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611.7m。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-3m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H=Z+H=611.7+26.2+3.085=640.985m,取645

2、m；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：Q肝=gXG+KmV丫g+0.9X（11/Ks）V丫s+Q=9.81x（1690+0.9X5X1600+0.9x（11/2）X5X1000）+4277=9.81X（1690+7200+2250）+4277=113560（N）式中：Km装满系数取K=0.9V吊桶容积V=5m松散研石容重水容重Ks岩石松散系数取rg

3、=1600kg/m3取rs=1000kg/m3取Ks=2.0G5m座钩式吊桶重量G=1690kg2)下放SJZ6.11型伞钻时Q伞钻=。2+Q=103005+4277=107282(N)式中：QzSJZ6.11型伞钻重量为103005NQ2-一钩头、滑架及缓冲器装置重量4277N3)3m底卸式吊桶下放混凝土时Qs=g(G+V-丫g)+Q=9.81X(1400+0.9X3X2675)+4277=88863.73(N)式中：G3立方底卸式吊桶自重Km装满系数吊桶容积混凝土容重V=3mG=1400kg取K=0.93取rg=2675kg/m3根据以上计算结果，选择荷重Q=Qw=113560(N)为计算

4、依据。(4)提升钢丝绳单位长度重量Ps(按最大荷载提5m研石计算)Qo113560Ps=/g=/9.81=5.78kg/m110bb1101770-Ho-6459.81ma9.817.5式中：6b钢丝绳公称抗拉强度取6B=1770Mpama安全系数取ma=7.5根据计算选18X7+FC40-1770特型多层股不旋转钢丝绳，其标准每米重量RB=6.24kg/m,钢丝破断力总和Q=1190624N(5)钢丝绳安全系数校核提物时Ma=Qd=1190624=7.78>7.5符合规定Qo+PsbHog113560+6.246459.81提人时按每次提升12人考虑，每人重100kg(带工具)QR=9

5、.81X(12X100+1530)+4277=31058.3(N)Ma=16.88>9符合规定Qd1190624-zn=:-Qr+PsBxHoxg31058.3+6.24黑645乂9.81（四）主、副提天轮的选择DA60d=60X40=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釜0d。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=60X40=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

6、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=645m30试验绳长度30米；绳圈间隙，取3;d绳径d=40mm;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吊桶时）Fj=Q+PSbXH0Xg=113560+6.24X645X9.81=153043N<210000N符合规定（5）电动机功率估算式中：VmB提升机

7、最大速度VmB=6.84m/sT传动效率取T=0.85提升机配备电机为YR630-1Z2Xl000kw,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：Q=438609N吊盘承受满载硅吊桶重：Q=93000N人员重：Q3=13734N抓岩机重：Q=201752N,水箱及水重：Q=29430N钢丝绳悬垂长度按照650m计算。（1）终端荷重Q0Q0=1/6（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）=0.1667X（438609+93000+13734+201752

8、+29430=0.1667X776516=129445.22（N）（2）钢丝绳单位长度重量：式中：6b钢丝绳极限抗拉强度，取6B=1770MpaMa：安全系数，取Ma=6H0:悬吊高度H0=650m（3）根据计算选：18X7+FC38-1770钢丝绳，其每米重RB=5.63kg/m,钢丝破断力总和1075154N(4)钢丝绳安全系数校验Ma=QdQo+gPsb.Ho1075154129445.22+9.815.63650=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DD20d=20x38=760mm(d钢丝绳直径)选

9、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Qoq=q+q=79235+22886.73=102121.73(N)(2)钢丝绳单位长度重量：式中：6b钢丝绳极限抗拉强度，取6B=1770MpaMa:安全系数，取Ma=6出悬吊高度Ho=650m(3)根据计算选:18X7+FC34-1770钢丝绳，其每米重RB=4.51kg/m,钢丝破断力总和860893K(4)钢丝绳安全系数校验Ma=QdQo+gPsb.Ho8608931

10、02121.73+9.814.51650=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DA20d=20X34=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Q=441450N模板增加混凝土重量Q=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Q0Q=1/4(Q+Q)=1/4(441450+88290)=132435(N)(2)钢丝绳单位长度重量：式中：6b钢丝绳极限抗拉强度，取6B=1770

11、MpaMa:安全系数，取Ma=6(3)根据计算选:18X7+FC-38-1770钢丝绳,其每米重RB=5.63kg/m,钢丝破断力总和1075154N(4)钢丝绳安全系数校验Ma=QdQo+gPsb.Ho1075154132435+9.815.63650=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D>20d=20x38=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10n3/h,则用吊桶附带排水；如果涌水量大于10m3/h,采用博山泵厂

12、DC50-90X11型高扬程卧泵排水，流量Q=66.2nn/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。管路直径:c4QDg=J、冗Vd3600(1根据排水量计算管路直径466.2=0.088m3.1433600式中：Q-一排水量取Q=66.2n3/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£缝钢管为排水管路。计算水泵扬程(近似计算)式中：hi吸水高度取hi=2mh2排水高度取h2=650m刀水管效率取T=0.9(0.870.95)DC50-80X

13、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:Q=124.6X650=80990(N);法兰接头每6米一付，每付重236.32N,其重量：Q=650+6X236.32=25601(N)排水管内水重：Q=(0.108-0.01)/22X3.14O650X1000X9.81=48073(N)卧泵动力电缆一趟，其总重量：Q=10.6X650X9.81=67591(N)卡子每3米一付，每付重45.81N,其重量：Q=650+3X45.81=9926(N)1钢丝绳最大悬吊高度H°=650m2终端荷重Q。(采用2

14、根钢丝绳悬吊)Q=1/2(Q+Q+Q+Q+Q)=1/2(80990+25601+48073+67591+9926=116090.5(N)钢丝绳单位长度重量：Ps式中：6b一钢丝绳极限抗拉强度，取6B=1770MpaMa:一安全系数，取Ma=6悬吊高度：H0=650m根据计算选用18X7+FG36-1770型多层股不旋转钢丝绳2根，其每米重量RB=5.05kg/m,钢丝破断力总和Qd=964816N5)钢丝绳安全系数校验Ma=Qd964816=Qo+gMPSB.XHo116090.5+9.81黑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-1

15、6/800A型稳车两台4 .悬吊天轮的选择天轮直径DA20d=20X36=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Q=9810N,可乘15人，每人均700N其重量Q=70X15=10500N(1)终端荷重Qoq=q+q=9810+10500=20310(N)(2)钢丝绳单位长度重量：式中：6b钢丝绳极限抗拉强度，取6B=1770MpaMa:安全系数，取Ma=9出悬吊高度Ho=650m(3)根据计算选：18X7+FC22-1770-特型多层股不旋转钢丝绳，其每米重PsB=1.89kg/

16、m,钢丝破断力总和360523N(4)钢丝绳安全系数校验Ma=Qd=Qo+gPsb.Ho36052320310+9.811.89650=11.1>9符合规定3、稳车选择根据钢丝绳最大荷重32362N选用JZ5/1000型专用安全梯稳车一台。4、悬吊天轮选择DA20d=20x22=440mm(d专冈丝名南直径)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0219X6无缝钢管，供水管为057X5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219X6,每米重量309.21N,敷设长度630米，其重量：Q=309.21X630

17、=194802.3(N);供水管57X5,每米重量62.88N,敷设长度630米，其重量：Q=62.88X630=39614(N);供水管内水重：Q=(0.057-0.010)/22X3.14X630X1000X9.81=10717(N)卡子每6米一付，每付重78.48N,其重量：Q=630X78.48/6=8240.4(N)0)钢丝绳最大悬吊高度H0=650m终端荷重Q。(采用2根钢丝绳悬吊)Q=1/2(Q+Q+Q+Q+Q)=1/2(194802.3+39614+10717+8240.4)=126686.85(N)3)钢丝绳单位长度重量：Ps式中：6b一钢丝绳极限抗拉强度，取6B=1770M

18、paMa:一安全系数，取Ma=5悬吊高度：H0=650m根据计算选用18X7+FG34-1770型钢丝绳2根，其每米重量RB=4.51kg/m,钢丝破断力总和Q=860893N钢丝绳安全系数校验一Qd860893Ma=5.54>5符合规7EQo+gxPsb.mHo126686.85+9.81父4.51父6503 .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=20X34=680mm<d钢丝绳直径)，选用直径1.0米双梢重型悬吊天轮，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U3X25+1X10电缆，具重量Q=2.422X650X9.81=15443.9N;卡子每6米一付，每付重27.49N,其重量：Q=650+6X27.49=2978(N)(1)终端荷重QoQ=Q+Q=15443.9+2978=18421.9(N)(2)钢丝绳单位长度重量：式中：6b钢丝绳极限抗拉强度，取6B=1770MpaMa:安全系数，取Ma=6Ht:悬吊高度Ho=650m(3)根据计算选：18X7+FG18-1770-特型多层股不旋转钢丝绳，其每米重PsB=1.264kg/m,钢丝破断力总和234917N(4)钢丝绳安全系数校验MaQd234917Qo+g父P