井筒施工凿井设施选型计算

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 611,7R1 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)提升设备的选择井筒主、副提升均采用 2JKZ-4.0/15 绞车，配一套单钩 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 Ho=Hsh+Hj=611.7+26.2+3.

2、085=640.9853 取 645m;式中：Hsh井筒深度 mHj井口水平至井架天轮平台悬垂高度 m(2)钩头、滑架、缓冲器重量Qz=Q1+Q2=2109+1923+245=4277(N)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1) 5m3吊桶提升研石时：Q=gxG+Km-V-%+0.9X(11/Ks)Vs寸+Qz=9.81X(1690+0.95X160计0.9X(11/2)5X100。+4277=9.81X(1690+7200+2250)+4277=113560(N)式中：Km装满系数取心=0.9式中：解钢丝绳公

3、称抗拉强度取 a=1770Mpama 安全系数取 ma=7.5根据计算选 18X7+FC40-1770 特型多层股不旋转钢丝绳，其标准每米重量 PsB=6.24kg/m,钢丝破断力总和 Qd=1190624N。(5)钢丝绳安全系数校核V吊桶容积节松散研石容重%水容重Ks岩石松散系数G5m3座钩式吊桶重量2)下放 SJZ6.11 型伞钻时V=5m3取 rg=1600kg/m3取 rs=1000kg/m3取 Ks=2.0G=1690kgQ伞钻=QSZ+Q2=103005+4277=107282(N)式中：QSZSJZ6.11 型伞钻重量为 103005NQ2钩头、滑架及缓冲器装置重量 4277N3

4、) 3m3底卸式吊桶下放混凝土时Qdxs=g(G+KmV为)+Q2=9.81X(1400+0.9X3X2675+4277=88863.73(N)式中：G3 立方底卸式吊桶自重Km装满系数V吊桶容积g混凝土容重G=1400kg取 Km=0.9V=3m3取 rg=2675kg/m3根据以上计算结果，选择荷重 Q0=Q 肝=113560(N)为计算依据(4)提升钢丝绳单位长度重量 Ps(按最大荷载提 5m3研石计算)Ps=Qo110(TBHo9.81ma11356011017709.817.5645/9.81=5.78kg/m提物时提人时按每次提升 12 人考虑，每人重 100kg(带工具)QR=9

5、.81X(12X100+1530)+4277=3105813)（四）主、副提天轮的选择DA60d=60X40=2400mm（d 为钢丝绳直径）注：煤矿安全规程规定，围抱角小于 90 的天轮直径 DF0 小选择天轮为 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D60d=60X40=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：By=2

6、650mm;卷筒个数 2 个；钢丝绳最大静张力差：FJ=210KN。（3）校验卷筒宽度缠绕层数：n=B/BT=2439.9/2650=0.92（层），需要爬一层钢丝绳。式中：H提升高度取 H=645m;30试验绳长度 30 米；绳圈间隙，取 3;d 绳径 d=40mm;Ma=QdQo+PSBHo1190624113560+6.246459.81=7.787.5 符合规定Ma=QdQR+PSBHog119062431058.3+6.246459.81=16.889 符合规定n缠绳层数（4）验算提升机的强度最大静张力验算(按绳端荷重提 5m3吊桶时)F=QO+PSBXHoXg=113560+6.2

7、4X645X9.81=153043N38=760mm(d 钢丝绳直径)选用1.冰单梢悬吊天轮六套。(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 Q0Q0=Q1+Q2=79235+22886.73=102121.73(N)(2)钢丝绳单位长度重量：式中：B-钢丝绳极限抗拉强度，取 G=1770MpaMa：安全系数，取 Ma=6H。：悬吊高度 H0=650m(3)根据计算选:18x7+E34-1770 钢丝绳,其每米重 PSB=4.5

8、1kg/m,钢丝破断力总和 860893M(4)钢丝绳安全系数校验3、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D20d=20 x34=680mm(d 钢丝绳直径)Ma=Qo+gQdPSB.Ho1075154129445.22+9.815.63650=6.56符合规定Ma=Qd860893Qo+gPSB.Ho102121.73+9.814.51650=6.586符合规定选用1.冰单梢重型悬吊天轮。(三)模板悬吊钢丝绳、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 QI=441450N 模板增加混凝土重量Q2=88

9、290N;钢丝绳悬垂长度按照 650m 计算，共计四个稳车悬吊。(1)终端荷重 Q0QO=1/4(Q1+Q2)=1/4(441450+88290=132435(N)(2)式中:钢丝绳单位长度重量:B-钢丝绳极限抗拉强度，取 G=1770MpaMa：安全系数，取 Ma=6(3)根据计算选：18X7+FC-38-1770 钢丝绳，其每米重 PsB=5.63kg/m,钢丝破断力总和 1075154MMa=(4)钢丝绳安全系数校验Qd1075154z:_Qo+gPSB.Ho132435+9.815.63650=6.396符合规定3、稳车选择根据钢丝绳最大荷重 168335N 选用 JZ-25/1300

10、A 型稳车 4 台4、悬吊天轮选择D20d=20X8=760mm(d 钢丝绳直径)选用1.冰单梢悬吊天轮三套。(四)排水管悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、凿井期间如果涌水量小于 10m3/h,则用吊桶附带排水；如果涌水量大于10m3/h,采用博山泵厂 DC50-80X11 型高扬程卧泵排水，流量Q=66.2m3/h,扬程 H=803 米，卧泵和水箱放置在吊盘上层盘，井筒内排水管和电缆用钢丝绳悬吊。迎头用 BQF-50/25 风动潜水泵将水排至吊盘水箱,由卧泵排至地面。n 根据排水量计算管路直径管路直径：Dg=J4Q466.2-0.088m%Vd36003.1433600式中：Q排水量取 Q=66.

11、2m3/hVd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。计算水泵扬程(近似计算)式中：h1吸水高度取 h1=2mh2排水高度取 h2=650mn-zk 管效率取刀=0.9(0.870.95)DC50-80X11 型卧泵设计扬程为 803 米能满足施工排水要求。2.悬吊钢丝绳选择排水管108X5,每米重量 124.6N,敷设长度 650 米，其重量Q1=124.6X650=80990(N);法兰接头每 6 米一付，每付重 236.32N,其重量：02=650-6X236.32=5601(N)排水管内水重：03=(0.108-0.01/22X3.1

12、4650X1000X9.8148073(N)卧泵动力电缆一趟，其总重量：04=10.6650X9.81=57591(N)卡子每 3 米一付，每付重 45.81N,其重量：Q5=650+3X45.819926(N)d钢丝绳最大悬吊高度 H0=650m终端荷重 Q0(采用 2 根钢丝绳悬吊)Q0=1/2(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)=1/2(80990+25601+48073+67591+9926=116090.5(N)钢丝绳单位长度重量：PS式中：熊一钢丝绳极限抗拉强度，取 G=1770MpaMa：一安全系数，取 Ma=64 根据计算选用 18乂7+FG36-1770 型多层股不旋转钢丝绳 2

13、 根，其每米重量 PSB=5.05kg/m,钢丝破断力总和 Qd=964816N。5 钢丝绳安全系数校验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 DA20d=206=720mm(d 钢丝绳直径)，选用直径 1.0 米双梢悬吊天轮一套，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 QI=9810N,可乘 15 人，每人均 700N 其重量 Q2=70X15=10500N(1)终端荷重 Q0Q0=Q1+Q2=9810+10500=20310(N)(2)钢丝绳单位长度重量：式中：

14、B-钢丝绳极限抗拉强度，取 G=1770MpaMa：安全系数，取 Ma=9H0：悬吊高度 H0=650m(3)根据计算选：18乂7+F2-1770 特型多层股不旋转钢丝绳，其每米重 PSB=1.89kg/m,钢丝破断力总和 360523N(4)钢丝绳安全系数校验悬吊高度:Ho=650mMa=QdQo+gPSB.964816一二:Ho116090.5+9.815.05嬴=656 符合规定3、稳车选择根据钢丝绳最大荷重 32362N,选用 JZA5/1000 型专用安全梯稳车一台4、悬吊天轮选择D20d=20 x22=440mm(d 钢丝绳直径)选用1.0 米单梢悬吊天轮。(六)压风供水管悬吊钢丝

15、绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择压风管为梃 19X6 无缝钢管，供水管为0579 符合规定悬吊高度：H0=650m根据计算选用 18X7+FG34-1770 型钢丝绳 2 根， 其每米重量 PSB=4.51kgZm,钢丝破断力总和 Qd=860893N。(5 钢丝绳安全系数校验3 .稳车选择根据钢丝绳最大荷重 155445N,选用 JZ-16/800 型稳车两台4 .悬吊天轮的选择天轮直径：DA20d=2034=680mm(d 钢丝绳直径)，选用直径 1.0 米双梢重型悬吊天轮，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 U3X25+1X1 通

16、缆，其重量QI=2.422X50X9.81X5443.9N;卡子每 6 米一付，每付重 27.49N,其重量：Q2=650-6X27.492978(N)(1)终端荷重 QOQ0=Q1+Q2=15443.9+2978=18421.9(N)(2)钢丝绳单位长度重量：式中：B-钢丝绳极限抗拉强度，取 G=1770MpaMa：安全系数，取 Ma=6H0:悬吊高度 Ho=650m(3)根据计算选:18X7+F8-1770 特型多层股不旋转钢丝绳，其每米重 PSB=1.264kg/m,钢丝破断力总和 234917N(4)钢丝绳安全系数校验3、稳车选择根据钢丝绳最大荷重 26482N,选用 JZ-5/400

17、A 型稳车一台 4、悬吊天轮选择天轮直径：DA20d=20 x18=360mm(d 钢丝绳直径)选用1.0 米单梢悬吊天轮。Ma=Qd860893Qo+gPSB.Ho126686.85+9.814.51650=5.545 符合规定Ma=Qd234917=Qo+gPSB.Ho18421.9+9.811.264650=8.876 符合规定详见表 6-2 井筒提升绞车选择表。详见表 6-3 井筒悬吊稳车、钢丝绳选型参数表。表 6-2 泊江海子煤矿副井井筒提升绞车选型表名称代号、单位井筒主提升副提升提升机型号2JKZ-4.0/152JKZ-4.0/15电动机KWYR630-12 型 2X1000YR630-12 型 2X1000减速比1:151:15卷筒mm40004000绳速m/s6.846.84最大静张力KN250250最大静张力差KN210