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某煤矿进风立井改绞施工组织设计

某煤矿进风立井井筒临时改绞

某煤矿位于**城北西12km，隶属**乡、**镇管辖。该区交通便利。**铁路、**国道及**二级公路从井田东侧通过，**高速公路横穿井田东南部，**公路从井田中部通过，各大村镇之间均有简易公路通连，对外交通和内部运输条件均较便利。

该煤矿设计生产能力为1000万吨/年，矿井工业场地选择在井田中部（已部分完成场平），布置主副斜井；在主井场地以北1.4km处布置中央进、回风立井，斜立混合开拓，四条井筒均采用普通法施工。我单位施工的工程为中央进风立井井筒掘砌（含井底连接处及井底水窝）和缓坡副斜井（下部1571m）井筒掘砌工程。目前工业广场达到“四通一平”要求，满足井筒改绞施工需要。

中央进风立井井口绝对标高为+1216.000m，井深357m,，净径φ6.5m，采用普通法施工，支护形式为混凝土、钢筋混凝土砌碹。改绞位置为井深342m，绝对标高为+874m。

待井筒施工完成后,进行临时改绞的施工(独眼井施工GB∕T 958-2015 区域地质图图例.pdf，改绞时考虑排水及通风)。

略（见井筒施工组织设计）。

改绞设施分为井口部分、井底部分，分别设有封口盘、罐座，稳罐装置、栏杆、安全门等。

井上下均设稳罐装置和安全门，井上设封口盘、井口罐座，封口盘上设有稳罐装置、井口栏杆、活动栏杆等，井下设马头门临时封口盘和井底罐座，在马头门封口盘进出罐笼的两侧各设手动安全门一个。井上设GHT型过卷缓冲装置，井下设NB型防礅罐装置。在井筒内设置两趟强力胶质风筒。

井底马头门附近位置设临时变电所，安装变压器、高低压防爆开关等电器设备以满足施工需要。

动力、通讯信号、监控电缆、瓦斯监测监控电缆采用钢丝绳悬吊方式下放，上端固定在天轮平台上。

运输采用600mm轨距，1.5t矿车，电机车牵引串车运输。

本次改绞的主要任务是负责**矿建二期工程施工时人员上下和矸石、材料、设备的运输。

附图：临时改绞井上、井下提升系统示意图；

第二章方案确定的原则及依据

临时改绞在满足生产能力和施工安全的前提下，充分利用现有设备适当增加新设备，尽量不做或少做临时工程，以便高速、高效完成改绞。

改绞后形成临时供电、排水、压风、供风、供水、通风、通讯及井上下运输等系统。

改绞设计尽量使各系统设计合理、简单、实用。

1、**工程施工图等有关资料；

2、《煤矿安全规程》2010年；

3、《煤矿安装工程质量检验评定标准》MT5010—95；

4、《**进风立井井筒施工组织设计》；

5、《建井工程手册》、《凿井工程图册》等国家及煤炭行业现行有关政策、法令、规定、标准。

改绞前在井底车场马头门附近位置合适开设临时硐室作为临时泵房和变电所。改绞前应对井筒涌水进行处理，保证井筒总涌水量不超过6m3/h。

由于采用双层罐笼，《煤矿安全规程》要求井底必须保证一定的安全过放距离。根据计算，改绞时马头门以下井筒部分需要15m，以满足改绞必须的过放距离和井底水窝深度需要。

第三章各系统的设计计算

提升机技术数据及相关参数：

最大静张力:：17000kg

最大静张力差：11500kg

配用电机：1000kw/6kv

滚筒容绳量:：830m

(10)罐笼自重：3500kg(带抓捕器)

FJ=17000kg≥Q+QZ+q×H0=12940.00kg

钢丝绳最大悬垂长度按400米计算

3、最大静张力差的校验

FJC=11500kg≥Q+q·H=7829.28kg

4、钢丝绳安全系数的校验

提升钢丝绳的破断拉力Qd=108400.41Kg

提矸石的安全系数为：n=Qd/FJ=8.37＞7.5

提人时的安全系数为：n=Qd/F=10.3＞9

N=K×Q×Um×ρ/102/ηc=654.10kw

Um：提绞车最大提升速度

ρ:动力系数,ρ=1.3

6、滚筒、天轮与钢丝绳直径比的验算

滚筒直径DG=3.5米天轮直径DT=2.5米

提升钢丝绳直径d=40毫米

滚筒与钢丝绳直径比的验算

（2）天轮与钢丝绳直径比的验算

7、绞车的仰角β、内偏角α内、外偏角α外校验

1）提升钢丝绳的仰角：

提升钢丝绳的仰角:31.64°>15°（JK系列）

活滚筒：内偏角0.974° 外偏角0.887°

主滚筒：内偏角0.974° 外偏角0.887°

当缠绕一层钢丝绳时，各偏角均<1°30″

当缠绕多层钢丝绳时，各偏角均<1°15″

（1）根据《煤矿安全规程》之规定：立井中用罐笼升降人员时最大速度不得超过12m/s。

（2）立井中升降物料时，提升容器最大速度不得超过下列公式求得的数值。

ν=6.6<0.6
=11.34m

9、过卷与过放距离校核

根据《煤矿安全规程》第397条之规定，计算得提升机过卷高度和过放距离不得小于7.5m

自罐笼在卸位置时的全高距离其最近梁的下平面之间的有效距离应大于《煤矿安全规程》第397条之规定。

过放距离与过卷高度相同，罐笼在装卸载位置时罐笼底部距井底防撞梁之间的有效距离应大于<<煤矿安全规程>>第397条之规定。

绞车提升速度Um=6.6m/s

提升加速度及减速度a1=a3=0.6m/s2

加速时间及减速时间t1=t3=Um/a1=11s

加速及减速距离h1=h3=0.5Um×t1=36.3m

等速运行距离h2=Hs－h1－h3=284.4m

等速运行时间t2=h2/Um=43.09s

提升休止时间θ=(30~90)s取50s

一次提升循环时间:T=t1+t2+t3+θ=115.09s≈116s

AT=3600×Z×0.9VC÷(kt×T)=79.14m3/h

每班提升8小时,每班净提矸时间为6小时,每天分三班,每天提矸时间18小时,提矸1424.48立方米,每月26个工作日,每月出矸37036.6立方米。按S=20m2断面,月进210m计算,可供8个掘进队同时施工。

11、钢丝绳罐道选择计算：

钢丝绳罐道的张紧力与刚性系数的计算

按“矿山井巷工程施工及验收规范”罐道绳的张紧力fz不小于1000kg/100m及“煤矿安全规程”第384条中设置使用4根罐道绳时的最小钢度系数Kmin不小于50kg/m之规定分别校核。

按fz计算钢丝绳罐道的最小张紧力Fmin

Fmin=H×fz=4000kg

②按Kmin计算钢丝绳罐道的最小张紧力Fzmin

按上述两式计算结果选取大值为罐道绳的张紧力fz。

单位重量q=2.07kg/m

钢丝绳的破断拉力Qd=41622.86kg

①钢丝绳自重Q=q×H=828.00kg

N=Qd/(Fz+Q)=41622.86/5515.22=7.54>6

同一容器的4条罐道钢丝绳的张紧力的张紧力差应不小于5%,且里紧外松。

12、防坠钢丝绳选择计算:

防坠绳最大动载荷的计算

Zmax=1.2QF×(g+αz)/(2g)=12888.00kg

γ=QF/Qh=2.92

(2)防坠绳安全系数的校核

单位重量q=2.82kg/m

①钢丝绳自重Q=q×H=1128.00kg

②钢丝绳的破断拉力Qd=53515.10kg

N=Qd/(Fmax+Q)=53515.10/14016.00=3.81≥3

管路悬吊钢丝绳上端锁在天轮平台钢梁上，中间每隔5m打一付管路卡子，每隔50m，用一组锚栓固定。在井底设支撑弯头、支撑弯头必须固定牢靠。其中排水管选择计算如下：

（1）钢丝绳的端荷重：

无缝钢管允许应力：σπ=800kg/cm2

管路底端压力：p=0.11×h=0.11×357=39.27kgf/m2

得：δ=0.417cm

管路型号：Φ159×5.0

管路重量：扬程×每米重=357×18.989=6779.073kg

管路内水重：截面积×扬程×水容重=6221.72kg,

总重=管重+水重=13000.793kg

卡子个数：60.00个单重:7.06kg

套袖（180）个数：45.00个单重:6.48kg总重：291.32kg

端吊重=管路总重+卡具重+快速接头重=13715.713kg

两绳悬吊则单绳受力Q0=13715.713/2=6857.8565kg

绳单位长度重量：Ps=3.24kg/m

钢丝绳破断力总和：Qd=52500kg

钢丝绳自重：H0×每米重 Q绳=1156.68kg

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

6857.8565+1156.68=8014.5365kg

m=Qd/(Q+PsB×H0)

m=6.55＞6.00

采用凿井期间的压风机及φ159mm供风管路。改绞时按临时改绞平面布置图将管路平移到设计位置，将悬吊钢丝绳上端锁在天轮平台钢梁上，锁绳方式采用在天轮平台副梁上加副绳，主副绳间利用猫爪卡固定，锁绳后沿井壁每隔50m用一组锚杆固定（安装、固定方法同排水管）。

仍采用凿井期间的地面供水系统。

井筒内安装一趟Φ108无缝钢管作为供水管路，利用潜水泵从地面向井下供水，改绞完成后供水管路锁在天轮平台板梁上，并在井底转平处安设减压阀（安装固定方法同排水管路）。其中供水管路计算如下：

(1)供水管路钢丝绳端吊重：

①供水管：Φ108×4.5

供水管重=357×11.486=4100.502kg

卡具单重：7.06Kg个数：60.00个总重：423.6kg

接头：供水管接头（121）个数：36个单重:12.93kg

总重：465.48kg

截面积×高×水容重=2746.68kg

吊重=7736.262kg

两绳悬吊所以Q0=7736.262/2=3868.131kg

绳单位长度重量：Ps=1.74kg/m

钢丝绳破断力总和：Qd=28200kg

钢丝绳自重：H0×每米重 Q绳=696kg

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

4615.85+696=4564.131kg

m=Qd/(Q+PsB×H0)

m=6.18＞6.00

临时搅拌站和电机车修理间应与环形车场连网，形成闭合的环形轨网车场。

附：地面环行车场平面布置示意图。

井上及井下马头门处各安装一台JD11.4小绞车，用于大件吊装或进出罐调车。

二期巷道展开后，工作面100m范围内采用临时轨道，其后更换为矿方提供的永久轨道和轨枕。

总重=3369.366×2=6738.732Kg

电缆卡数:72单重:4.00Kg 总重:288Kg

③端吊重=电缆重+卡具重=7026.732/2=3513.366Kg

绳单位长度重量：=1.44kg/m

钢丝绳破断力总和：=23300Kg

钢丝绳自重：H0×每米重Q绳=514.08Kg

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

3513.366+514.08=4027.446Kg

ma=Qd/(Q+PSB·H0)

附：井下临时供电供电系统图。

八、通讯、信号、照明及监控系统

通讯、信号电缆采用2根钢丝绳吊挂。其中计算为：

型号：MKVV2224×1.00.889Kg/m(1根)

型号：MKVV2239×1.01.200Kg/m(1根)

型号：MHYV0.11Kg/m(1根)

型号：SYV0.45Kg/m(1根)

总重=317.37+428.40+39.27+160.65=945.69Kg

电缆卡数:119个单重:4.00Kg总重=476.00Kg

端吊重=（电缆重+卡具重）=1421.69/2=710.85Kg

绳单位长度重量：Ps=1.17Kg/m

钢丝绳破断力总和：Qd=22050.20Kg

钢丝绳自重：H0×每米重Q绳=468.00Kg

单根钢丝绳端吊重+单根钢丝绳自重

710.85+468.00=1178.85Kg

ma=Qd/(Q+PSB·H0)

井下照明安装照明综保，照明灯采用防爆白炽灯。

1、KJS型罐笼防坠抓捕器

每个罐笼设抓捕器一套，防止因断绳而造成坠罐事故发生。

DB21／T 3215-2019 水运工程混凝土结构冲击弹性波法检测技术规程2、GHT型井上过卷缓冲装置

每部罐笼在井口上方过卷高度内安装一套该装置，该装置不但能有效的将全速过卷的罐笼较平缓的停住、而且能防止罐笼下滑。

每部罐笼在井下过放距离内安装一套该装置，该装置不但能有效的将全速过放的罐笼较平缓的停住，而且能保证乘员安全。

为保证人员进出罐笼的安全，在马头门封口盘进出罐笼的两侧各设手动安全门一套，并形成安全门与提升信号的闭锁。

6、瓦斯监测监控系统和电视监控系统

另安装一套绞车房、井口、井底马头门的电视监控系统某大厦安装工程施工组织设计，地面监控装置设在调度室。

二期施工时由于进风立井与回风立井未贯通，通风系统采用井筒内设2趟Φ800胶质风筒，井筒风筒固定方式为钢丝绳悬吊，每5m一付风筒卡子，每50m打一付锚抓卡子，每50m在井壁用锚栓固定一道地面设置设4台2*30KW对旋式局部通风机（2用2备）向井下通风。另外在井底车场合适位置设置通风设施，保证工作面需要的通风量和不出现乏风。风机电源取自井下临时变电所。

根据矿井二期工程施工，编制二期工程施工组织设计时，对通风系统进行重新计算和设计，并编制“一通三防”专项措施。