嵩山矿主井临时改绞施工组织设计修改中

嵩山新井主井临时改绞施工组织设计1嵩山矿主井临时改绞施工组织设计一、工程概况永华能源有限公司嵩山矿主井，担负着嵩山矿全矿提煤任务，主井井口标高为＋312.0m，井筒落底标高－364m，井筒净径为5.0m，井深676m，临时井底水窝10m，净断面19.6m2,采用普通凿井法施工。井筒掘砌工程完成后，在井筒施工期间布置的凿井设备及设施，已不能满足井底车场及大巷掘砌施工的需要，必须进行相适应的改造。在满足主井临时提升系统安全正常运行的情况下，本着尽可能多地利用永久设备或设施，尽可能地减少临时工程，缩短工期这一原则，设计主井临时改绞系统。按照井下同时布置3～5个工作面掘进，最大涌水量250m3/h进行方案设计。二、临时改绞系统概述﹙一﹚、提升系统1、采用凿井期间使用的2JK-3.0/15.5型主提升绞车，其技术参数为：最大静张力为130KN，最大静张力差为80KN，电动机功率为630KW。最大提升速度为5.8m/s。2、经计算在提升机两个滚筒上分别选用一根18×7－Φ34－170钢丝绳作为提升绳，其破断力总和为81350kg。单根长度800m。3、提升天轮采用两个φ3m的单槽天轮。4、罐笼采用一对双层1吨单车凿井罐笼，罐笼自重2900kg，外形尺寸：2540×1312×7601mm，每个罐笼安设有两套防坠器，防坠器采用对角抓捕。5、选用钢丝绳罐道，罐道采用8根钢丝绳，每个罐笼设4根罐道，采用双侧布置，罐道绳选用4根6×19－Ф37－170、4根6×19－Φ34－170型普通圆股钢丝绳，左右捻各4根。其中4根兼作制动绳。罐道钢丝绳刚性系数应不小于500N/m，罐道钢丝绳在井底采用嵩山新井主井临时改绞施工组织设计2预埋的45＃工字钢固定，在天轮平台采用8个张紧油缸固定，并通过张紧油缸调节松紧。6、承接装置：井口采用4根14b槽钢制成的钢性罐道，井底采用成套配套罐笼托罐器。7、矿车采用1t固定厢式矿车。﹙二﹚、通风系统1、采用压入式通风。井筒内敷设1趟φ600mm胶质风筒，以井壁悬挂和井壁固定相结合的形式悬挂在井筒东西方向中心线上。用两根6×19－Φ21－170钢丝绳悬吊，且每隔100米生根于井壁。2、选用两台2BKJ-30型局部通风机，其中一台工作、一台备用。风机安装在井口20米以外自制平台上，2BKJ-30型风机主要技术参数：电动机功率：2×30kw风量：630—260m3/min全压：360－6300Pa﹙三﹚、排水系统1、按最大涌水量≤250m3/h考虑，在井底临时泵房布置3台DG120-80型排水泵，配备YB4001-2-450KW/6KV隔爆型电机，功率450Kw。当涌水量≤120m3/h时，一台工作，一台检修，一台井上备用。当涌水量大于120m3/h时，两台工作，一台井下检修备用。单台水泵额定流量为120m3/h，额定扬程840m。2、在井筒内布置2趟φ159×6mm型热扎无缝钢管作排水管，直接排到地面，水管总排水能力为244m3/h。当涌水量≤120m3/h时，采用一趟排水管排水；当涌水量大于120m3/h时，采用两趟排水管排水。采用套管承插焊接或法兰方式连接。上部521m采用Φ159×6钢管，下部150m采用Φ159×8钢管,管路采用四根6×19-Φ34-170钢丝绳悬吊，并每隔160m用树脂锚杆井壁固定。嵩山新井主井临时改绞施工组织设计33、在井底管子转弯处加管子支座，以承受其重力，管子支座固定在井底封口盘钢梁上。4、井底水仓形成之前，采用井底水窝作临时水仓，最多可容纳196m3水。5、井筒内的两趟φ159mm排水管在危急时候不能满足要求时，可利用井筒布置的一趟φ159×5mm压风管作为应急排水用，压风管路按排水管路方式安装。﹙四﹚、压风系统1、临时改绞使用主井凿井期间集中压风站供风，安设5L-40/8和4L-20/8压风机各2台，供风能力120m3/min，井筒内设Φ159×5无缝钢管一路，管路连接与固定的方式与排水管路相同。悬吊钢丝绳采用6×19－Φ31－170型普通钢丝绳，左、右捻各一根。﹙五﹚供水系统水源取自井下，井下水泵房设供水水泵，供水管路为50mm钢管。﹙六﹚供电系统利用凿井期间临时变电所。从地面变电所到井下临时敷设2路MYJV22—3×70型电缆向井下双回路供电，电源分别引自地面临时6KV变电站的一回路和二回路。其中一路工作，一路备用，在井下临时变电所设2台变压器，1台KSJ-320/6/0.4型，一台KSJ-100/6/0.4型，供井下二期工程施工用电。入井高压电缆由一条18×7－Φ34－170不旋转钢丝绳悬吊在井口钢梁上。矿井总负荷为：1100Kw，其中2台工作排水泵880Kw，工作面及其他150Kw。井底设置临时变电所，变电所内配备一台KSJ-320/6/0.4型矿用变压器，配备2台BGP49-10/10Z型高压馈电开关，四台QBGZ-100/10Z高压隔爆启动开关，4台BKD200-400Z/1140（660）隔爆低防馈电开关，作为工作面工作电源，一台BZX-4KVA型照明嵩山新井主井临时改绞施工组织设计4信号综合保护装置，供照明、信号电源，配备一台KSJ-100/6（0.4）型矿用变压器，供风机电源，一台BKD200-400Z/1440（660）作为风机馈电总开关。（详见主井井下临时供电系统图）变电所安设局部接地极，变电所设备要有保护接地，局部接地极和设备保护接地与主接地极连成接地网，任一保护接地点的接地电阻不得超过2Ω。﹙七﹚通讯、信号系统在主井井筒内设一条KVV22-2×16型通讯电缆，一条U-1KV/3×16＋1×4型信号电缆，两条电缆采用一根18×7－Φ24－170不旋转钢丝绳悬吊，井口及井底车场设临时信号房。井上下信号房内各安装一台多功能简易信号机，提升机房内安装一套声光信号装置，采用127v电源，提升信号与开车信号闭琐。井下工作面、井上下信号房及提升机房分别安装一部电话进行联络，其中井下电话为防爆型。﹙八﹚、排矸系统井下大巷及地面采用1t固定厢式矿车运输。井上轨型22kg/m，轨距600mm。井下轨型30kg/m，轨距600mm。地面井筒西侧为空车进车方向，坡度为正坡度3‰--5‰，东侧为重车出车方向，坡度为负坡度7‰，重车出罐后能自动滑行，沿着井筒北侧铺设的临时轨道直接进入临时排矸系统进行排矸。在井筒北恻设翻矸台，利用1t前倾式翻矸机及一台JD－25绞车，每次牵引一辆1t固定厢式矿车翻矸，矸石经翻矸机进入矸石转载仓，然后用汽车将矸石运走。三、主要参数校核1、提升系统主要参数校核提升钢丝绳最大垂长HH=Hs+Hj嵩山新井主井临时改绞施工组织设计5式中：Hs——井深，671m;Hj——井架高度，21.97+2=23.97m则H=671+23.97=694.97m①提升机最大静张力验算。a.提升物料重量计算：Q=Z·Km·Vch·Rg式中：Z--一次提升矿车数量2个Km--装满系数，取0.9Vch-矿车容积1.1m3Rg--矸石容重1600kg/m3则：Q＝2×0.9×1.1×1600＝3168kgb.提升容器自重：Qz＝2Qch+Qg式中：Qch--矿车自重607kgQg--罐笼自重2900kg则：2×607＋2900＝4114kg。C.最大静张力验算：Fj=Q+Qz+Psh·H式中：Psh-钢丝绳单位长度重量4.78kg/m。H--钢丝绳最大悬垂长度695m则：3168＋4114＋4.78×695＝10604kg13000kg经验算最大静张力符合要求②提升机最大静张力差校核Fx=Fj－QgFx－最大静张力差；Fj－钢丝绳最大静张力；Qg－提升罐笼重量。嵩山新井主井临时改绞施工组织设计6则：10604－2900＝77048000kg经校核最大静张力差符合要求。③电动机功率验算P=K·Q·Umb·/102·Nc式中：K--矿井阻力系数K＝1.15～1.2取1.2Q--提升货物载荷重Umb-提升最大速度m/sP--动力系数取P＝1.3Nc-传动效率取0.9则：[3168＋607×2]×1.2×5.8×1.3/102×0.9＝432kw630kw经验算电动机动率符合要求④钢丝绳安全系数验算选用2根18×7－Φ34－170钢丝绳作为提升绳，其破断力总和为81350kg。m=Qp/Fj式中：m-计算安全系数Qp--钢丝绳最大破断力总和81350kgFj--提升物料（人）的最大静张力则：提物料m＝81350/10604＝7.77.5经验算提升钢丝绳安全系数满足《煤矿安全规程》第400条对提升物料的要求。提人时最大静张力为：3168＋2×12人×75kg/人＋4.78×695＝8290.1提人m＝81350/8290.1=9.89经验算提升钢丝绳安全系数满足《煤矿安全规程》第400条对提升人员的要求。提升钢丝绳偏角校核嵩山新井主井临时改绞施工组织设计7钢丝绳在提升机滚筒上作双层缠绕。（1）最大外偏角αwtgαw=〔B-(s-a)/2〕/Lx式中：B——滚筒宽度，1500mm；s——天轮中心距，1610mm；a——两滚筒内缘距离，90mm;Lx——钢丝绳弦长，57mmtgαw=〔1500-(1610-90)/2〕/57000=0.0129αw=arctgαw=0°44′38″＜1°30′（2）最大内偏角αntgαn=(s-a)/2/Lxtgαn=（1610-90）/2/57000=0.013αn=arctgαn=0°45′50″＜1°30′钢丝绳的最大内、外偏角满足《煤矿安全规程》第418条要求。2、排水管悬吊钢丝绳选型校核选择6×19－Φ34－1770钢丝绳，左、右捻各一根。①管子及附件重量验算Q1=Qg×H＋Qk×H/8＋Qd×H/4＋QZ式中：Q1--管子及附件计算重量kgQg--管子单位长度重量（Ф159×6为22.64kg/m,Ф159×8为29.74kg/m）H--悬吊管路长度661m（Ф159×6为511m,,Ф159×8为150m）Qk--每副套管重量11kgQd--每副卡子及螺栓重量8kgQZ--终端卡子重量16kg则：Φ159×8管子及附件重量嵩山新井主井临时改绞施工组织设计829.74×150＋11×150/8+8×150/4＋16＝4991kgΦ159×6管子及附件重量22.64×511＋11×511/8+8×511/4＋16＝13310kg管子及附件重量13310+4991＝18301kg②管内水重量验算D2/4·π·H式中：D--管子内径0.147m则：0.1472/4×3.14×661＝11213kg③钢丝绳最大张力验算Fj=Q+Psb×H式中：Fj--钢丝绳计算最大张力kgQ--悬吊物重量18301＋11213＝29514kgPsb--钢丝绳单位长度重量5.717kg/m则：Fj=29514/2+5.717×661=17882kg④钢丝绳安全系数验算m=QP/FJ式中：Q--钢丝绳破断力总和QP＝128805kgFj-最大静张力则：m＝128805/17882＝7.2＞6符合要求。3、压风管悬吊钢丝绳选型及校核验算：井筒内设Φ159×5无缝钢管一路，悬吊钢丝绳采用6×19－Φ31－170型普通钢丝绳，左、右捻各一根。①钢管及附件重量Q1＝Qg×H＋QK×H/8＋QD×H/4＋QZ式中：Q1--管子及附件计算重量kg嵩山新井主井临时改绞施工组织设计9Qg--管子单位长度重量17.15kg/mH--悬吊管子长度661mQk--每副法兰盘及螺栓重量11kgQD--每副卡子及螺栓重量8kgQ2--终端卡子重量16kg则：Q1＝17.15×661＋11×661/8+8×661/4＋16＝13583②钢丝绳最大静张力计重量算：Fj=Q+Psb×H式中：Fj--钢丝绳计算最大静张力kgQ--悬吊物重量kgPSB--钢丝绳单位长度重量3.24kg/m则：Fj＝13090/2＋3.24×661＝8933kg③钢丝绳安全系数验算m＝QP/Fj式中：m--计算安全系数QP--钢丝绳破断力总和53624kgFj--最大静张力kg则：m＝53624/8933=6.0