主井立井凿井施工组织设计 .doc

第一节 提升系统一、 凿井井架选用MZJ1.7-1 IVG凿井井架，封口盘至翻矸平台高度为10.5m，能满足施工需要。二、提升设备提升设备选用一套单钩提升系统，主提升绞车型号为2JKZ-3.6/18E，配备提升容器为5m3座钩式矸石吊桶、3 m3 底卸式吊桶。 表3-1 凿井主提升设备选型及技术参数 序号项目型号或技术参数备注1提升机2JKZ-3.6/18E2最大静张力（kg）200003电机功率（kw）14004最大提升速度（m/s）65选用钢丝绳（直径）406提升容器（m3）3/57天轮规格（mm）30008钢丝绳终端荷载（kg）116659钢丝绳破断力总合（kg）10钢丝绳安全系数7.9/17.6三、主提升钢丝绳选择、校核：（1）钢丝绳的最大悬垂高度H0 = Hsh+Hj （式3-1-1）=520.5+25.87 = 546.37m 取547m式中：Hsh 井筒深度520.5mHj 井口水平至天轮平台高度 25.87 m（2）提升物料荷重5 m3吊桶Q = KmVTBg+0.9（1-1/ks）VTBsh （式3-1-2）= 0.9×5×1600+0.9（1-1/2）×5×1000= 9450kg 式中：Km 吊桶装满系数 0.9VTB 标准吊桶容积m3g 矸石松散重量 1600kg/ m3ks矸石松散系数2sh水容重 1000kg/ m33m3底卸式吊桶Q砼= KmVDX砼 （式3-1-3）=0.9×3×2500=6750kg（3）提升容器自重5m3吊桶：QZ = 1690+196+312+17 （式3-1-4）= 2215kg 5m3吊桶重为1690kg、13吨钩头重为312kg、滑架重196kg、缓冲器重17kg3m3底卸式吊桶：QZ 2=1754+196+312+17 （式3-1-5）= 2279kg 3m3底卸式吊桶重为1754kg、钩头重312kg、滑架重196kg、缓冲器重17kg（4）提升钢丝绳终端荷载提升矸石Q0=Q矸+Qz （式3-1-6）= 9450+2215=11665kg 下料Q砼+ Qz2 （式3-1-7）=6750+2279=9029kg 用钩头提升伞钻时，提升钢丝绳终端荷载Q0=Q伞+Qz =8000+196+312+17 （式3-1-8）=8525kg 钢丝绳终端荷重提矸石时最大，取Q0=11665 kg（5）钢丝绳单位长度重量Ps（kg/m）Ps= Q0/（110B/ma-547） （式3-1-9）=11665/（110×187/7.5-547）=5.31kg/m 式中：B 钢丝绳钢丝的抗拉极限强度 187kgfma 钢丝绳安全系数 取7.5（6）选择钢丝绳据PSBPs 查表选择钢丝绳型号为18×7-40-1870 PSB=6.24 kg/m Qd 钢丝破断拉力总和kgf（7）安全系数校核以最大终端载荷验算提升钢丝绳安全系数用5m3 吊桶提矸时m=Qd/(Q0+H0PSB)ma （式3-1-10）=/（11665+547×6.24）=7.90>7.5 提人时的安全系数提升人员，按每次提升14人考虑校核安全系数m =/（14×80+2215+547×6.24）=17.6>9 （式3-1-11）经计算主提升绳选用18×7-40-1870 钢丝绳符合安全规程规定（8）最大静张力验算Qjmax = Q0+H0PSB （式3-1-12） = 11665+547×6.24 =15078kg18000kg 符合要求（9） 最大静张力差 QJmaxc= Q+H0PSB （式3-1-13）=9450+547×6.24=1092820000kg 符合要求 （10） 提升机电机功率验算 P0=（Qz+Q+PSBHo）VmB/102 （式3-1-14） =（2215+9450+6.24×547）×6/(102×0.85) =1044KW1400KW 电机功率符合要求。式中 Qz提升容器荷重Q提升物料荷重VmB最大提升速度Ho最大提升高度PSB每米钢丝绳标准质量（11）绞车天轮直径验算D = 60×ds =60×40=2400 mm （式3-1-15）根据计算选择直径为3000mm的天轮符合规定。（12）绞车滚筒直径的验算D = 60×ds =60×40=2400 mm （式3-1-16）根据计算,选用的2JK-3.6/18绞车滚筒直径3600mm符合规定。（13）校验卷筒宽度B=(H0+30)/(DT)+3+n(ds+) （式3-1-17）=(547+30)/(3.14×3.6)+3+3×(40+3)=2682mmBT=1850mm 验算缠绳层数：B/BT=2682/1850=1.452，符合规定。式中：H0提升高度 取H0=547m30试验绳长度30mDT提升机卷筒名义直径绳圈间隙，取3mm；dt绳径，d=40mmn错绳圈，取n=3（14）提升偏角验算滚筒中心距天轮出绳点45m，井架基础至天轮平台高25.87m、至天轮轴中为25.87+0.56+0.275=26.705m，滚筒中心与天轮中心距离为51m，钢丝绳距提升中心线的最大外偏移量为1.03m、最大内偏移量为0.82m。钢丝绳最大外偏角1=arctg（1.03/51） （式3-1-18）=1.16°<1.5°，满足要求。 钢丝绳最大内偏角2=arctg（0.82/51） （式3-1-19）=0.92°<1.5°，满足要求。四、提升能力计算使用5m3吊桶式中：VmB 提升机最大提升速度6 m/s 速度系数1.5H 提升高度 md 井下摘挂钩、卸载休止时间90s100米时提升循环时间：T1=2（H-40）/ VmB +54+d （式3-1-20）=174s 100米时提升能力：AT1=3600×0.9×VTB/KT1 （式3-1-21）=74.5 m3/h 式中：VTB 标准吊桶容积5m3K 提升不均匀系数1.25200米时提升循环时间：T1=2（H-40）/ VmB +54+d （式3-1-22）=224s 200米时提升能力：AT1=3600×0.9×VTB/KT1 （式3-1-23）=57.9m3/h 300米时提升循环时间：T1=2（H-40）/ VmB +54+d （式3-1-24） =274s 300米时提升能力：AT1=3600×0.9×VTB / KT1 （式3-1-25）=47.3m3/h 400米时提升循环时间：T1=2（H-40）/ VmB +54+d （式3-1-26）=324s 400米时提升能力：AT1=3600×0.9×VTB/KT1 （式3-1-27）=40m3/h 500米时提升循环时间：T1=2（H-40）/ VmB +54+d （式3-1-28）=374s 500米时提升能力：AT1=3600×0.9×VTB / KT1 （式3-1-29）=34.7m3/h 550米时提升循环时间：T1=2（H-40）/ VmB +54+d （式3-1-30）=399s 550米时提升能力：AT1=3600×0.9×VTB / KT1 （式3-1-31）=32.5m3/h 表3-2 不同深度提升能力表提升机吊桶容积( m3)提升速度(m/s)不同深度的提升能力( m3/h)100m200m300m400m500m550m2JKZ-3.6/18E5674.557.947.34034.732.5五、悬吊绳选型与计算1、抓岩机悬吊钢丝绳选型计算（1）钢丝绳悬吊荷载Q0=1.15(Q1+1.5 Q2 + Q3) （式3-1-32）=1.15×(8077+1.5×960+80)=11037kg式中：Q1HZ-6抓岩机重， 8077kgQ2每个抓头抓矸石重，960kgQ3操作员重，80kg（2）钢丝绳单位长度重B计算Ps = Q0/（110·B /ma- H0） （式3-1-33）=11037/(110×187/6-547)=3.83kg/m 式中：B钢丝绳的公称抗拉强度，取=187kgfma钢丝绳的安全系数，ma=6通过以上计算，选择18×7-34-1870型钢丝绳，其最小钢丝破断拉力总和为Qd=85961kg，单位长度重量为=4.51kg/m。（3）钢丝绳安全系数验算 m=Qd/（Q0+Psb·H0） （式3-1-34）=85961/（11037+4.51×547）=6.37>6 （4）稳车选择钢丝绳最大荷重：Q=11037+4.51×547=13504kg （式3-1-35）选用1台JZ-16/800型稳车。（5）悬吊天轮的选择DTL20ds （式3-1-36）=20×34=680mm（d钢丝绳直径） 选用MZS2.1-1×0.8型单槽悬吊天轮，满足要求。2、吊桶稳绳选型计算（1）按张紧力计算吊桶稳绳下端的最小张力F：Fxmin10 H0 （式3-1-37） =10×547=5470kg式中：H0钢丝绳最大悬垂高度m。（2）按最小刚性系数计算钢丝绳罐道下端的最小张力FxminFxmin=Kmin/4(L0 -L)·lnL0 / (L0 -L)式中：Kmin最小刚性系数现取500N/ML0钢丝绳极限悬垂长度L= H0 B钢丝绳抗拉强度 选1870Mpa钢丝绳容绳量89009300kg/m3 取9300kg/m3ma钢丝绳安全系数 ma6L0 =B/ （ma） （式3-1-38）=187×106/（6×9300）=3351mFxmin=500/4(3351-547) ×ln3351/(3351-547)=62463N=6246kgf （式3-1-39）从Fxmin与Fxmin中选取张紧力最大的Fxmin=6246kg钢丝绳单位长度重量PSPs= Q0 /（110·B/ma- H0） （式3-1-40）=6246/(110×187/6-547)=2.17kg/m选18×7-26-1870钢丝绳PsB =2.64kg/m按煤矿安全规程，同一提升容器中的稳绳下端张力的张力差不得少于5%10%之规定确定吊桶稳绳的最大拉力Fxmin。Fxmin= Fxmin×1+(n-1)×(0.050.1)=6246×1+(2-1)×0.05=6558kg （式3-1-41）（3）按刚性系数选择吊桶稳绳：稳绳的最小刚性系数Kmin按下式计算：Kmin=4qg/Ln（1+）N/m式中：q-稳绳单位长度质量，kg/m；2.64kg/mg-重力加速度，9.81m/s ²-罐道钢丝绳自重力与下端张紧力的比值；=ql/ QS （式3-1-42）=2.64×547/6558=0.22 式中：L-罐道钢丝绳的悬垂长度，m；L=547mQS -罐道钢丝绳下端承受的张紧力，N;( FZ=QS)最小刚性系数KminKmin=4qg/Ln(1+) N/m （式3-1-43） =4×2.64×9.81/Ln(1+0.22)=521N/m 521>500 N/m 满足煤矿安全规程要求（4）钢丝绳安全系数校核m=Qd/( Fxmax+ H0×PsB) （式3-1-44）=50294/(6558+2.64×547)=6.29>6 满足规程要求式中：18×7-26-1870钢丝绳Qd=50294kgfFxmax-同一容器上罐道下端张力FX的最大值PsB -所选钢丝绳每米重量2.64kg/m稳车的选择钢丝绳最大荷重：Q=6558+2.64×547=8002kg （式3-1-45）选用2台JZ-10/600型稳车。悬吊天轮的选择DTL20ds （式3-1-46）=20×26=520mm（d钢丝绳直径） 选用MZS2.1-1×0.65型单槽悬吊天轮，满足要求。3、安全梯钢丝绳选型计算（1）悬吊钢丝绳终端荷重：Q0= 500+1600=2100kg （式3-1-47）（5段安全梯重量500kg，20人重量，20×80=1600kg）（2）钢丝绳单位长度重量的计算 Ps = Q0/（110·B/ma- H0） （式3-1-48）=2100/(110×187/9-547)=1.21kg/m式中：B钢丝绳的公称抗拉强度，取B=1870Mpama 钢丝绳的安全系数，ma =9通过以上计算，选择18×7-20-1870型钢丝绳，其最小钢丝破断拉力总和为Qd=29766kg，单位长度重量为=1.56kg/m。（3）钢丝绳安全系数验算 m=Qd/（Q0+Psb·H0） （式3-1-49）=29766/（2100+1.56×547）=10.1>9稳车选择钢丝绳最大荷重：Q=2100+1.56×547=2953kg （式3-1-50）选用1台JZA-5/1000型稳车。悬吊天轮的选择DTL20ds （式3-1-51）=20×20=400mm（d钢丝绳直径）选用MZS2.1-1×0. 5型单槽悬吊天轮，满足要求。4、风筒悬吊钢丝绳选型计算（1）钢丝绳悬吊荷载Q= Q1+ Q2+ Q3 （式3-1-52）=1260+663+326=2249kg Q0=1.25Q/2=1406kg （式3-1-53）式中：Q1风筒重量，Q1=45×28=1260kg（800mm，45kg/节，每节长20米，共28节。）Q2骨架短接重量，每节一个短接，每个短接高为300mm，短接用3黑铁皮和6圆钢制作，共28个，则Q2=663kgQ3卡子重：单付普通卡子重11 kg，终端卡子重29kg，则Q3=11×27+29=326kg（2）钢丝绳单位长度重量的计算 Ps = Q0/（110·B/ma- H0） （式3-1-54）=1406/(110*187/5-547) =0.39式中：B钢丝绳的公称抗拉强度，取B=1870Mpama钢丝绳的安全系数，ma=5通过计算，选18×7-12-1870型钢丝绳，其破断拉力总和为10713kg，单位长度重量为0.562kg/m。（3）钢丝绳安全系数验算 m=Qa/（Q0+Psb·H0） （式3-1-55）=10713/（1406+0.562×547）=6.25>5 稳车选择钢丝绳最大荷重： Q=1406+0.562×547=1714kg （式3-1-56）选用2台JZA-5/1000型稳车。悬吊天轮的选择DTL20ds （式3-1-57）=20×12=240mm（d钢丝绳直径）选用MZS2.2-2×0. 5型双槽悬吊天轮，满足要求。5、放炮电缆悬吊钢丝绳选型计算（1） 钢丝绳悬吊荷载放炮电缆选用MY3×25+1×16电缆，单位重量2.269kg/mQ=2.269×547=1242kg （式3-1-58）Q0=1.25(Q+ Q1)= 1797kg （式3-1-59）式中：Q1卡子、螺栓、螺母总重：每付卡子、螺栓、螺母重2.12kg，共92付（6米一付），Q1=195kg(2）钢丝绳单位长度重量的计算 Ps = Q0/（110·B/ma- H0） （式3-1-60）=1797/(110*187/5-547) =0.5式中：B钢丝绳的公称抗拉强度，取B=1870Mpama钢丝绳的安全系数，ma=5通过计算，选18×7-13-1870型钢丝绳，其破断拉力总和为12573kg，单位长度重量为0.659kg/m。（3）钢丝绳安全系数验算 m=Qa/（Q0+Psb·H0） （式3-1-61）=12573/（1797+0.659×547）=5.83>5 稳车的选择钢丝绳最大荷重：Q=1797+0.659×547=2158kg （式3-1-62）选用1台JZA-5/1000型稳车。符合规定。悬吊天轮的选择DTL20ds （式3-1-63）=20×13=260mm（d钢丝绳直径）选用MZS2.1-1×0. 5型单槽悬吊天轮，满足要求。6、动力电缆悬吊钢丝绳选型计算（1）钢丝绳悬吊荷载动力电缆选用两根MYP3×95+1×25电缆，单位重量6.6kg/mQ=6.6×547*2=7221kg （式3-1-64）Q0=1.25(Q+ Q1)=9320kg （式3-1-65）式中：Q1卡子、螺栓、螺母总重：每付卡子、螺栓、螺母重2.55kg，共92付，Q1=235kg（2）钢丝绳单位长度重量的计算 Ps = Q0/（110·B/ma- H0） （式3-1-66）=9320/(110*187/5-547) =2.61式中：B钢丝绳的公称抗拉强度，取B=1870Mpama钢丝绳的安全系数，ma=5通过计算，选18×7-28-1870型钢丝绳，其破断拉力总和为58248kg，单位长度重量为3.06kg/m。（3）钢丝绳安全系数验算 m=Qa/（Q0+Psb·H0）=58248/（9320+3.06×547）=5.3>5 （式3-1-67）稳车选择钢丝绳最大荷重：Q=9320+3.06×547=10994kg （式3-1-68）选用1台JZ-16/800型稳车。悬吊天轮的选择DTL20ds （式3-1-69）=20×28=560mm（ds钢丝绳直径）选用MZS2.1-1×0.65型单槽悬吊天轮，满足要求。7、吊盘绳选型计算 (1)吊盘钢丝绳的终端荷重吊盘总重： 9000kg（三层）抓岩机重: 8077kg每个抓头重: 2440kg每个抓头抓矸石重: 960kg工具重： 500kg人员重： 960kg水箱、卧泵和阀重： 6000kg分灰器重： 1000kg砼重（3m3）： 6750kg出矸时总吊重=吊盘重+(水箱、卧泵重)+ 抓岩机重+工具人员重+分灰器重=9000+6000+8077+（2440+960)×1.5+500+960+1000=30637kg （式3-1-70） 浇筑时总吊重=吊盘重+(水箱、卧泵重)+ 抓岩机重+工具人员重+分灰器重+砼重=9000+6000+8077+2440 +500+960+1000+6750=34727kg>30637kg （式3-1-71）考虑抓岩机动荷载1.5倍系数每根钢丝绳的端荷总重：34727/4=8682kg信号电缆为四根MY3×4-1×4矿用阻燃电缆，单位重量0.67kg/m照明电缆为一根MY3×10-1×10矿用阻燃电缆，单位重量1.292kg/m通讯电缆一根MHYA32-30×2×0.8煤矿用通信电缆，单位重量1.45kg/m视频监控光缆为一根MGXTSV-12B1矿用阻燃光缆，单位重量0.19kg/m照明电缆、视频监控光缆单位重量和=1.292+0.19=1.482kg/m 单根吊盘绳附最大电缆重=1.482×570=811kg 电缆卡重：85kg单根钢丝绳的最大终端载荷=8682+811+85=9578kgQ=9578×1.15=11015kg （式3-1-72）(2)吊盘钢丝绳单根单位长度重量Ps= Q/(110B / ma - H0 ) （式3-1-73） =11015/(110×187/6-547)=3.82kg/m 式中：B钢丝绳的公称抗拉强度，取=1870Mpa ma钢丝绳的安全系数，取6试选钢丝绳：18×7-34-1870 绳单位长度重量： Ps=4.51kg/m钢丝绳破断力总和：Qd=85961kg安全系数校核 m= Qd /(Q +PsB ×H0) （式3-1-74） =85961/（11015+4.51*547） = 6.386(3)凿井天轮和吊盘绳兼作稳绳验算根据矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ213-90）第9.1.9条“稳绳及罐道绳的张紧力，井深每100m不得小于1t。吊盘绳满足稳绳要求时，可兼作稳绳。”钢丝绳终端荷重：Q0=9578kg547×1000/100=5470kg，满足要求。绞车的选择天轮直径的选择D=20×32=640.00mm （式3-1-75）根据计算选择天轮直径为800mm的凿井天轮。凿井绞车的选择钢丝绳最大荷重： Q=11015+4.51×547=13482kg （式3-1-76）根据计算选择4台JZ-16/800的凿井绞车。八、模板悬吊绳选型计算（1）模板自重：41240kg单绳吊重：41240/4×1.1=11341 kg （式3-1-77）（2）钢丝绳选择：Ps= Q0 /(110B / ma - H0 ) =11341/(110*187/6-547)=3.94kg/m （式3-1-78）试选钢丝绳：18×7-34-1870绳单位长度重量：Ps =4.51kg/m钢丝绳破断力总和：Qd=85961kg（3）安全系数校核m= Qd / (Q + PsB ×H0) （式3-1-79） =85961/(11341+4.51*547) = 6.236凿井天轮直径的选择 D = 20×ds =20×34= 680mm （式3-1-80）根据计算选择4台直径为800mm的凿井天轮凿井绞车的选择钢丝绳最大荷重：Q=11341+4.51×547=13808kg （式3-1-81）根据计算选择4台JZ-16/800的凿井绞车。表3-3 钢丝绳选用一览表序号名称钢丝绳型号长度(m)安全系数备 注1主提升钢丝绳18×7-40-1870630提物7.9提人17.62吊盘钢丝绳18×7-34-18704×6006.38兼做稳绳3动力电缆钢丝绳18×7-28-18701×6005.3左/右4放炮电缆钢丝绳18×7-13-18701×6005.83左/右5抓岩机悬吊绳18×7-34-18701×6006.37左/右6安全梯钢丝绳18×7-20-18701×60010.1左/右7模板钢丝绳18×7-34-18704×6006.238吊桶稳绳18×7-34-18702×6006.299风筒钢丝绳18×7-34-18702×6006.25