《煤礦立井井筒及硐室設計規(guī)范+GB+50384-2016》詳細解讀

《煤礦立井井筒及硐室設計規(guī)范GB50384-2016》詳細解讀目錄contents1總則2術語和符號3基本規(guī)定5井筒裝備6井筒支護7硐室目錄contents附錄A混凝土井壁內(nèi)力及承載力計算附錄B井塔（架）影響段井壁計算附錄C法蘭盤的連接及計算附錄D不均勻壓力作用下的井壁圓環(huán)內(nèi)力及鋼筋配筋計算附錄E半球和削球式井壁底計算附錄F半橢圓回轉扁球殼井壁底計算目錄contents附錄G鉆井法鑿井井筒鋼板-混凝土復合井壁計算本規(guī)范用詞說明引用標準名錄修訂說明011總則確保煤礦立井井筒及硐室設計的安全性和經(jīng)濟性。統(tǒng)一煤礦立井井筒及硐室設計的技術要求。促進煤礦建設的標準化和規(guī)范化。1.1規(guī)范目的和意義01021.2適用范圍適用于不同地質條件和采礦方法的煤礦。適用于新建、擴建和改建的煤礦立井井筒及硐室設計。安全原則確保設計滿足安全生產(chǎn)的要求，防止事故發(fā)生。經(jīng)濟原則在滿足安全要求的前提下，力求降低工程造價。環(huán)保原則減少對環(huán)境的破壞和污染，實現(xiàn)綠色礦山建設。1.3設計原則國家有關法律法規(guī)和方針政策。煤礦安全規(guī)程、煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范等相關標準。地質勘探報告、礦井開拓方案等設計基礎資料。1.4設計依據(jù)022術語和符號指從地表通向地下礦體，供人員、設備、材料、礦石等進出的垂直或傾斜的通道，是礦山生產(chǎn)的重要基礎設施。井筒一種垂直的井筒，用于提升煤炭、礦石、廢石等，以及通風、排水等。立井在井筒或巷道中開鑿的，用于安裝設備、存放材料、供人員休息等的空間。硐室為維護井筒、巷道、硐室的穩(wěn)定和安全，而采取的支撐、加固措施。支護2.1術語H井筒深度，表示從地表到井底的垂直距離，單位通常為米（m）。D井筒直徑，表示井筒的內(nèi)徑或外徑，單位通常為米（m）。V井筒容積，表示井筒內(nèi)部空間的體積，單位通常為立方米（m3）。σ支護強度，表示支護結構對圍巖的支撐力，單位通常為兆帕（MPa）。Q涌水量，表示單位時間內(nèi)流入井筒的水量，單位通常為立方米/小時（m3/h）。2.2符號033基本規(guī)定123材料選用應符合工程設計要求和國家現(xiàn)行標準規(guī)定。材料的力學性能、耐久性和穩(wěn)定性應滿足使用要求。材料的運輸、儲存和使用應保證質量，減少損耗。4材料0102044.1混凝土混凝土的強度等級應符合設計要求，且不低于C20?；炷恋脑牧蠎蠂椰F(xiàn)行標準，且應經(jīng)過試驗驗證?；炷恋呐浜媳葢ㄟ^試驗確定，且應滿足施工性能和強度要求?；炷恋臐仓⒄駬v和養(yǎng)護應符合施工規(guī)范要求。03鋼筋的材質應符合國家現(xiàn)行標準，且具有出廠合格證。鋼筋的加工、焊接和綁扎應符合施工規(guī)范要求，且應保證鋼筋骨架的穩(wěn)定性。鋼筋的直徑、根數(shù)和間距應符合設計要求，且應滿足施工規(guī)范要求。鋼筋的防銹、防腐蝕處理應符合設計要求，且應保證鋼筋的使用壽命。4.2鋼筋鋼材的材質應符合國家現(xiàn)行標準，且具有出廠合格證。鋼材的規(guī)格、尺寸和厚度應符合設計要求，且應滿足施工規(guī)范要求。鋼材的加工、焊接和組裝應符合施工規(guī)范要求，且應保證鋼結構的穩(wěn)定性和安全性。鋼材的防銹、防腐蝕處理應符合設計要求，且應保證鋼材的使用壽命。010203044.3鋼材玻璃鋼的材質應符合國家現(xiàn)行標準，且具有出廠合格證。玻璃鋼的加工、制作和安裝應符合施工規(guī)范要求，且應保證玻璃鋼制品的密封性和耐久性。4.4玻璃鋼玻璃鋼的厚度、強度和剛度應符合設計要求，且應滿足使用要求。玻璃鋼的防老化、防腐蝕處理應符合設計要求，且應保證玻璃鋼的使用壽命。木材磚瓦砂石防水材料4.5其他常用材料01020304應選用符合設計要求的木材種類和等級，且應經(jīng)過防腐處理。應選用符合設計要求的磚瓦種類和等級，且應保證磚瓦的強度和耐久性。應選用符合設計要求的砂石種類和規(guī)格，且應保證砂石的干凈、無雜質。應選用符合設計要求的防水材料種類和等級，且應保證防水層的連續(xù)性和密封性。045井筒裝備03井筒中心線及提升中心線確定井筒中心線位置，使提升容器在井筒中平穩(wěn)運行。01井筒斷面形狀與尺寸根據(jù)礦井設計生產(chǎn)能力、井筒提升方式及裝備標準確定。02井筒內(nèi)裝備布置考慮提升容器、鋼絲繩、罐道、管路、電纜、梯子間等設施的布置，確保安全、高效。5.1井筒平面布置罐道類型與規(guī)格根據(jù)礦井條件、提升容器類型及提升方式，選擇合適的鋼絲繩罐道。罐道布置與固定確保罐道在井筒中布置合理、固定可靠，防止提升容器在運行過程中發(fā)生擺動或撞擊。罐道張力與調(diào)整保持罐道適當?shù)膹埩?，定期進行調(diào)整，確保提升容器的穩(wěn)定運行。5.2鋼絲繩罐道罐道梁類型與規(guī)格根據(jù)剛性罐道類型及井筒條件，選擇合適的罐道梁。罐道與罐道梁的安裝與維護確保剛性罐道和罐道梁安裝牢固、維護方便，保障提升容器的安全、高效運行。剛性罐道類型與規(guī)格根據(jù)礦井條件及提升要求，選擇合適的剛性罐道。5.3剛性罐道和罐道梁梯子間類型與規(guī)格根據(jù)礦井條件及安全要求，選擇合適的梯子間類型及規(guī)格。梯子間布置與固定確保梯子間在井筒中布置合理、固定可靠，方便人員通行和檢修。梯子間安全防護設置必要的安全防護設施，防止人員墜落或受傷。5.4梯子間過放保護裝置類型與設置01根據(jù)礦井條件及提升要求，選擇合適的過放保護裝置并正確設置。穩(wěn)罐裝置類型與設置02根據(jù)提升容器類型及運行要求，選擇合適的穩(wěn)罐裝置并正確設置。過放保護和穩(wěn)罐裝置的試驗與維護03定期對過放保護和穩(wěn)罐裝置進行試驗和維護，確保其性能可靠、有效。5.5過放保護和穩(wěn)罐裝置管路及電纜的敷設方式根據(jù)井筒條件和提升要求，選擇合適的管路和電纜敷設方式。管路及電纜的固定與保護確保管路和電纜在井筒中固定可靠、保護得當，防止其受到損傷或影響提升安全。管路及電纜類型與規(guī)格根據(jù)礦井條件及輸送要求，選擇合適的管路和電纜類型及規(guī)格。5.6管路及電纜的敷設03定期檢查與維護定期對井筒裝備進行檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)并處理腐蝕問題，確保其長期穩(wěn)定運行。01腐蝕原因分析分析井筒裝備腐蝕的主要原因，包括環(huán)境因素、材料因素等。02防護措施制定針對腐蝕原因制定相應的防護措施，如選擇耐腐蝕材料、進行表面處理、加強通風排水等。5.7井筒裝備的腐蝕與防護056井筒支護03支護材料應滿足相關標準的要求，具有足夠的強度和穩(wěn)定性。01井筒支護設計必須確保井筒在使用期間的穩(wěn)定性、安全性和耐久性。02支護結構應根據(jù)地質條件、水文條件、井筒用途、施工方法和使用年限等因素確定。6.1一般規(guī)定普通鑿井法井筒支護主要采用鋼筋混凝土或磚石等材料。支護結構應滿足井筒的承載能力和穩(wěn)定性要求，同時考慮施工方便和經(jīng)濟性。鋼筋混凝土支護可采用現(xiàn)澆或預制裝配的方式施工，磚石支護應采用錯縫搭接的方式砌筑。6.2普通鑿井法井筒支護凍結壁的設計應滿足井筒施工和使用期間的穩(wěn)定性和安全性要求。凍結管的布置、凍結溫度和時間等參數(shù)應根據(jù)地質條件和水文條件確定。凍結鑿井法井筒支護是利用人工制冷技術，在井筒周圍形成凍結壁，以承受水土壓力并隔絕地下水。6.3凍結鑿井法井筒支護鉆井鑿并法井筒支護是利用鉆機在地面鉆孔，然后下套管固井，形成井筒的一種施工方法。套管的設計應滿足井筒的承載能力和穩(wěn)定性要求，同時考慮套管的連接方式和密封性能。固井材料應選用具有高強度和耐久性的水泥漿或其他材料。6.4鉆井鑿并法井筒支護010203沉井鑿井法井筒支護是利用沉井作為支護結構的一種施工方法。沉井的設計應滿足井筒的承載能力和穩(wěn)定性要求，同時考慮沉井的制作、下沉和封底等施工過程。沉井下沉過程中應采取有效的糾偏措施，確保沉井的垂直度和位置準確。6.5沉井鑿井法井筒支護帷幕鑿井法井筒支護是利用帷幕作為支護結構的一種施工方法。帷幕的設計應滿足井筒的承載能力和穩(wěn)定性要求，同時考慮帷幕的制作、安裝和注漿等施工過程。帷幕材料應選用具有高強度和耐久性的材料，如鋼板樁、鋼筋混凝土板樁等。注漿材料應選用具有良好可注性和穩(wěn)定性的漿液。6.6帷幕鑿井法井筒支護067硐室123馬頭門是連接井筒和巷道的重要部分，其位置應選擇在穩(wěn)定巖層中，并采用合理的結構形式以確保安全。馬頭門位置與形式馬頭門應采用有效的支護和加固措施，以提高其承載能力和穩(wěn)定性，防止發(fā)生冒頂、片幫等事故。馬頭門支護與加固馬頭門的尺寸應根據(jù)井筒提升系統(tǒng)和巷道運輸系統(tǒng)的要求確定，同時考慮人員通行、設備運輸?shù)刃枰?。馬頭門尺寸與通過能力7.1馬頭門井底煤倉應具有足夠的容量和合理的結構形式，以滿足礦井生產(chǎn)需要，并便于清倉和處理堵倉事故。井底煤倉設計箕斗裝載硐室布置箕斗裝載設備選型箕斗裝載硐室應布置在井底煤倉附近，方便箕斗裝載和卸載，同時考慮人員操作和設備維修的需要?；费b載設備應根據(jù)礦井生產(chǎn)能力和提升系統(tǒng)要求選型，確保其安全可靠、經(jīng)濟合理。0302017.2井底煤倉及箕斗裝載硐室03撒煤硐室通風與防塵撒煤硐室應設置良好的通風系統(tǒng)，防止粉塵積聚和飛揚，保障作業(yè)人員的健康和安全。01撒煤硐室位置與形式撒煤硐室應設置在箕斗裝載硐室附近，方便清理撒落的煤炭，其結構形式應滿足安全和使用要求。02清理撒煤設備選型清理撒煤設備應根據(jù)撒煤量和清理要求選型，確保其高效、可靠、易維護。7.3箕斗立井井底清理撒煤硐室水窩應設置在罐籠立井井底附近，用于收集井筒淋水和涌水，其結構形式應滿足排水和清理要求。水窩位置與形式排水設備應根據(jù)水窩容量和排水要求選型，確保其排水能力滿足生產(chǎn)需要。排水設備選型水窩應定期進行清理，防止雜物和淤泥積聚，影響排水效果和井筒安全。具體的清理方式和周期應根據(jù)實際情況確定。清理方式與周期7.4罐籠立井井底水窩及清理井底水窩設計井底水窩應設置在立風井井底附近，用于收集井筒淋水和涌水。其容量和結構形式應根據(jù)實際情況確定，并滿足排水和清理要求。立風井井口結構立風井井口應采用合理的結構形式，確保通風順暢、安全可靠，并滿足人員通行和設備安裝的需要。排水與防塵措施立風井應采取有效的排水和防塵措施，確保井筒干燥、清潔，防止粉塵積聚和飛揚。具體的排水和防塵措施應根據(jù)實際情況確定。7.5立風井井口及井底水窩07附錄A混凝土井壁內(nèi)力及承載力計算應根據(jù)井筒受力特點，選擇合適的計算模型進行內(nèi)力分析。內(nèi)力計算應考慮井筒自重、水壓力、土壓力、風壓力等荷載作用。對于復雜地質條件下的井筒，應進行專門的地質勘察和穩(wěn)定性分析。內(nèi)力計算基本規(guī)定

承載力計算基本方法承載力計算應采用極限狀態(tài)設計方法，考慮井筒在不同荷載組合下的承載能力。應根據(jù)混凝土材料的力學性能和井筒結構特點，確定合理的承載力計算公式。對于特殊形式的井筒結構，應進行專門的試驗研究和論證。配筋設計應根據(jù)內(nèi)力計算結果和承載力要求，確定鋼筋的直徑、間距和布置方式。配筋設計應滿足構造要求和施工方便性，同時保證鋼筋與混凝土的粘結性能。對于高應力區(qū)或易損壞部位，應加強配筋設計，提高井筒的耐久性和安全性?；炷辆谂浣钤O計通過工程應用案例，分析計算方法的準確性和可靠性，為類似工程設計提供參考。針對不同地質條件和工程要求，提供多種計算方案和優(yōu)化建議。應結合具體工程實例，給出混凝土井壁內(nèi)力及承載力計算的詳細步驟和結果。計算示例與工程應用08附錄B井塔（架）影響段井壁計算確保井塔（架）影響段井壁在承受各種荷載時具有足夠的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。在計算過程中，通常會對井壁結構、材料性質、荷載分布等進行合理假定，以簡化計算過程。計算原則假定條件計算原則與假定荷載類型與組合荷載類型包括自重、風載、地震作用、溫度應力等。荷載組合根據(jù)不同的工況和設計要求，將各種荷載進行合理的組合，以確定井壁的最不利受力狀態(tài)。計算方法通常采用有限元法、有限差分法等數(shù)值計算方法進行井壁受力分析。計算步驟包括建立計算模型、輸入荷載和邊界條件、求解計算模型、提取和分析計算結果等。計算方法與步驟對計算結果進行詳細分析，判斷井壁在各種荷載作用下的安全性、穩(wěn)定性和耐久性是否滿足設計要求。結果分析根據(jù)結果分析，對井壁結構進行優(yōu)化設計或采取加固措施，以提高其安全性和穩(wěn)定性。結果處理結果分析與處理09附錄C法蘭盤的連接及計算01020304平焊法蘭連接時與管子焊接在一起，結構簡單、成本低廉，適用于低壓管道。對焊法蘭帶頸的法蘭，與管子對焊連接，密封性好，適用于高壓管道。承插焊法蘭適用于小口徑、高壓管道，采用承插焊接方式連接。螺紋法蘭適用于小口徑、低壓管道，通過螺紋連接。法蘭盤連接類型根據(jù)管道設計壓力、溫度、介質等條件選用適當?shù)姆ㄌm類型?？紤]法蘭連接處的密封性能，選用合適的密封墊片。根據(jù)管道材料、壁厚等因素，確定法蘭盤的材料和規(guī)格。法蘭盤選用原則法蘭盤計算方法確定法蘭盤的公稱直徑、壓力等級和密封面形式。根據(jù)管道設計條件和法蘭盤材料，進行法蘭盤的強度和剛度校核。根據(jù)法蘭連接類型，計算法蘭盤的厚度、螺栓孔數(shù)量和直徑等參數(shù)。根據(jù)需要，進行法蘭盤的優(yōu)化設計，以降低成本和提高可靠性。法蘭盤安裝注意事項法蘭連接處應保持平行，螺栓應對稱擰緊，避免偏斜和應力集中。安裝完成后應進行壓力試驗，檢查法蘭連接處的密封性能。安裝前檢查法蘭盤和密封墊片是否符合設計要求，無損壞和變形現(xiàn)象。安裝過程中應注意保護法蘭密封面，避免劃傷和碰撞。10附錄D不均勻壓力作用下的井壁圓環(huán)內(nèi)力及鋼筋配筋計算03邊界條件確定井壁內(nèi)、外邊界的應力狀態(tài)，以及井壁與圍巖的相互作用關系。01計算模型采用彈性力學中的厚壁圓筒模型，考慮井壁在水平方向的不均勻壓力作用。02內(nèi)力分析根據(jù)井壁的受力特點，分析其環(huán)向應力和徑向應力分布規(guī)律，并給出相應的計算公式。不均勻壓力作用下的井壁圓環(huán)內(nèi)力計算根據(jù)井壁圓環(huán)內(nèi)力計算結果，按照相關規(guī)范要求進行鋼筋配筋設計，確保井壁的安全性和穩(wěn)定性。配筋原則選擇適合井壁受力特點的鋼筋種類和規(guī)格，如HRB400、HRB500等高強度鋼筋。鋼筋種類和規(guī)格根據(jù)井壁圓環(huán)內(nèi)力計算結果和鋼筋的力學性能，計算所需鋼筋的數(shù)量，并給出相應的配筋圖。配筋數(shù)量在配筋設計中，還需考慮井壁的構造要求，如鋼筋的間距、保護層厚度等，以確保施工質量和井壁的安全性。構造要求鋼筋配筋計算11附錄E半球和削球式井壁底計算假設條件井壁為均勻厚度，井底為半球形，土壤對井壁底均勻分布壓力。計算方法根據(jù)半球形幾何特性和材料力學原理，計算井壁底厚度、應力分布及變形情況。注意事項需考慮井壁與土壤之間的摩擦系數(shù)、土壤容重和內(nèi)聚力等因素對計算結果的影響。半球形井壁底計算假設條件01井壁為均勻厚度，井底為削球形，土壤對井壁底非均勻分布壓力。計算方法02采用數(shù)值分析方法，如有限元法或有限差分法，對削球形井壁底進行應力分析和變形計算。注意事項03需合理確定削球形的幾何參數(shù)和土壤壓力分布模式，以提高計算結果的準確性。同時，應考慮井壁與土壤之間的相互作用及施工因素對井壁穩(wěn)定性的影響。削球形井壁底計算12附錄F半橢圓回轉扁球殼井壁底計算計算假設與簡化假設井壁為薄殼結構，忽略井壁厚度對計算結果的影響。井壁底部簡化為半橢圓回轉扁球殼模型，便于進行數(shù)學處理和計算。忽略井壁與周圍巖體的相互作用，將井壁作為獨立結構進行計算。02030401計算方法與步驟根據(jù)井筒設計參數(shù)，確定半橢圓回轉扁球殼的幾何尺寸和形狀。采用彈性力學理論，建立井壁底部的應力應變關系方程。通過數(shù)值計算方法，求解井壁底部的應力分布和變形情況。根據(jù)計算結果，評估井壁底部的穩(wěn)定性和安全性。井筒設計參數(shù)包括井筒直徑、井筒深度、井壁厚度等，作為計算的輸入條件。材料參數(shù)井壁材料的彈性模量、泊松比等，反映材料的力學性質。載荷參數(shù)考慮井筒內(nèi)水壓力、地層壓力等外部載荷，以及井筒自重等內(nèi)部載荷。計算參數(shù)與取值應力分布展示井壁底部的應力分布情況，識別高應力區(qū)域和潛在破壞點。變形情況分析井壁底部的變形情況，判斷井壁是否發(fā)生過大變形或位移。穩(wěn)定性評估根據(jù)計算結果，評估井壁底部的穩(wěn)定性和安全性，提出相應的加固或改進措施。計算結果與分析13附錄G鉆井法鑿井井筒鋼板-混凝土復合井壁計算123由鋼板內(nèi)襯和混凝土外層構成的井壁結構。鋼板-混凝土復合井壁定義具有承載能力高、密封性好、耐久性強等優(yōu)點。鋼板-混凝土復合井壁特點適用于鉆井法鑿井的立井井筒。鋼板-混凝土復合井壁適用范圍鋼板-混凝土復合井壁概述鋼板內(nèi)襯材料選擇根據(jù)井筒深度和地質條件選擇合適的鋼板材料。鋼板內(nèi)襯厚度計算根據(jù)井筒內(nèi)水壓、地壓等荷載條件計算鋼板厚度。鋼板內(nèi)襯連接方式鋼板內(nèi)襯之間采用焊接或螺栓連接，確保連接牢固可靠。鋼板內(nèi)襯設計計算03混凝土外層配筋設計根據(jù)混凝土外層的受力情況設計配筋，確?；炷镣鈱拥某休d能力和穩(wěn)定性。01混凝土強度等級選擇根據(jù)井筒深度和地質條件選擇合適的混凝土強度等級。02混凝土外層厚度計算根據(jù)井筒內(nèi)水壓、地壓等荷載條件以及鋼板內(nèi)襯的承載能力計算混凝土外層厚度?；炷镣鈱釉O計計算井壁整體穩(wěn)定性驗算方法01采用有限元法或極限平衡法進行井壁整體穩(wěn)定性驗算。井壁整體穩(wěn)定性驗算內(nèi)容02包括井壁在豎向荷載、水平荷載和彎矩作用下的穩(wěn)定性驗算。井壁整體穩(wěn)定性驗算結果判定03根據(jù)驗算結果判定井壁是否滿足穩(wěn)定性要求，若不滿足則需對井壁進行優(yōu)化設計。鋼板-混凝土復合井壁整體穩(wěn)定性驗算14本規(guī)范用詞說明提高溝通效率統(tǒng)一的用詞有助于減少溝通障礙，提高各方之間的協(xié)作效率。降低風險明確、規(guī)范的用詞可以降低因理解不當而導致的安全風險和質量問題。保證準確性和一致性規(guī)范用詞可以確保在設計和施工過程中，各方對術語和定義的理解保持一致，避免歧義和誤解。規(guī)范用詞的重要性遵循國家和行業(yè)標準本規(guī)范優(yōu)先采用國家和行業(yè)頒布的現(xiàn)行標準、規(guī)范中的術語和定義。嚴謹、準確在描述工程構造、技術要求等方面時，本規(guī)范力求用詞嚴謹、準確，避免模糊和歧義。易于理解在保證準確性和嚴謹性的前提下，本規(guī)范盡量使用通俗易懂的語言，方便各方理解和執(zhí)行。本規(guī)范用詞原則指連接地面與井下各水平或各采區(qū)的垂直或傾斜通道，是煤礦生產(chǎn)中的重要設施。本規(guī)范明確了井筒的設計原則、構造要求和技術標準。井筒指位于井筒或巷道內(nèi)，用于安裝設備、進行作業(yè)或作為避難場所等用途的空間。本規(guī)范對硐室的布局、尺寸、支護等方面提出了具體要求。硐室指為維護井筒和硐室的穩(wěn)定性而采取的措施，包括錨桿支護、噴射混凝土支護等。本規(guī)范根據(jù)不同的地質條件和工程需求，推薦了相應的支護方式和參數(shù)。支護規(guī)范用詞示例及解析15引用標準名錄主要引用標準《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》GB50