第六章井筒施工凿井设施选型计算

1、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 10.5m,井筒深611.7s井筒施工采用永久井塔改造后凿井，凿井天轮平台高度：+15.5m， +24m、 +26.2m，其中提升天轮、稳绳天轮布置在+26.2m平台上。（二）提升设备的选择井筒主、副提升均采用 2JKZ-4.0/15绞车，配一套单钩5.0m3吊 桶提升，DX-3m3底卸式吊桶下放混凝土，主、副提升均 下放SJZ6.11 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= Hsh+H j = 611.7+26.2+3.

2、085= 640.985m取 645m；式中：Hsh井筒深度mHj 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Qz=Q1+Q2=2109+1923+245=4277（ N）式中：Q111t钩头及连接装置重量为2109NQ2 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：Qxgx G + Km - V-%+0.9X（ 11/Ks） V . & +Qz =9.81 x （169计 0.9 >5x 160计 0.9X（11/2） >5x 100。4277=9.81 X (169计 7200+ 225。+4277=

3、 113560 (N)取 Km=0.9V=5m3取 rg=1600kg/m3取 rs=1000kg/m3取 Ks=2.0式中：Km装满系数V 吊桶容积% 松散研石容重% 水容重Ks 岩石松散系数G 5m3座钩式吊桶重量G=1690kg2)下放SJZ6.11型伞钻时Q 伞钻=QSZ + Q2=103005+ 4277=107282 ( N)式中：QSZSJZ6.11型伞钻重量为103005NQ2钩头、滑架及缓冲器装置重量4277N3) 3m3底卸式吊桶下放混凝土时Qdxs=g (G+Km V-为)+Q2=9.81 X (140计 0.9 X 3X 2675+4277G=1400kg取 Km=0.

4、9V=3m3取 rg=2675kg/m3=88863.73 (N)式中：G3立方底卸式吊桶自重Km装满系数V 吊桶容积% 混凝土容重根据以上计算结果，选择荷重 Qo= Q肝=113560 (N)为计算依据(4)提升钢丝绳单位长度重量Ps(按最大荷载提5m3研石计算)Qo113560,Ps= ttz/ g=-7”/ 9.81=5.78 kg/m110(r b110 1770-Ho 1 645 9.81ma9.81 7.5式中：B钢丝绳公称抗拉强度取G=1770Mpama安全系数取ma=7.5根据计算选18X7+FC-40-1770特型多层股不旋转钢丝绳，其标准每米重量PSB=6.24kg/m ,

5、钢丝破断力总和Qd=1190624N。(5)钢丝绳安全系数校核提物时Ma=Qd1190624=Qo+Psb Ho g 113560+ 6.24 645 9.81= 7.78 >7.5符合规定。提人时按每次提升12人考虑，每人重100kg (带工具)Qr=9.81 X (12 X 100+1530)+4277=31058口)MaQd1190624Qr+ Psbm Ho Mg 31058.3+ 6.24父 645M 9.81=16.88 >9符合规定。(四)主、副提天轮的选择DA 60d= 60 X40=2400mm (d 为钢丝绳直径)注：煤矿安全规程规定，围抱角小于 90°

6、;的天轮直径D60d。选择天轮为TXG3000/45.5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 X40=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2JKZ-4.0/15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：BT=2650mm;卷筒个数2个;钢丝绳最大静张力差：Fj=210KN。(3)校验卷筒宽度/ H + 30、/、/ 645+ 30、 /、B= (+3)( d+ e) = (

7、+3)(40+ 3)= 2439.9mm冗 D3.144.0缠绕层数：n=B/BT=2439.9/2650=0.92(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；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 5m3吊桶时)Fj=Q0+PsBXH°Xg= 113560+6.24X 645X 9.81=153043N<210000N 符合规定(5)电动机功率估算W= (Q+Qz+PsBMHo/VmB 153043/9.81 父 6.84 =1231kW102 叼102 M 0.85式中：

8、VmB提升机最大速度VmB=6.84m/s-传动效率取刀=0.85提升机配备电机为 YR630-122 X1000kw,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,吊盘承受满载硅吊桶重：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Q。Q0=1/6 (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)=0.1667X (438

9、609+93000+13734+201752+29430=0.1667X 776516= 129445.22(N)(2)钢丝绳单位长度重量：Qo129445.22PS=/ g =/9.81= 4.96kg / m110bB110 1770 _-H 0- 650 g Ma9.81 6式中：6B钢丝绳极限抗拉强度，取 G=1770MpaMa：安全系数，取Ma=6H。：悬吊高度Ho=650m(3)根据计算选:18 X7+FC38-1770钢丝绳，其每米重PSB=5.63kg/m ,钢丝破断力总和1075154N(4)钢丝绳安全系数校验Ma =Qd1075154=Qo+g x Psb.工 Ho1294

10、45.22+9.81 父 5.63 求 650= 6.5 >6符合规定3、稳车选择根据单根钢丝绳最大荷重165345N,选用JZ-25/1300型稳车6台4、悬吊天轮选择DA 20d =20 >38=760mm (d 钢丝绳直径)选用1.0米单梢悬吊天轮六套。(二)抓岩机悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择选用2台HZ-6型中心回转抓岩机，机重Q1=79235N,抓头及它 重量Q2=22886.73N,钢丝绳悬垂长度按照650m计算。(1)终端荷重QoQ0=Q 1+Q 2=79235+22886.73= 102121.73 (N)(2)钢丝绳单位长度重量：Qo102121.7

11、3Ps=/g =/9.81= 3.92kg / m110bB110 1770 _-H 0650g Ma9.81 6式中：年钢丝绳极限抗拉强度，取 a=1770MpaMa：安全系数，取Ma=6H0：悬吊高度 H0=650m(3)根据计算选：18 X7+FC34-177佛冈丝绳，其每米重PSB=4.51kg/m,钢丝破断力总和860893K(4)钢丝绳安全系数校验Ma =QdQo g Psb. Ho860893102121.73+ 9.81 4.51 650= 6,58 >6符合规定3、稳车选择根据钢丝绳最大荷重115828N,选用JZ-16/800A型稳车2台4、悬吊天轮选择DA 20d

12、=20 x 34=680mm(d 钢丝绳直径)选用1.0米单梢重型悬吊天轮。(三)模板悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择取最大模板直径12.5m,模板自重Q1 = 441450N,模板增加混凝 土重量Q2 = 88290N;钢丝绳悬垂长度按照650m计算，共计四个稳车 悬吊。(1)终端荷重Q0Q0=1/4 (Q1+Q2) = 1/4 (441450+88290 = 132435(N)(2)钢丝绳单位长度重量：Q0110(rBg Ma/g132435110 17709.81 6650/9.81= 5.08kg/m式中：6B钢丝绳极限抗拉强度，取 G=1770MpaMa：安全系数，取Ma=

13、6(3)根据计算选：18X 7+FC-38-1770钢丝绳，其每米重PSB=5.63kg/m ,钢丝破断力总和1075154N(4)钢丝绳安全系数校验Ma =QdQo + g M PSB. M Ho1075154132435+ 9.81 5.63 650=6.39 >6符合规定3、稳车选择根据钢丝绳最大荷重168335N,选用JZ-25/1300A型稳车4台4、悬吊天轮选择DA 20d =20 x 8=760mm （d 钢丝绳直径）选用1.0米单梢悬吊天轮三套。（四）排水管悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、凿井期间如果涌水量小于10m7h,则用吊桶附带排水；如果 涌水量大于10m3/h ,采用

14、博山泵厂DC50-80X11型高扬程卧泵排水， 流量Q=66.2m3/h ,扬程H=803米，卧泵和水箱放置在吊盘上层盘， 井筒内排水管和电缆用钢丝绳悬吊。迎头用BQF-50/25风动潜水泵将 水排至吊盘水箱，由卧泵排至地面。0根据排水量计算管路直径管路直径： Dg =J4Q=J4 66.2- = 0.088mVu Vd 3600 V3.14 3 3600式中：Q 排水量 取Q=66.2m3/hVd排水管内水流速度取Vd=3m/s根据计算采用标准管径内径 二108mm无缝钢管为排水管路2）计算水泵扬程（近似计算）1 h1+h22 + 650H = 724.44m0.9式中：h1吸水高度 h2排

15、水高度 水管效率取 h1=2m取 h2=650m取刀=0.9(0.87 0.95)DC50-80 X 11型卧泵设计扬程为803米能满足施工排水要求2.悬吊钢丝绳选择排水管108X5,每米重量124.6N,敷设长度650米，其重量:Q1=124.6X 650=80990(N);法兰接头每6米一付，每付重236.32N,其重量:Q2=650-6X 236.32=5601(N)排水管内水重：Q3= (0.108-0.01 /22X 3,14 650X 1000 X 8.1=48073(N)卧泵动力电缆一趟，其总重量：Q4=10.6 >650X 9.81=67591(N)甘子每3米一付，每付重

16、45.81N,其重量:Q5=650+ 3X 45.819926(N)0钢丝绳最大悬吊高度 H 0=650m终端荷重 Q。(采用2根钢丝绳悬吊)Q0=1/2 (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)=1/2 (80990+25601+48073+67591+9926 = 116090.5(N)(3钢丝绳单位长度重量：psQ0,116090.5Ps=/ g =/ 9.81=4.45kg / m110 bB110 1770-H 0- 650 g Ma9.81 6式中：年一钢丝绳极限抗拉强度，取a=1770MpaMa：一安全系数, 悬吊高度：取 Ma=6H0=650m根据计算选用18X 7+FG36-1770

17、型多层股不旋转钢丝绳2根，其每米重量PSB=5.05kg/m ,钢丝破断力总和 Qd=964816N。钢丝绳安全系数校验Ma =Qd964816=Qo + g M PSB.M Ho116090.5+ 9,81 父 5,05 父 650= 6,51 >6符合规定3 .稳车选择根据钢丝绳最大荷重148292N,选用JZ-16/800A型稳车两台4 .悬吊天轮的选择天轮直径DA20d=20X3 6=720mm (d钢丝绳直径)，选用直径1.0米双梢悬吊天轮一套，能满足要求。(五)安全梯悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择安全梯为金属结构，其重量Q1=9810N,可乘15人，每人均700N

18、 其重量 Q2=70 X 15=10500N(1)终端荷重Q0Q0=Q 1+Q 2=9810+10500=20310 (N)(2)钢丝绳单位长度重量：20310110b/9.81=1.33kg /mg Ma9.81 9式中：色钢丝绳极限抗拉强度，取 a=1770MpaMa：安全系数，取Ma=9H。：悬吊高度H0=650m(3)根据计算选：18 X7+F-22-1770特型多层股不旋转钢丝绳， 其每米重PSB=1.89 kg/m ,钢丝破断力总和360523N(4)钢丝绳安全系数校验Ma =Q=360523=11.1 > 9 符合规定Qo+g Psb. Ho 20310+ 9.81 1.8

19、9 6503、稳车选择根据钢丝绳最大荷重32362N,选用JZA5/1000型专用安全梯稳 车一台。4、悬吊天轮选择D> 20d =20 x 22=440mm (d 钢丝绳直径)选用1.0米单梢悬吊天轮。(六)压风供水管悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择压风管为 胆19X 6无缝钢管，供水管为 0 57X供水管，悬垂长 度钢丝绳按照650米考虑，管路按630米考虑。压风管219X 6,每米重量309.21N,敷设长度630米，其重量:Q1=309.21X 630=194802.3(N)供水管57X5,每米重量62.88N,敷设长度630米，其重量:Q2=62.88 X30=396

20、14(N);供水管内水重：Q3= (0.057-0.010 /22X 3.14 X30X 1000 X 9.8110717(N)卡子每6米一付，每付重78.48N,其重量：Q4=630 X 78.48/6=8240.4(N)1钢丝绳最大悬吊高度 H 0=650m2终端荷重 Q。(采用2根钢丝绳悬吊)Q0=1/2 (Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)= 1/2 (194802.3+39614+10717+8240.)4 = 126686.85(N)钢丝绳单位长度重量：PScQ0.126686.85Ps=/ g =/9.81= 3.89kg / m110%110 1770 _H 0650g Ma9.8

21、1 5式中：用一钢丝绳极限抗拉强度，取a=1770MpaMa：一安全系数，取Ma=5悬吊高度：H0=650m0)根据计算选用 18X 7+FG34-1770型钢丝绳2根，其每米重量 PSB=4.51kg/m,钢丝破断力总和 Qd=860893N。钢丝绳安全系数校验Ma =QdQo + g 父 Psb. x Ho860893126686.85+ 9.81 4.51 650= 5.54 >5符合规定3 .稳车选择根据钢丝绳最大荷重155445N,选用JZ16/800型稳车两台4 .悬吊天轮的选择天轮直径：DA20d=20X 34=680mm (d钢丝绳直径)，选用直径1.0米双梢重型悬吊天轮

22、，能满足要求。(七)放炮电缆悬吊钢丝绳、稳车天轮选择1、悬吊钢丝绳选择放炮电缆单独悬吊，选用U3X 25+1X10电缆，具重量 Q1=2.422 X50X 9.81=15443.9' 卡子每 6 米一付，每付重 27.49N, 其重量：Q2=650 + 6 X 27.492978(N)(1)终端荷重Q0Q0=Q1+Q 2=15443.9+2978=18421.9(N)Q0Ps=110 B _ u H0g Ma18421.9(2)钢丝绳单位长度重量:/ g= /9.81 = 0.71kg /m110 1770 -6509.81 6式中：年钢丝绳极限抗拉强度，取 a=1770MpaMa：安全系数，取Ma=6H。：悬吊高度H0=650m(3)根据计算选：18 X7+F08-