煤矿立井井筒设计与施工(精品课件)

An
tg 2 (45
n )
2
我国煤矿井筒常用松散含水地层地压计算公式：
p 0.013H
1
2.井筒支护设计
井筒设计侧压力计算： ⑵岩石地层地压计算：
r0----水容重；
含水地层按静水压力计算： H----计算深度；
p r0 H
γ岩----岩石容重； K0-----静止侧压力系数；
稳定或中等稳定地层地压计算：
提升人员与物料的井筒，V’＝8m/s；
设井筒梯子间的井筒 ，V‘＝8m/s。
1
我国煤矿安全规程规定立井装备最小间隙值
罐道和井梁布置
间隙类别
备注
容器与容器 容器与井 容器与罐 容器与井梁
之间
梁之间 道梁之间
之间
罐道布置在容器一
200
150
40
侧
150
罐耳与罐道卡子之
间为20
罐道布置 在容器两 侧
木罐 道
中国煤矿立井井筒设计与施工
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一、煤矿立井井筒设计 1.井筒平面布置设计 2.井筒支护设计 二、立井井筒施工 1.普通法凿井施工
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一、煤矿立井井筒设计
煤矿立井井筒设计是指从地面生产系统垂直通向井 下生产系统的地下结构物。
煤矿立井井筒的用途为井下煤炭提升，工作人员、 设备、材料、各种管线上下及井下矸石提升和矿井通风 等。主井井筒一般用于煤炭提升；副井井筒一般用于工 作人员、设备、材料、各种管线上下及井下矸石提升， 并兼做矿井进风井；风井井筒一般用于矿井回风。
RC----岩石单向极限平均抗压强
p 岩 HK 0
度；
岩石容许抗压强度计算： K----自然条件影响系数；
RC RCK
Kc----岩体结构削弱系数； Kp----长时强度影响系数；
1
K KC KP
ξ----岩石含水软化系数；
2.井筒支护设计
⑴均匀地压作用下井壁内力计算： (2)不均匀地压作用
200
50
钢罐 道
150
40
罐道布置 木罐
200
200
50
在容器正 道
面
钢罐
200
150
40
道
钢丝绳罐道
500
350
1
200
有卸载滑轮的容器，
滑轮与罐道梁之间
增加25
150
200
150
350
设防撞绳时，容器
之间最小间隙为
200
我国煤矿立井井筒常用的平面布置方式
主井井筒
1
我国煤矿立井井筒常用的平面布置方式
t
R2P R2 r2
(1 r 2 ) rx2
r
R2 R2 r2
r2 (1 )
rx2
1 β—不均匀系数。0.15～0.3
N A PA (1 0.7854 ) M A 0.149PA 2 ) NB PA (1 0.5 ) M B 0.137PA 2 m 1 PB 1 0.15 ~ 0.3
PA
2.井筒支护设计
按能量强度理论公式计算：
rx
3
R2r2 (R2 r2
)rx2
p
⑵不均匀地压作用下的计算：
C—提升不均衡系数，有井底煤仓时，C＝1.1～1.15；无 井底煤仓时，C=1.20。
a—提升富裕系数，主提升设备第一水平一般留20％；
N－矿井年工作日，根据设计规范按330天计；
t—每天净提升时间，根据设计规范按16h;
n—每小时提升次数
n 3600
T
T－一次提升循环时间， T H
H—提升高度，m；
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立井井筒提升容器运行罐道常用形式
工字钢罐 道梁
槽钢组合 罐道
1
运行容器 滚动罐耳
立井井筒提升容器运行罐道常用形式
方形整体 1 冷扎罐道
运行容器 滚动罐耳
矩形整体冷 扎罐道梁
罐道梁
立井井筒与井壁的固定方式
罐道
梁支
锚杆设计工作抗拉
座
强度不小于50kN，
破坏抗拉强度不小
于100kN。
井壁固 定锚杆
VP
Vp—提升平均速度，m/s；
ν—箕斗在井口卸载时间，S；
θ－箕斗在井底装载时间，S。
1
1.井筒平面布置设计
（2） 副井：副井内的提升罐笼规格是根据矿井运输选定的矿车型号进行初选，然后按运送 人员数最多班的工人下井时间及每班矸石提升、下放支护材料、井下最大件所需时间 验算。 1.按人数最多班的工人下井时间验算。要求40分钟内将人数最多班的下井工人运送完 毕的要求进行验算。
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主井井底装置
1
副井井底装置
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2.井筒施工
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2.井筒支护设计
井筒设计侧压力计算：
⑴松散含水地层地压计算：
朗今公式：
p Htg 2 (45 ）
2 秦氏公式：
pn上 （ 1h1 2h2 h n1 n1 ) An pn下 （ 1h1 2h2 h n1 n1 n hn ) An
提升容器的种类、数量、最大外形尺寸；井筒装备的类型及规格；梯子间的平面尺寸、
管路及电缆的规格、数量和布置；提升容器与井筒装备、井壁之间的安全间隙；井筒
内通过的风量；地面工业广场布置及井底车场布置等。
（1）主井：箕斗选型主要根据矿井年产量确定；
Q—每小时提升量,t;
qQ n
Q AC a Nt
A—矿井设计年生产能力（t/a);
40 60 T
n0
n人
n人—人数最多班工人下井的总人数；
n0—所选罐笼每罐提升人员数；
T－一次提升循环时间；
T H
VP
H—提升高度，m； Vp—提升平均速度，m/s； ν—罐笼在井口稳罐时间，S； θ－上下人员时，罐笼休止时间，S。
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1.井筒平面布置设计
（3）风井：
根据井筒内的最大回风量确定井筒净直径。 井筒内的风速为：
主井井筒
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我国煤矿立井井筒常用的平面布置方式
主井井筒
1
我国煤矿立井井筒常用的平面置方式
副井井筒
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我国煤矿立井井筒常用的平面布置方式
副井井筒
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我国煤矿立井井筒常用的平面布置方式
副井井筒
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我国煤矿立井井筒常用的平面布置方式
副井井筒
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我国煤矿立井井筒常用的平面布置方式
地面风硐 位置
风井井筒
梯子间安 全出口
煤矿立井井筒的断面形状主要是根据井筒用途、服 务年限、地层地质及水文条件、支护方式和施工方法确 定，一般我国采用圆形断面形状。它具有服务年限长、 结构承载力好、通风阻力小、维护费用少及方便施工等 优点。
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箕斗
梯子间安 全出口
宽罐 笼
箕斗
窄罐笼
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梯子间安全 出口
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1.井筒平面布置设计
设计依据
式中： Q－－矿井日产量，t/d;
V QqK V ' 60S0
q－－每天产一吨煤所需最小风量。按安全规程规定取值；
K－－产量不均衡和漏风系数；
S0－－井筒有效通风断面积，一般为S0＝0.7～0.85S S－－井筒净断面积。
V‘－－井筒最高允许风速。
无提升设备的风井 V’＝15m/s；
专为升降物料的井筒，V‘＝12m/s；