立井井筒的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)(共26頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第四章 立井井筒的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)第一節(jié) 立井井筒的結(jié)構(gòu)一、立井井筒的種類立井井筒是礦井通達(dá)地面的主要進(jìn)出口，是礦井生產(chǎn)期間提升煤炭（或矸石）、升降人員、運(yùn)送材料設(shè)備、以及通風(fēng)和排水的咽喉工程。立井井筒按用途的不同可分為以下幾種：（一）主井專門用作提升煤炭的井筒稱為主井。在大、中型礦井中，提升煤炭的容器為箕斗，所以主井又稱箕斗井，其斷面布置如圖4-1所示。圖4-1 箕斗主井?dāng)嗝鎴D（二）副井用作升降人員、材料、設(shè)備和提升矸石的井筒稱為副井。副井的提升容器是罐籠，所以副井又稱為罐籠井，副井通常都兼作全礦的進(jìn)風(fēng)井。其斷面布置如圖4-2所示。圖4-2 

2、罐籠井?dāng)嗝鎴D（三）風(fēng)井專門用作通風(fēng)的井筒稱為風(fēng)井。風(fēng)井除用作出風(fēng)外，又可作為礦井的安全出口，風(fēng)井有時(shí)也安設(shè)提升設(shè)備。除上述情況外，有的礦井在一個(gè)井筒內(nèi)同時(shí)安設(shè)箕斗和罐籠兩種提升容器，兼有主、副井功能，這類立井稱為混合井。我國(guó)煤礦中，立井井筒一般都采用圓形斷面。如圖4-1、圖4-2所示，在提升井筒內(nèi)除設(shè)有專為布置提升容器的提升間外，根據(jù)需要還設(shè)有梯子間、管路間以及延深間等。用作礦井安全出口的風(fēng)井，需設(shè)梯子間。二、立井井筒的組成立井井筒自上而下由井頸、井身、井底三部分組成，如圖4-3所示?？拷乇淼囊欢尉步凶鼍i，此段內(nèi)常開(kāi)有各種孔口。井頸的深度一般為1520m，井塔提升時(shí)可達(dá)2060m。井頸以

3、下至罐籠進(jìn)出車水平或箕斗裝載水平的井筒部分叫做井身。井身是井筒的主干部分，所占井深的比例最大。井底的深度是由提升過(guò)卷高度、井底設(shè)備要求以及井底水窩深度決定的。罐籠井的井底深度一般為10m左右；箕斗井井底深度一般為3575m。這三部分長(zhǎng)度的總和就是井筒的全深。  圖4-3 井筒的組成                        

4、圖4-4 臺(tái)階形井頸三、立井井頸、壁座和井底結(jié)構(gòu)（一）井頸如圖4-4所示。井頸的作用，除承受井口附近土層的側(cè)壓力及建筑物荷載所引起的側(cè)壓力外，有時(shí)還作為提升井架和井塔的基礎(chǔ)，還要承受井架或井塔的重量與提升沖擊荷載。1、井頸的特點(diǎn)（1）井頸處在松散含水的表土層或破碎風(fēng)化的巖層內(nèi)，承受的地壓較大。（2）生產(chǎn)井架或井塔的基礎(chǔ)，將其自重及提升荷載傳到井頸部分，使井頸壁的厚度大大增加。（3）井口附近建筑物的基礎(chǔ)，增大了井頸壁承受的側(cè)壓力。因之，在井頸壁內(nèi)往往要加放鋼筋。（4）井頸壁上往往需要開(kāi)設(shè)各種孔洞，削弱了井頸強(qiáng)度。2、井頸的結(jié)構(gòu)和類型井頸部分和井身一樣，也要安設(shè)罐梁、罐道、梯子間和管纜間

5、等。另外井頸段還要裝設(shè)防火鐵門和承接裝置基礎(chǔ)，設(shè)置安全通道、暖風(fēng)道（在嚴(yán)寒地區(qū)）、同風(fēng)井井頸斜交的通風(fēng)道等孔洞。井頸壁上的各種孔洞的特征，見(jiàn)表4-1。表4-1                          井頸壁上孔洞特征孔洞名稱斷面積 / m2孔頂至井口距離 / m用途備注安全通道孔1.2×2.0在防火

6、門以下防火門封閉時(shí)疏散井下人員及進(jìn)風(fēng)。可用拱形或矩形斷面，其大小應(yīng)便于行人。暖風(fēng)道孔281.56嚴(yán)寒地區(qū)，防止冬季井筒結(jié)冰和保證井下人員正常工作?？卓趹?yīng)對(duì)著罐籠側(cè)面，斷面大小可根據(jù)送入井下的熱風(fēng)量而定通風(fēng)孔道42037通風(fēng)井筒出風(fēng)用。風(fēng)道應(yīng)與井頸斜交，斷面大小根據(jù)通過(guò)的風(fēng)量而定。排水管孔1.5423通過(guò)排水管用。斷面大小根據(jù)排水管數(shù)目和直徑而定。壓風(fēng)管孔1.01.523通過(guò)壓風(fēng)管用。斷面大小根據(jù)壓風(fēng)管數(shù)目和直徑而定。電纜孔0.81.012通過(guò)電纜用。電纜允許彎曲的曲率半徑R1520倍電纜直徑，所以應(yīng)為斜洞，其斷面根據(jù)電纜的數(shù)目和大小而定。井頸型式主要取決于井筒斷面形狀及用途、井口構(gòu)筑物傳遞給井

7、頸的垂直荷載、井頸穿過(guò)地層的穩(wěn)定性情況和物理力學(xué)性質(zhì)、井頸支護(hù)材料及施工方法等因素。常用的井頸型式有下述幾種：（1）臺(tái)階形井頸（圖4-4） 為了支承固定提升井架的支承框架，井頸的最上端（鎖口）厚度一般為1.01.5m，往下成臺(tái)階式逐漸減薄。圖a適用于土層穩(wěn)定，表土層厚度不大的條件。圖b適用于巖層風(fēng)化、破碎及有特殊外加側(cè)向荷載時(shí)。（2）倒錐形井頸（圖4-5） 這種井頸可視為由倒錐形的井塔基礎(chǔ)與井筒聯(lián)結(jié)組成。倒錐形基礎(chǔ)是井塔的基礎(chǔ)，又是井頸的上部分，它承擔(dān)塔身全部結(jié)構(gòu)的所有荷載，并傳給井頸。倒錐形井頸根據(jù)井塔的形式又分為倒圓錐殼形、倒錐臺(tái)形、倒圓臺(tái)形等形式。倒圓錐殼形（圖4-5

8、 a），即圓筒形井塔與圓筒形井筒的井頸直接固接在一起，適用于地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)。倒錐臺(tái)形（圖4-5 b），即矩形或框架形塔身的井塔與圓形井筒的井頸直接固接在一起，適用與厚表土、地下水位高的井筒。倒圓臺(tái)形（圖4-5 c），即圓筒形井塔與圓形井筒的井頸直接固接在一起，適用于厚表土層豎向載荷大的井筒。圖4-5 倒錐形井頸3、井頸的深度和厚度設(shè)計(jì)井頸的深度主要受表土層的深度控制。在淺表土中井頸深度可取表土層全厚加23m，按基巖風(fēng)化程度來(lái)定。在深表土中，井頸深度可取為表土層全厚的一部分，但第一個(gè)壁座要選擇在不透水的穩(wěn)定土層中。如果多繩提升的井塔基礎(chǔ)座落在井頸上時(shí)，井塔影響井頸的受力范圍（深度）

9、可達(dá)2060m。井頸深度除依表土情況確定外，還取決于設(shè)在井頸內(nèi)各種設(shè)備（支承框架、托罐梁、防火門）的布置及孔洞大小等。井頸的各種設(shè)備及孔洞應(yīng)互不干擾，并應(yīng)保持一定間距；設(shè)備與設(shè)備外緣應(yīng)留有100150mm的間隙，孔口之間應(yīng)留400500mm的距離。井頸的總深度可以等于淺表土的全厚，也可為厚表土的一部分，一般為815m。若多繩井塔與井筒固接，則井塔影響井頸的深度可達(dá)2060m。井頸用混凝土或鋼筋混凝土砌筑，厚度一般不小于500mm，為了安放和錨固井架的支承框架，最上端的厚度有時(shí)可達(dá)1.01.5m，向下成臺(tái)階式逐漸減薄，第一階梯深度要在當(dāng)?shù)貎鼋Y(jié)深度以下。圖6 井頸最小高度計(jì)算圖井頸壁厚的

10、確定方法，一般先按照構(gòu)造要求估計(jì)厚度，然后再根據(jù)井頸壁上作用的垂直壓力和水平壓力進(jìn)行井頸承載能力驗(yàn)算。作用于井頸壁上的垂直壓力包括井架立架和其它井口附近構(gòu)筑物作用在井頸上的全部計(jì)算垂直壓力及井頸的計(jì)算自重。按軸向受壓和按偏心受壓驗(yàn)算井頸壁承載能力。作用于井頸壁上的水平壓力包括地層側(cè)壓力、水壓力及位于滑裂面范圍內(nèi)井口附近構(gòu)筑物引起的側(cè)壓力等。在水平側(cè)壓力作用下井頸壁按受徑向均布側(cè)壓力或受切向均布側(cè)壓力驗(yàn)算承載能力。當(dāng)作用于井頸上的荷載很大時(shí)，為避免應(yīng)力集中，設(shè)計(jì)時(shí)需增加鋼筋。受力鋼筋（沿井筒弧長(zhǎng)布置）直徑一般為1620mm，構(gòu)造鋼筋（豎向布置）直徑一般為12mm，間距為250300mm。井頸的開(kāi)

11、孔計(jì)算，可設(shè)開(kāi)孔部分為一閉合框架，框架兩側(cè)承受圓環(huán)在側(cè)壓力作用下的內(nèi)力分力為Q，分力V則傳至土壤及風(fēng)道壁上。Q可取作用于框架上部側(cè)壓力P1的內(nèi)力分力Q1和下部側(cè)壓力P2的內(nèi)力分力Q2的平均值：（圖4-7）                    （4-2）式中  r圓環(huán)外半徑，m；  孔口弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角。圖4-7 井頸開(kāi)孔圖及開(kāi)孔受力、內(nèi)力圖在Q的

12、作用下，可計(jì)算閉合框架在A點(diǎn)和h的中點(diǎn)彎矩和，如圖4-7所示。框架梁上的荷重，可近似按承受從梁兩端引出與梁軸成45°線交成的三角形范圍內(nèi)的筒壁自重計(jì)算（圖4-8）。為了簡(jiǎn)化，將三角形荷載轉(zhuǎn)化為等量彎矩的均布荷載。設(shè)三角形中點(diǎn)荷載為P1，則其等量彎矩的均布荷載。依此可計(jì)算出框架A點(diǎn)和l的中點(diǎn)的彎矩和，如圖4-8所示。圖4-8  開(kāi)孔梁計(jì)算圖根據(jù)求出的跨中、轉(zhuǎn)角處的彎矩及軸向力的總和，再按偏心受壓構(gòu)件驗(yàn)算閉合框架。強(qiáng)度不足時(shí)，進(jìn)行配筋。（二）壁座以往在立井、斜井的井頸下部、在厚表土下部基巖處、馬頭門上部、需要延深井筒的井底等，都要設(shè)置壁座。人們認(rèn)為壁座是保證其上部井筒

13、穩(wěn)定的重要組成部分。用它可以承托井頸和作用于井頸上的井架、設(shè)備等的部分或全部重力。從這種思想出發(fā)，人們?cè)O(shè)計(jì)出壁座的結(jié)構(gòu)，并以此推導(dǎo)出壁座的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。目前國(guó)外的礦山建設(shè)者，仍然沿用著壁座這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算原理。我國(guó)的建井工作者，在最近三十年來(lái)的研究中發(fā)現(xiàn)，由于井頸段比較長(zhǎng)，少則十幾米、多則幾十米。井頸段與土層的接觸面積很大，少則幾百平方米，多則上千平方米。土層對(duì)井頸段的摩阻力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于井頸段井筒的自重及其作用于其上的全部荷載。由此認(rèn)為井頸段的壁座是完全沒(méi)有必要的，這一點(diǎn)，已被工程實(shí)踐所證明。現(xiàn)在已普遍認(rèn)識(shí)到，井筒內(nèi)的其他壁座，也無(wú)存在的必要，因?yàn)楸坪螅谠瓉?lái)的巖壁上形成的凹凸的表面，實(shí)際

14、上就是千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)小壁座，它與混凝土粘結(jié)的相當(dāng)牢固，其摩阻力遠(yuǎn)大于井頸段。 (三)井底結(jié)構(gòu)井底是井底車場(chǎng)進(jìn)出車水平（或箕斗裝載水平）以下的井筒部分。井底的布置及深度，主要依據(jù)井筒用途、提升系統(tǒng)、提升容器、井筒裝備、罐籠層數(shù)、進(jìn)出車方式、井筒淋水量、并結(jié)合井筒延深方式、井底排水及清理方式等因素確定。井底裝備指井底車場(chǎng)水平以下的固定梁、托罐梁、楔形罐道、制動(dòng)鋼繩或罐道鋼繩的固定或定位裝置、鋼繩罐道的拉緊重錘等。所有這些設(shè)備均應(yīng)與水窩的水面保持0.5m或1.0m的距離。1、罐籠井井底不提人的罐籠井井底多采用罐梁或托罐座承接罐籠，如不考慮延深，托罐梁下留2m以上的水窩即可。井窩存水可用潛水泵排

15、除。提升人員的罐籠井井底一般采用搖臺(tái)承接罐籠。（1）單繩提升人員的罐籠井井底當(dāng)采用剛性罐道時(shí)，在搖臺(tái)下應(yīng)留過(guò)卷深度（其大小由提升系統(tǒng)決定），以防提升過(guò)卷時(shí)蹾罐。在過(guò)卷深度處設(shè)托罐梁，托罐梁下設(shè)防墜保險(xiǎn)器鋼絲繩拉緊裝置固定梁，并留25m水窩（見(jiàn)圖4-9）井窩深度用下式表示：，m                           

16、   （4-3）式中  h井窩深度，m；      h1進(jìn)出車平臺(tái)至托罐梁上墊木的距離（包括過(guò)卷高度），m；h2托罐梁上墊木至拉緊裝置固定梁距離，m；h3水窩深度，不考慮延深時(shí)，一般取5m；考慮延深時(shí)，取1015m。當(dāng)采用鋼絲繩罐道時(shí)，托罐梁下面要設(shè)置鋼絲繩罐道固定梁及鋼絲繩拉緊裝置平臺(tái)梁，故井窩要比剛性罐道的井窩深一些（見(jiàn)圖4-10）。井窩深度用下式表示：，m          

17、60;             (4-4)式中  h1進(jìn)出車平臺(tái)至托罐梁上墊木距離，m；h2托罐梁上墊木至鋼絲繩定位梁的距離，一般取12m；      h3鋼絲繩罐道定位梁至罐道拉緊裝置的距離，一般取2.53.0m；若拉緊裝置設(shè)在井架上，則h30；      h4鋼絲繩拉緊裝置長(zhǎng)度（重錘），或固定裝置長(zhǎng)度（拉緊裝置在井架上），m

18、；      h5重錘底面至水面的距離，一般取23m；h6水窩深度，m。       圖4-9 單繩提升鋼罐道罐籠井井底結(jié)構(gòu)    圖4-10  單繩提升鋼絲繩罐道井底結(jié)構(gòu)（2）多繩提升人員的罐籠井井底多繩提升系統(tǒng)中，在井底過(guò)卷深度內(nèi)設(shè)置木質(zhì)楔形罐道，并在楔形罐道終點(diǎn)水平下設(shè)防撞梁及防扭梁，以防過(guò)卷時(shí)蹾罐和尾繩扭結(jié)事故發(fā)生。當(dāng)采用鋼罐道時(shí)，井窩深度（見(jiàn)圖4-11）用下式表示：，m 

19、60;                        (4-5)式中  h1進(jìn)出車平臺(tái)至防撞梁距離，m；h2防撞梁至防扭結(jié)梁距離，一般取33.5m；h3防扭結(jié)梁至平衡尾繩最低點(diǎn)距離，一般取34.5m；h4水窩深度，若為泄水巷排水，不考慮井筒延深時(shí)，取5.0m；考慮延深時(shí)，取1015m；若為水泵排水，則需增加平衡尾繩環(huán)點(diǎn)至水面距離23m。當(dāng)

20、采用鋼絲繩罐道時(shí)，井窩深度（見(jiàn)圖4-12）用下式表示：  m                   (4-6)式中  h1進(jìn)出車平臺(tái)至楔形木罐道終點(diǎn)水平的距離，當(dāng)雙層罐籠兩個(gè)水平進(jìn)出車時(shí)，一般取1520m；當(dāng)雙層罐籠，單水平進(jìn)出車，兩個(gè)水平上下人員時(shí)，h1為下層罐籠高度與井底過(guò)卷高度之和。      h2楔形罐

21、道終點(diǎn)水平至防撞梁距離，一般取2.53.0m；以便檢修；當(dāng)防撞梁設(shè)在楔形罐道終點(diǎn)水平時(shí)，h20；      h3防撞梁至防扭結(jié)梁距離，m；      h4防扭結(jié)梁至平衡尾繩最低點(diǎn)距離，m；      h5平衡尾繩最低點(diǎn)（環(huán)點(diǎn)）至鋼絲繩罐道定位梁距離，一般取1.02.0m；      h6鋼絲繩罐道定位梁至罐道拉緊裝置距離，一般2.53.0m； &#

22、160;    h7鋼絲繩罐道重錘拉緊裝置長(zhǎng)度，m；      h8重錘底面至水面距離，一般取23m；若采用泄水巷排水，h80；      h9水窩深度，m。    圖4-11多繩提升鋼罐道罐籠井井底結(jié)構(gòu)       圖4-12 多繩提升鋼絲繩罐道井井底結(jié)構(gòu)2、箕斗井井底箕斗井的井底，是指箕斗裝載水平以下的一段井筒，主

23、要包括井筒接受倉(cāng)及水窩。因此，箕斗井的井窩設(shè)計(jì)應(yīng)與清理撒煤系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，其深度主要取決于清理撒煤方式。箕斗裝載停放水平以下至井筒撒煤接受倉(cāng)上口段的井窩深度，與罐籠井進(jìn)出車水平至井窩段的井窩深度基本相同。現(xiàn)依多繩提升、鋼絲繩罐道箕斗井井窩深度為例（圖4-13），則，m                          (4-7)式中

24、0; h1裝載水平至鋼絲繩罐道定位平臺(tái)距離（包括過(guò)卷高度及楔形罐道長(zhǎng)），m；      h2定位平臺(tái)至平衡尾繩最低點(diǎn)距離，m；      h3尾繩最低點(diǎn)至罐道繩重錘拉緊裝置距離，一般取1.0m；      h4拉緊重錘長(zhǎng)度，m；      h5斜式井筒撒煤接受倉(cāng)部分高度，m。井筒接收倉(cāng)有立式和斜式兩種，圖4-13的斜式接收倉(cāng)井底工作可靠，并可兼顧延

25、深要求，目前現(xiàn)場(chǎng)采用較多，它能將煤、水引向井筒側(cè)面的清理撒煤硐室。若井筒需要延深時(shí)，在箕斗裝載水平以下設(shè)一傾斜50°60°的鋼筋混凝土板或鋼板，板下用鋼梁支撐，可為將來(lái)井筒延深創(chuàng)造條件。若井筒不需延深，則將井底作成斜底。圖4-13  多繩提升鋼絲繩箕斗井井底結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 立井井筒裝備井筒裝備是指安設(shè)在整個(gè)井深內(nèi)的空間結(jié)構(gòu)物，主要包括罐道、罐道梁、井底支承結(jié)構(gòu)、鋼絲繩罐道的拉緊裝置以及過(guò)卷裝置、托罐梁、梯子間、管路、電纜等。其中罐道和罐梁是井筒設(shè)備的主要組成部分。罐道作為提升容器運(yùn)行的導(dǎo)軌，其作用是消除提升容器運(yùn)行過(guò)程中的橫向擺動(dòng)，保證提升容器高

26、速、安全運(yùn)行，并阻止提升容器的墜落。井筒裝備按罐道結(jié)構(gòu)不同分為剛性裝備（剛性罐道）和柔性裝備（鋼絲繩罐道）兩種。一、立井剛性井筒裝備剛性井筒裝備由剛性罐道和罐道梁組成，構(gòu)成空間彈性結(jié)構(gòu)。剛性罐道是提升容器在井筒上下運(yùn)行的導(dǎo)向裝置。根據(jù)提升容器終端荷載和速度大小，分別選用木質(zhì)矩形罐道、鋼軌罐道、型鋼組合罐道（包括球扁鋼罐道）、整體軋制異形鋼罐道以及復(fù)合材料罐道等。罐道梁是沿井筒縱向按一定距離（一般采用等距離），為固定剛性罐道而設(shè)置的水平梁。一般都采用金屬罐道梁。上世紀(jì)的五十年代到六十年代，我國(guó)常用的剛性罐道主要是木質(zhì)矩形罐道，現(xiàn)已完全淘汰。到七十年代則以鋼軌罐道、滑動(dòng)罐耳為主；七十年代后期，出現(xiàn)

27、了型鋼組合罐道和整體軋制罐道，配膠輪滾動(dòng)罐耳，目前以采用冷彎方管罐道和鋼玻璃鋼復(fù)合材料罐道為主。剛性罐道的結(jié)構(gòu)型式如圖4-14所示。木罐道有比較安全可靠的斷繩防墜器，罐籠井筒中曾廣泛采用。通常采用木質(zhì)致密、強(qiáng)度較大的松木或杉木制作，并經(jīng)過(guò)防腐處理。一般為矩形。斷面尺寸為：1t礦車罐籠（單層或雙層單車）180×160mm，3t礦車普通罐籠（單層單車）200×180mm。我國(guó)煤礦一般多采用38、43kg/m鋼軌作罐道。鋼軌罐道在側(cè)向水平力作用下，由于側(cè)向剛性和截面系數(shù)過(guò)小易造成嚴(yán)重的容器橫向擺動(dòng)。因而近年來(lái)在提升容器大、提升速度高的井筒中改用矩形空心截面鋼罐道，即型鋼組合罐道。

28、型鋼組合罐道一般用兩個(gè)16號(hào)槽鋼加扁鋼或角鋼加扁鋼焊接而成，故又稱槽鋼組合罐道。我國(guó)曾經(jīng)有一部分礦井采用了球扁鋼組合罐道（圖4-14）。在國(guó)外如波蘭、德國(guó)、蘇聯(lián)多采用18、22號(hào)槽鋼或等邊角鋼焊制的組合罐道。由于型鋼組合罐道的側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)阻力大，剛性強(qiáng)，截面系數(shù)大，配合使用摩擦系數(shù)小的膠輪滾動(dòng)罐耳，提升容器運(yùn)行平穩(wěn)，罐道與罐耳磨損小，使用年限長(zhǎng)，是一種比較好的剛性罐道。實(shí)踐證明，型鋼組合罐道的加工組裝消耗較大的人力和物力，加工引起的罐道變形雖經(jīng)校正但其誤差還無(wú)法完全消除，影響安裝質(zhì)量。因此，各種整體熱軋異型截面罐道用來(lái)代替型鋼組合罐道便應(yīng)運(yùn)而生了。這種罐道不僅具有側(cè)向剛性和截面系數(shù)大的特點(diǎn)，

29、而且加工、安裝都易于保證質(zhì)量。為了解決鋼罐道的防腐問(wèn)題，在鋼表面敷以玻璃鋼，利用鋼的高強(qiáng)度和玻璃鋼的耐腐蝕組合成鋼玻璃鋼復(fù)合材料罐道，其使用壽命長(zhǎng)；另外其重量輕，安裝方便，罐梁層間距可根據(jù)條件設(shè)計(jì)，目前這種罐道的使用已越來(lái)越多。圖4-14 剛性罐道的結(jié)構(gòu)型式當(dāng)采用組合罐道、膠輪滾動(dòng)罐耳多繩摩擦提升時(shí)，提升容器橫向擺動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)，有利于提高運(yùn)行速度。剛性井筒裝備自身及其所受荷載均直接傳給井壁，不增加井架負(fù)荷。因此，剛性設(shè)備在我國(guó)煤礦中特別是大中型礦井中采用最為廣泛。我國(guó)立井井筒剛性設(shè)備的發(fā)展大致歸結(jié)為三個(gè)階段，各階段的主要特征見(jiàn)表4-2。表4-2   &

30、#160;              井筒剛性設(shè)備發(fā)展各階段特征表階段井深/m提升方式容器載重/t提升速度/m/s罐道形式及布置罐梁形式及布置導(dǎo)向裝置罐梁固定方式計(jì)算依據(jù)第一階段（20世紀(jì)5060年代）<400單繩纏繞式提升<1068木罐道或鋼軌罐道，兩側(cè)布置工字鋼罐梁，通梁山形布置剛性滑動(dòng)罐耳梁窩固定以垂直斷繩制動(dòng)力為主計(jì)算第二階段（20世紀(jì)7080年代）400800多繩摩擦輪提升20401014型鋼組合罐道或鋼軌罐道，端面布置工字鋼、型鋼組

31、合閉合形截面罐梁，懸臂或托架梁布置膠輪滾動(dòng)罐耳預(yù)埋件固定；樹(shù)脂錨桿固定以水平力為主計(jì)算第三階段（近期和今后發(fā)展）>800多繩摩擦輪或雙繩纏繞式提升>401420型鋼組合、整體軋制鋼罐道，復(fù)合材料罐道，端面、對(duì)角布置組合懸臂梁，無(wú)罐梁桁架組合梁膠輪滾動(dòng)罐耳，帶有彈性或液壓緩沖裝置樹(shù)脂錨桿、階梯楔鋼錨桿固定以水平力為主計(jì)算（一）鋼軌罐道目前鄉(xiāng)、鎮(zhèn)及縣營(yíng)的地方小型礦井中仍有的應(yīng)用鋼軌罐道，一般為38kg/m鋼軌。鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度為12.5m，固定在四層罐梁上，考慮井筒內(nèi)冬夏溫差，罐道接頭處留有4.0mm的伸縮縫，故罐梁層間距為4.168m。鋼軌罐道的接頭位置應(yīng)盡量設(shè)在罐道與罐道梁連接的地方

32、。過(guò)去常用銷子對(duì)接，但是，由于維修更換不便，使用過(guò)程易脫落和剪斷銷子，故現(xiàn)在都改用鋼夾子接頭（圖4-15）。有的礦井把罐道接頭處軌頭加工成長(zhǎng)100150mm，深3mm的梢頭，提升容器運(yùn)行平穩(wěn)、罐耳磨損小，效果較好。鋼軌罐道和工字鋼罐道梁之間采用特制的罐道卡子和螺栓連接固定（圖4-15）。鋼軌罐道強(qiáng)度高，多采用于箕斗井和有鋼絲繩斷繩防墜器的罐籠井。由于鋼軌罐道在兩個(gè)軸線方向上的剛度相差較大，抵抗側(cè)向水平力的能力較弱，所以采用鋼軌罐道在材料上使用不夠合理?；瑒?dòng)罐耳對(duì)鋼軌罐道的磨損嚴(yán)重，需要經(jīng)常更換。圖4-15 鋼軌罐道接頭與罐梁的連接1-罐道卡；2-卡芯；3-墊板；5-罐道；6-罐道梁（

33、二）型鋼組合罐道型鋼組合罐道是由型鋼加扁鋼焊接成的矩形空心罐道。我國(guó)使用的型鋼組合罐道多采用兩個(gè)16號(hào)槽鋼組合而成。采用這種罐道時(shí)提升容器是通過(guò)3個(gè)彈性膠輪罐耳沿罐道滾動(dòng)運(yùn)行（圖4-16）。圖4-16 型鋼組合罐道和滾動(dòng)罐耳型鋼組合罐道的接頭應(yīng)盡量設(shè)在罐道與罐道梁連接的地方，接頭之間應(yīng)留35mm的伸縮縫。接頭多采用扁鋼銷子或?qū)⒐薜李^磨小的方式（圖4-17，a、b）。為了克服扁鋼銷子接頭時(shí)更換罐道的困難，改善膠輪罐耳的工作條件，可將罐道接頭處切成45°斜面，罐道間借助導(dǎo)向板連接（圖4-17，c）。這種接頭方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝更換方便。型鋼組合罐道與罐道梁的連接方式主要有

34、螺栓連接和壓板連接。型鋼組合罐道在兩個(gè)軸線上的剛度都較大，有較強(qiáng)的抵抗側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)的能力；罐道壽命長(zhǎng)；配合使用彈性滾動(dòng)罐耳，可減低容器的運(yùn)行阻力，容器運(yùn)行平穩(wěn)可靠。（三）整體軋制罐道整體軋制罐道在受力特性上具有型鋼組合罐道的優(yōu)點(diǎn)，并且與型鋼組合罐道相比，不僅節(jié)約加工費(fèi)用，還可減輕罐道的自重，保證罐道安裝質(zhì)量。國(guó)外采用整體軋制罐道較多，我國(guó)對(duì)此也十分重視，已有定型設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)。整體軋制罐道的截面形狀見(jiàn)圖4-14e、f，其中方形罐道截面封閉，僅表面受淋水腐蝕，因而使用壽命長(zhǎng)。鋼玻璃鋼復(fù)合材料罐道，重量輕、耐磨、耐腐，安裝方便，具有很大的發(fā)展前途。    

35、       圖4-17 型鋼組合罐道接頭方式              圖4-18 型鋼組合罐道與罐梁連接（四）罐道梁沿井筒縱向，每隔一定距離為固定罐道而設(shè)置的水平梁稱為罐道梁（簡(jiǎn)稱罐梁）。多數(shù)礦井采用金屬罐道梁。從罐道、罐道梁主要承受因斷繩防墜器制動(dòng)而產(chǎn)生的垂直動(dòng)荷載的作用來(lái)看，選用垂直抗彎和抗扭阻力大的工字鋼是合理的。當(dāng)立井罐籠采用鋼絲繩防墜器或多繩提升后，罐道

36、和罐道梁不再承受由于斷繩制動(dòng)而產(chǎn)生的垂直動(dòng)荷載作用。這時(shí)罐道、罐道梁主要承受提升容器在運(yùn)行過(guò)程中作用于罐道正面和側(cè)面的水平力。工字鋼截面的側(cè)面抗扭阻力較小，在這種情況下再采用工字鋼罐梁就不夠合理。若采用由型鋼焊成的或整體軋制的閉合形空心截面罐道梁，在強(qiáng)度、剛度、抗腐蝕和通風(fēng)、提升效果等方面，都比工字鋼優(yōu)越。因此，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已采用專門軋制、壓制或型鋼焊接的閉合形空心截面罐道梁。常見(jiàn)的罐梁截面形狀見(jiàn)圖4-19。圖4-19 常見(jiàn)的罐梁截面形狀在一般情況下，金屬罐道的罐梁層間距采用4m、5m、6m，鋼軌罐道采用4.168m。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)在一些礦井的試驗(yàn)證明，適當(dāng)?shù)丶哟蠊薜懒旱膶娱g距是可能的。目

37、前我國(guó)采用型鋼組合罐道或整體軋制罐道時(shí)，罐梁層間距一般為6m，大大減少了罐梁層數(shù)和安裝工程量，節(jié)約投資，經(jīng)濟(jì)效果較好。罐梁與井壁的固定方式有梁窩埋設(shè)、預(yù)埋件固定和錨桿固定三種。梁窩埋設(shè)是在井壁上，現(xiàn)鑿或預(yù)留梁窩，將罐道安設(shè)在梁窩內(nèi)，最后用混凝土將梁窩充埋密實(shí)。罐梁插入井壁的深度不小于井壁厚度的2/3或罐梁高度，一般為300500mm。這種固定方式牢固可靠，但施工速度慢，工時(shí)和材料消耗量大，破壞井壁的完整性，易造成井壁漏水。這種固定方式已被樹(shù)脂錨桿固定方式所取代。預(yù)埋件固定方式是將焊有生根鋼筋的鋼板，在砌壁時(shí)按設(shè)計(jì)要求的位置埋設(shè)在井壁內(nèi)。在進(jìn)行井筒裝備時(shí)，再將罐道梁托架焊接在預(yù)埋鋼板上。這種固定

38、方式常用于凍結(jié)段的鋼筋混凝土井壁。它有利于保證井壁的完整性或封水性能。但施工較復(fù)雜，不利于滑模施工，預(yù)埋時(shí)難于達(dá)到要求的準(zhǔn)確位置，鋼材消耗量大，焊接工作量大，往往影響施工質(zhì)量。錨桿固定方式是采用樹(shù)脂錨桿，將托架固定在井壁上，然后再在托架上固定罐梁（或罐道）。樹(shù)脂錨桿因具有承載快、錨固力大、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛采用。（五）剛性罐道及罐道梁的設(shè)計(jì)在不設(shè)防墜器或用鋼絲繩防墜器的井筒，是以提升容器運(yùn)行時(shí)與罐道相互作用所產(chǎn)生的水平力作為罐梁、罐道的計(jì)算荷載。因此，在多繩提升或采用鋼絲繩防墜器時(shí)，井筒裝備應(yīng)以水平力為主進(jìn)行計(jì)算選型。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于如何確定剛性罐道的水平荷載，尚處于試驗(yàn)和研究階段。作用于

39、罐道的水平荷載Py、側(cè)面水平荷載Px以及垂直荷載Pv（如圖4-20），可參考經(jīng)驗(yàn)公式設(shè)計(jì)：                                    （4-8）     

40、0;                              （4-9）                   

41、;               （4-10）式中  Q提升終端荷重，kN；    在水平荷載作用下，罐道可簡(jiǎn)化為單跨簡(jiǎn)支梁或12根罐道長(zhǎng)度的多跨連續(xù)梁進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。提升容器在運(yùn)行過(guò)程中作用于罐道的水平力，通過(guò)罐道與罐梁的連接處傳給罐梁。在罐道正面水平力Py作用下，引起罐梁在水平面的彎曲變形；在側(cè)面水平力Px作用下，使罐梁偏心受拉和受壓。提升容器作用于罐道與罐梁的垂直力Pv使罐梁產(chǎn)生垂直平

42、面的彎曲和扭轉(zhuǎn)。根據(jù)罐梁的層間結(jié)構(gòu)，罐梁可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁或多跨連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。圖4-20  水平載荷作用圖（六）井筒裝備防腐蝕措施立井井筒都采用混凝土或鋼筋混凝土砌筑，井筒涌水量大都在510m3/h，。井內(nèi)淋水中含有一定濃度的SO4-2，Cl-等離子。井內(nèi)空氣中含有CO2、SO2、NO2、Cl2、O2、H2S等氣體，構(gòu)成了井筒金屬設(shè)備遭腐蝕的環(huán)境因素，井筒裝備腐蝕嚴(yán)重。據(jù)全國(guó)140個(gè)井筒的調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料表明，立井罐道梁每年平均單面腐蝕厚度為0.17mm，最大厚度可達(dá)0.5mm。因?yàn)殇撹F構(gòu)件在井下潮濕氣體環(huán)境中，構(gòu)件表面水膜內(nèi)氧氣濃度不均形成氧濃差電池及構(gòu)件表面不光滑形成腐蝕微電

43、池作用，構(gòu)成了對(duì)鋼鐵構(gòu)件的電化學(xué)腐蝕。氧和其他電解質(zhì)的存在，增加了溶液的導(dǎo)電性和去極化作用，加速了鋼鐵構(gòu)件的腐蝕速度。不論鋼鐵構(gòu)件與礦井水的接觸狀態(tài)如何，當(dāng)PH<1.5時(shí)，每年的腐蝕厚度將超過(guò)1mm。目前我國(guó)煤礦井筒裝備的平均壽命為15年左右，腐蝕嚴(yán)重地區(qū)不足10年。整個(gè)井筒全部更換一次井筒裝備，需消耗大量的人力和物力，礦井停產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12個(gè)月，造成的經(jīng)濟(jì)損失極為嚴(yán)重。因此，防止和延緩井筒裝備的腐蝕，是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。我國(guó)目前井下防腐方法主要有涂料防腐、鍍鋅防腐、電弧噴涂防腐和玻璃鋼防腐。涂料防腐是一種傳統(tǒng)的防腐方法，目前井筒裝備防腐常用的涂料主要有環(huán)氧瀝青漆、氯化橡膠漆、無(wú)機(jī)富鋅底

44、漆，以及利用環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯該性而成的環(huán)氧云母氧化鐵底漆、環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧聚氨酯漆等。通過(guò)多年的實(shí)踐，富鋅底漆的防腐效果已被公認(rèn)，但是不論是無(wú)機(jī)富鋅漆，還是環(huán)氧富鋅漆，都還存在一些不足，主要是這類涂料是多組份組成，使用前需按比例混合調(diào)制，未經(jīng)專門訓(xùn)練的施工人員，難以調(diào)制和控制質(zhì)量；另外由于受氣溫和濕度的影響，配制的涂料必須及時(shí)使用，因而全面推廣受到一定的限制。鍍鋅防腐也是一種成熟的防腐方法，采用電化學(xué)方法在金屬表面覆蓋鋅或鋁面層來(lái)達(dá)到防腐目的，但是這種方法主要用于地面結(jié)構(gòu)，尤其是無(wú)水的環(huán)境條件。電弧噴涂防腐是在金屬構(gòu)件上進(jìn)行電弧噴涂，并對(duì)噴層進(jìn)行封閉處理，該方法可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效防腐。電弧噴涂一般需

45、與涂料防腐組合，目前該方法初期投資比較高，但使用壽命長(zhǎng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮仍然比較經(jīng)濟(jì)合理。電弧噴涂防腐的技術(shù)要求是首先對(duì)構(gòu)件的表面進(jìn)行除銹處理，除銹質(zhì)量要求應(yīng)達(dá)到Sa23級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；電弧噴涂噴鋅或鋁的厚度為150m，要求涂層致密均勻，無(wú)起皮、鼓泡、大溶滴、裂紋、掉塊等；涂層最小厚度不得低于100m；最后采用842546環(huán)氧（瀝青）類有機(jī)封閉涂料涂刷。玻璃鋼復(fù)合材料防腐是在鋼結(jié)構(gòu)表面敷蓋一層適當(dāng)厚度的玻璃鋼防腐層，目前可用于井筒裝備的罐梁、托架等。如果用于罐道必須進(jìn)行采用特殊工藝，使其能夠達(dá)到耐腐、耐磨的目的。二、立井鋼絲繩井筒裝備立井鋼絲繩井筒裝備亦稱柔性裝備。柔性裝備采用鋼絲繩作罐道，不需設(shè)置罐道梁，

46、具有節(jié)省鋼材、節(jié)約投資；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便；井內(nèi)無(wú)罐梁，通風(fēng)阻力??；繩罐道具有柔性，提升容器運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。因此，我國(guó)煤礦在七十年代曾廣泛采用鋼絲繩罐道代替木罐道和鋼軌罐道。由于密封鋼絲繩依賴進(jìn)口，提升容器在運(yùn)行中的擺動(dòng)規(guī)律尚不清楚，限制了鋼絲繩罐道的發(fā)展。近年來(lái)，由于上述問(wèn)題的解決和多繩提升的出現(xiàn)，又為鋼絲繩罐道的使用開(kāi)辟了廣闊的前景。在煤礦、金屬礦中，在采用各種提升容器、終端荷載，不同提升速度和不同井深的井筒中，都有采用鋼絲繩罐道的。并已顯示出具有較好的發(fā)展前景。鋼絲繩罐道是利用鋼絲繩作提升容器運(yùn)行的軌道。罐道繩的兩端在井上和井底由專用裝置固定和拉緊，井筒內(nèi)不需設(shè)置罐道梁。鋼絲繩罐道主要包

47、括：罐道鋼絲繩、防撞鋼絲繩、罐道繩的固定和拉緊裝置、提升容器上的導(dǎo)向裝置、井口和井底進(jìn)出車水平的剛性罐道以及中間水平的穩(wěn)罐裝置等。（一）罐道鋼絲繩的選擇和布置目前使用的鋼絲繩罐道有普通鋼絲繩、密封鋼絲繩和異形股鋼絲繩3種。用普通6×7或6×19鋼絲繩作罐道時(shí)，貨源廣、投資省，但不耐磨、壽命短、不夠經(jīng)濟(jì)，只適用于小型煤礦的淺井。密封鋼絲繩和異形股鋼絲繩表面光滑、耐磨性強(qiáng)、具有較大的剛性，是比較理想的罐道繩。特別是異形股鋼絲繩，它雖比普通鋼絲繩貴40，而使用壽命為普通鋼絲繩的23倍。提升容器沿繩罐道運(yùn)行時(shí)，在各種橫向力的作用下，一定會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)。為了保證提升容器運(yùn)行平穩(wěn)和提升工作

48、安全，罐道繩必須具有一定的拉緊力和剛度。煤礦安全規(guī)程規(guī)定：“采用鋼絲繩罐道時(shí)，每100m鋼絲繩的張緊力不得小于10kN，每個(gè)容器設(shè)有四根罐道繩時(shí)，每根鋼絲繩的最小剛性系數(shù)不得小于500N/m?！惫薜览K的直徑大小，除應(yīng)滿足拉緊力和安全系數(shù)的要求外，還應(yīng)考慮罐道長(zhǎng)期磨損及剛度的要求。罐道繩直徑通常根據(jù)井筒深度、提升終端荷重和提升速度等因素，按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取。然后，再驗(yàn)算安全系數(shù)m，即：                  &

49、#160;           （4-11）式中  Qz罐道繩全部鋼絲破斷力總和，N；  q罐道繩單位長(zhǎng)度重力，N/m；L罐道繩的懸垂長(zhǎng)度，m；Q0罐道繩下端的拉緊力，N，應(yīng)按拉緊力和剛性系數(shù)要求取較大值。按罐道繩下端的最小拉緊力要求Q0100L ， N              

50、0;                （4-12）按最小剛性系數(shù)要求，罐道繩下端所需拉緊力：                         （4-13）式中  Kmin罐

51、道繩最小剛性系數(shù)，500N/m；      L0罐道繩的極限懸垂長(zhǎng)度，m；                                     （4-14）B罐道繩的

52、公稱抗拉強(qiáng)度，MPa；m罐道繩的安全系數(shù)，m6；罐道繩的重度，kg/m3，取9000 kg/m3；罐道繩的布置方式如圖4-21所示，一般有對(duì)角（2根）、三角（3根）、四角和單側(cè)（4根）等幾中。在深井中，國(guó)外還有設(shè)6根罐道繩的。圖4-21 罐道繩布置形式選擇罐道繩布置方式時(shí)，應(yīng)使罐道繩遠(yuǎn)離提升容器的回轉(zhuǎn)中心，以增大罐道繩的抗扭力矩，減少提升容器在運(yùn)行中的擺動(dòng)和扭轉(zhuǎn)，同時(shí)，應(yīng)盡可能對(duì)稱于提升容器布置，使各罐道繩受力均勻。（二）鋼絲繩罐道的拉緊和固定裝置罐道繩的拉緊方式有螺桿拉緊、重錘拉緊和液壓螺桿拉緊等。螺桿拉緊是將罐道繩下端用繩夾板固定在井底鋼梁上，罐道繩的上端用拉緊螺桿固定，并在井架

53、上安設(shè)螺桿拉緊裝置。當(dāng)擰緊螺桿時(shí)，罐道繩便產(chǎn)生一定張力。為防止罐道繩松弛，常在螺帽下加一壓縮彈簧（圖4-22）。因這種拉緊方式的拉緊力有限，一般用于淺井。重錘拉緊是將罐道繩上端固定在井架上，在井底借助重錘將罐道末端拉緊（圖4-23）。這種拉緊方式能使罐道繩獲得較大而恒定不變的拉緊力，因而不需經(jīng)常調(diào)繩和檢修。由于設(shè)有重錘和井底固定裝置，要求有較深的井底及排水清掃設(shè)施，還需防止重錘被水淹沒(méi)，影響拉緊力。這種拉緊方式通常用于要求拉緊力較大的中深井和深井中。液壓螺桿拉緊是將罐道繩下端用倒置的固定裝置固定在井窩專設(shè)的鋼梁上，井架上設(shè)液壓螺桿拉緊裝置將罐道繩上端拉緊。這種方式是利用液壓調(diào)整罐道繩的拉緊力，

54、調(diào)繩方便省力，井窩較淺，還可節(jié)省重錘所需的鑄鐵材料，但裝繩和換繩比較麻煩。                       圖4-22 井架螺桿拉緊裝置                 

55、0;圖4-23 重錘拉緊裝置（三）鋼絲繩罐道的其他設(shè)施1、防撞繩防裝繩又稱檔繩，設(shè)在兩個(gè)容器之間，當(dāng)容器之間的間隙較小或井筒較深時(shí)，需設(shè)防撞繩隔開(kāi)相鄰的提升容器，防止發(fā)生碰撞。采用鋼絲繩罐道時(shí)，根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，兩容器之間的間隙為450mm；設(shè)防撞繩后，兩容器之間的間隙為200mm。通常設(shè)兩根防撞繩，其間距為提升容器長(zhǎng)度的3/54/5。防撞繩磨損比罐道繩小，但容器碰撞時(shí)，它將承受很大的摩擦沖擊和擠壓。因此，每根防撞繩的拉緊力和直徑的取值應(yīng)不小于罐道繩的拉緊力和直徑。2、井口、井底剛性罐道和中間水平穩(wěn)罐裝置為了使礦車進(jìn)出罐籠，或箕斗裝、卸載處的一段井筒中，必須設(shè)穩(wěn)罐用的剛性罐道。其

56、布置形式多用四角布置和兩側(cè)布置。在多水平提升的罐籠井中，中間水平進(jìn)出車處不設(shè)剛性罐道，而設(shè)專用的穩(wěn)罐承接裝置（如搖臺(tái)穩(wěn)罐裝置、搖臺(tái)穩(wěn)罐鉤、氣動(dòng)穩(wěn)罐器）。3、導(dǎo)向裝置采用鋼絲繩罐道時(shí)，提升容器上應(yīng)設(shè)專門的鋼絲繩罐道導(dǎo)向器，一般每根罐道繩設(shè)兩個(gè)導(dǎo)向器，如提升容器高度較大，可設(shè)3個(gè)導(dǎo)向器。導(dǎo)向器的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足耐磨、裝卸更換方便、安全可靠等要求。目前普遍采用的滑動(dòng)式導(dǎo)向器由外殼和襯套組成。襯套用硬木、鋁、黃銅、塑料或尼龍等材料組成，其內(nèi)徑比罐道繩直徑大23mm，其長(zhǎng)度為罐道繩直徑的68倍?；瑒?dòng)式導(dǎo)向器運(yùn)行時(shí)沒(méi)有噪音，不受速度增長(zhǎng)的限制，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，更換襯套方便。滾輪導(dǎo)向器對(duì)罐道繩磨損小，使用期長(zhǎng)，但結(jié)

57、構(gòu)較復(fù)雜，運(yùn)行時(shí)噪聲大，通常用于建井時(shí)的臨時(shí)罐籠提升。三、其他井筒裝備（一）梯子間煤礦安全規(guī)程第十六條規(guī)定：通到地面的安全出口和兩個(gè)水平之間的安全出口，傾角大于45º時(shí)必須設(shè)梯子間。立井梯子間中，安裝的梯子角度不得大于80º，相鄰兩平臺(tái)的距離，不得大于8m。梯子間主要作為井下發(fā)生突然事故和停電時(shí)的安全出口，平時(shí)也可利用梯子間檢修井筒裝備和處理故障。梯子間由梯子、梯子梁和梯子平臺(tái)組成。梯子間通常布置在井筒一側(cè)，并用隔板（或隔網(wǎng)、隔柵）與梯子間、管纜間隔開(kāi)。我國(guó)煤礦多采用交錯(cuò)式梯子間（圖4-24），一般為鋼結(jié)構(gòu)或玻璃鋼結(jié)構(gòu)。金屬梯子間如圖4-25所示。  &

58、#160; 圖4-24 交錯(cuò)式梯子間                        圖4-25 金屬梯子間梯子一般采用扁鋼作梯子架，材料規(guī)格為80×12mm；角鋼作梯子階（踏步），梯子架與踏步焊接，用螺栓與梯子梁固定。梯子梁通常用14號(hào)槽鋼制作，一端與井壁固定，另一端與罐道梁用角鋼、螺栓聯(lián)結(jié)。梯子間主梁不作罐道梁時(shí)，一

59、般用1620號(hào)槽鋼制作，隔板過(guò)去多采用金屬網(wǎng)。因其不耐腐蝕，壽命短，近年來(lái)多應(yīng)用玻璃鋼隔板或強(qiáng)度高的塑料隔板。梯子平臺(tái)采用3mm厚以上的防滑紋鋼板加工或玻璃鋼制作。（二）管纜間立井管纜間主要用于布置各種管路（如排水管、壓風(fēng)管、供水管，有時(shí)還有充填管和泥漿管等）和電纜（如動(dòng)力、通訊、信號(hào)電纜等）。為便于檢修，管纜間經(jīng)常布置在副井中，一般與梯子間布置在一起（見(jiàn)圖4-26）。管路應(yīng)盡量靠近梯子間主梁，與罐籠長(zhǎng)邊平行布置，這樣，站在罐籠頂上檢修或拆換管子較為方便。排水管一般布置在副井中，在井筒內(nèi)的位置視井下中央水泵房的位置而定。管道數(shù)目根據(jù)井下涌水量大小而定，但不得少于兩趟，其中一趟備用。壓風(fēng)管和供水

60、管，一般也布置在副井中。壓風(fēng)管根據(jù)壓風(fēng)機(jī)房的位置，為減少管路中壓風(fēng)損失，有時(shí)布置在風(fēng)井中。管路用管卡固定在管子梁或罐梁上（圖4-26）。對(duì)直徑較小的壓風(fēng)管或供水管亦可用管卡直接固定在井壁上。排水管長(zhǎng)度小于400m時(shí)，其下端支撐在托管梁上的固定管座上。管長(zhǎng)超過(guò)400m時(shí)，每隔150200m需設(shè)固定直管座，在其下端安裝伸縮器。井內(nèi)最上面的直管座及伸縮器，設(shè)在距井口50m處（圖4-27）。托管梁除承擔(dān)管路重量外，還需考慮“水錘”所產(chǎn)生的沖擊力，一般采用大型工字鋼或組合工字鋼。      圖4-26  管路與罐道梁的固定結(jié)

61、構(gòu)                圖4-27  排水管路布置圖井筒內(nèi)的動(dòng)力和通訊、信號(hào)電纜多采用卡子固定在靠近梯子間的井壁上。電纜敷設(shè)的位置應(yīng)考慮進(jìn)、出線簡(jiǎn)單，安裝檢修方便。通訊、信號(hào)電纜與動(dòng)力電纜應(yīng)分別布置在梯子間兩側(cè)，如受條件限制、布置在同一側(cè)時(shí)，兩者間距應(yīng)在0.3m以上。第三節(jié) 立井井筒斷面設(shè)計(jì)    井筒斷面設(shè)計(jì)包括確定井筒斷面尺寸，選擇井壁結(jié)構(gòu)并確定井壁厚度，繪制井筒

62、斷面施工圖和編制工程量及材料消耗量表。一、立井提升容器的類型及選擇（一）提升容器的類型煤礦立井提升容器有兩種，一是箕斗，二是罐籠。專門用作提升煤炭的容器叫箕斗；用作升降人員、材料、設(shè)備和矸石的容器叫罐籠。在大、中型國(guó)營(yíng)礦山中，提升煤炭均選用箕斗，在年產(chǎn)30萬(wàn)噸以下的小型礦井中，有的也用罐籠提煤。而副井均為罐籠提升，有的也擔(dān)負(fù)一部分提煤任務(wù)。我國(guó)煤礦用箕斗和罐籠，分別適用于各種剛性罐道和柔性罐道等多種類型。按照提升鋼絲繩類型，又分單繩提升和多繩提升兩類，其中多繩提升具有提升安全、鋼絲繩直徑小、設(shè)備重量輕等優(yōu)點(diǎn)，因而在大中型礦井中使用日益廣泛。伴隨多繩提升的出現(xiàn)，箕斗的容積也越來(lái)越大，我國(guó)的箕斗最

63、大已達(dá)40m3。（二）提升容器的選擇1、箕斗的容量和規(guī)格的確定箕斗的容量和規(guī)格，主要根據(jù)礦井年產(chǎn)量，井筒深度及礦井年工作組織來(lái)確定?；返囊淮魏侠硖嵘靠砂聪率接?jì)算：                              （4-15）式中  q箕斗的一次提升量，t/次；

64、60;     A礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力，t/a；      C提升不均勻系數(shù)，有井底煤倉(cāng)時(shí)：C1.11.15；無(wú)井底煤倉(cāng)時(shí)：C1.2；      a提升能力富裕系數(shù)，一般僅對(duì)第一水平留20左右的富裕系數(shù)；      N礦井年工作日，按300d/a；      t每天凈提升時(shí)間，按14h/d； 

65、0;    T一次提升循環(huán)時(shí)間，s/次；一次提升循環(huán)時(shí)間可按下式計(jì)算：                            （4-16）式中  H提升高度，m；      u箕斗在曲軌上減速與爬行所

66、需的附加時(shí)間，可取u10s；或罐籠在井口穩(wěn)罐所需的附加時(shí)間，可取u5s；      休止時(shí)間，s；箕斗裝卸載和罐籠提升人員、矸石及進(jìn)出材料車、平板車的休止時(shí)間，按煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定選取。      VP提升平均速度，m/s；                     &

67、#160;           （4-17）      Vm實(shí)際最大提升速度，m/s；                            

68、0;（4-18）      速度乘數(shù)；對(duì)一般交流電機(jī)拖動(dòng)的提升設(shè)備，可取速度乘數(shù)1.2；根據(jù)求得的一次合理提升量q和松散煤的重力密度，即可選用相應(yīng)的箕斗。松散煤的重力密度約為0.9t/m3，煤的松散系數(shù)約為1.5。選擇箕斗時(shí)，應(yīng)在不加大提升機(jī)功率和井筒直徑的前提下，盡量采用大容量的箕斗，以降低提升速度和節(jié)省電耗。2、罐籠規(guī)格的確定罐籠的類型應(yīng)根據(jù)礦井選定的礦車規(guī)格初選，然后再根據(jù)煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定按最大班工人下井時(shí)間、最大班凈作業(yè)時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)算。（1）按最大班工人下井時(shí)間驗(yàn)算：按照40min內(nèi)運(yùn)送完畢最大班井下工人的要求驗(yàn)算。 

69、;                            （4-19）式中  n最大班下井工人數(shù)；      n0所選罐籠每罐提升人員數(shù)；      T一次提升循環(huán)時(shí)間，s；可按公

70、式（4-9）計(jì)算。如最大速度Vm超過(guò)煤礦安全規(guī)程規(guī)定的提人最大速度12m/s時(shí)，T應(yīng)按Vm12m/s計(jì)算。如果不能滿足上式要求，則可采用雙層罐籠。升降人員時(shí)用兩層，提升矸石或進(jìn)行其它作業(yè)時(shí)只用一層。（2）按最大班凈作業(yè)時(shí)間不超過(guò)5h驗(yàn)算對(duì)于提升任務(wù)較重，礦井深度較大的大型礦井的副井，除應(yīng)滿足升降人員的要求外，還要根據(jù)最大作業(yè)班提升總時(shí)間不應(yīng)超過(guò)5h進(jìn)行驗(yàn)算。最大作業(yè)班提升總時(shí)間包括：最大班升降工人時(shí)間，按工人升降井時(shí)間的1.5倍計(jì)算；而升降其他人員時(shí)間，按20計(jì)算；提升矸石，按日出矸量的50；運(yùn)送坑木、支架，按日需要的50；計(jì)算出最大班總作業(yè)時(shí)間，以不超過(guò)5h進(jìn)行驗(yàn)算。若計(jì)算出的最大班總作業(yè)時(shí)

71、間超過(guò)5h，則應(yīng)考慮選用多層或多車罐籠。二、立井井筒斷面布置井筒斷面應(yīng)根據(jù)選定提升容器與井筒設(shè)備的類型來(lái)布置。井筒斷面內(nèi)除提升間外，根據(jù)井筒的用途，往往還需要布置梯子間、管纜間或延深間。井筒斷面的布置，既要滿足井筒內(nèi)提升容器等設(shè)備布置的要求，又要力求縮小井筒斷面，簡(jiǎn)化井筒裝備，以達(dá)到節(jié)約材料和投資的目的。根據(jù)提升容器和井筒裝備的不同，井筒斷面布置形式多種多樣。一些較為典型的井筒斷面布置形式見(jiàn)圖4-28。（一）罐道的布置形式根據(jù)罐道與提升容器的位置不同，剛性罐道的布置方式有單側(cè)布置、雙側(cè)布置和端面布置三種。單側(cè)布置如圖4-28，b、f所示，罐道布置在提升容器長(zhǎng)邊的一側(cè)。雙側(cè)布置如圖4-28，a、

72、d所示，其罐道布置在提升容器長(zhǎng)邊的兩側(cè)。單側(cè)布置和雙側(cè)布置相比，節(jié)省鋼材，井筒裝備簡(jiǎn)單，安裝工作量小，便于提升大型設(shè)備，提升容器運(yùn)行平穩(wěn)。端面布置如圖4-28，c、e所示，罐道布置在提升容器的短邊上，這種布置方式提升容器運(yùn)行平穩(wěn)，但是，在進(jìn)出車水平需要改變罐道布置方式，因此端面布置方式適用于長(zhǎng)條形罐籠（如單層雙車）單水平提升的井筒中。圖4-28，g為對(duì)角布置方式。鋼絲繩罐道的布置方式如圖4-28，h、i所示。鋼絲繩罐道的根數(shù)為24根，在大中型礦井中通常采用四根罐道。四根鋼絲繩罐道可布置在提升容器的一側(cè)或布置成四角形。國(guó)內(nèi)多采用四角布置，這樣能減少提升容器的擺動(dòng)。但國(guó)外有人認(rèn)為單側(cè)布置比四角布置

73、運(yùn)行平穩(wěn)，英國(guó)近年來(lái)多改用單側(cè)布置的方式。圖4-28 井筒斷面布置形式（二）罐道梁的層格結(jié)構(gòu)根據(jù)罐道位置的不同，罐道梁的層格結(jié)構(gòu)有通梁、山字梁、懸臂梁、懸臂支撐架、無(wú)罐道梁以及裝配式組合桁架等布置方式。通梁和山字形層格結(jié)構(gòu)是我國(guó)過(guò)去常見(jiàn)的布置形式（圖4-28, a、b、c），它不能適應(yīng)深井、重載及高速運(yùn)行。懸臂梁和懸臂支撐架布置（圖4-28，d、e、f）簡(jiǎn)化了層格結(jié)構(gòu)，節(jié)省了鋼材。但是，安裝要求精確。無(wú)罐道梁布置（圖4-28，e）是在層格中取消了罐道梁，將罐道直接固定在托架上的一種新型裝備結(jié)構(gòu)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)越，目前國(guó)內(nèi)外在長(zhǎng)條形罐籠的井筒中已有采用。裝配式組合架層格結(jié)構(gòu)（圖4-28，g），是將罐道布置在提升容器的對(duì)角線上，并固定在裝配式組合桁架上