副井凿井生产两用钢井架设计

1、    副井凿井生产两用钢井架设计    吴鹤婷摘 要：钢井架是矿井地面生产的主要提升构筑物，对整个矿井的生产起着重要作用。钢井架的结构设计首先要满足提升工艺的的使用要求，然后做到安全可靠、经济合理、技术先进。随着技术的日益成熟，在近期的新井建设中，利用多绳永久井架进行立井凿井施工的建井方法被广泛应用。有效的利用永久井架、罐道架和锁口凿井，它占用井口时间短、生产和凿井可同步进行、综合经济效益高。针对某工程的设计特点和结构特点，通过对结构计算进行分析和处理方法，结合规范与工程实际，简要介绍了生产凿井两用井架结构布置原则,设计中需考虑的几个技术问题和体会。关

2、键词：生产凿井两用井架; 冻结法施工; 提升工作荷载; 凿井中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：1. 工程简况：东大煤矿位于山东省滕县煤田（北部），地处滕州市大坞镇和滨湖镇境内，设计生产能力为90万吨/年，矿井服务年限50年。副井井筒净直径6.5m，最大提升深度为822.5 m。一台3.5x4多绳摩擦落地式绞车，在永久凿井井架施工中，先进行凿井施工，包括一系列的井架、罐道架及锁口的设计，其中井架采用l-a型或称（l改进型），是按生产井架与凿井井架联合使用而进行设计的。井架场区为东、西侧进出车，绞车房位于场区的北侧。施工时，凿井提升绞车及数十台稳车均布置在东西两侧。在井筒施工过程中，

3、可同时进行北侧绞车房的施工。井筒采用冻结法施工，冻结深度，冻结孔布置圈径11.3m，冻结壁厚4.8m;利用井架26.9m的天轮平台作为凿井平台。最大施工荷载为2000kn（竖向）、300kn（水平）。该结构形式整体稳定性好，杆件类型还少，加工制作方便。井架采用箱型截面组成的四柱式空间全焊接钢框架体系。井架总高40m ,总质量313t，共分为三个平台，第一层平台为下天轮平台兼做凿井平台（标高26.900），第二层平台为上天轮平台（标高32.400），第三层平台为起重设备平台（标高40.000）。东大副井井架提升系统如图1所示：2. 结构选型和优化布置：2.1、井筒采用冻结法施工副井井筒采用冻结法

4、施工，井架设计时应充分考虑地基土层冻融循环对基础沉降的影响。斜架基础前缘突出部位距离冻结墙外宜等于或大于1m（建议值），以避开受冻结温度的影响（图2）。为避免井架因受地基土冻涨的影响而产生水平和垂直位移，本工程要求在井壁冻结施工期间，其冻结圈不得进入基础圈，以免对基础承载能力造成影响。2.2、井架结构布置本工程采用单提升多绳井架，为了便于凿井，井架采用l-a型或称（l改进型）布置，主要结构构件分为主、副腿。主腿采用由上而下、由小到大变截面形式，副腿因不承担永久绞车荷载多为等截面。斜架主要用来承受提升荷载，同时要保证井架的整体稳定性，避免倾覆，因此斜架满足工艺及总平面布置的要求，又要保证斜架自身

5、受力合理。首先斜架中心线布置还要考虑主腿北侧绞车房的建筑物基础对其的影响。水平方向，井架基础与绞车房基础避免相碰，应保持一定的距离，便于永久绞车房同步施工。且绞车房基础埋深不得深过井架基础。2.3、标高26.900下天轮平台兼做凿井平台依据凿井施工的要求，结合工艺布置，结构受力特点，标高26.900m下天轮平台兼做凿井平台。凿井施工的临时平台、倒矸台、排水管，压风管、水泵、风筒、电缆等不得悬挂在凿井平台上。施工中不得随意改变提升方向、稳车布置、提升重量、钢丝绳直径和数量及有关参数。施工凿井平台由4根组合工字型焊接梁及若干连系梁组成，天轮平台的平面布置沿着东西方向布置，上面布置凿井天轮梁，并且东

6、西方向布置凿井主副提升绞车。各类天轮按其作用分别坐落在天轮平台的相关位置。由上所述，设计确定26.9m平台边梁采用箱型截面，凿井期间仅安装边梁，边梁与凿井平台梁考虑用螺栓连接。2.4、井架凿井平台应考虑成“日”字型或尽量方便凿井设备布置的形式，并要考虑在凿井施工完成后便于拆卸，最终满足永久生产。3. 井架凿井工作荷载作用的受力计算：施工中西侧布置主提升绞车，整根钢丝绳破断力为134kn，东侧布置副提升绞车，整根钢丝绳破断力为134kn；东西2侧布置若干稳车。凿井天轮平台如图3所示。在生产井架的计算简图中，为了满足凿井施工要求，对26.9m平台杆件布置做了适当调整，荷载按下列组合考虑：3.1、西

7、主提断绳荷载+其他正常工作荷载。3.2、东副提断绳荷载+其他正常工作荷载。3.3、西主提正常工作荷载+东吊盘用稳车荷载+其他正常工作荷载。3.4、东副提正常工作荷载+西吊盘用稳车荷载+其他正常工作荷载。3.5、西、东主副提正常工作荷载+其他稳车正常最大荷载情况4. 斜架基础计算需要注意的事项：4.1、基础顶面两侧应留有矫正井架时放置千斤顶的位置。4.2、计算井架基础压力时，偶然荷载按70%取值，但计算地脚锚栓受拉时不折减，按100%取值。4.3、任何情况下，上部结构传至基础的合力必须位于基础底面核心（底板中部三分之一）以内。4.4、斜架基础锚栓中心距混凝土边缘的距离为8d（d-锚栓直径）。4.5、井架结构应具有可靠的抗倾覆稳定性，同时井架基础应进行抗滑移稳定性验算。5. 结束语：综上所述，为了设计出适用、安全、经济的钢井架,钢井架的整体布局、构件布置、合理的凿井布置，合理的结构形式和利用永久井架凿井符合近期建井施工。缩短建井周期、减少建井投资是从我国立井建设的生产特点和具体情况出发的。只有做到技术与经济相结合，才能做出更好的结构设计。参考文献：1. 建筑地基基础设计规范 gb5000720112. 建筑抗震设计规范 gb5001120103. 矿山井架设计规范 gb503852006城市建设理论研究2012年35期城市建设理论研究的其它文章论水利工程