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立井竖井凿井施工设备配套选型与布置

施工设备配套方案油液膜过滤钻车2019-06-17 11:09:14

       立井竖井凿井施工设备配套选型与布置必须根据矿方设计要求的井筒直径、井深设计,勘测围岩条件、用途和工期要求来选择施工工艺与凿井施工设备配套选型。目前较普遍先进的凿井配套施工设备:JK(B)缠绕式凿井提升机+亭式井架+座钩式吊桶+悬吊凿井稳车+双层吊盘+伞钻+凿井抓渣机+变频螺杆空压机+轴流式局部对选通风机+高扬程吊挂排沙清淤泵+整体钢模板。


    立井井筒施工时,为了满足掘进提升、翻卸矸石、砌筑井壁和悬吊井内施工设施的需要,必须设置凿井井架、天轮平台、卸矸台、封口盘、固定盘、吊盘、稳绳盘、以及砌壁模板等凿井结构物。有一些凿井结构物是定型的,可以根据施工条件选取(如凿井井架),有一些则要根据施工条件进行设计计算。主要凿井结构物的结构特点和设计的原则,以及凿井设备的布置。

    凿井井架是专为凿井提升及悬吊掘进设备而设立的,建井结束后将其拆除,再在井口安装生产井架。因此,凿井井架亦称临时井架。

    我国凿井时大都采用亭式钢管井架,这种井架的四面具有相同的稳定性,天轮及地面提绞设备可以在井架四周布置。亭式井架采用装配式结构,其优点是:可以多次重复使用,一般不需要更换构件;每个构件重量不大,安装、拆卸和运输都比较方便;防火性能好;承载能力大,坚固耐用,可以满足井下和井口作业的需要。

    除亭式钢管井架外,个别地方还使用过三腿式钢凿井井架。


    选择凿井井架的原则是:能够安全地承担施工荷载;保证足够的过卷高度;角柱跨距和天轮平台尺寸应满足井口施工材料、设备运输及天轮布置的需要。一般情况下,可参照表规格选用井架。当施工工艺及设备与井架技术规格有较大差异,如总荷载虽相近但布置不平衡时,必须对井架的天轮平台、主体架及基础等主要构件的强度、稳定性及刚度进行验算。

凿井设备布置是一项比较复杂的技术工作,它要在有限的井筒断面内,妥善地布置各种凿井设备。除了满足立井施工需要外,还要兼顾矿井建设各个阶段的施工需要。

凿井设备布置包括:井内设备、凿井盘台和地面提绞设备布置。其原则是:

1)凿井设备布置,应兼顾矿井建设中凿井、开巷、井筒永久安装三个施工阶段充分利用凿井设备的可能性,尽量减少各时期的改装工程量;

2)井口凿井设备布置要与井内凿井设备布置协调一致,还要考虑与邻近的另一井筒的协调施工;

3)各种凿井设备和设施之间要保持一定安全距离,其值应符合《煤矿安全规程》和《井巷工程施工验收规范》规定;

4)设备布置要保证盘台结构合理。悬吊设备钢丝绳要与施工盘(台)梁错开,且不影响卸矸和地面运输。

5)地面提绞布置,应使井架受力平衡,绞车房及其它临时建筑不要妨碍永久建筑物的施工;

6)设备布置的重点是提升吊桶和抓岩设备。

总之,井内以吊桶布置为主,井上下应以井内布置合理为主,地面与天轮平台,应以天轮平台布置合理为主。

  凿井设备的布置受多种因素的牵制,难于一次求成。为便于互相调整设备之间的位置,减小设计工作量,往往将各种设备按一定比例用硬纸制成模板,在同样比例画出的井筒设计掘进断面内,反复布置、多次调整,直到合理。方案确定后,绘出井筒断面布置图,其比例一般为1:201:25。也可以采用计算机软件进行凿井设备布置。设备的布置应由掘进工作面逐层向上布置,由井筒中心向四周布置,避免遗漏和产生矛盾。

凿井设备布置的步骤是

1)根据工业场地总平面布置图与井下巷道出车方向确定凿井提升机的方位,初步定出井内提升容器的位置;

2)布置井内凿井设备,如抓岩机、吊泵、钻架、安全梯、风筒等,并确定其悬吊方式;

3)确定各种管线位置及其悬吊方式;

4)确定凿井吊盘、固定盘、封口盘的设备孔口位置和尺寸;布置盘梁和盘面设备;

5)确定井架与井筒的相对位置,确定翻矸平台上设备通过口的位置、大小和梁格布置;选择天轮和天轮梁,并确定其在平立面的位置。

6)布置地面凿井提升机和凿井悬吊稳车。

7)进行校对、调整、绘制各层平面及立面布置图,编写计算书。


提升吊桶布置:提升吊桶是全部凿井设备的核心,吊桶位置一经确定,提升机房的方位,井架的位置就基本确定,井内其它设备也将围绕吊桶分别布置。

提升吊桶可按下列要求布置;

1.凿井期间配用一套单钩或一套双钩提升时,矸石吊桶要偏离井筒中心位置,靠近提升机一侧布置,以利天轮平台和其它凿井设备的布置。若双卷筒提升机用作单钩提升时,吊桶应布置在固定卷筒一侧。天轮平台上,活卷筒一侧应留有余地,待开巷期间改单钩吊桶提升为双钩临时罐笼提升。

采用双套提升设备时,吊桶位置在井筒相对的两侧,使井架受力均衡,也便于共同利用井架水平联杆布置翻矸台。

无论采用哪种提升方式,吊桶布置还应考虑地面设置提升机房的可能性。

2.井筒施工中装配两套或多套提升时,两套相邻提升的吊桶间的距离按《煤矿安全规程》规定应不小于450mm;两个提升容器导向装置最突出部分之间的间隙,不得小于0.2+H/3000H-提升高度,mm,当井筒深度小于300m时,上述间隙不得小于300mm

3.对于罐笼井,吊桶一般应布置在永久提升间内,并使提升中心线方向与永久出车方向一致;对于箕斗井,当井筒装配刚性罐道时,至少应有一个吊桶布置在永久提升间内,吊桶的提升中心线可与永久提升中心线平行或垂直,但必须与车场临时绕道的出车方向一致。这样有利于井筒安装工作和减少井筒转入平巷施工时,吊桶改换临时罐笼提升的改绞工作。

4.吊桶(包括滑架)应避开永久罐道梁的位置,以便后期安装永久罐道梁时,吊桶仍能上下运行。

5.吊桶两侧稳绳间距,应与选用的滑架相适应;稳绳与提升钢丝绳应布置在一个垂直平面内,且与地面卸矸方向垂直。

6.吊桶应尽量靠近地面卸矸方向一侧布置,使卸矸台少占井筒有效面积,以利其它凿井设备布置和井口操作。但吊桶外缘与永久井壁之间的最小距离应不小于500mm

7.为了进行测量,吊桶布置一般应离开井筒中心,采用普通垂球测中时,吊桶外缘距井筒中心应大于100mm;采用激光指向仪测中时应大于500mm。采用凿井抓岩机时,桶缘距井筒中心一般不小于800mm。采用中心回转抓岩机时,因回转座在吊盘的安设位置不同,吊桶外缘与井筒中心间距视具体位置而定。

8.为使吊桶顺利通过喇叭口,吊桶最突出部分与孔口的安全间隙应大于或等于200mm,滑架与孔口的安全间隙应大于或等于100mm

9.为了减少由井筒转入平巷掘进时临时罐笼的改装工作量,吊桶位置尽可能与临时罐笼的位置一致,使吊桶提升钢丝绳的间距等于临时罐笼提升钢丝绳的间距。


    凿井抓渣机的位置要与吊桶的位置配合协调,保证工作面不出现抓岩死角。当采用中心回转抓岩机(HZ)和一套单钩提升时,吊桶中心和凿井抓渣机中心各置于井筒中心相对应的两侧,在保证凿井抓岩机外缘距井筒中心大于100mm的条件下,尽可能靠近井筒中心布置,以扩大抓岩范围,防止吊盘扁重。当采用两套单钩提升时,两个吊桶中心应分别布置在抓岩机中心的两侧。为便于进行井筒测量工作,凿井抓岩机中心要偏离井筒中心650700mm;为保证抓岩机有效地工作,除一台吊泵外,其它管路不许伸至吊盘以下,抓斗悬吊高度不宜超过15m。凿井抓渣机因中轴留有φ210mm的测量孔,故抓岩机置于井筒中心位置。

管路和电缆的布置:

1.管路、缆线以及悬吊钢丝绳均不得妨碍提升、卸矸和封口盘上轨道运输线路的通行;井口通过车辆及货载最突出部分与悬吊钢丝绳之间距不应小于100mm。另外,管路位置应充分考虑建井第二时期管路的使用。

2.风筒、压风管和混凝土输送管应适当靠近吊桶布置,以便于检修,但管路突出部分至筒缘的距离,应不小于500mm;小于500 mm时,宜采用井壁固定吊挂。此外,风筒、压风管、混凝土输送管应分别靠近通风机房、压风机房、混凝土搅拌站布置,以简化井口和地面管线布置。

3.照明、动力电缆和信号、通讯、放炮电缆的间距不得小于300mm,信号与放炮电缆应远离压风管路,其间距不小于1.0m,放炮电缆须单独悬吊。

4.当凿井管路采用井内吊挂时,管路应靠吊筒一侧集中布置,直径大的风筒置于中间;压风管、供水管和混凝土输送管对称安设在风筒的两侧。这样便于管路的下放和安装,避免几趟管路分散吊挂在井筒四周,造成吊盘圈梁四处留管路缺口,给吊盘的加工和使用造成困难。

井内各悬吊盘的布置:包括盘的梁格和孔口布置及盘面上施工设施的布置等。布置时可参考下列要求进行。


1.吊盘圈梁一般为闭合圆弧梁,吊盘主梁(吊盘悬吊钢丝绳的生根梁)必须为两根完整的钢梁,一般与提升中心线平行,两梁尽量对称布置。盘梁的具体位置应按吊桶、吊泵、安全梯和管线的位置及其通过孔口大小来确定,并结合盘面上的抓岩机、吊盘撑紧装置等施工设施的布置一并考虑。

2.吊盘绳的悬吊点一般布置在通过井筒中心的连线上,尽量避开井内罐道和罐梁的位置,以免井筒安装时重新改装吊盘。吊盘、稳绳盘各悬吊梁之间及其与固定盘、封口盘各梁之间均需错开一定的安全间距,严禁悬吊设备的钢丝绳在受荷载的各盘、台梁上穿孔通过。

3.吊盘上必须设置井筒测孔,其规格为200×200mm2;吊盘采用单绳集中悬吊时,悬吊钢丝绳应离开井筒中心250400 mm

4.吊盘上安置的各种施工设施应均匀分布,使两根吊盘绳承受荷载大致相等,以保持吊盘升降平稳。

5.采用伞形钻架打眼时,为将伞形钻架置于井筒中心固定,吊盘上应留有宽100 mm提升伞钻钢丝绳的移位孔。

6.中心回转抓岩机的回转机构底座要安装在吊盘的两根钢梁上,两根钢梁内侧边距为12301250mm。凿井抓渣机与吊盘的连接尺寸应根据机械安装要求布置钢梁。

7.吊盘之突出部分与永久井壁或模板之间的间隙不得大于100mm;各盘口、喇叭口、井盖口、翻矸门与吊桶最突出部分之间的间隙不得小于200mm,与滑架的间隙不得小于100mm。吊桶喇叭口直径除满足吊桶安全升降外,还应满足伞形钻架等大型凿井设备的安全通过;吊盘下层盘底喇叭口外缘与中心回转抓岩机臂杆之间应留有100200mm的安全间隙,以免相碰或影响抓岩机的抓岩范围。

8.吊泵通过各盘孔口时,其周围间隙不得小于50mm;安全梯孔口不小于150mm;风筒、管路及绳卡不得小于100mm

封口盘和固定盘的孔口布置基本上和吊盘相同。由于各盘的用途不同,主、副梁的布置及结构尺寸也各有差异,但各种悬吊设备所占孔口位置上下应协调一致。