井筒施工凿井设施选型计算

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Φ10.5m，井筒深。井筒施工采用永久井塔改造后凿井，凿井天轮平台高度：+，+24m、+，其中提升天轮、稳绳天轮布置在+平台上。

（二）提升设备的选择

井筒主、副提升均采用15绞车，配一套单钩吊桶提升，DX-3m3底卸式吊桶下放混凝土，主、副提升均下放型伞钻，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H0＝H sh+H j＝++＝，取645m；

式中：H sh——井筒深度m

H j——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

Q z=Q1+Q2=2109+1923+245=4277（N）

式中：Q1——11t钩头及连接装置重量为2109N

Q2——滑架及缓冲器装置重量1923+245=2168N

（3）终端荷重

1）5m3吊桶提升矸石时：

Q矸=g×［G + K m·V·γg+×(1－1/K s) V·γs］+Q z

=×（1690＋×5×1600＋×(1－1/2)×5×1000）＋4277

=×（1690＋7200＋2250）＋4277

=113560（N）

式中：K m——装满系数取K m=

V ——吊桶容积 V=5m3

γg ——松散矸石容重 取r g =1600kg/m 3 γs —— 水容重 取r s =1000kg/m 3 Ks ——岩石松散系数 取 Ks= G ——5m 3座钩式吊桶重量 G=1690kg

2）下放型伞钻时

Q 伞钻=Q SZ ＋Q 2=103005＋4277=107282（N ）

式中：Q SZ ——型伞钻重量为103005N

Q2——钩头、滑架及缓冲器装置重量4277N

3）3m 3底卸式吊桶下放混凝土时

Q dxs =g （G ＋K m ·V·γg ）＋Q 2 =×（1400＋×3×2675）＋4277 =（N ）

式中：G ——3立方底卸式吊桶自重 G=1400kg

K m ——装满系数 取K m = V ——吊桶容积 V=3m 3

γg ——混凝土容重 取r g =2675kg/m 3

根据以上计算结果，选择荷重Q 0= Q 矸= 113560（N ）为计算依据。 （4） 提升钢丝绳单位长度重量P s （按最大荷载提5m 3矸石计算）

78.581.9/645

5

.781.91770

110113560

/81.9110＝—＝—σ＝

⨯⨯g Ho ma Qo Ps B kg/m

式中：бB ——钢丝绳公称抗拉强度 取бB =1770Mpa ma —— 安全系数 取ma=

根据计算选18×7+FC -40-1770特型多层股不旋转钢丝绳，其标准每

米重量P SB =6.24kg/m ，钢丝破断力总和Q d =1190624N 。

（5）钢丝绳安全系数校核 ① 提物时

78.781

.964524.61135601190624

＝＋＝＋＝

⨯⨯⨯⨯g Ho Ps Qo Qd Ma B ＞符合规定。

② 提人时

按每次提升12人考虑，每人重100kg （带工具） Q R =×(12×100+1530)+4277=（N ）

88.1681

.964524.63.310581190624

＝＋＝ｇ＝

＋⨯⨯⨯⨯Ho Ps Q Qd Ma B R ＞9符合规定。

（四）主、副提天轮的选择

D≥60d＝60×40=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D ≥60d 。 选择天轮为TXG3000/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＝60×40=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 T =2650mm ；卷筒个数2个；钢丝绳最大静张力差：F J =210KN 。

（3）校验卷筒宽度

缠绕层数：n=B/B T =2650=（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；

ε——绳圈间隙，取3； d —— 绳径 d = 40mm ； 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5m 3吊桶时）

F j=Q0+P SB×H0×g

=113560+×645×=153043N<210000N，符合规定

（5）电动机功率估算

式中：V mB——提升机最大速度 V mB=6.84m/s

η——传动效率取η=

提升机配备电机为YR630-12/2×1000kw，满足施工需要。

二、悬吊设备的选型

（一）吊盘悬吊钢丝绳、稳车天轮选择

1、悬吊钢丝绳选择

吊盘采用二层盘，八根绳悬吊，考虑实际使用情况，按照六根绳悬吊计算选择钢丝绳。选用二台HZ-6抓岩机，吊盘自重：Q1=438609N，吊盘承受满载砼吊桶重：Q2=93000N，人员重：Q3=13734N，抓岩机重：Q4=201752N，水箱及水重：Q5=29430N。

钢丝绳悬垂长度按照650m计算。

（1）终端荷重 Q0

Q0=1/6（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）

=×（438609+93000+13734+201752+29430）

=×776516

＝(N)

（2）钢丝绳单位长度重量：

式中：бB——钢丝绳极限抗拉强度，取бB=1770Mpa

Ma：安全系数，取Ma=6

H0：悬吊高度 H0=650m

（3）根据计算选: 18×7+FC-38-1770钢丝绳，其每米重P SB=m，钢丝破断力总和1075154N。

（4）钢丝绳安全系数校验