大型竖井钻机井架的设计
建筑施工现场井架的设计与计算
建筑施工现场井架的设计与计算井架的截面轮廓尺寸为1.60×2.00 米。
主肢角钢用∠75×8；缀条腹杆用∠60×6。
一、荷载计算：为简化计算，假定在荷载作用下只考虑顶端一道缆风绳起作用，只有在风荷载作用下才考虑上下两道缆风绳同时起作用。
⑴、吊篮起重量及自重：KQ2=1.20×1000=1200kg⑵、井架自重：参考表2-67，q2=0.10t/m，28 米以上部分的总自重为：Nq2=（40-28）×100=1200kg20 米以上部分的总自重为：Nq1=20×100=2000kg。
⑶、风荷载：W=W0K2KβAF（kg/m2）式中，基本风压W0=25kg/m2。
风压高度变化系数KZ=1.35（风压沿高度是变化的，现按均布计算，风压高度变化系数取平均值）；风载体型系数K，根据《工业与民用建筑结构荷载规范》表12，K=Kp （1+n）=1.3（1+η），挡风系数φ=ΣAc/AF （Ac 为杆件投影面积；AF 为轮廓面积）。
当风向与井架平行时，井架受风的投影面积ΣAc=[0.075×1.40(肢杆长度)×2（肢杆数量）+0.06×2（横腹杆长度）+0.06×2.45（斜腹杆长度）]×29（井架为29 节）×1.1（由节点引起的面积增值）=15.13m2，井架受风轮廓面积AF=Hh=40.6×2.0=81.2m2（H 为井架高度，h 为井架厚度）。
所以，ω=ΣAc/AF=15.3/81.2=0.19，h/b=2/1.6=1.25,由表2-68 查得η=0.88。
风振系数β，按自振周期T 查出，T=0.01H=0.01×40.6=0.406 秒，由表2-71 查得β=1.37。
所以，当风向与井架平行时，风荷载：W=W0.KZ.1.3ω（1+η）. β.AF=25×1.35×1.3×0.19×（1+0.88）×1.37 ×81.2=1740kg沿井架高度方向的平均风载：q=1740/40.6=43kg/m当风向沿井架对角线方向吹时，井架受风的投影面积:ΣAc=[0.075×1.40×3+0.06×2×sin450+0.06×1.6×sin450+0.06×2.45×sin450+0.06×2.13×sin450] ×29×1.1=(0.075×1.40×3+0.06×2×0.70+0.06×1.6×0.70+0.06×2.45×0.70+0.06×2.13×0.70) ×29×1.1=21.0m2井架受风轮廓面积AF=（b×1.4×sin450+h×1.4×sin450）×29=（1.60×1.4×0.70+2.0×1.4×0.70）×29=102m2所以，ω=ΣAc/AF=21/102=0.206;h/b=2/1.6=1.25,由表2-68 查得η=0.86。
井架设计【范本模板】
6。
井架设计1.井架基本参数:井架总长：L=18m独立长度：h=14。
427m选A3钢材，［σ] =140Mpa钢密度，ρ=7800kg/m3(1)架强度计算井架总载荷=g1+g2+g3+g4+g5=30+1。
5+1。
5+1。
5+2。
28=36。
78t {g1-—-——-大钩载荷g2——————天车质量g3—--—-—天车质量g4———-——游车质量g5—-——--井架质量}四根支腿均压力：36。
78/4×10=91。
95KN选热轧等边角钢,型号：b×b×t=90×90×10角钢截面图角钢数据：截面积A=17。
17cm3重心距x=2。
59cm惯性矩Ix=128.6cm压应力计算:σ=P÷A=91。
95×103÷(17。
17×10—4)=53。
55Mpa〈[σ] （2)杆稳定性校核井架成梯形，顶端做截面宽×长=700×900出于安全考虑，取顶端截面建模井架示意图惯性矩 lxc=4×［lx ＋A 2)2(x a -÷］=4×［128。
58＋17.176×2)59.2260(-÷]=521324cmlyc=4×［lx ＋A 2)2(x b -÷]=4×[128。
58＋17。
176×2)59.2290(-÷]=1240214cm惯性半径 xc i =A I 4/=167.174/52132*=27.55cmyc i =—A I 4/=167.174/124021*=42。
50cm 柔度 xc λ=μh ÷xc i =2×1400÷27.55=102 yc λ=μh ÷yc i =2×1400÷42。
50=66 由xc λ〉yc λ，故在xc 面首先失稳，应按xc λ计算许可压应力 确定折减系数ϕ查表得 λ=100时 ϕ=0。
竖井井架设计和验算精品
5．竖井口提升系统5.1、井口平面布置在竖井口及地面上的主要设备有龙门架、2台8t双速电动葫芦等；在井筒内的主要设备有小型挖掘机、料斗、通风管、压风管、供水管、排水管、砼输送管、动力电缆、安全梯等设备。
龙门架采用型钢、钢管焊接或栓接而成。
竖井口平面布置见图7-8。
#6竖井提升设备设置如图7-8所示。
龙门架力学检算见附件2。
图7-8井口平面布置图5.2提升设备能力的验算电动葫芦每循环所需时间：6#井井深42.776m，加料斗提升高度4m及料斗本身高度2m，垂直提升距离为48.776m，提升速度为15m∕min，则单程提升时间为t1=3.25 min；电动葫芦横移平均距离15m，考虑操作转换，横移时间为t2=3.0 min；料斗摘钩、挂钩、卸碴时间t3=3 min；则每一个出碴循环需时间t=2×t1+ t2+ t3=12.5 min；料斗容积为3.15m3(1.5×1.5×1.4m)，则6#竖井日平均出碴能力为:Qp=n×T×V×m×s=4×12×3.15×0.85×2=257.0m3QP——日平均出碴能力，m3n——1小时的提升次数，60÷12.5=4.8次/小时，取4次T——1天的工作时间，取12小时V——1个料斗的容量，取3.15m3m——料斗装满系数，取0.85s——提升设备数量，2台电动葫芦按左右线每个掌子面每天进尺0.5m(15m/月)计算一天的产碴量为：Qmax=74×0.5×4×1.4=207.2m3其中：74——掌子面断面积1.4——最大松散系数；Qp>Qmax，可以满足出碴需要。
隧道内的大部分进料任务也由提升设备完成，长大件料具可通过吊车下放到竖井底，其它材料安排在出碴间隙（每天除出碴占用的12小时以外）进行，除去检修保养用时2小时，仍累计有10小时的进料时间。
竖井井架施工组织设计
地铁1号线**标段**区间临时竖井井架施工方案二0一四年九月施工方案一、工程概况本工程为地铁**号线**标段**区间临时竖井井架，主体构造为带牛腿轻钢构造，配备一个10吨抓斗桥式起重机。
主体构造高13.6米，轻钢门架跨度为11.6米，共五榀，间距6.5米。
桥式起重机抓斗容量2立方米，起升高度40米，起升重量10吨，起升速度不小于40米/分钟。
并附带一个起升高度为40米，起重量不小于10吨的卷扬机副钩一套。
二、施工安排根据图纸设计，该工程分钢架制作、安装和彩板安装三局部。
现依构造形式、设计图纸及实际施工需要，施工顺序作如下安排：〔一〕钢架制作钢架制作是整个工程的重要组成局部。
根据该工程特点，采用流水作业生产方式。
工艺流程如下：放样→原材料校正→号料→下料→平直→边缘加工→拼装→焊接→校正→端部处理→钻孔→顶装配并编号作标记→配焊连接板→初验→铲磨、除锈→防腐处理→整体验收→包装。
〔二〕钢架安装根据工程特点，采用高空拼装法，具体施工顺序如下：1〕按工厂预装配钢柱结果，检查调整预埋件标高；2〕按预埋件验收标准对钢柱地脚螺栓进展检查并加设保护套；3〕钢柱吊装；4〕地脚螺栓临时固定；5〕地面组装钢梁；6〕钢柱初校；7〕钢梁吊装；8〕螺栓梁柱预紧连接；9〕梁柱整体校核；10〕螺栓紧固；11〕钢柱固定；12〕安装吊车梁13〕安装柱间支撑；14〕安装水平支撑；15〕安装系杆、拉杆；16〕安装檩条；〔三〕彩板安装彩板安装的根本工序如下：施工准备安装就位紧固完成安装测量安装结果清理完成1）施工准备检查檀条，墙架，进展安装放线，放线前应对建筑成品进展测量，屋面施工中先在檩条上标定出起点，即沿跨度方向在每个檀条上标出排板起始点，各个点的连线应与建筑物的纵线相垂直，而后在板的宽度方向每隔几块板继续标注一次，以限制和检查板的宽度安装偏差积累。
2）安装彩板吊装用汽车吊使用吊装扁担多点提升，将彩板按排板起始线放置，用紧固件紧固两端后再安装第二块板，以此按顺序安装。
9000 m四单根立柱超深井钻机井架研制
都将面临新的挑战。
1 3 超高井架抗风载能力
采 用 四 单 根 立 柱 钻 井 ，带 来 的 最 直 接 的 问 题 就 是
37.5 m 长 单 根 立柱排放时，迎 风 面 积 显 著 增 加 ，风载增
大 ，同时由于立根靠放位置上移，导致在风载与立根靠放
力 作 用 下 井 架 受 力 将 显 著 增 大 ，也 为 井 架 设 计 研 制 带 来
中图分类号:TE 923.02
文献标志码:A
文 章 编 号 ：1 0 0 2 - 2 3 3 3 ( 2 0 1 7 ) 1 0 - 0 0 2 7 - 0 3
Development of Mast in 9000m Four-single Stand Super-deep Drilling Rig
钻机井架研制带来新的考验。
1 . 2 超高井架抗倾覆能力
因 井 架 主 体 重 量 增 加 及 二 层 台 、天 车 等 部 件 安 装 位 置 上 移 ，引起井架起升重力矩较在用常规9000 m 钻机井
架 增 加 量 超 过 3 0 % ，倾覆力矩大 幅 增 加 ，起升时井架体各
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
段 、人 字 架 、起升系统以及井架起升时底座的抗倾覆能力
矿山井架设计标准
矿山井架设计标准1. 引言矿山井架是矿山开采过程中用于支撑井筒的重要构件，其质量和安全性对矿山生产具有重要影响。
为了确保井架的设计、制造和安装达到一定的标准，特制定本标准。
2. 术语和定义2.1 矿山井架：用于支撑垂直和倾斜井筒的金属结构。
2.2 主体结构：井架的主要承载构件，包括立柱、横梁和斜撑等。
2.3 附属结构：井架的辅助构件，包括楔形支撑、操作平台和安全装置等。
3. 设计要求3.1 荷载要求：井架应能承受井筒内外产生的荷载，包括垂直荷载、水平力、振动和温度影响等。
3.2 结构安全性：井架的主体结构和附属结构应具有足够的强度和稳定性，能够在规定荷载下保持稳定。
3.3 设计尺寸：井架的尺寸应满足实际生产需要，同时要确保施工和维护的便利性。
3.4 材料选择：井架的材料应符合相应的国家标准要求，并具有足够的强度和耐久性。
3.5 运行环境适应性：井架应能在矿井恶劣的工作环境下运行，能够抵御湿度、腐蚀、粉尘和高温等因素的影响。
4. 制造和安装要求4.1 制造工艺：井架的制造应按照相关的焊接、拼接和装配工艺进行，确保结构质量和强度。
4.2 安装准则：井架的安装应遵循安全标准，对仪表仪器和安全装置的设置要匹配实际需求。
4.3 检验与试验：井架的制造和安装完成后，应进行严格的检验和试验，确保其质量和安全性符合要求。
4.4 维护和保养：井架的维护和保养应按照相关规定进行，定期检查和修复井架的损坏或老化部件。
5. 监督和管理要求5.1 设计审查：井架的设计应经过专业机构的审查，确保其满足安全和质量要求。
5.2 制造监督：对井架的制造过程应进行监督，检查焊接和装配工艺是否符合标准。
5.3 安装验收：井架的安装完成后，应进行验收，并出具相关证明文件。
5.4 日常检查：矿山管理部门应定期对井架进行检查，发现问题及时解决，并记录相关情况。
6. 训练和教育要求6.1 井架使用人员应经过短期培训，了解井架的设计原理、安装要求和日常维护知识。
井架的设计
⑷、井架的设计井架的截面轮廓尺寸为1.60×2.00米。
主肢角钢用∠75×8；缀条腹杆用∠60×6。
一、荷载计算：为简化计算，假定在荷载作用下只考虑顶端一道缆风绳起作用，只有在风荷载作用下才考虑上下两道缆风绳同时起作用。
⑴、吊篮起重量及自重：KQ2=1.20×1000=1200kg⑵、井架自重：参考表2-67，q2=0.10t/m，28米以上部分的总自重为：Nq2=（40-28）×100=1200kg20米以上部分的总自重为：Nq1=20×100=2000kg。
⑶、风荷载：W=W0K2KβA F（kg/m2）式中，基本风压W0=25kg/m2。
风压高度变化系数K Z=1.35（风压沿高度是变化的，现按均布计算，风压高度变化系数取平均值）；风载体型系数K，根据《工业与民用建筑结构荷载规范》表12，K=K p（1+n）=1.3（1+η），挡风系数φ=ΣA c/A F（A c为杆件投影面积；A F为轮廓面积）。
当风向与井架平行时，井架受风的投影面积ΣA c=[0.075×1.40(肢杆长度)×2（肢杆数量）+0.06×2（横腹杆长度）+0.06×2.45（斜腹杆长度）]×29（井架为29节）×1.1（由节点引起的面积增值）=15.13m2，井架受风轮廓面积A F=Hh=40.6×2.0=81.2m2（H为井架高度，h为井架厚度）。
所以，ω=ΣA c/A F=15.3/81.2=0.19，h/b=2/1.6=1.25,由表2-68查得η=0.88。
风振系数β，按自振周期T查出，T=0.01H=0.01×40.6=0.406秒，由表2-71查得β=1.37。
所以，当风向与井架平行时，风荷载：W=W0.K Z.1.3ω（1+η）. β.A F=25×1.35×1.3×0.19×（1+0.88）×1.37×81.2=1740kg沿井架高度方向的平均风载：q=1740/40.6=43kg/m当风向沿井架对角线方向吹时，井架受风的投影面积:ΣA c=[0.075×1.40×3+0.06×2×sin450+0.06×1.6×sin450+0.06×2.45×sin450+0.06×2.13×sin450]×29×1.1=(0.075×1.40×3+0.06×2×0.70+0.06×1.6×0.70+0.06×2.45×0.70+0.06×2.13×0.70)×29×1.1=21.0m2井架受风轮廓面积A F=（b×1.4×sin450+h×1.4×sin450）×29=（1.60×1.4×0.70+2.0×1.4×0.70）×29=102m2所以，ω=ΣA c/A F=21/102=0.206;h/b=2/1.6=1.25,由表2-68查得η=0.86。
钻机井架的设计与计算
06
结论与展望
结论总结
钻机井架设计
本文通过对钻机井架的结构和受 力分析，提出了优化设计方案， 提高了井架的稳定性和安全性。
计算方法
采用有限元分析方法，对井架在 不同工况下的应力、应变和位移 进行了精确计算，为实际工程应 用提供了可靠的依据。
粒子群优化算法
模拟鸟群、鱼群等动物群体行 为的算法，通过个体之间的信 息共享和协作来寻找最优解。
井架结构优化
拓扑优化
通过改变井架结构的布局和连接方式，来减小井 架的重量和成本。
形状优化
通过改变井架结构的形状和尺寸，来减小井架的 重量和成本。
尺寸优化
通过调整井架结构中各个部件的尺寸，来减小井 架的重量和成本。
实践应用
优化后的井架设计方案已在多个 钻井工程中得到应用，并取得了 良好的效果，证明了本文研究的 有效性和实用性。
研究展望
进一步优化设计
新材料应用
针对不同类型和规格的钻机井架，可开展 更为细致的结构优化设计研究，以提高井 架的整体性能和适应性。
探索将新型高强度材料应用于井架设计， 以提高井架的承载能力和降低自重，进一 步增强井架的安全性和稳定性。
性。
刚度计算需要考虑井架的结构形 式、材料特性、制造工艺等因素， 通过建立数学模型和有限元分析
等方法进行计算。
04
井架优化设计
优化方法介绍
数学优化方法
利用数学模型和算法，寻找满 足一定约束条件下最优解的方
法。
遗传算法
模拟生物进化过程的算法，通 过种群搜索和遗传变异来寻找 最优解。
矿山出矿竖井施工方案设计
矿山出矿竖井施工方案设计一、背景介绍矿山出矿竖井施工是矿山开采的重要环节，它是连接地表与地下矿体的通道。
良好的竖井施工方案设计可以确保矿工的安全，提高矿产的采集效率。
二、施工方案设计原则1.安全性原则：保证施工过程中的安全是设计方案的首要原则。
2.经济效益原则：设计方案应尽量节约成本，提高效益。
3.可行性原则：设计方案应符合矿山地质条件和开采要求，具备可行性。
三、竖井类型选择矿山出矿竖井可以根据施工方式和钻孔方式等因素进行分类。
常见的竖井类型包括：1.垂直竖井：基本上延伸到地下一定深度的直井。
2.斜井：斜向开立竖井。
根据矿山具体情况和需求来选择适合的竖井类型。
四、施工方案设计步骤1.地质勘探：通过地质勘探获取矿山地下的地质信息，包括地下岩层结构、岩性、地下水位等。
2.设计方案初步确定：根据地质信息和矿山需求，确定初步的施工方案。
包括竖井位置、井口设施、井壁支护等。
3.设计方案详细设计：对初步确定的施工方案进行进一步的详细设计，包括井筒直径、孔口位置、井壁支护形式、井下设备等。
4.施工方案评审：将详细设计方案提交给专家组进行评审，根据评审结果做出相应的调整和优化。
5.施工方案实施：根据最终确认的设计方案，组织施工队伍进行施工作业。
确保施工过程中的安全和质量。
五、施工方案具体内容1.竖井位置确定：通过地质勘探和矿山需求，确定竖井的位置，包括水平坐标和垂直坐标。
2.井口设施设计：确定井口设施的类型和尺寸，包括井口井筒、井口气锁、井口绳索等。
3.井筒直径确定：根据地下岩层结构和开采要求，确定竖井的井筒直径。
直径过小会影响出矿效率，直径过大则会增加施工难度和成本。
4.孔口位置确定：根据矿层分布和开采要求，确定竖井的孔口位置。
保证孔口位置能够满足矿产的采集需求。
5.井壁支护设计：根据地下岩层的稳定性和开采方式，确定井壁的支护形式，如钢架支护、喷射混凝土支护等。
6.井下设备设计：根据开采方式和矿产输送需求，确定井下设备的类型和尺寸，如升降机、输送带等。
凿井井架设计
凿井井架设计计算0 概述本标段工程主要内容为隧道中设通风竖井一个，竖井直径7.5m，井深150m。
采用井颈现浇砼支护, 井身采用锚喷支护。
井筒不需悬吊模板, 井架需设翻矸设施, 提升系统只提人员与材料, 井架受悬吊载荷较小, 因此本标段工程部门决定采购加工一座能满足凿井需要的凿井井架。
1 井架设计要求1.1 足够的承载能力井架设计要结构合理, 有一定的强度、刚度和稳定性, 以满足施工中的需要。
根据井筒施工时悬吊荷载及冲击荷载较小, 4台悬吊稳车两面布置, 提升中心线与井架地面中心线夹角大于15度角, 因此该井架在结构上要保证两面稳定性相同, 天轮平台可以两面出绳。
1.2 足够的过卷高度井架设计时, 要合理的确定高度, 以保证提升系统有足够的过卷高度, 防止提升时滑架与天轮平台梁相撞或发生跑车事故。
又因该井架需设翻矸设施, 故设计时考虑吊桶翻转高度。
为此, 井架设计高度包括井盖门开启所需高度、过卷高度、吊桶、钩头、连接装置和滑架高度、提升天轮公称半径等, 以满足设计要求。
1.3 角跨距和天轮平台尺寸, 满足施工要求井架角跨距和天轮平台尺寸应与施工时凿井悬吊设施、井筒的断面相适应, 为此设计尺寸能满足井筒施工材料、设备的运输、吊盘的吊挂、锁口盘的安装以及凿井设备悬吊天轮均能布置在天轮平台上。
2 选择井架及结构型式2.1 根据通风井井筒直径、深度和悬吊设备的类型、数量, 井架设计为亭式桁架空间结构, 采用标准Ⅳ-G型型钢井架配JK-2.0×1.5/6.1提升机为提升设备, 配合一个4立方米的吊桶装碴提升出渣。
井内设双层稳盘，层间距3m，其结构为型钢结构,重17202Kg。
选用四台JZ-10/400型稳盘绞车悬吊稳盘，用来保护井底掘进工人、机械的安全、拉紧吊桶导向绳和悬挂装渣机，还可作为井筒支护的工作平台。
整体布置如图1 所示。
由主体桁架、天轮平台、中间平台、扶梯、基础等组成。
井架技术参数：主体架角柱跨距/m 15.3×15.3天轮平台尺寸/m 7×7基础面至天轮平台上面的高度/m 26.8井架自重/t 70悬吊总荷重/t 402.2 主体桁架设计主体桁架由4 组角柱、支撑杆与斜撑组成, 角柱、支撑杆、和斜撑均选用强度高、350×350×12.5钢管。
井架方案
1、本工程建造物高度为15.2 米，室内外高差为0.45 米，井架吊篮提升高度为15 米，井架搭设高度为25 米。
井架规格为2.00 米×2.30 米，立柱材料采用角钢7×70MM，斜横杆角钢为5×50MM，连接铁板10MM 采用Ф14 螺栓连接，每一节点以及接头的一边，螺栓数不少于二个，吊篮按要求底板用50MM 厚木板满铺，吊篮两侧设置1 米高隔离钢丝网。
2、提升卷扬机额定起分量为1.5 吨，提升起分量为0.5 吨，立吊钢丝绳选用11MM，卷筒边缘设置防钢丝绳脱出的绳筒防护装置，滑轮组与吊篮用钢板连接，提升钢丝绳不得接长使用，端点与卷筒用扎头卡牢，在卷筒上按顺序整齐罗列，当吊篮处于工作最低位置时卷筒上的钢丝绳不得少于三圈。
3、钢丝绳端部的固定采用14MM 扎头，数量不少于3 只，吊篮设置停靠装置，断绳保护装置，井架设置楼层停层控制器、信号灯、冲顶限位装置。
楼层走道两侧设置钢管防护栏杆，井架进料口安全门采用联络开启装置，吊篮上料口安全门制作或者升降运行时能封闭吊篮上料口，防止物料从吊篮中滚落。
4、进料口防护棚设在井架架体进料口上方，其宽度在架体外边正面不少于2 米，两侧不少于1 米，用竹笆铺设，冲顶限位器设置在距天梁下方3 米处，缓冲器在架体的底坑里设置弹簧缓冲器。
5、卷扬机开关箱采用36V 低压按扭式控制开关，禁止使用倒顺开关。
6、井架基础土层经压实后，绑扎12×8 根以上的钢筋浇捣300 厚C20 钢筋混凝土同井架底部固定，基础表面平整，水平度偏差不小于10MM，做好排水措施，设置接地装置。
7、缆风绳选用9.3MM 以上钢丝绳与地面成不小于60 度的夹角，其下端与Ф48 钢管桩连接，并用固定螺栓拉紧，钢管桩不小于二根，打入深度不小于1.7 米，桩顶用扣件紧固，防止缆风绳滑脱。
8、架体安装前要对其杆件进行除锈油漆，部件要清洗，安装架体时应先将地梁与基础钢筋焊接坚固，当搭至10 米高度时，应设置暂时缆风绳固定，并进行校正，在正确稳定时方可继续作业。
井架基础方案
井架基础方案在建筑和工程领域中，井架被广泛应用于搭建临时支撑、承重和运输设备的支架结构。
井架的基础方案对于确保工程项目的安全性和稳定性至关重要。
本文将探讨井架基础方案的设计、施工和监测等方面。
井架基础方案的设计是建设安全和稳定井架结构的关键。
首先，需要对工程现场的地质条件进行详细调查和分析。
地质勘探可以确定地下的土层组成、强度和稳定性等参数。
同时，还会考虑到地下水位和地震活动等外部因素。
通过分析这些数据，设计师可以选择合适的基础类型，如钢筋混凝土桩基或扩大底座基础等。
在选择基础类型之后，设计师需要进一步确定基础的尺寸和布置。
这一步骤需要考虑到井架的荷载特性和地质条件。
根据结构的荷载，可以计算出基础的尺寸和配筋，并且使用计算机辅助设计软件进行验证。
此外，基础的布置也需要充分考虑到施工的便利性，以及与周围地形和建筑物的协调性。
井架基础方案的施工过程需要严格按照设计方案进行操作。
首先，需要确保基础施工的各项参数符合设计要求。
施工人员应使用适当的施工设备和工具来控制基础的尺寸、强度和平整度。
在混凝土浇筑过程中，应注意控制浇灌速度和浇注厚度，以防止产生裂缝和不均匀沉降等问题。
同时，还需要对施工现场进行安全措施的布置，以确保施工人员的安全。
井架基础方案的施工完成后，还需要进行监测和检测。
这是确保井架结构持久稳定工作的关键环节。
监测过程中，可以使用各种传感器和仪器来测量井架的变形、荷载和应力等参数。
根据监测结果，可以及时采取措施调整井架的支撑和施工情况。
同时，还需要定期进行巡视和维护，确保井架基础的长期稳定性。
综上所述，井架基础方案的设计、施工和监测是确保工程项目安全和稳定的关键环节。
通过地质勘探和结构分析，能够选择合适的基础类型和尺寸。
在施工过程中，需要严格按照设计要求进行操作，并进行必要的监测和检测。
只有在所有环节都得到妥善处理的情况下，井架结构才能安全可靠地为工程项目提供支撑和保障。
钻机井架的设计与计算共98页文档
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
钻机井架的设计与计算
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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大直径立井三层凿井吊盘设计
大直径立井三层凿井吊盘设计李吉沧【摘要】A mine main shaft of Menkeqing Mine had a net diameter of9.6m and a depth of 786.66m.AⅥ type mine headframe was selected for the mine shaft sinking.In order to meet a rapid construction requirement of the mine shaft ,a three floor sinking stage was designed and manufactured with a floor space of 4m and 8 column connection.The sinking stage was mainly consisted of a stage frame ,stageplatform ,auxiliary stage ,feeding entry ,column ,suspended device and others.The stage structure could meet the requirements to arrange one main hoist and two auxiliary hoists.During the construction pe-riod of the mine shaft sinking ,the stage was safety and reliable and could ensure a safety and high effi-cient operation of the hoisting and suspension system.An expected effect was obtained.%门克庆煤矿主井净直径9.6m ，井深786.66m ，选用Ⅵ型井架凿井。
钻机井架的设计与计算
际受力不同。
B、一般作用线不垂直
简化计算中
P
P死
2P ''
2(Qmax G游 ) Z max
方向垂直
④风载
风载特点： 随地区，季节而异； 井架为空间桁架结构有迎风，挡风等问题。
P风 WF
P风—作用在井架上的风载； F —承风面面积，指整个井架外廓面积在垂直与风向的平 面上的投影面积； W —作用于井架上的计算风压
力法
手算，电算图解法
位移法
电算
平面桁架法
基本原则：将空间桁架分解为平面桁架 适用条件：静定结构
步 骤：
① 载荷分解——将空间力分解到各扇桁
架的平面上
② 桁架分解——将空间桁架拆成平面桁
架（连同此平面的力）
③ 求解平面桁架的内力 ④ 将各次求得的内力叠加
力法
多余连系 超静定结构（桁架）
原则：重心交汇原则
4.4 计算原理
基本原则： 《钢结构设计规范》 方法： 许用应力法
可靠性法
井架的设计程序和主要内容
初步设计 — —基本结构图 设计程序 技术设计 — —部件图，主要零件图
施工图设计 — —全部图纸 主要内容： 1、拟定基本参数和结构方案
（ 1）确定计算载荷（载荷组成）
② 安装载荷（整体起升井架）
计算整个起升过程
③ 绷绳载荷（桅架）
塔架等绷绳为安全作用不计算
④ 地震载荷（地震区域）
（3）计算载荷的确定（载荷组合）
载荷组合
4.3 材料与结构设计
（1）材料： 普通碳素结构钢A3、普通低合金结构钢16Mn Al（国外轻便钻井，修井机） 选材要考虑
受力性质（受力状态）强稳度定控控制制
井架生产过程中的工装设计
井架生产过程中的工装设计1.概述目前，石油钻机的方向朝着超深井、数字化、快速移运等方向发展[1]。
同时对石油钻机的环保、人性化设计方面也有了较高的要求。
而且，随着经济全球化，行业竞争日趋激烈，为此，在钻机设计和制造过程中，除了要保证生产制造出性能优异、满足客户要求的钻井设备之外，更需要降低成本，提高钻机的整体竞争力。
石油井架是钻机的重要组成部分，目前，国外井架正向高钻台、低位安装、整体起升、重量轻、移运性好和车装化方向发展，同时提高可靠性，降低成本，确保快速钻井也是井架的设计原则[2][3]。
国内井架的现状，就陆地钻机而言，塔形井架现在基本已经不再生产。
桅形井架由于底部开档尺寸小，适用于车装钻机和修井机，A形井架的总体刚性较差，制造成本高，移运时需要车辆多，井架维修难度大。
K形井架能低位安装，整体起升，总体刚性好，制造成本低，移运时需要车辆少，便于维修，安装顶驱装置较方便。
二机石油装备（集团）有限公司作为国内综合实力较强的专业生产石油钻机装备的企业，其主打产品包括车钻钻机、撬装钻机、拖挂钻机以及海洋钻修机等。
钢结构一分厂，作为二机集团的生产加工单位，主要生产车钻钻机井架、底座，海洋修井机井架及底座，拖挂钻机井架、底座，油罐、气罐等容器，部分撬装钻机井架，绞车及其它配件。
井架及底座属于大型钢结构件，在生产制造过程中，其生产制造工艺，尤其是生产工装的制定，直接决定了生产效率和生产成本。
据资料介绍[1]，目前我国同国外在制造领域的主要差距就是设备的加工生产能力和制造精度达不高。
为此，结合作者工作，有针对性的设计了一系列工装，以提高生产装配效率，降低制造成本。
2.井架生产工装设计2.1支腿耳座定位组合工装如图1所示，按原设计工艺要求，井架下段在组合支脚和耳座时，是在平台上划线组合。
这种方法不易控制支脚与耳板的相对尺寸，而且容易产生焊接变形，造成井架下体无法与底座组装，组合生产效率低。
根据井架下体的尺寸，加工制作支脚和耳座定位组合工装，如图2所示，保证了支脚与耳座的尺寸要求，减少了组合后的焊接变形，提高了生产效率。
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第
３４卷 ２００６年第
２期
３
１
Mining & Processing Equipment
３
１
采
掘
随着
煤
炭工业
的需求，矿井建设正朝着大型
化、自动化方向发展，地表煤或易采煤矿建
设已告一段落，新开发煤矿均为深井开采，钻井直径
大、深度深。
因此说，新一代大型竖井钻机的开发十
分必要，其投入产出比高，经济效益和社会效益均十
分明显。
大型竖井钻机不仅用于钻凿煤矿竖井，而且
还可钻凿其它矿山 （有色、黑色、非金属矿） 竖井及铁
路公路桥梁、水利水电工程、港口工程基础的桩孔
（井） 等，通过承揽上述工程，也能给承建单位带来可
观的直接经济效益。
１竖井钻机性能参数
竖井钻机的主要性能参数
见表 １。
２结构特点
该钻机井架形如 Ａ 字 （如
图 １），采用四柱塔架结构，它由 ４ 条腿及与腿呈刚性
连接的二层平台、井架顶梁和行走机构组成，井架腿
由 ３ 根钢管焊接成空间桁架结构 （其横截面为等边三
角形）。
井架两前腿与行走架的支座为绞接，两后腿
与行走架为法兰固定联接。
井架用于支撑游动系统部
件的重量，并在钻进过程中承受钻具的全部重量。
井
架能自行移动，与龙门吊同一轨道。
死绳装置安装于
二层平台上。
该竖井钻机是以井架吊挂，转盘传扭，全断面分
级扩孔，减压钻进，压气提升反循环洗井的钻井方式
工作。
为了降低井架的高度和跨度，同时为了方便龙门
吊到达井心进行起下钻头作业，将井架设计为可移动
式，与龙门吊为同一轨道，轨距为 １８ ｍ。
当钻机正
常钻进时，井架与井口基础地梁用螺栓固定为不可移
动，当仅仅检查钻头时，可不移动井架，而利用钻杆
行车上的 ２５ ｔ 电动葫芦，将转盘吊起移到井架右侧的
井架行走梁上，在让开井口后，由气动抱钩提升钻头
来实现检查钻头的目的。
仅在更换钻头滚刀时，才将
井架向后移动 １４ ｍ，将井心空间让位于龙门吊，使
其吊运钻具。
３力学计算分析
因该竖井钻机钻孔能力及总体运转方式国内都是
创新设计，井架需解决的问题为：
（１） 为了降低井架的高度，而又不影响龙门吊的
作业，采用井架移动轨道与龙门吊同一轨道，为使井
架移动平稳，要求移动速度控制在 １ ｍ／ ｍｉｎ 以内；
（２） 井架两侧行走电机要保持同步；
（３） 由于井架为
Ａ 字形，传给底座
有一向外的侧向分
力，在井架结构设
计时应尽量减小其
侧向分力的不利影
响；
（４） 井架移动前
应谨慎地将井架 ４
点同时顶起，让轮
子分担井架的重
量。
为提高该钻机
井架的设计和制造
质量，对该井架进
行了以下力学计算
分析，以改进设计。
３．１模型简化
该钻机井架腿由
３ 根钢管焊接成空间
桁架结构 （其横截面为
等边三角形），因此，
井架 ４ 条腿采用梁单
元，与井架腿呈刚性
连接的二层平台、井
架顶梁采用 ４ 节点四
边形板单元，如图 ２
所示。
３．２边界条件
简化
井架两前腿约束
为铰接，两后腿约束
论文编号：１００１－３９５４（２００６）０２－００３１－３２
大型竖井钻机井架的设计
张东晓１金汝砺２康清华２
１洛阳工业高等专科学校河南洛阳４７１０３９
２洛阳矿山机械工程设计研究院
图２
图３
钻孔最大直径 （ｍ）
钻井最大深度 （ｍ）
转盘扭矩 （ｋＮ・ｍ）
最大提吊重量 （ｋＮ）
φ １２
８００
５００
６ ３７６
表１
图１
大型竖井钻机井架的设计
第３４卷 ２００６年第２期３２Mining & Processing Equipment
３２
采掘
切
割减速器是悬臂式掘进机的核心传动件，其主要作用是传递切割功率给切割头破落煤
岩，其传递功率超过总功率的 ５０％ 以上。
ＥＢＺ－１１０矮型悬臂式半煤岩掘进机是为适应薄煤层中小采准巷道的施工要求而新设计开发的，其外形尺寸为长×宽×高 ＝ ８．７ ｍ×２．１ ｍ×１．３７ ｍ，重量 ３５ ｔ，总功率 １８７ｋＷ，切割功率 １１０ ｋＷ，为满足总体要求，切割减速器不能承受切割机构摆动弯矩，为保证足够卧底量，其外径必须控制在 φ ５００ ｍｍ 以内。
为此采用 ２ 级２Ｋ－Ｈ 行星负号机构串联减速，太阳轮和行星轮双浮动，很好地满足了上述要求。
１
基本参数与要求
（１） 传递功率按 １１０ ｋＷ 计算，输入转速 １ ４７０ｒ／ ｍｉｎ。
（２） 根据总体设计要求，切割头输出转速为 ４４ｒ／ ｍｉｎ，总速比为 ３３．２２８。
（３） 齿轮、轴承计算寿命不少于 １ ０００ ｈ。
（４） 行星机构外径控制在 φ ５００ ｍｍ 以内，以保证切割机构有足够的卧底量。
２结构简介
如图 １，太阳轮 １８、行星轮 １２ 和行星轮架 １０ 组成第一级行星轮系，传动比为 ７．８，模数为 ４；太阳轮 ６、行星轮 ８ 和行星轮架 ４ 组成第二级行星轮系，传动比为 ４．２６，模数为 ４．５；切割电机动力通过输入轴 １５，传递到第一级行星轮系、第二级行星轮系，最
后由输出轴 １ 传递给切割头破落煤岩。
３行星轮系均载方法
两级行星轮系均为 ２Ｋ－Ｈ 负号传动，第一级采用３ 个行星轮，第二级采用 ５ 个行星轮进行功率分流，
以缩小行星头直径。
两级浮动原理相同，太阳轮与行星架在径向和轴向均留有适当间隙，太阳轮与行星架同时浮动，以补偿零部件制造、装配误差以及构件在
论文编号：１００１－３９５４（２００６）０２－００３２－３３
矮型悬臂式半煤岩掘进机
切割减速器研制
惠本利１
李辉杰２
１
神华集团神府东胜煤炭有限责任公司榆家梁煤矿
陕西神木
７１９３１６
２
天地科技股份有限公司
１． 输出轴２． 输出轴轴承３． 左轴承座４． 二级行星架５． 内齿圈６． 二级太阳轮７． 二级行星轮轴承８．二级行星轮９． 大挡圈１０．一级行星架１１． 一级行星轮轴承１２． 一级行星轮１３． 冷却水接头１４． 输入轴轴承１５． 输入轴１６． 右轴承座１７．小挡圈１８． 一级太阳轮
图１
为固接；在二层平台
上安装死绳装置处沿绳的作用方向施加拉力；井架梁下的天车的立板处施加游动系统部件与钻具的全部重量计 ６５０ ｔ；同时施加来自绞车卷筒上的拉力。
３．３计算结果
经计算分析，得到机架井架梁处的最大应力为 １０３ ＭＰａ，作用在井架腿与井架梁连接部位；二层平
图
４
台处的最大应力为 ９０ ＭＰａ，作用在二层平台固定死绳的部位；井架腿组成的桁架结构最大应力为 １４０ＭＰａ，作用在井架腿与二层平台连接部位。
４结论
根据计算结果，井架各部位均满足强度要求。
由于井架为 Ａ 字形，传给底座有一向外的侧向分力，行走车轮因在外向分力的作用下，导致井架向外走偏，在井架结构设计时应尽量减小其侧向分力，并加装导向轮。
在现场已将行走梁加高 ４８０ ｍｍ，并加装 ８ 组导向轮后效果显著；井架二层平台的死绳座处应用槽钢加强刚度。
□
（收稿日期：２００５－０９－０１）
d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c d c 矮型悬臂式半煤岩掘进机切割减速器研制。