首山一矿风井临时改装施工组织设计

首山一矿风井临时改装

施工组织设计

平煤集团建井一处机电科

2005年2月16日

审 批 栏

工程科：

安检科：

机电科：

编 制： 机电副总： 安全副总： 矿建副总： 总工程师：1

首山一矿风井临时改装施工组织设计

前 言

首山一矿位于平顶山市东北方，许昌市襄城县紫云镇，距平顶

山市约25公里。十三矿铁路专用线穿过本井田；公路四通八达，许南公路从井田东侧南北穿过；潘庄至七里店公路经过工业广场，在七里店与许南公路相连；中央回风井距主副井1.88Km,交通便利。中央回风井筒净径ф6.0m，井筒全深729.1m（含井底水窝），井底马头门底板标高-592.1m，井口设计标高+133.6m。前期的井筒施工已经完成，为了下一阶段平巷和上山的快速施工，该风井需要进行临时改装，改为罐笼提升，以满足下一步施工的要求。

具体施工内容：1、拆除一些不用的设施、设备，主要有拆除抓岩机、滑模、吊盘，拆除二层台、封口盘，拆除2.5m绞车和十二台稳车；2、改造和安装一些新设施，形成罐笼提升系统，主要有改造天轮台，安装井底稳绳梁、井底托罐底盘、中间转水泵房固定盘,安装井口托罐座、封口盘，下八根稳绳，挂上两个二吨单层单车防坠罐笼，下一趟悬吊φ800、725m铁风筒；安装井底临时排水设施，下一趟70mm2 临时供电电缆。另外，有井上下铺轨，安装二吨翻罐笼、55kw绞车等。总之，这次改装施工内容多，质量要求高，为合理、安全、按期地完成本次施工任务，特编制本施工组织设计。

一、 罐笼提升设施及相关计算

1、凿井井架：为现有的Ⅴ型钢管井架，该井架自重72.368吨，

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天轮平台尺寸7.5×7.5m,角柱中心跨距离16×16m，由基础平面

至天轮平台上面高度25.3m，罐笼改装后，能够安全承担施工荷载，保证足够的过卷高度。提升天轮选用Φ2.5m铸铁天轮，稳绳采用液压油缸紧绳。

2、提升绞车、容器布置

主提绞车型号为：2JKZ-3.6/12.97型矿井提升绞车,其钢丝绳最大静张力为20吨，最大静张力差为18吨，最大提升速度为7m/s,电动机型号为：YR6302-12、800Kw,2台。根据原提绞平面布置图绞车中心线与井筒、井架中心向北偏移200mm,提升机大轴距井筒提升中心的水平距离为45m,钢丝绳弦长52.2m，而改装后绞车及井筒中心与罐笼提升中心线重合，经校核钢丝绳最大内偏角1º9′28″，最大外偏角0º52′21″，小于《规程》1º30′。

罐笼提升方式为双钩提升。根据井筒直径和绞车提升能力，选用二吨单层单车罐笼两个，单个重量为4500kg,每个罐笼装载一台二吨U型固定厢体式矿车，矿车自重1280kg。提升钩头采用楔形连接装置。井筒各设施的布置见《井筒平面布置图》。

3、主提升钢丝绳选用计算

（1）已知条件：钢丝绳悬吊长度758m,二吨单车单层罐笼重量4500kg,钢丝绳拟选用18×7-Φ40-特-170-不旋转钢丝绳，每米重6.252kg,破断拉力总和113500kg。 （2）钢丝绳悬吊重量：

Q0=Q+Q笼+2Q车

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其中Q——单车所装矸石重量， Q=Km×rg×Vch =0.9×1600×2.2=3168kg Qo=3168+4500+1280=8948kg

钢丝绳单位长度重量:Ps=Qo/(110δB/ma-H0) = 8948/(110×

170/7.5-758)=5.156kg/m

所选钢丝绳每米重6.252kg>5.156kg,可以。 （3）钢丝绳安全系数校核：

提物时，m=113500/(8948+758×6.252)=8.29>7.5 提人时，m=113500/(75×25+4500+758×6.252)=10.2>9 安全系数均符合要求。故选用18×7-Φ40-特-170-不旋转钢丝绳合格。 4、天轮选择

由条件：（1） D≥60ds=60×40=2400mm

（2）D≥900ds=900×2.6=2340mm

选择提升天轮：Ф2500 2个 5、验算提升机强度

（1）最大静张力验算（立井提升时）

由公式 Fj=Q+Qz+PsB×H0 Fj:钢丝绳最大静张力

Fj=Q+Qz+PsB×H0=3168+1280+4500+6.252×758=13687kgf 而提升机允许的最大静张力为20000kgf， 可见提升机强度符合要求。

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（2）最大静张力差验算（立井提升时） 由公式Fch≥Q+PsB×H0 Fch:钢丝绳最大静张力差，

Fch=Q+PsB×Hο=3168+6.252×758=7907kgf

而提升机允许的最大静张力差为18000kgf，故提升强度符合

要求。

6、电动机功率验算

立井双钩提升时， P=KQVmBρ/102ηc 式中： ρ： 动力系数, 罐笼提升时 ρ=1.3

VmB:提升机最大速度，m/s K: 矿井阻力系数,取1.2 ηc:传动效率,二级减速ηc=0.85 P=1.2×3168×7×1.3/(102×0.85)=399kw

而电机单机功率即达800 kw，故采用单机拖动即可满足要求。 7、稳绳的选用计算

（1）已知条件：稳绳垂高758m,<<规程>>规定稳绳安全系数6倍,初选稳绳为6×7- Φ34.5-I-1570-交互捻钢丝绳,每米重4.547kg,破断拉力总和80900kgf。

（2）计算:按<<规程>>对稳绳最小刚性系数500N的规定及对本规定的使用说明,稳绳的张紧力采用如下计算公式:

Q=Lqg/a

式中 L—稳绳长,m q—绳每米重, kg/m g—重力

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加速度

而a依据下式得出: Kmin=4qg/ln(1+a) Kmin—最小刚性系

数, N/m

∴ 500=4×4.547×10/ln(1+a)

∴ ln(1+a)=4×4.547×10/500=0.36376 1+a=1.43873 a=0.43873

∴ Q=Lqg/a=758×4.547×10/0.43873=7855.9㎏

（3）钢丝绳安全系数：m=Qd/(Q+qL)=80900/(7855.9+4.547×758)=7.15 >6 符合要求。

故选用6×7-Φ34.5-I-1570-交互捻钢丝绳做稳绳能够满足<<规程>>要求。

8、液压紧绳油缸计算

油缸内径Φ140mm, 活塞杆直径85mm,稳绳张力Q=7856kg,钢丝绳自重为758×4.547=3446.6kg,则油压值:

P=[(P张+P重)+P密 +P背+P惯]/面积

式中：P—油压值（kg/cm2） P张—稳绳的张力（kg） P重—钢丝绳自重（kg）

P密—密封圈摩擦力（kg） 一般取工作负荷的百分之五到百分之十，即P密=（0.05～0.1）（P张+ P重）

P背—回油路的背压力（kg） 通常P背=0.05（P张+ P重） P惯—移动部件启动式制动时的惯性力（kg）P惯=G/g G—移动部件总重量 g=9.8

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P =[(7856+3446.6)+0.1×11302.6+0.05×11302.6+11302.6/9.8]/97.14

=146kg/cm2

当油压值为146kg/cm2 时,可以满足稳绳的最小张力要求。根据使用经验，油压可控制在150～200kg/ cm2 。 9、井底稳绳梁及托罐底盘、封口盘及托罐座

井底各设施的布置见《井底托罐底盘布置图》，井底稳绳梁选用I56c工字钢、L=6500mm两根，副梁选用I30两根，钢梁呈框架结构，M20螺栓连接。稳绳悬吊位置安装8个U型卡子，通过卸扣与稳绳护绳环连接，绳卡7个。托罐底盘用I45工字钢与I30工字钢做成框架结构, 框架上面铺设木梁及木板。

封口盘及托罐座的布置见《井口盘及罐座平面布置图》，井口封口盘钢梁选用主梁I45工字钢、L=7000mm、3根，付梁选用I11矿用工字钢数根，主梁与付梁用M18螺栓连接，付梁上面铺δ6花纹板，付梁与花纹板用M12螺栓连接。托罐座钢梁选用36号槽钢两根一组，用厚10mm钢板焊在一起，托罐座下部柞木306×500×1250，用M24螺栓将托罐座、柞木固定在钢梁上，托罐座钢梁两端入井壁400mm，用250号混凝土浇注牢固，托罐座钢梁为框架结构，连接钢梁为36号槽钢L=3480mm，用M20螺栓连接。

井口及井底周围设栅栏，进出车位置设上下安全门，高度不低于1.2米，井口及井底两侧设阻车器。 10、天轮台

具体布置见《天轮台布置图》，2.5米天轮梁、稳绳梁与各悬吊

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天轮梁仍采用原工字钢梁。主提升天轮梁选用I56工字钢、

L=8250mm四根,稳绳梁选用I45工字钢、L=8250mm八根悬吊，电缆的悬吊轮钢梁选用I45工字钢、L=8250mm两根，多余钢梁与悬吊天轮吊卸到地面。按图纸摆放好天轮梁、稳绳梁间距，钢梁固定每端4条螺栓M20×95，加高梁与下部钢梁的连接采用M20×65螺栓，直径2.5米天轮轴承座两边加楔铁，加高梁两边加斜撑。联接液压油缸底座的厚30钢板应焊在钢梁上，所有固定螺栓必须紧固可靠。

二、铁风筒的悬吊计算

为了满足井下掘进需要，井筒中专下一趟φ800铁风筒，布置图中序号为3。3号铁风筒设计使用钢丝绳悬挂，采用一台双16t稳车下放，风筒下到底后，凡风筒不贴井壁的地方，就在风筒两侧打两根锚杆，用φ12.5钢丝绳扣将风筒锁在井壁上。悬吊大绳最后锁牢在井架上。钢丝绳选用计算如下：

1、风筒总重量计算：φ800铁风筒使用δ1.5白铁皮,连接法兰采用L50×5,3.75米一节，每节重量129.94㎏,共300米，80节。φ800铁风筒使用δ2铁皮, 连接法兰采用L50×5,4米一节，每节重量176.69㎏,共430米，107节。风筒卡子重量每付全重9.8㎏, 风筒卡子6米一道,风筒胶垫及连接螺丝每道全重1㎏,风筒全长730米,则风筒总重:

Q=80×129.94+107×176.69+730/6×9.8+80×1+107×1 =30673.83㎏

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2、选用6×19-φ40-155-交互捻钢丝绳两根,左、右捻各一根，

钢丝绳每米重量5.717㎏,破断力总和:93750㎏,安全系数计算为: m=93750/(758×5.717+30673.83/2)=4.766<5 不符合要求。 每根钢丝绳所受最大静张力F=19670.4㎏超出额定提升能力3670.4㎏。

3、选用6×19-φ43-155-交互捻钢丝绳两根,左、右捻各一根，钢丝绳每米重量6.63㎏,破断力总和:108500㎏,安全系数计算为:

m=108500/(758×6.63+30673.83/2)=5.32>5符合要求。

每根钢丝绳所受最大静张力F=20362.46㎏超出额定提升能力4362.46㎏。 三、排水

改装后井筒淋水及掘进工作面涌水用井底临时泵房内安装的临时排水泵排至中间腰泵房，由腰泵房排至地面。井底临时泵房内设D80-30×9型水泵两台；腰泵内水泵型号仍为D46—50×12，数量两台，不做变动。但腰泵房口需搭设一上、下人平台，便于开泵人员上下，具体见平台搭设图。 四、供电

1、改装后,实行井上下分开供电,地面供电系统基本保持改装以前的,不做大的变动。井下初期掘进及排水用电从地面供，在地面安装一台320KVA变压器,通过一趟MY3×70+1×25矿用橡套电缆向井下供电；中间泵房供电依照改装前供电不变。

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2、信号系统

改装后，从地面专下一趟ZLKVV32—14×2.5-A型铠装多芯电

缆做为信号专用线，实现井上下信号的各种闭锁。具体接线方法见信号系统图。

3、动力电缆及信号线各敷在一根18×7-Φ23钢丝绳上入井，电缆卡子每6米一道。 五、地面翻矸系统

地面安装一套二吨矿车翻笼系统，矸石矿车从井下提出后，通过翻笼翻入三面翻矿车中，利用JY-4A型绞车提升排矸，同时翻笼下面也设计可以用汽车排矸。具体布置见工程科所出平面布置图。 六、施工安全及质量保证

改装施工前，由首山项目部写出各单项施工安全技术措施，报请处有关业务科室和领导审批。审批后的措施由技术员向所有参加施工人员贯彻，并实行群签。施工中严格按措施执行。

施工中，机电队长、技术员必须亲临现场，严格按照图纸要求施工。未经批准，不得擅自改动图纸。技术员要严把质量关，各种技术数据必须做到准确无误。

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