立井井筒基礎(chǔ)構(gòu)造與設(shè)計(jì)

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除1/40第四章立井井筒的構(gòu)造與設(shè)計(jì)第一節(jié)立井井筒的構(gòu)造一、立井井筒的種類(lèi)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〕主井特地用作提升煤炭的井筒稱(chēng)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(chēng)箕斗井，其斷面布置如圖4-1所示。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除22/40圖4-1箕斗主井?dāng)嗝鎴D圖4-1箕(二〕副井所以副井又稱(chēng)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罐籠井?dāng)嗝鎴D圖(三〕風(fēng)井資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除33/40特地用作通風(fēng)的井筒稱(chēng)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.除上述狀況外,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(lèi)立井稱(chēng)為混合井。我國(guó)煤礦中,立井井筒一般都承受圓形斷面。如圖4—1、圖4—2所示,在提升井筒內(nèi)除設(shè)有專(zhuān)為布置提升容器的提升間外，依據(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、井底三局部組成，如圖4—3一般為15～20m，井塔提升時(shí)可達(dá)20～60m。井頸以下至罐籠進(jìn)出車(chē)水平或箕斗裝載水平的井筒局部叫做井身。井身是井筒的主干局部，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打算的。罐籠井的井底深度一般為10m35~75m總和就是井筒的全深.資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除4/40圖4—3井筒的組成圖4—4臺(tái)階形井頸三、立井井頸、壁座和井底構(gòu)造(一〕井頸如圖4—4所示.井頸的作用，除承受井口四周土層的側(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根底，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裂開(kāi)風(fēng)化的巖層內(nèi)，承受的地壓較大?！?)生產(chǎn)井架或井塔的根底，將其自重及提升荷載傳到井頸局部，使井頸壁的厚度大大增加。〔3〕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，減弱了井頸強(qiáng)度。2、井頸的構(gòu)造和類(lèi)型資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除55/40井頸局部和井身一樣，也要安設(shè)罐梁、罐道、梯子間和管纜間等.另外井頸段還要裝設(shè)防火鐵門(mén)和承接裝置根底，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。孔洞名斷面積孔洞名斷面積孔頂至井口距用途備注稱(chēng)/m2離/m安全通≮1。防火門(mén)封閉時(shí)在防火門(mén)以下疏散井下人員道孔2×2.0便于行人。及進(jìn)風(fēng)?？卓趹?yīng)對(duì)著罐籠側(cè)面,斷面大小可依據(jù)送入井下的熱風(fēng)量而定通過(guò)的風(fēng)量而定。徑而定。徑而定。電纜允許彎曲的曲率半徑R＝15～20嚴(yán)寒地區(qū)，防止冬季暖風(fēng)道孔2～81。5~6人員正常工作。通風(fēng)孔道4～203～7通風(fēng)井筒出風(fēng)用。排水管孔1.5～42~3通過(guò)排水管用。壓風(fēng)管孔1.0~1。52～3通過(guò)壓風(fēng)管用。電纜孔0.8～1。01~2通過(guò)電纜用.倍電纜直徑，所以應(yīng)為斜洞,其倍電纜直徑，所以應(yīng)為斜洞,其斷面依據(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外形及用途、井口構(gòu)筑物傳遞給井頸的垂直荷載、井頸穿過(guò)地層的穩(wěn)定性狀況和物理力學(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〔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。0～1.5m，往下成臺(tái)階式漸漸減薄.圖a適用于土層穩(wěn)定，表土層厚度不大的條b適用于巖層風(fēng)化、裂開(kāi)及有特別外加側(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根底與井筒聯(lián)結(jié)組成。倒錐形根底是井塔的根底，又是井頸的上局部,它擔(dān)當(dāng)塔身全部構(gòu)造的全部荷載，并傳給井頸。倒錐形井頸依據(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—5a〕,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)條件簡(jiǎn)單的地區(qū)。倒錐臺(tái)形〔45適用與厚表土、地下水位高的井筒。倒圓臺(tái)形〔4-5向載荷大的井筒。圖4—5倒錐形井頸圖4—5倒錐形井頸井頸的深度主要受表土層的深度掌握。在淺表土中井頸深度可取表土層全厚加2~3m，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局部，但第一個(gè)壁座要選擇在不透水的穩(wěn)定土層中.假設(shè)多繩提升的井塔根底座落在井頸上時(shí)，井塔影響井頸的受力范圍〔深度〕可達(dá)20～60m.井頸深度除依表土狀況確定外，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(mén))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)保持肯定間距；設(shè)備與設(shè)備外緣應(yīng)留有100～150mm的間隙,孔口之間應(yīng)留400~500mm的距離。井頸的總深度可以等于淺表土的全厚，也可為厚表土的一局部，一般為8～15m。假設(shè)多繩井塔與井筒固接，則井塔影響井頸的深度可達(dá)20～60m。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除66/40井頸用混凝土或鋼筋混凝土砌筑，厚度一般不小于500mm圖6井頸最小高度計(jì)算圖，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。0～圖6井頸最小高度計(jì)算圖井頸壁厚確實(shí)定方法,一般先依據(jù)構(gòu)造要求估量厚度，然后再依據(jù)井頸壁上作用的垂直壓力和水平壓力進(jìn)展井頸承載力量驗(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四周構(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)算井頸壁承載力量.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)井口四周構(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)算承載力量.筒弧長(zhǎng)布置〕直徑一般為Φ16～20mm〔豎向布置〕直徑一般為Φ12mm,間距為250~300mm。井頸的開(kāi)孔計(jì)算,可設(shè)開(kāi)孔局部為一閉合框架，框架兩側(cè)承受圓環(huán)在側(cè)壓力作用下的內(nèi)QV則傳至土壤及風(fēng)道壁上。QP1Q1P2Q2的平均〔4-〕〔4—2〕式中〔4—2〕圖α－孔口弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角。圖QQAh的中點(diǎn)彎矩和4—7所示。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除10/40P1，則其等量彎矩的均布荷載。依此可計(jì)算出框架AlP1，則其等量彎矩的均布荷載。依此可計(jì)算出框架Al的中點(diǎn)的彎矩和，如圖4-8所示.圖4-8圖4-8開(kāi)孔梁計(jì)算圖(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(mén)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穩(wěn)定的重要組成局部.用它可以承托井頸和作用于井頸上的井架、設(shè)備等的局部或全部重力.從這種思想動(dòng)身，人們?cè)O(shè)計(jì)出壁座的構(gòu)造,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，仍舊沿用著壁座這種構(gòu)造的設(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)的爭(zhēng)論中覺(jué)察,由于井頸段比較長(zhǎng)，少則十幾米、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?，F(xiàn)在已普遍生疏到，井筒內(nèi)的其他壁座，也無(wú)存在的必要，由于爆破后，在原來(lái)的巖壁上形成的凹凸的外表，實(shí)際上就是千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)小壁座，它與混凝土粘結(jié)的相當(dāng)結(jié)實(shí)，其摩阻力遠(yuǎn)大于井頸段。(三)井底構(gòu)造井底是井底車(chē)場(chǎng)進(jìn)出車(chē)水平〔或箕斗裝載水平〕以下的井筒局部。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(chē)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(chē)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.全部這些設(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承受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解。提升人員的罐籠井井底一般承受搖臺(tái)承接罐籠。(1〕單繩提升人員的罐籠井井底，m〔4—3〕當(dāng)承受剛性罐道時(shí)，在搖臺(tái)下應(yīng)留過(guò)卷深度〔其大小由提升系統(tǒng)打算2～5m，m〔4—3〕式中h－井窩深度，m；h1－進(jìn)出車(chē)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10～15m。當(dāng)承受鋼絲繩罐道時(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〔4-4〕式中h1－進(jìn)出車(chē)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1～2m;h3－鋼絲繩罐道定位梁至罐道拉緊裝置的距離,一般取2.5～3.0m；假設(shè)拉緊裝置設(shè)在井架上,h3＝0；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，h5－重錘底面至水面的距離，一般取2～3m；h6－水窩深度,m。圖4—9單繩提升鋼罐道罐籠井井底構(gòu)造圖4-10單繩提升鋼絲繩罐道井底構(gòu)造〔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。,m(4-5)當(dāng)承受鋼罐道時(shí)，井窩深度〔見(jiàn)圖4-11,m(4-5)式中h1－進(jìn)出車(chē)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3~3。5m；h3－防扭結(jié)梁至平衡尾繩最低點(diǎn)距離，一般取3～4。5m；h4－水窩深度,假設(shè)為泄水巷排水,不考慮井筒延深時(shí)，取5。0m10～15m;假設(shè)為水泵排水，則需增加平衡尾繩環(huán)點(diǎn)至水面距離2~3m.當(dāng)承受鋼絲繩罐道時(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(chē)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(chē)時(shí)，一般取15～20m；當(dāng)雙層罐籠,單水平進(jìn)出車(chē)，兩個(gè)水平上下人員時(shí)，h1為下層罐籠m〔4-6)h2－楔形罐道終點(diǎn)水平至防撞梁距離，一般取2。5～3。0m;以便檢修；當(dāng)防撞梁設(shè)在楔形罐道終點(diǎn)水尋常，h2＝0；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。0～2。0m；h6－鋼絲繩罐道定位梁至罐道拉緊裝置距離,一般2。5～3.0m；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2~3m;假設(shè)承受泄水巷排水，h8＝0；h9－水窩深度，m.圖4—11多繩提升鋼罐道罐籠井井底構(gòu)造圖4—12多繩提升鋼絲繩罐道井井底構(gòu)造2、箕斗井井底箕斗井的井窩設(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。,m箕斗裝載停放水平以下至井筒撒煤承受倉(cāng)上口段的井窩深度,與罐籠井進(jìn)出車(chē)水平至(圖,m〔4—7)式中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－斜式井筒撒煤承受倉(cāng)局部高度，m.4-13目前現(xiàn)場(chǎng)承受較多，它能將煤、水引向井筒側(cè)面的清理撒煤硐室。假設(shè)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)井筒延深制造條件。假設(shè)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構(gòu)造其次節(jié)立井井筒裝備井筒裝備是指安設(shè)在整個(gè)井深內(nèi)的空間構(gòu)造物，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)備的主要組成局部。罐道作為提升容器運(yùn)行的導(dǎo)軌，其作用是消退提升容器運(yùn)行過(guò)程中的橫向搖擺，保證提升容器高速、安全運(yùn)行,并阻擋提升容器的墜落。井筒裝備按罐道構(gòu)造不同分為剛性裝備〔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)成空間彈性構(gòu)造.剛性罐道是提升容器在井筒上下運(yùn)行的導(dǎo)向裝置.依據(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?！惨话愣汲惺芙饘俟薜懒骸Ｉ鲜兰o(jì)的五十年月到六十年月,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。到七十年月則以鋼軌罐道、滑動(dòng)罐耳為主；七十年月后期，消滅了型鋼組合罐道和整體軋制罐道，配膠輪滾動(dòng)罐耳，目前以承受冷彎方管罐道和鋼－玻璃鋼復(fù)合材料罐道為主。剛性罐道的構(gòu)造型式如圖4—14所示.木罐道有比較安全牢靠的斷繩防墜器，罐籠井筒中曾廣泛承受。通常承受木質(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(chē)罐籠〔單層或雙層單車(chē)〕180×160mm，3t礦車(chē)一般罐籠(單層單車(chē)〕200×180mm。我國(guó)煤礦一般多承受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)峻的容器橫向搖擺。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。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(chēng)槽鋼組合罐道.我國(guó)曾經(jīng)有一局部礦井承受了球扁鋼組合罐道〔圖4—14)。在國(guó)外如波蘭、德國(guó)、蘇聯(lián)多承受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，協(xié)作使用比較好的剛性罐道。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)法完全消退，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)，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，在鋼外表敷以玻璃鋼,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，安裝便利，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剛性罐道的構(gòu)造型式利于提高運(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承受最為廣泛。階段井深階段井深/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50～60年月)<400單繩纏繞式提升〈106～8木罐道或鋼工字鋼罐剛性滑動(dòng) 軌罐道，兩梁，通梁 梁窩固定繩制動(dòng)力側(cè)布置山形布置罐耳 工字鋼、其次階段〔20世紀(jì)70～80年月〕400~800型鋼組合罐多繩摩擦輪提升20～4010～14道或鋼軌罐置型鋼組合梁桁架組合梁膠輪滾動(dòng)罐耳預(yù)埋件固以水平力定；樹(shù)脂為主計(jì)算錨桿固定第三階段今后進(jìn)展)多繩摩擦〉800輪或雙繩升〉4014~20樹(shù)脂錨固定以水平力為主計(jì)算型鋼組合、型鋼組合、整體軋制鋼罐道，復(fù)合材料罐道,端面、對(duì)角布置膠輪滾動(dòng)裝置〔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.過(guò)去常用銷(xiāo)子對(duì)接，但是，由于修理更換不便，使用過(guò)程易脫落和剪斷銷(xiāo)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)100～150mm,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承受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，多承受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)向水平力的力量較弱，所以承受鋼軌罐道在材料上使用不夠合理.滑動(dòng)罐耳對(duì)鋼軌罐道的磨損嚴(yán)峻,需要常常更換.圖4-15圖4-15鋼軌罐道接頭與罐梁1—罐道卡;2—卡芯;3—墊板；5-罐道;6-罐道梁資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除1515/40〔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承受兩個(gè)16號(hào)槽鋼組合而成.承受這種罐道時(shí)提升容器是通過(guò)3圖個(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3～5mm的伸縮縫.接頭多承受扁鋼銷(xiāo)子或?qū)⒐薜李^磨小的方式(圖4-17，a、b)。為了抑制扁鋼銷(xiāo)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〔—1。這種接頭方式的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)潔，安裝更換便利。型鋼組合罐道與罐道梁的連接方式主要有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)的力量；罐道壽命長(zhǎng)；協(xié)作使用彈性滾動(dòng)罐耳，可減低容器的運(yùn)行阻力，容器運(yùn)行平穩(wěn)牢靠?！踩痴w軋制罐道節(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)外承受整體軋制罐道較多，我國(guó)對(duì)此也格外重視,已有定型設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn).整體軋制罐道的截面外形見(jiàn)圖4—14e、f，其中方形罐道截面封閉，僅外表受淋水腐蝕，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，安裝便利,具有很大的進(jìn)展前途。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除17/40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,每隔肯定距離為固定罐道而設(shè)置的水平梁稱(chēng)為罐道梁(簡(jiǎn)稱(chēng)罐梁〕.多數(shù)礦井承受金屬罐道梁。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)立井罐籠承受鋼絲繩防墜器或多繩提升后，罐道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，在這種狀況下再承受工字鋼罐梁就不夠合理。假設(shè)承受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)已承受特地軋制、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)的罐梁截面外形在一般狀況下，金屬罐道的罐梁層間距承受4m、5m、6m，鋼軌罐道承受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.目前我國(guó),6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)，最終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300~500mm。這種固定方式結(jié)實(shí)牢靠,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)展井筒裝備時(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。但施工較簡(jiǎn)單,不利于滑模施工，預(yù)埋時(shí)難于到達(dá)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。錨桿固定方式是承受樹(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)，目前廣泛承受。(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,在多繩提升或承受鋼絲繩防墜器時(shí)，井筒裝備應(yīng)以水平力為主進(jìn)展計(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)和爭(zhēng)論階段。作用于罐道P P 的水平荷載、側(cè)面水平荷載 以及垂直荷載(如圖4-2，可參考閱歷公式設(shè)P P 〔4-9〕〔4-10〕式中〔4-9〕〔4-10〕在水平荷載作用下，罐道可簡(jiǎn)化為單跨簡(jiǎn)支梁或1～2根罐道長(zhǎng)度的多跨連續(xù)梁進(jìn)展設(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Pv使罐梁產(chǎn)生垂直平面的彎曲和扭轉(zhuǎn)。依據(jù)罐梁的層間構(gòu)造,罐梁可簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁或多跨連續(xù)梁進(jìn)展計(jì)算。圖4—20圖4—20水平載荷作用圖立井井筒都承受混凝土或鋼筋混凝土砌筑,井筒涌水量大都在5～10m3/h，.井內(nèi)淋水中SO—2，Cl-等離子.井內(nèi)空氣中含有CO、SO、NO、Cl、O、H

S等氣4 2 2 2 2 2 2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)峻。據(jù)全國(guó)140個(gè)井筒的調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料說(shuō)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.由于鋼鐵構(gòu)件在井下潮濕氣體環(huán)境中，構(gòu)件外表水膜內(nèi)氧氣濃度不均形成氧濃差電池及構(gòu)件外表不光滑形成腐蝕微電池作用,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。不管鋼鐵構(gòu)件與礦井水的接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)峻地區(qū)缺乏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)1～2個(gè)月，造成的經(jīng)濟(jì)損失極為嚴(yán)峻。因此，防止和延緩井筒裝備的腐蝕，是一個(gè)格外重要的問(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)，但是不管是無(wú)機(jī)富鋅漆,還是環(huán)氧富鋅漆，都還存在一些缺乏,主要是這類(lèi)涂料是多組份組成,使用前需按比例混合調(diào)制，未經(jīng)特地訓(xùn)練的施工人員，難以調(diào)制和掌握質(zhì)量；另外由于受氣溫和濕度的影響，配制的涂料必需準(zhǔn)時(shí)使用，因而全面推廣受到肯定的限制。鍍鋅防腐也是一種成熟的防腐方法，承受電化學(xué)方法在金屬外表掩蓋鋅或鋁面層來(lái)到達(dá)防腐目的，但是這種方法主要用于地面構(gòu)造，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)展電弧噴涂，并對(duì)噴層進(jìn)展封閉處理，該方法可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效防腐.電弧噴涂一般需與涂料防腐組合，目前該方法初期投資比較高，但使用壽命長(zhǎng)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮仍舊比較經(jīng)濟(jì)合理.電弧噴涂防腐的技術(shù)要求是首先對(duì)構(gòu)件的外表進(jìn)展除銹處理，除銹質(zhì)量要求應(yīng)到達(dá)Sa2~3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；電弧噴涂噴鋅或鋁的厚度為150μm，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100μm；最終承受842＋546環(huán)氧〔瀝青)類(lèi)有機(jī)封閉涂料涂刷。玻璃鋼復(fù)合材料防腐是在鋼構(gòu)造外表敷蓋一層適當(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。假設(shè)用于罐道必需進(jìn)展承受特別工藝,使其能夠到達(dá)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(chēng)柔性裝備。柔性裝備承受鋼絲繩作罐道，不需設(shè)置罐道梁，具有節(jié)約鋼材、節(jié)約投資；構(gòu)造簡(jiǎn)潔、安裝便利;井內(nèi)無(wú)罐梁，通風(fēng)阻力小;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)煤礦在七十年月曾廣泛承受鋼絲繩罐道代替木罐道和鋼軌罐道。由于密封鋼絲繩依靠進(jìn)口，提升容器在運(yùn)行中的搖擺規(guī)律尚不清楚，限制了鋼絲繩罐道的進(jìn)展.近年來(lái)，由于上述問(wèn)題的解決和多繩提升的消滅，又為鋼絲繩罐道的使用開(kāi)拓了寬闊的前景.在煤礦、金屬礦中，在承受各種提升容器、終端荷載，不同提升速度和不同井深的井筒中,都有承受鋼絲繩罐道的.并已顯示出具有較好的進(jìn)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(zhuān)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(chē)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一般鋼絲繩、密封鋼絲繩和異形股鋼絲繩3種。用一般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外表光滑、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，它雖比一般鋼絲繩貴40％，而使用壽命為一般鋼絲繩的2～3倍.提升容器沿繩罐道運(yùn)行時(shí)，在各種橫向力的作用下,肯定會(huì)產(chǎn)生搖擺。為了保證提升容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。”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Q0＝100L,N〔4—12)按最小剛性系數(shù)要求，罐道繩下端所需拉緊力：〔4—13)min式中K －罐道繩最小剛性系數(shù)，〔4—13)minmL－罐道繩的極限懸垂長(zhǎng)度，;m(4—14(4—14)σB－罐道繩的公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度，MPa；m－罐道繩的安全系數(shù)，m≥6；γ－罐道繩的重度，kg/m3γ＝9000kg/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圖4-21罐道繩布置形式(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)生肯定張力。為防止罐道繩松弛，常在螺帽下加一壓縮彈簧〔4-2.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，因而不需常常調(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，還需防止重錘被水漂浮，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(zhuān)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，調(diào)繩便利省力，井窩較淺,還可節(jié)約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(chēng)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。承受鋼絲繩罐道時(shí)，依據(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3/5～4/5。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(chē)進(jìn)出罐籠,或箕斗裝、卸載處的一段井筒中，必需設(shè)穩(wěn)罐用的剛性罐道。其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(chē)處不設(shè)剛性罐道，而設(shè)專(zhuān)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)向裝置承受鋼絲繩罐道時(shí)，提升容器上應(yīng)設(shè)特地的鋼絲繩罐道導(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)向器的構(gòu)造應(yīng)滿足耐磨、裝卸更換便利、安全牢靠等要求.目前普遍承受的滑動(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2～3mm，其長(zhǎng)度為罐道繩直徑的6～8倍.滑動(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,而且構(gòu)造簡(jiǎn)潔，更換襯套便利。滾輪導(dǎo)向器對(duì)罐道繩磨損小，使用期長(zhǎng)，但構(gòu)造較簡(jiǎn)單，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)必需設(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，尋常也可利用梯子間檢修井筒裝備和處理故障?！不蚋艟W(wǎng)、隔柵)與梯子間、管纜間隔開(kāi).我國(guó)煤礦多承受穿插式梯子間〔圖4-24〕,一般為鋼結(jié)構(gòu)或玻璃鋼構(gòu)造.金屬梯子間如圖4—25所示。圖4-24穿插式梯子間圖4—25金屬梯子間8012m圖4-24穿插式梯子間圖4—25金屬梯子間號(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)，一般用16~20號(hào)槽鋼制作，隔板過(guò)去多承受金屬網(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)承受3mm厚以上的防滑紋鋼板加工或玻璃鋼制作?！捕?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，管纜間常常布置在副井中，一般與梯子間布置在一起〔見(jiàn)圖26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便利.排水管一般布置在副井中，在井筒內(nèi)的位置視井下中心水泵房的位置而定。管道數(shù)目依據(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)管和供水管，一般也布置在副井中.壓風(fēng)管依據(jù)壓風(fēng)機(jī)房的位置,為削減管路中壓風(fēng)損失，有時(shí)布置在風(fēng)井中。(圖4-2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150~200m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)50m〔4-2一般承受大型工字鋼或組合工字鋼。圖4-26管路與罐道梁的固定構(gòu)造圖4-27排水管路布置圖井筒內(nèi)的動(dòng)力和通訊、信號(hào)電纜多承受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)潔，安裝檢修便利。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,選擇井壁構(gòu)造并確定井壁厚度，繪制井筒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(lèi)型及選擇〔一〕提升容器的類(lèi)型煤礦立井提升容器有兩種,一是箕斗，二是罐籠.特地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)一局部提煤任務(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(lèi)型.依據(jù)提升鋼絲繩類(lèi)型，又分單繩提升和多繩提升兩類(lèi),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.伴隨多繩提升的消滅,箕斗的容積也越來(lái)越大，我國(guó)的箕斗最大已達(dá)40m3。(二)提升容器的選擇1、箕斗的容量和規(guī)格確實(shí)定(4(4—15〕A－礦井設(shè)計(jì)年生產(chǎn)力量,t/a;C＝1。2；a－提升力量富有系數(shù)，一般僅對(duì)第一水平留20％左右的富有系數(shù)；N－礦井年工作日,按300d/a；t－每天凈提升時(shí)間，按14h/d;T－一次提升循環(huán)時(shí)間，s/次；〔4〔4—16〕H－提上升度，m；u－箕斗在曲軌上減速與爬行所需的附加時(shí)間,可取u＝10s;或罐籠在井口穩(wěn)罐所需的附加時(shí)間，可取u＝5s；,《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定選取。VP－提升平均速度,m/s；〔4—18)〔4-17〔4—18)〔4-17〕αα＝1.2；依據(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，盡量承受大容量的箕斗，以降低提升速度和節(jié)約電耗。2、罐籠規(guī)格確實(shí)定罐籠的類(lèi)型應(yīng)依據(jù)礦井選定的礦車(chē)規(guī)格初選，然后再依據(jù)《煤礦設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》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)展驗(yàn)算?！?〕40minn－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；可按公式〔4-9〕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)，TVm＝12m/s計(jì)算。假設(shè)不能滿足上式要求，則可承受雙層罐籠。升降人員時(shí)用兩層，提升矸石或進(jìn)展其它作業(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，還要依據(jù)最大作業(yè)班提升總時(shí)間不應(yīng)超過(guò)5h進(jìn)展驗(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)展驗(yàn)算。假設(shè)計(jì)算出的最大班總作業(yè)時(shí)間超過(guò)5h，則應(yīng)考慮選用多層或多車(chē)罐籠。二、立井井筒斷面布置井筒的用途，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，以到達(dá)節(jié)約材料和投資的目的。依據(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〕罐道的布置形式依據(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)布置如圖圖4-28井筒斷面布置形式4—28，a、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)約鋼材，井筒裝備簡(jiǎn)潔,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(chē)水平需要轉(zhuǎn)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(chē)〕單水平提升的井筒中。圖4-28，圖4-28井筒斷面布置形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2～4根，在大中型礦井中四角布置，這樣能削減提升容器的搖擺。但國(guó)外有人認(rèn)為單側(cè)布置比四角布置運(yùn)行平穩(wěn)，英國(guó)近年來(lái)多改用單側(cè)布置的方式?！捕彻薜懒旱膶痈駱?gòu)造依據(jù)罐道位置的不同，罐道梁的層格構(gòu)造有通梁、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。通梁和山字形層格構(gòu)造是我國(guó)過(guò)去常見(jiàn)的布置形(圖4-2a〔圖d、e、f)簡(jiǎn)化了層格構(gòu)造，節(jié)約了鋼材。但是，安裝要求準(zhǔn)確。無(wú)罐道梁布置〔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型裝備構(gòu)造,其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果〔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.這種層格構(gòu)造穩(wěn)定性好，適用于重載、高速的大型深礦井，具有省鋼材、通風(fēng)好、提升穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，是今后深井井筒裝備的進(jìn)展方向。(三)梯子間和管纜間布置梯子間布置應(yīng)與管路、電纜一并考慮，盡量相互靠近布置,以便檢修管路、電纜。一般梯子間布置在與罐籠長(zhǎng)軸平行的一側(cè).管路應(yīng)盡量布置在梯子間主梁梯子間一側(cè)〔4-2，、，有時(shí)也可布置于提升間一側(cè)〔圖4-28，b)；當(dāng)管路較多時(shí)，則可分開(kāi)布置于提升間兩側(cè)的管纜間內(nèi)，但局部管路檢修不便?！菜?安全間隙確實(shí)定提升容器相互之間，提升容器與罐梁、井梁、井壁之間的安全間隙是布置井筒、設(shè)計(jì)井筒斷面的重要參數(shù)，應(yīng)按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定選取，見(jiàn)表4—3。間隙類(lèi)別罐道和罐梁布置容器和井壁之間容器和容器之間間隙類(lèi)別罐道和罐梁布置容器和井壁之間容器和容器之間容器和罐梁之間容器和井梁之間備注罐道布置在容器一耳和罐道卡之間為20罐道布置有卸載滑輪的容器，在容器兩鋼罐道150－40150滑輪和罐梁間隙增側(cè)加25罐道布置在容器正鋼罐鋼絲繩罐道350500－350間的最小間隙為200三、井筒凈斷面尺寸確定井筒凈斷面尺寸主要依據(jù)提升容器規(guī)格和數(shù)量、井筒裝備的類(lèi)型和尺寸、井筒布置方式以及各種安全間隙來(lái)確定,最終用通過(guò)井筒的風(fēng)速校核.〔一〕確定井筒斷面尺寸的步驟〔1〕依據(jù)井筒的用途和所承受的提升設(shè)備，選擇井筒裝備的類(lèi)型，確定井筒斷面布置形式.〔2)依據(jù)閱歷數(shù)據(jù),初步選定罐道梁型號(hào)、罐道截面尺寸或罐道繩的類(lèi)型和直徑，并按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，確定間隙尺寸。依據(jù)提升間、梯子間、管路、電纜占用面積和罐道梁寬度、罐道厚度以及規(guī)定的間隙，用圖解法或解析法求出井筒近似直徑.當(dāng)井筒凈直徑小于6.5m時(shí),按0.5m進(jìn)級(jí)；大于6。5m時(shí)，一般以0。2m進(jìn)級(jí)確定井筒直徑。依據(jù)已確定的井筒直徑,驗(yàn)算罐道梁型號(hào)及罐道規(guī)格。依據(jù)驗(yàn)算后確定的井筒直徑和罐道梁、罐道規(guī)格，重作圖核算，檢查斷面內(nèi)的安全間隙,并作必要的調(diào)整。依據(jù)通風(fēng)要求，核算井筒斷面，如不能滿足，則最終按通風(fēng)要求確定井筒斷面。(二〕井筒凈斷面尺寸確實(shí)定無(wú)論是罐籠井或是箕斗井，剛性設(shè)備或是柔性設(shè)備，井筒凈斷面尺寸確實(shí)定方法根本一樣。一般狀況下是首先確定提升間和梯子間尺寸及其相對(duì)位置;然后依據(jù)安全間隙要求，承受解析法或作圖法求得近似的井筒直徑,獲得提升容器在井筒內(nèi)的具體位置；最終進(jìn)展調(diào)整，得到井筒的凈斷面尺寸.圖29罐籠井井筒斷面尺寸計(jì)算圖圖30圖29〔三)通風(fēng)校核(4-24(4-24)式中v－通過(guò)井筒的風(fēng)流速度，m/s;S－井筒凈斷面面積，m2；μ－井筒通風(fēng)有效斷面系數(shù)μ＝0.6～0。8;Q－通過(guò)井筒的風(fēng)量，m3/s；maxv －井筒中允許的最高風(fēng)速，m/s.max《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：升降人員和物料的井筒,v

＝8m/s；專(zhuān)為升降物料的井筒，maxv 井，v ＝15m/s.依據(jù)設(shè)計(jì)閱歷，除特別狀況外，設(shè)計(jì)出的井max max筒凈直徑一般都能滿足通風(fēng)要求.假設(shè)不能滿足通風(fēng)要求，井筒凈直徑應(yīng)相應(yīng)加大。四、立井井筒井壁構(gòu)造及厚度確定〔一)立井井壁構(gòu)造井壁是井筒重要的組成局部，其作用是承受地壓、封堵涌水、防止圍巖風(fēng)化等。合理選擇井壁材料和構(gòu)造,對(duì)節(jié)約原材料、降低本錢(qián)、保證井筒質(zhì)量、加快建井速度等都具有重要意義。井壁的構(gòu)造主要有以下幾種類(lèi)型：砌筑井壁砌筑井壁(圖4—31，a、b)常用材料有料石、磚和混凝土預(yù)制塊等,膠結(jié)材料主要是水泥砂漿.料石井壁便于就地取材，施工簡(jiǎn)潔，過(guò)去一段時(shí)間使用較多。砌筑井壁由于施工中勞動(dòng)強(qiáng)度大，難于機(jī)械化作業(yè)，井壁整體性和封水性較差及造價(jià)較高等緣由，近年來(lái)已很少承受。整體澆筑式井壁抗壓強(qiáng)度高，封水性好，本錢(qián)比料石井壁低，且便于機(jī)械化施工，已成為井壁的主要形式。鋼筋混凝土井壁，強(qiáng)度高,能擔(dān)當(dāng)不均勻地壓，但施工簡(jiǎn)單、效率較低，通常只在特別地質(zhì)條件下，如穿過(guò)不穩(wěn)定表土層、斷層裂開(kāi)帶等，以及擔(dān)當(dāng)井塔荷載的井頸局部使用。錨噴井壁錨噴井壁〔圖4-31，d〕是一種型支護(hù)形式,但僅限于主井、風(fēng)井中承受.其特點(diǎn)是井壁薄〔5～200m前噴混凝土井壁主要用在淋水不大，巖層比較穩(wěn)定的條件下。在較松軟的巖層中，則承受金屬網(wǎng)噴射混凝土或錨桿、金屬網(wǎng)噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)。裝配式井壁裝配式大弧板井壁(圖4-31，e、f)是預(yù)先在地面預(yù)制成大型弧板〔有鋼筋混凝土或鑄鐵的，然后送至井下裝配起來(lái)，最終進(jìn)展壁后注漿.這種井壁便于機(jī)械化施工，其強(qiáng)度和防水性均較高,井壁質(zhì)量易保證；但施工技術(shù)簡(jiǎn)單，制造、安裝機(jī)械化水平要求高。國(guó)內(nèi)用過(guò)鋼筋混凝土大弧板井壁，國(guó)外在凍結(jié)法鑿井