第六章井筒施工鑿井設(shè)施選型計(jì)算

1、第六章 井筒施工鑿井設(shè)施選型計(jì)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(jì)凈直徑為 10.5m,井筒深611.7s井筒施工采用永久井塔改造后鑿井，鑿井天輪平臺(tái)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(tái)上。（二）提升設(shè)備的選擇井筒主、副提升均采用 2JKZ-4.0/15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(jì)算（1）鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度 H0= Hsh+H j = 611.7+26.2+3.

2、085= 640.985m取 645m；式中：Hsh井筒深度mHj 井口水平至井架天輪平臺(tái)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(shí)：Qxgx G + Km - V-%+0.9X（ 11/Ks） V . & +Qz =9.81 x （169計(jì) 0.9 >5x 160計(jì) 0.9X（11/2） >5x 100。4277=9.81 X (169計(jì) 7200+ 225。+4277=

3、 113560 (N)取 Km=0.9V=5m3取 rg=1600kg/m3取 rs=1000kg/m3取 Ks=2.0式中：Km裝滿系數(shù)V 吊桶容積% 松散研石容重% 水容重Ks 巖石松散系數(shù)G 5m3座鉤式吊桶重量G=1690kg2)下放SJZ6.11型傘鉆時(shí)Q 傘鉆=QSZ + Q2=103005+ 4277=107282 ( N)式中：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)rQdxs=g (G+Km V-為)+Q2=9.81 X (140計(jì) 0.9 X 3X 2675+4277G=1400kg取 Km=0.

4、9V=3m3取 rg=2675kg/m3=88863.73 (N)式中：G3立方底卸式吊桶自重Km裝滿系數(shù)V 吊桶容積% 混凝土容重根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選擇荷重 Qo= Q肝=113560 (N)為計(jì)算依據(jù)(4)提升鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量Ps(按最大荷載提5m3研石計(jì)算)Qo113560,Ps= ttz/ g=-7”/ 9.81=5.78 kg/m110(r b110 1770-Ho 1 645 9.81ma9.81 7.5式中：B鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度取G=1770Mpama安全系數(shù)取ma=7.5根據(jù)計(jì)算選18X7+FC-40-1770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 ,

5、鋼絲破斷力總和Qd=1190624N。(5)鋼絲繩安全系數(shù)校核提物時(shí)Ma=Qd1190624=Qo+Psb Ho g 113560+ 6.24 645 9.81= 7.78 >7.5符合規(guī)定。提人時(shí)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=31058口)MaQd1190624Qr+ Psbm Ho Mg 31058.3+ 6.24父 645M 9.81=16.88 >9符合規(guī)定。(四)主、副提天輪的選擇DA 60d= 60 X40=2400mm (d 為鋼絲繩直徑)注：煤礦安全規(guī)程規(guī)定，圍抱角小于 90°

6、;的天輪直徑D60d。選擇天輪為TXG3000/45.5型，公稱直徑3000mm,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> 60d= 60 X40=2400mm (d 為鋼絲繩直徑)(2)選定提升機(jī)型號(hào)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：BT=2650mm;卷筒個(gè)數(shù)2個(gè);鋼絲繩最大靜張力差：Fj=210KN。(3)校驗(yàn)卷筒寬度/ H + 30、/、/ 645+ 30、 /、B= (+3)( d+ e) = (

7、+3)(40+ 3)= 2439.9mm冗 D3.144.0纏繞層數(shù)：n=B/BT=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(zhǎng)度30米；繩圈間隙，取3; d繩徑 d = 40mm;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(shí))Fj=Q0+PsBXH°Xg= 113560+6.24X 645X 9.81=153043N<210000N 符合規(guī)定(5)電動(dòng)機(jī)功率估算W= (Q+Qz+PsBMHo/VmB 153043/9.81 父 6.84 =1231kW102 叼102 M 0.85式中：

8、VmB提升機(jī)最大速度VmB=6.84m/s-傳動(dòng)效率取刀=0.85提升機(jī)配備電機(jī)為 YR630-122 X1000kw,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(jì)算選擇鋼絲繩。選用二臺(tái)HZ-6抓巖機(jī)，吊盤自重： Q1=438609N,吊盤承受滿載硅吊桶重：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(zhǎng)度按照650m計(jì)算。(1)終端荷重Q。Q0=1/6 (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)=0.1667X (438

9、609+93000+13734+201752+29430=0.1667X 776516= 129445.22(N)(2)鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量：Qo129445.22PS=/ g =/9.81= 4.96kg / m110bB110 1770 _-H 0- 650 g Ma9.81 6式中：6B鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 G=1770MpaMa：安全系數(shù)，取Ma=6H。：懸吊高度Ho=650m(3)根據(jù)計(jì)算選:18 X7+FC38-1770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)Ma =Qd1075154=Qo+g x Psb.工 Ho1294

10、45.22+9.81 父 5.63 求 650= 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(tái)4、懸吊天輪選擇DA 20d =20 >38=760mm (d 鋼絲繩直徑)選用1.0米單梢懸吊天輪六套。(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(tái)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(zhǎng)度按照650m計(jì)算。(1)終端荷重QoQ0=Q 1+Q 2=79235+22886.73= 102121.73 (N)(2)鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量：Qo102121.7

11、3Ps=/g =/9.81= 3.92kg / m110bB110 1770 _-H 0650g Ma9.81 6式中：年鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 a=1770MpaMa：安全系數(shù)，取Ma=6H0：懸吊高度 H0=650m(3)根據(jù)計(jì)算選：18 X7+FC34-177佛岡絲繩，其每米重PSB=4.51kg/m,鋼絲破斷力總和860893K(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(tái)4、懸吊天輪選擇DA 20d

12、=20 x 34=680mm(d 鋼絲繩直徑)選用1.0米單梢重型懸吊天輪。(三)模板懸吊鋼絲繩、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(zhǎng)度按照650m計(jì)算，共計(jì)四個(gè)穩(wěn)車 懸吊。(1)終端荷重Q0Q0=1/4 (Q1+Q2) = 1/4 (441450+88290 = 132435(N)(2)鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量：Q0110(rBg Ma/g132435110 17709.81 6650/9.81= 5.08kg/m式中：6B鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 G=1770MpaMa：安全系數(shù)，取Ma=

13、6(3)根據(jù)計(jì)算選：18X 7+FC-38-1770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)Ma =QdQo + g M PSB. M Ho1075154132435+ 9.81 5.63 650=6.39 >6符合規(guī)定3、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(tái)4、懸吊天輪選擇DA 20d =20 x 8=760mm （d 鋼絲繩直徑）選用1.0米單梢懸吊天輪三套。（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10m7h,則用吊桶附帶排水；如果 涌水量大于10m3/h ,采用

14、博山泵廠DC50-80X11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(dòng)潛水泵將 水排至吊盤水箱，由臥泵排至地面。0根據(jù)排水量計(jì)算管路直徑管路直徑： Dg =J4Q=J4 66.2- = 0.088mVu Vd 3600 V3.14 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(jì)算采用標(biāo)準(zhǔn)管徑內(nèi)徑 二108mm無(wú)縫鋼管為排水管路2）計(jì)算水泵揚(yáng)程（近似計(jì)算）1 h1+h22 + 650H = 724.44m0.9式中：h1吸水高度 h2排

15、水高度 水管效率取 h1=2m取 h2=650m取刀=0.9(0.87 0.95)DC50-80 X 11型臥泵設(shè)計(jì)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(zhǎng)度650米，其重量:Q1=124.6X 650=80990(N);法蘭接頭每6米一付，每付重236.32N,其重量:Q2=650-6X 236.32=5601(N)排水管內(nèi)水重：Q3= (0.108-0.01 /22X 3,14 650X 1000 X 8.1=48073(N)臥泵動(dòng)力電纜一趟，其總重量：Q4=10.6 >650X 9.81=67591(N)甘子每3米一付，每付重

16、45.81N,其重量:Q5=650+ 3X 45.819926(N)0鋼絲繩最大懸吊高度 H 0=650m終端荷重 Q。(采用2根鋼絲繩懸吊)Q0=1/2 (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)=1/2 (80990+25601+48073+67591+9926 = 116090.5(N)(3鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量：psQ0,116090.5Ps=/ g =/ 9.81=4.45kg / m110 bB110 1770-H 0- 650 g Ma9.81 6式中：年一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取a=1770MpaMa：一安全系數(shù), 懸吊高度：取 Ma=6H0=650m根據(jù)計(jì)算選用18X 7+FG36-1770

17、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=964816N。鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)Ma =Qd964816=Qo + g M PSB.M Ho116090.5+ 9,81 父 5,05 父 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(tái)4 .懸吊天輪的選擇天輪直徑DA20d=20X3 6=720mm (d鋼絲繩直徑)，選用直徑1.0米雙梢懸吊天輪一套，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

18、 其重量 Q2=70 X 15=10500N(1)終端荷重Q0Q0=Q 1+Q 2=9810+10500=20310 (N)(2)鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量：20310110b/9.81=1.33kg /mg Ma9.81 9式中：色鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 a=1770MpaMa：安全系數(shù)，取Ma=9H。：懸吊高度H0=650m(3)根據(jù)計(jì)算選：18 X7+F-22-1770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(4)鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)Ma =Q=360523=11.1 > 9 符合規(guī)定Qo+g Psb. Ho 20310+ 9.81 1.8

19、9 6503、穩(wěn)車選擇根據(jù)鋼絲繩最大荷重32362N,選用JZA5/1000型專用安全梯穩(wěn) 車一臺(tái)。4、懸吊天輪選擇D> 20d =20 x 22=440mm (d 鋼絲繩直徑)選用1.0米單梢懸吊天輪。(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 膽19X 6無(wú)縫鋼管，供水管為 0 57X供水管，懸垂長(zhǎng) 度鋼絲繩按照650米考慮，管路按630米考慮。壓風(fēng)管219X 6,每米重量309.21N,敷設(shè)長(zhǎng)度630米，其重量:Q1=309.21X 630=194802.3(N)供水管57X5,每米重量62.88N,敷設(shè)長(zhǎng)度630米，其重量:Q2=62.88 X30=396

20、14(N);供水管內(nèi)水重：Q3= (0.057-0.010 /22X 3.14 X30X 1000 X 9.8110717(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 H 0=650m2終端荷重 Q。(采用2根鋼絲繩懸吊)Q0=1/2 (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)= 1/2 (194802.3+39614+10717+8240.)4 = 126686.85(N)鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量：PScQ0.126686.85Ps=/ g =/9.81= 3.89kg / m110%110 1770 _H 0650g Ma9.8

21、1 5式中：用一鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取a=1770MpaMa：一安全系數(shù)，取Ma=5懸吊高度：H0=650m0)根據(jù)計(jì)算選用 18X 7+FG34-1770型鋼絲繩2根，其每米重量 PSB=4.51kg/m,鋼絲破斷力總和 Qd=860893N。鋼絲繩安全系數(shù)校驗(yàn)Ma =QdQo + g 父 Psb. x 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JZ16/800型穩(wěn)車兩臺(tái)4 .懸吊天輪的選擇天輪直徑：DA20d=20X 34=680mm (d鋼絲繩直徑)，選用直徑1.0米雙梢重型懸吊天輪

22、，能滿足要求。(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+1X10電纜，具重量 Q1=2.422 X50X 9.81=15443.9' 卡子每 6 米一付，每付重 27.49N, 其重量：Q2=650 + 6 X 27.492978(N)(1)終端荷重Q0Q0=Q1+Q 2=15443.9+2978=18421.9(N)Q0Ps=110 B _ u H0g Ma18421.9(2)鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量:/ g= /9.81 = 0.71kg /m110 1770 -6509.81 6式中：年鋼絲繩極限抗拉強(qiáng)度，取 a=1770MpaMa：安全系數(shù)，取Ma=6H。：懸吊高度H0=650m(3)根據(jù)計(jì)算選：18 X7+F08-