMa :安全系數(shù)，取 Ma=6Ho：懸吊高度Ho=650m(3) 根據(jù)計算選：18 X 7+FC-18-17特型多層股不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩，其每米重PsB=1.264kg/m，鋼絲破斷力總和 234917N(