第六章井筒施工凿井设施选型计算详解

1、第六章 井筒施工凿井设施选型计算一、提升设备的选型(一) 井筒基本数据副井井筒设计净直径为10.5m,井筒深611.7m。井筒施工采用永久 井塔改造后凿井，凿井天轮平台高度： +15.5m, +24m、+26.2m,其 中提升天轮、稳绳天轮布置在+26.2m平台上。(二) 提升设备的选择3吊5.0m2JKZ-4.0/15绞车，配一套单钩井筒主、副提升均采用 3底卸 式吊桶下放混凝土，主、副提升均 下放桶提升，DX-3mSJZ6.11型伞 钻,均采用 11t 钩头装置。 详见表 6-1 提升绞车选型参数表。(三) 主、副提升钢丝绳的选择计算(1)钢丝绳悬垂长度 H = H+H = 611.7+2

2、6.2+3.085= jsho64O.985m,取 645m；井筒深度mH式中：sh井口水平至井架天轮平台悬垂高度 m Hj (2)钩头、滑 架、缓冲器重量Q=Q+Q=2109+1923+245=4277 (N) 2z1 式中：Q111t 钩头及连接 装置重量为 2109NQ2滑架及缓冲器装置重量 1923+245=2168N( 3 )终端荷重3 吊桶提升矸石时：5m 1) 丫 +Q 1/K ) V 丫 Q=gx :G + K+0.9X (1矸zsmsg =9.81 X (1690+ 0.9X 5X 1600+ 0.9X (1 1/2)x 5X 1000)4277=9.81X(1690+720

3、0+2250)+4277) N(=113560装满系数取 K=0.9K 式中： mm3 V=5mV 吊桶容积3y =1600kg/m 取 r松散矸石容重 gg3丫 =1000kg/m 取 r水容重Ks 岩石松散系数取 Ks=2.03 座钩式吊桶重量 G5mG=1690kg2）下放SJZ6.11型伞钻时Q=Q + Q=103005+ 4277=107282 (N)伞钻 2szSJZ6.11 型伞钻重量 为 103005NQ式中：szQ2钩头、滑架及缓冲器装置重量 4277N3底卸式吊桶下放混凝土时 3m 3) -V - y) + Q G+ KQ=g (2dxsmg =9.81X( 1400+ 0

4、.9X 3X 2675)+ 4277=88863.73(N)式中：G3立方底卸式吊桶自重G=1400kg装满系数取 K=0.9 Kmm3 V=3m吊桶容积3y r=2675kg/m 取 混凝土容重gg根据以上计算结果，选择荷重 Q= Q= 113560 （N）为计算依据。矸03矸石计算）5m提升钢丝绳单位长度重量P （按最大荷载提（4）sQoii3560kg/m78.= 5/9.81Ps= /g=. . 110 1770110c bHo 钢丝绳公称抗拉强度 取6 =1770Mpa式中：6 bb ma 安全系数取 ma=7.5根据计算选18X 7+FC-40-1770特型多层股不旋转钢丝绳，其标

5、准每米重量P=6.24kg/m，钢丝破断力总和 Q。=1190624Nisb.（5）钢丝绳安全系数校核提物时Qd11906247.5 符合规定。 78.Ma = = 7 =Qo+ Ps Ho g113560+ 6.24 645 9.81b 提人时按每次提升12人考虑，每人重100kg （带工具）Q=9.81 X （12 X 100+1530）+4277=31058.3 （ N） RQd1190624 9 符合规定。88. = = = 16Ma QPs Ho g31058.3+ 6.24 645 9.81br + （四）主、副提天轮的选择D 60d= 60X 40=2400mm （d 为钢丝绳直

6、径）注：煤矿安全规程规定，围抱角小于 90的天轮直径D 60d。选择天轮为TXG3000/45.5型，公称直径3000mm,钢丝绳破断拉力总和1735KN，满足使用要求。（五）主、副提升机的选择（1）提升机滚筒直径D 60d= 60x 40=2400mm （d 为钢丝绳直径）(2)选定提升机型号考虑到井筒深度，为了提高提升能力以及后期施工的需要，决定选用2JKZ-4.0/15新型凿井专用提升机，其主要指标如下：卷筒直径：D=4000mm;卷筒宽度：B=2650mm ;卷筒个数2个；t钢丝绳最大静张力差：F=210KN。j( 3)校验卷筒宽度H+ 30645 + 30 mm.93) = 2439

7、) (d+) = (=( B + 340 + 3 + ) (. n D3.14 4.0 缠 绕层数：n二B/B=2439.9/2650=0.92(层)，需要爬一层钢丝绳。t式中：H 提升高度取 H=645m;30试验绳长度30米；;d = 40mm绳径d ; 3绳圈间隙，取.n缠绳层数(4)验算提升机的强度3吊桶时)5m最大静张力验算(按绳端荷重提 F=Q+Px H x g0jSB0=113560+6.24X 645x 9.81 = 153043N 6 符合规定 5.= = 6Ma = Qo+ g P Ho129445.22+ 9.81 5.63 6503、 稳车选择根据单根钢丝绳最大荷重16

8、5345N,选用JZ-25/1300型稳车6台4、悬吊天轮选择D 20d =20X 38=760mm(d 钢丝绳直径)选用1.0米单槽悬吊天轮六套。(二) 抓岩机悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择选用2台HZ-6型中心回转抓岩机，机重Q1=79235N,抓头及它重量Q2=22886.73N,钢丝绳悬垂长度按照650m计算。(1)终端荷重 Q oQ=Q+Q=79235+22886.73= 102121.73 (N) 210 (2) 钢丝绳单位长度重量：Q102121.730 m/92kg = 9.81 = /Pg3&S, 110 厅 1770110b650H o, 9.81 6Ma g卡

9、冈丝绳极限抗拉强度，取6 =1770Mpa 6 式中：bbMb=6:安全系数，取MaH :悬吊高度H=650m00(3)根据计算选:18X 7+FC-34-1770钢丝绳，其每米重P=4.51kg/m,钢丝破断力总和860893N。sb (4)钢丝绳安全系数校验Qd8608936 符合规定 58Ma.= = = 6Qo + g P Ho102121.73 + 9.81 4.51 650 sb3、稳车选择根据钢丝绳最大荷重115828N,选用JZ- 16/800A型稳车2台4、悬吊天轮选择D 20d =20X 34=680mm(d 钢丝绳直径)选用1.0米单槽重型悬吊天轮。(三) 模板悬吊钢丝绳

10、、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择取最大模板直径12.5m,模板自重Q= 441450N,模板增加混凝1 土重 量Q= 88290N;钢丝绳悬垂长度按照650m计算，共计四个稳2车悬 吊。(1)终端荷重 Q 0Q=1/4 (Q+Q) = 1/4 (441450+88290) = 132435(N)201 （2）钢丝绳单位长度重量：Q1324350 mkg/ = 5.Pg/= 08/9.8仁s 110 1770110d b650H 0 9.81 6Mag钢丝绳极限抗拉强度，取6 =1770Mpa 6 式中：bbMa :安全系数，取 Ma=6（3）根据计算选:18X 7+FC-38-1770钢丝绳，

11、其每米重P=5.63kg/m, 钢丝破断力总和1075154N。sb ）钢丝绳安全系数校验 4（.1075154Qd39 = = Ma = 6 符合规定6 650 5.63HO132435+ 9.81 Qo+ g P sb、稳车选择 3台JZ-25/1300A型稳车4根据钢丝绳最大荷重168335N，选用4、 悬吊天轮选择 （d钢丝绳直径）D20d =20X 38=760mm选用1.0米单槽悬吊天轮三套。（四）排水管悬吊钢丝绳、稳车天轮选择3,则用吊桶附带排水；如果10m/h1、凿井期间如果涌 水量小于3型高扬程卧泵排水，采用博山泵厂DC50-80X涌水量大于 10m11/h3米，卧泵和水箱放

12、置在吊盘上层盘，扬程流量Q=66.2mH=803/h风动潜水泵将迎头用BQF-50/25井筒内排水管和电 缆用钢丝绳悬吊。 水排至吊盘水箱，由卧泵排至地面。 O 根据排 水量计算管路直径14Q4 66.2管路直径：mDg = .0088=nVd 36003.14 3 3600/h取Q=66.2m Q式中：排水量Vd 排水管内水流速度取Vd=3m/s根据计算采用标准管径内径=108mm无缝钢管为排水管路。O 计算水泵扬程（近似计算）2hh2+ 65021 + 1m= 44724.H = = . n 0.9水管效率取n =0.9(0.87 0.95)22nDC50-80 X 11型卧泵设计扬程为8

13、03米能满足施工排水要求。.悬吊钢丝绳选择2.排水管108X5,每米重量124.6N,敷设长度650米，其重量：Q=124.6X 650=80990(N); 1 法兰接头每 6米一付，每付重 236.32N, 其重量:Q=650-6 X 236.32=25601(N) 2排水管内水重：2X 3.14X 650X) /21000X 9.81=48073(N) Q= (0.108-0.013 卧泵动 力电缆一趟，其总重量：Q=10.6X 650 X 9.81=67591(N)4卡子每3米一付，每付重45.81N,其重量：Q=650-3X 45.8仁9926(N) 5Q =650m H1钢丝绳最大悬

14、吊高度 0 根钢丝绳悬吊)Q (米用2终端荷重20Q=1/2 (Q+Q+Q+Q+Q)524013= 1/2 (80990+25601+48073+67591+9926= 116090.5(N)Q P3钢丝绳单位长度重量 :SQ116090.50 mkg/ = = g4.45/9.P81/= s 110(T 仃70110b650H 0 9.81 6Mag 钢丝绳极限抗拉强度，取6 =1770Mpa式中：6 BB Ma:安全系数，取Ma=6悬吊高度：H=650m0Q其每2根，18X 7+FC-36-1770型多层股不旋转钢丝绳根据计算选用4米重量P=5.05kg/m，钢丝破断力总和Qd=96481

15、6N。sbQ钢丝绳安全系数校验5Qd9648166符合规定516= Ma =.=5.116090HO .sb.3. 稳车选择根据钢丝绳最大荷重148292N,选用JZ- 16/800A型稳车两台4. 悬吊天轮的选择天轮直径 D20d=20X 36=720mm (d钢丝绳直径)，选用直径1.0米双槽悬吊天轮一套，能满足要求。(五)安全梯悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择安全梯为金属结构，其重量 Q=9810N,可乘15人，每人均700N1其重量 Q=70X 15=10500N 2 (1)终端荷重 Q0Q二Q+Q=9810+10500=20310 (N) 201 (2)钢丝绳单位长度重量：

16、Q203100 mkg/= 1.P33/g= ./981 = s110 110 厅1770b650H 0 9.81 9Ma g钢丝绳极限抗拉强度，取6 =1770Mpa 式中：6 bbMa :安全系数，取 Ma=9H :悬吊高度H=650m00 (3)根据计算选：18X 7+FC-22-1770-特型多层股不旋转钢丝绳，其每米重P=1.89 kg/m，钢丝破断力总和360523NSB ( 4)钢丝绳安全系数校验Q3605239 符合规定 d1Ma11.= = = Q + g P HO20310+ 9.81 1.89 650 sbo3、稳车选择根据钢丝绳最大荷重32362N,选用JZA5/100

17、0型专用安全梯稳车 一台。4、悬吊天轮选择钢丝绳直径)d (D 20d =20X 22=440mm选用1.0米单槽悬吊天轮。(六) 压风供水管悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择压风管为 219X 6无缝钢管，供水管为 57 X 5供水管，悬垂长度钢 丝绳按照650米考虑，管路按630米考虑。压风管219X 6,每米重量309.21N,敷设长度630米，其重量：Q=3O9.21X 630=194802.3(N); 1 供水管 57 X 5,每米重量 62.88N ,敷设长度630米，其重量：Q=62.88X 630=39614(N);2供水管内水重：2X 3.14X 630X 1000X

18、 9.81 = 10717(N) Q= (0.057-0.010) /23卡子每 6米一付，每付重78.48N，其重量：Q=630X 78.48/6=8240.4(N) 4Q =650m H1 钢丝绳最大悬吊高度 。根钢丝绳悬吊)(米用22终端荷重 QoQ=1/2 (Q+Q+Q+Q+Q)532104= 1/2 (194802.3+39614+10717+8240.4= 126686.85(N)Q 钢丝绳单位长度重量： P3sQ126686.85o m/.89kg9.81P/g= 3/=s110110c 1770b 650H 。9.81 5Ma g钢丝绳极限抗拉强度，取6 =1770Mpa 6式

19、中:bb Ma:安全系数，取Ma=5悬吊高度：H=650m 0Q 18X 7+FC-34-1770型钢丝绳24根据计算选用根，其每米重量P=4.51kg/m,钢丝破断力总和 Q=860893N。dSB。钢丝绳安全系数校验5.Q860893 5 符合规定 d54= Ma = = 5. Qo + g P Ho 126686.85 + 9.81 4.51 650 sb3 .稳车选择根据钢丝绳最大荷重155445N,选用JZ16/800型稳车两台4.悬吊天轮的选择天轮直径：D20d=20X 34=680mm (d钢丝绳直径)，选用直径1.0米双槽重型悬吊天轮，能满足要求。(七) 放炮电缆悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择放炮电缆单独悬吊，选用U3X 25+1 X 10电缆，其重量Q=2.422X 650X 9.81 = 15443.9N;卡子每6米一付，每付重27.49N,其1重量：Q=650 -6X27.49=2978(N) 2 (1)终端荷重 Q0Q=Q+Q=15443.9+2978=18421.9(N) 210 (2)钢丝绳单位长度重量：Q18421.90 mkg/ = 0.71/9.81P/g=S 110 1770110c b 650H 09.81 6Ma g钢丝绳极限抗拉强度，取6=1770Mpa式中：6 bbM