１Ｏ８ 童媳晨舛枝 ２０１１年第６期 利用永久井架凿井期间设备布置的探讨 刘建超 （中平能化建工集团建井三处，河南平顶山４６７０００） 摘要为了加快建井施工速度，副井要一次性上永久井架，利用永久井架布置凿井设备，主副井贯通后，副井可以直接进入井筒装备，减少井 架等设施的拆除过程。建井三处对在永久井架上布置凿井设备进行了研究，把悬吊设备分开布置，解决了生产难题。 关键词 永久井架布置设备分层布置 中图分类号ＴＤ２６２．４ 文献标识码Ｂ 为加快矿井建设，在副井施工中一次性使用永久 井架，省掉副井凿井井架的拆装时间，主副井贯通后， 主井进行临时改装，副井开始井筒的永久装备安装，可 以加快矿井的建设速度。 １ 工程概况 平禹九矿设计生产能力为１．２Ｍｔ／ａ，采用主、副、 风井三个立井开拓。副井井口标高＋１０４．５ｍ，井底泵 窝底板水平标高～７３０ｍ。副井井筒净直径６５００ｍｍ， 装备一对１５ｔ钢罐道多绳罐笼。 ２施工设计方案 ２．１ 总体设计要求 根据施工组织设计，主副提容器均选用３ｍ 吊桶， 选用两台Ｈｚ一６型中心回转抓岩机，悬吊１趟 ￣ｂ８００ｍｍ的风筒，１趟 １５０ Ｘ４．５ｍｍ的风管，１趟中５０ ×３ｍｍ的供水管。根据建井设计规范的规定：吊盘的 最外缘与突出井壁的间隙≤１００ｒａｍ，吊盘￣６３００ｍｍ， 同时确定了主梁、立柱、悬吊位置，使吊泵、抓岩机、吊 桶、安全梯、风水管的孔口安全间隙符合要求，布置上 力求各部受力均衡。 ２．２天轮台的布置 天轮台根据设备的悬吊方式，最大尺寸是６３００ Ｘ ８１００ｍｍ，永久井架天轮台有效空间５２００ Ｘ４９００ｍｍ，Ｖ 型井架天轮台外围尺寸是８１００×８１００ｍｍ，井简直径 ６５００ｍｍ，外壁直径７３００ｒａｍ，因此外围的模板等悬吊天 轮在永久井架天轮台上布置不下。永久井架天轮台高 ２６ｍ，凿井设备只能在两个方向布置。永久井架不允 许焊接和氧气割孔固定钢梁，天轮梁与天轮台用Ｕ型 卡子固定。由于以上诸多因素，给设备布置带来很大 的难度，以往的集中悬吊方式受到。因此把模板 和安全梯固定在二层台，抓岩机天轮在天轮钢梁加高 一层（布置图见图１）。天轮钢梁一端用两副Ｕ型卡子 与天轮台固定在一起，ｕ型卡子用￣２４ｍｍ圆钢做成， 天轮钢梁全部选用通梁，长７８００ｍｍ，跨距较大，为了使 ｝收稿日期：２０１１—０５－０３ 作者简介：刘建超（１９６８一），男，汉族，河南平顶山市人，工程师， ２００３年毕业于焦作矿业学院，现从事机电管理工作。 悬吊天轮的受力均衡，减小钢梁中间的挠度，在钢梁的 中间加一道横梁，两根Ｉ４５钢梁并排摆放，一端放进天 轮台固定天轮的天轮槽内，另一端放在固定钢梁托架 上，托架与天轮平台钢梁用Ｕ型卡子固定。 心线 １一主提天轮２一稳绳天轮３一模块夭轮４一抓岩机天轮５一天轮台６一垫高梁 ７－－中问横梁８一吊盘天轮９一机岩机天轮１ ０～风水管天轮ｌ１一副提天轮 １ ２一隐绳天轮１ ３－－中间梁托絮１ ４一托架Ｕ型卡子 图１ 天轮台布置图 ２．３ 二层台的布置 二层台高１０ｍ，最外尺寸是１４ Ｘ １６ｍ，可以满足翻 矸、伞钻和固定模板天轮的安装要求。外部的主钢梁 采用［３６ａ口对口焊接成为方形，利用钢梁托架托住主 钢梁，钢梁托架由４副ｕ型卡子固定在井架的四根立 柱上，ｕ型卡子用￣３２ｍｍ的圆钢制成。主钢梁内部用 ［３２ａ方形钢组成框架，保证强度同时形成二层平台， 平台尺寸１４×１２ｍ，满足施工要求。在二层台上布置 溜矸仓主梁、伞钻滑道，在主副提升方向布置了模板钢 梁和天轮，天轮可以根据井筒的不同断面前后移动，在 设计过程中，考虑到模板载荷较大，在悬吊模板的钢梁 下部用 １５０×６ｍｍ的钢管做立柱顶住外部主钢梁，外 部主钢梁在溜矸仓等处加立柱，把二层台的载荷进行 分解。考虑到表土层总深５８０ｍ，溜矸仓改为溜槽减轻 重量使设施简单，便于施工。 ３钢梁选型计算和校验 ３．１ 钢梁受力弯矩计算 ‘ 模板总重２２０５０ｋｇ，选用６×１９一 ３４—１５５ Ｉ钢丝 绳，左 、右。共三根。钢丝绳的重量Ｐ船＝４．０９３ｋｇ／＇１１１。 单根钢丝绳承受的重量Ｑ０＝７３５０ｋｇ钢丝绳最大悬吊 ２０１１年第６期 东撼爰舛技 ∑Ｂ＝０，Ｒ＾×４．３８—５４×２．５１＝０ １０９ 深度／４０＝８４６ｍ，则单根钢丝绳荷重： Ｑ＝Ｑ０＋Ｐ册・Ｈｏ＝７３５０＋４．０９３×８４６＝１０８００ｋｇ 两根Ｎ一６钢梁支撑模板工作天轮和导向天轮，计 算工作天轮，每根钢梁承载５４００ｋｇ，即每根钢梁受力为 ５４ｋＮ，天轮高度０．１５ｍ。工作天轮和导向天轮受力分 析如图２，把Ｎ一６钢梁看作简支梁，按照工作荷载，计 算支座反力 、 ： Ａ 叶Ｋ 丑 ＝则：Ｒ ＝３０．９ ｋＮ ∑Ａ＝０，ＲＲ×４．３８—５４×１．８７＝０ 则：ＲＲ＝２３．１ ｋＮ 梁的最大剪力Ｑ ：３０．９ｋＮ， 最大弯矩Ｍ ＝５７．９ｋＮ・ｍ。 钢梁选用热轧普通Ｉ字钢，材质为Ｑ２３５，其抗拉 强度 为３７５—５００ＭＰａ，取盯ｂ＝３７５ＭＰａ，安全系数ｎ ３，则抗弯强用应力［ ］为： １．８ ７ ４ Ｒ ２．５１ ＲＢ ［ ］＝ ：孚：１２５ＭＰａ Ｏ图 （一） （＋） 许用剪应力［下］为： ［ｆ］＝（０．６～０．８）［ ］：７５—１００ＭＰａ 取［７］＝８０ＭＰａ。 （１）计算钢梁抗弯截面模量 ： — 二二二 ５４ｋＮ 悃 ： 丽 ： ｍａｘ＝４６３－２ｃｍ，ｍ 图２ Ｎ一６梁受力图 （２）查表确定选用Ｉ ３２ａ型Ｉ字钢，其有关参考数 值如下： 底角锚管在非工作面侧的受力较大，能够反映出其在 控制巷道底臌方面的非对称性作用，通过底角锚管的 剪力、弯矩可以分析得出，底角锚管有效地发挥了其抗 弯、抗弯及有效切断底板滑移线的作用，因此，底角锚 管在控制巷道底臌方面的作用十分明显。 （上接第１０７页） 由图５可以看出，给予锚杆施加６ｔ的预紧力，当围 岩变形到一定程度时，支护体最大受力达到１３ｔ，出现 在非工作面侧，顶板与岩层倾斜方向垂直的锚杆的受 力也较大。由于顶板及非工作面侧采用注浆锚杆进行 加固，顶板及帮部的围岩变形量较小，受力较为均匀。 队舢咖ａ 吼 ＝Ｉ№譬蓥 ｌ藿一 撒岍一Ｅａ ∞ （ａ）锚杆受力图 （ｂ）底角锚管轴力图 ｐｉｌｅ Ｍｏｍｅｎｔ Ｍｙ 虽ｐｉｌｅ Ｆｏｒｃｅ Ｆｚ 图５ 上顺槽支护体受力图 Ｍａｇｆａｃ￣１．０００ｅ＋０００ ｗ ｎ ＳＥＬｓ ｓｔｅ ｍ ｙ●ｐｏ 。ｇｓｉ ｔ ｉｖｉ ｅ。ｓＥＬｙ。。● Ｍａｘｉｍｕｍ＝８．１６ｌｅ＋００５ （ｄ）底角锚管弯矩图 ３ 结语 参考文献： ［１］钱呜高，刘昕成．矿山压力及其控制．北京：煤炭工业出版社， １９９１ 通过以上分析，注浆锚杆＋钢带十菱形网＋底角 锚管支护在控制巷道围岩的变形、破坏场的发展及支 护体的受力均匀程度上，都具有其独特的优越性，实际 实践证明，此控制措施在控制掘进期间围岩的变形是 可行的。 ［２］刘波，韩彦辉．ＦＬＡＥ原理、实例与应用指南．北京：人民交通出版 社，２０Ｏ５ ［３］王金安，谢和平，Ｍ，Ａ，Ｋｗａｓｎｉｅｗｓｋｉ，建筑物下厚煤层特殊开采 的三维数值分析，岩石力学与工程学报，１９９８，１８（１），１２—１６ ｌｌＯ 东娃晨科技 ２０１ １年第６期 深井巷道临通误差的计算方法 段元帅，张庆和，刘成立 （莱芜市万祥矿业有限公司潘西煤矿，山东莱芜２７１１０７） 摘要为了对全部贯通测量有一个最后的比较符合实际的估价，可按贯通点两端导线末点实测值的精度，进行巷道贯通水平重要方向的邻 通误差计算，若误差较大，根据情况，可适当采取措施补救。 关键词巷道临通误差计算 中图分类号ＴＤ１７８ ．５ 文献标识码Ａ 当贯通巷道掘进至直线邻通状态时，除了根据贯 Ｘ Ｄ（ 通点两端导线数据计算巷道贯通标定要素并进行实际 ｑＡＢ — 标定外，贯通测量的主要工作已告结束，测量的实际精 ＿ 一 ＢＫ・ Ｂ Ｙ 度已基本定型，贯通测量的全部误差，最终积累在两端 导线最末点的点位误差和方位角误差上，这时的贯通 图１ 误差计算图例 距离可为几十米到数百米。为了对全部贯通测量有一 若根据Ａ、 两点已存在的坐标误差，计算ＡＢ边 个最后的比较符合实际的估价，可按贯通点两端导线 方位角的误差，进而求得贯通点重要方向的误差，则需 末点实测值的精度，进行巷道贯通水平重要方向的邻 假定一坐标系统，Ａ为坐标原点，ＡＢ为ｙ 轴，垂直于ＡＢ 通误差计算，若误差较大，根据情况，可适当采取措施 为 轴，则ＡＢ边的方位角误差，可按两井定向计算地 补救。 面连接误差的公式计算，即 １误差计算 ｍｏｔ ＝± √ Ｌ＋ （１） ，ＡＢ 如图１，Ａ端导线坐标为 、 ，最末边方位角为 式中：， 一ＡＢ边的方位角误差； ；曰端导线坐标为 、 ，最末边方位角为 ，ＡＢ水 眦 、眦 一分别是导线点Ａ和曰在假定坐标系统中 平距离为Ｌ 预计在Ｋ点贯通。 的坐标误差。 为此，必须将实际测量中的统一坐标系统的各次 ≈收稿日期：２０１１一ｏ３—３１ 测量值 、 ，换算为假定坐标系统中的 ，按 作者简介：段元帅（１９８０一）男山东莱芜２０１１年毕业于山东科技 以下公式计算（图２） 大学，助理工程师。现在万祥矿业有限公司潘西煤矿地质测量科工 ０＝９０。一 ｄＢ （２） 作。 口＝ｙ＾ＳｉｎＯ—ＸＡＣｏｓＯ （３） 高度ｈ＝３２０ｍｍ Ｕ型卡子固定牢固。天轮台空间小，把悬吊天轮分开 宽度ｂ＝１３０ｒａｍ 布置，模板天轮可以前后移动，满足冷冻井壁法施工内 腰厚度ｄ：９．５ｍｍ＝０．９５ｅｍ 外壁的问题。 截面面积Ａ＝６７．１５６ｅｎ （２）搭建二层翻矸平台。在１０ｍ处利用井架的立 抗弯截面模量 ＝６９２ｅｍ 柱和横梁，利用［３６ａ组成方钢，满足翻矸设施、伞钻滑 惯性矩 ＝１１１００ｅｍ 道的布置，同时把模板的两个天轮固定在二层台，把悬 半截面静力矩５ ＝２７．５ｅｍ 。 吊天轮的载荷分解，同时解决天轮台小，设备布置不下 （３）剪切应力校核： 的问题。 Ｑ～。Ｓ ３０．９ｋＮ×２７．５ 丌 ＝０．８１ＭＰａ ５使用效果 ４设计创新点和安装要求 通过平禹九矿副井使用永久井架布置凿井设备， 可以满足凿井期间的施工要求，各种设备和钢结构强 （１）利用永久井架布置凿井设备。悬吊各种管路 度满足使用，安装方便快捷、比使用凿井井架安装节约 和设备、两台抓岩机、伞钻、吊泵等施工机具。增设天 时间，提前１０天完成安装任务。 轮台钢梁，天轮采用两个方向的布置，钢梁与平台采用
