立井井筒施工設(shè)備與布置

 

立井井筒施工時(shí)，為了滿足掘進(jìn)提升、翻卸矸石、砌筑井壁和懸吊井內(nèi)施工設(shè)施的需要，必須設(shè)置鑿井井架、天輪平臺、卸矸臺、封口盤、固定盤、吊盤、穩(wěn)繩盤、以及砌壁模板等鑿井結(jié)構(gòu)物。有一些鑿井結(jié)構(gòu)物是定型的，可以根據(jù)施工條件選?。ㄈ玷従埽?，有一些則要根據(jù)施工條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。本章重點(diǎn)介紹幾個(gè)主要鑿井結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)的原則，以及鑿井設(shè)備的布置。

第一節(jié)  鑿井井架

鑿井井架是專為鑿井提升及懸吊掘進(jìn)設(shè)備而設(shè)立的，建井結(jié)束后將其拆除，再在井口安裝生產(chǎn)井架。因此，鑿井井架亦稱臨時(shí)井架。

我國鑿井時(shí)大都采用亭式鋼管井架（圖7-1），這種井架的四面具有相同的穩(wěn)定性，天輪及地面提絞設(shè)備可以在井架四周布置。亭式井架采用裝配式結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是：可以多次重復(fù)使用，一般不需要更換構(gòu)件；每個(gè)構(gòu)件重量不大，安裝、拆卸和運(yùn)輸都比較方便；防火性能好；承載能力大，堅(jiān)固耐用，可以滿足井下和井口作業(yè)的需要。

除亭式鋼管井架外，個(gè)別地方還使用過三腿式鋼鑿井井架，在地方小煤礦也使用過木井架。

近年來，一些單位開始利用永久井架或永久井塔代替鑿井井架開鑿立井，省去了鑿井井架的安裝拆卸，雖延長了鑿井準(zhǔn)備期，但對整個(gè)建井工期影響不大，提高了投資效益。最近設(shè)計(jì)單位又設(shè)計(jì)出生產(chǎn)建井兩用井架，它既服務(wù)于建井提升用，又服務(wù)于礦井生產(chǎn)提升用，是一種將鑿井井架和生產(chǎn)井架的特點(diǎn)相結(jié)合的新型井架。永久井架和永久井塔是專為生產(chǎn)礦井設(shè)計(jì)的，利用永久井架和永久井塔鑿井，必須對其改造或加固，以滿足鑿井的要求。兩用井架的問世，將此問題徹底解決，顯示出極大的優(yōu)越性，如濟(jì)寧2號和3號井副井均應(yīng)用生產(chǎn)鑿井兩用井架進(jìn)行立井井筒的施工。

亭式鋼鑿井井架在目前建井工程中使用最為廣泛。根據(jù)井架高度、天輪平臺尺寸及其適用的井筒直徑、井筒深度等條件，亭式鋼管井架共有六個(gè)規(guī)格，其編號為I、II、III、IV、新IV和V型，分別適用于井深200、400、600、800及1100m。隨著我國井筒深度的加大及鑿井機(jī)械化程度的提高，IV型以下的鑿井井架已很少應(yīng)用。

新IV型與原IV型井架相比，主要是增大了天輪平臺面積，提高了井架全高及基礎(chǔ)頂面至第一層平臺的高度，便于在卸矸臺下安設(shè)矸石倉及用汽車運(yùn)矸，也便于傘形鉆架等大型設(shè)備進(jìn)出井筒，同時(shí)亦增大了井架的承載能力。而V型井架則是專為使用千米立井而設(shè)計(jì)的。它具有較大的天輪平臺，滿足多種鑿井設(shè)備的吊掛，具有較大的工作荷重和斷繩荷重。各型號井架的技術(shù)規(guī)格見表7-1。

 

表7-1        MZJ型亭式鑿井井架技術(shù)規(guī)格

選擇鑿井井架的原則是：能夠安全地承擔(dān)施工荷載；保證足夠的過卷高度；角柱跨距和天輪平臺尺寸應(yīng)滿足井口施工材料、設(shè)備運(yùn)輸及天輪布置的需要。一般情況下，可參照表7-1選用井架。當(dāng)施工工藝及設(shè)備與井架技術(shù)規(guī)格有較大差異，如總荷載雖相近但布置不平衡時(shí)，必須對井架的天輪平臺、主體架及基礎(chǔ)等主要構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及剛度進(jìn)行驗(yàn)算。

一、鑿井井架結(jié)構(gòu)

亭式鋼鑿井井架是由天輪房，天輪平臺、主體架、卸矸臺、扶梯和基礎(chǔ)等主要部分所組成的，如圖7-1所示。

（一）天輪房

天輪房位于井架頂部，由四根角柱、上部橫梁、水平聯(lián)桿及兩根用來安裝和檢修天輪的工字鋼梁組成。為防雨雪，上部設(shè)有屋面并裝有避雷針。天輪房的作用是安裝、檢修天輪，保護(hù)天輪免受雨雪侵襲。其角柱為兩條角鋼對焊成十字型截面；上部橫梁為兩條14號槽鋼對焊成工字截面；斜撐為角鋼；水平交叉聯(lián)桿，以兩條角鋼對焊成倒T形截面，工字鋼吊車梁一般選用25號工字鋼，其長度要保證超出天輪平臺每邊1m。

（二）天輪平臺

天輪平臺位于鑿井井架頂部，為框形平臺結(jié)構(gòu)，用于安置天輪梁。天輪由天輪梁支撐，并直接承受全部提升物料和懸吊掘砌設(shè)備的荷載。荷載經(jīng)由天輪、天輪梁、天輪平臺主梁傳遞給鑿井井架的主體架。天輪平臺是由四條邊梁和一條中梁組成的“曰”字型框架，如圖7-2所示。邊梁為焊接鋼板組合工字型梁，中梁為焊接組合工字型變截面梁。邊梁和中梁稱為天輪平臺主梁，各主梁的撓度不應(yīng)超過其跨度的1/400。天輪梁一般都成雙地?cái)[放在天輪平臺上，承托各提升天輪和懸吊天輪。天輪梁在天輪平臺上的位置以井內(nèi)施工設(shè)備布置而定。其規(guī)格一般是根據(jù)其承擔(dān)的荷載計(jì)算選型。除驗(yàn)算其強(qiáng)度和穩(wěn)定型外，還要使天輪梁的撓度不超過其計(jì)算跨距的1/300。天輪梁以計(jì)算選型，其規(guī)格必定繁多。為了簡化安裝，保持天輪平臺上天輪梁的平整，一般盡量選用同規(guī)格的工字鋼加工。現(xiàn)場多用25號工字鋼。其長度要求搭接時(shí)超過主梁不少于150mm，以便在其上鉆孔，用U形螺栓將其與主梁固定，主梁上不準(zhǔn)打孔，亦不準(zhǔn)焊接。有時(shí)在天輪平臺上還要設(shè)置支承天輪梁的支承梁。天輪梁和支承梁通稱副梁，它們之間可搭接，可焊接，也可用螺栓聯(lián)結(jié)。如果副梁的計(jì)算內(nèi)力較大或者結(jié)構(gòu)需要時(shí)，也可采用焊接組合梁。

在天輪梁上架設(shè)天輪時(shí)，應(yīng)盡量使天輪軸承座直接支撐在天輪梁的上翼緣上，如圖7-3，a所示。但有時(shí)為了調(diào)整鋼絲繩的高度，避免與井架構(gòu)件相碰，而不得不將天輪軸承座安裝得高于或低于天輪梁的上翼緣，如圖7-3，b、c、d所示?；蛘咴鲈O(shè)導(dǎo)向輪，如圖7-4所示。應(yīng)該注意，不論采用哪種方式，天輪、鋼絲繩與井架結(jié)構(gòu)之間的安全間隙不得小于60mm。

 

 

天輪梁支承在主梁上時(shí)（圖7-5，a），天輪梁與主梁之間通常都采用U形螺栓連接，如圖7-5，b所示。天輪梁與天輪梁、天輪梁與支承梁之間通常采用連接角鋼和螺栓進(jìn)行連接，如圖7-5，c所示。

（三）主體架

主體架是一個(gè)由四扇梯形桁架組成的空間結(jié)構(gòu)。上部與天輪平臺的中梁和邊梁用螺栓連接，下部則立于井架基礎(chǔ)上。主體架主要承受天輪平臺傳遞來的荷載，并將其傳給基礎(chǔ)。

主體架的每扇桁架通常采用雙斜桿式。最上節(jié)間的斜桿布置形成天輪平臺邊梁的中間支點(diǎn)，使邊梁在其桁架平面內(nèi)，由單跨變?yōu)殡p跨。在桁架下部第一層水平腹桿上，利用水平連桿組成平面桁架，以便支撐卸矸平臺。

主體架的角柱和撐柱一般用無縫鋼管制成。構(gòu)件之間用法蘭盤和螺栓聯(lián)結(jié)。

（四）卸矸臺

立井施工時(shí)，井內(nèi)爆破下的巖石，由抓巖機(jī)裝入矸石吊桶，由提升機(jī)提到井口上方的卸矸臺上，經(jīng)卸矸裝置卸矸入矸石倉，由運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)往排矸場。卸矸臺是用來翻卸矸石的工作平臺，它是一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)。通常布置在主體架的第一層水平聯(lián)桿上。它的主梁和次梁采用工字鋼或槽鋼。梁上設(shè)置方木，用U形螺栓卡緊，然后鋪設(shè)木板，如圖7-6所示。溜矸槽的上端連接在中間橫梁上，下端支撐在獨(dú)立的金屬支架上。

卸矸臺下設(shè)矸石倉，倉體由型鋼及鋼板制成，下有支架及基礎(chǔ)。倉體容積一般為20～30m³。落地式矸石倉容積為500～600 m³。

卸矸臺的高度應(yīng)保證矸石倉的設(shè)置與溜矸槽的傾斜角度，而且矸石溜槽下要有足夠的裝車高度，此外，應(yīng)便于大型設(shè)備如傘形鉆架等出入井口。

（五）扶梯

為了便于井架上下各平臺之間的聯(lián)系，在主體架內(nèi)設(shè)置有輕便扶梯，通常有三個(gè)梯段組成。梯子架采用扁鋼，踏步采用圓鋼，扶手和欄桿采用扁鋼或角鋼制作。第一段梯子平臺設(shè)在卸矸臺上。梯子平臺采用槽鋼和防滑網(wǎng)紋鋼板制作。

（六）基礎(chǔ)

鑿井井架基礎(chǔ)有四個(gè)，成截錐形，分別支承主體架的四個(gè)柱腳?；A(chǔ)材料通常為C15以上的混凝土。澆筑基礎(chǔ)時(shí)，將底腳螺栓預(yù)埋在基礎(chǔ)內(nèi)，安裝井架時(shí)，就利用伸出基礎(chǔ)頂面的螺栓來固定井架柱腳?；A(chǔ)頂面應(yīng)抹平，并與柱腳中心線垂直（圖7-7）。而底面則應(yīng)保持水平，基礎(chǔ)底面積以地基土的允許承載力而定，一般地基土體允許承載力為0.25MPa。

二、鑿井井架結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

（一）鑿井井架主要尺寸的驗(yàn)算

立井施工時(shí)要選擇相應(yīng)的鑿井井架，其原則是：滿足施工要求，保證施工安全，設(shè)備配套合理，使用操作方便。鑿井井架的主要尺寸都應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，為設(shè)備選型提供依據(jù)。井架的主要尺寸是指井架高度、天輪平臺及井架底部平面尺寸。

1．井架高度驗(yàn)算

井架高度是指井口水平至天輪平臺的垂距H（圖7-8），可用下式驗(yàn)算：

                              （7-1）

式中  h₁－井口軌面水平至卸矸臺高度，m；

      h₂－吊桶翻轉(zhuǎn)所需高度，與卸矸臺裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)，用人力卸矸及座鉤式自動(dòng)卸矸時(shí)，可取1.5m；用鏈球式卸矸裝置時(shí)須根據(jù)溜槽及鏈球的總長確定，m；

      h₃－吊桶、鉤頭、連接裝置和滑架的總高度，m；

      h₄－提升過卷高度，按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定采用吊桶提升時(shí)不小于4m；

      R－提升天輪的公稱半徑，m。

當(dāng)已有井架的卸矸臺高度不能滿足卸矸和設(shè)置矸石倉的需要或妨礙大型施工材料和設(shè)備出入井口時(shí)，應(yīng)將井架增高。當(dāng)增加高度在1.5m以內(nèi)時(shí)，可采用加高井架基礎(chǔ)或在 井架柱腳與基礎(chǔ)頂面間設(shè)置鋼墊座的方法。

2．天輪平臺尺寸驗(yàn)算

天輪平臺的形式為正方形，其平面尺寸取決于井筒凈直徑和懸吊鑿井設(shè)備的天輪數(shù)量及其布置方式。天輪平臺的面積在滿足使用要求的情況下，應(yīng)盡量縮小，因?yàn)檫@樣可以選用較小規(guī)格的井架。I～V型鑿井井架的天輪平臺尺寸為5.5×5.5m～7.5×7.5m。

3．井架底部的平臺尺寸驗(yàn)算

井架底部的平臺尺寸，亦即主體桁架角柱在下部張開的距離，應(yīng)滿足下列要求：

（1）基礎(chǔ)應(yīng)離開井壁一定距離，使井壁不致受到井架基礎(chǔ)的側(cè)壓力影響。用凍結(jié)法鑿井時(shí)，應(yīng)使井架基礎(chǔ)避開環(huán)形溝槽的位置；

（2）要有足夠的底面面積，保證施工人員的正常工作與運(yùn)輸需要；

（3）保證井架有足夠的穩(wěn)定性。

（二）鑿井井架的荷載驗(yàn)算

1．井架荷載的種類

作用于井架上的荷載有恒荷載、活荷載和特殊荷載三類。

恒荷載是指長期作用在井架上的不變荷載，如井架自重和附屬設(shè)備重量等。

（1）井架自重：包括天輪房、天輪平臺、主體架和扶梯的重量等；

（2）附屬設(shè)備重量：包括整套天輪重量、卸矸臺重量以及井架圍壁板重量等；

活荷載是指井架在使用過程中，可能發(fā)生變動(dòng)的荷載，如懸吊設(shè)備鋼絲繩的工作荷載、風(fēng)荷載等。

（1）懸吊設(shè)備鋼絲繩的荷載：包括各懸吊設(shè)備和鋼絲繩自重；

（2）風(fēng)荷載：即作用在井架迎風(fēng)面上的風(fēng)力。

特殊荷載是指因偶然事故而作用在井架上的荷載，如提升鋼絲繩拉斷時(shí)的斷繩荷載等。

2．井架荷載的確定

（1）井架自重

在立井施工之前，可根據(jù)井內(nèi)設(shè)備的多少和地面穩(wěn)絞的數(shù)量確定選用標(biāo)準(zhǔn)井架，其自重及其它參數(shù)均可從設(shè)備手冊中查得。若不采用標(biāo)準(zhǔn)井架（鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山建井時(shí)），需要自己設(shè)計(jì)井架時(shí)，通常是根據(jù)已有的類似井架進(jìn)行估算，估算的井架重量與計(jì)算后的井架實(shí)際重量比較，如果相差不超過10％，一般認(rèn)為可以滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，鋼鑿井井架的自重，也可以根據(jù)所有懸吊設(shè)備鋼絲繩工作拉力總和的15％～25％來估算。井架驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)按實(shí)際自重考慮。

（2）附屬設(shè)備重量

整套天輪的重量，可根據(jù)所選用的天輪規(guī)格從設(shè)備手冊中查得；卸矸臺的荷載可根據(jù)實(shí)際情況取值，或者按4～5kN/m²估算；井架圍壁的重量按所采用的材料進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)采用石棉瓦時(shí)，可按200N/m²計(jì)算；當(dāng)采用25mm厚的木板時(shí)，可按250N/m²計(jì)算；當(dāng)采用1.5mm厚的薄鋼板時(shí)，可按120 N/m²計(jì)算；當(dāng)采用油氈時(shí)，連同木板條重量，可按50N/m²計(jì)算。

（3）懸吊鋼絲繩的工作荷載

懸吊鑿井設(shè)備鋼絲繩的工作荷載，是指鋼絲繩與天輪輪緣相切處的靜拉力，它等于鋼絲繩自重及其懸吊設(shè)備重量的總和。

當(dāng)用1根鋼絲繩懸吊時(shí)，鋼絲繩的工作拉力可按下式計(jì)算：

，N                                 （7-2）

當(dāng)用兩根鋼絲繩懸吊時(shí)，每1根鋼絲繩的工作拉力可按下式計(jì)算：

，N                                  （7-3）

式中  Q－懸吊于鋼絲繩的鑿井設(shè)備的重量，N；

      q－每米鋼絲繩重量，N/m；

      H－井筒最大掘進(jìn)深度，m；

      h－井架天輪平臺高度，m。

鑿井設(shè)備重量Q，包括設(shè)備自重、附屬件重以及荷載重量等，可以根據(jù)選用設(shè)備實(shí)際情況通過計(jì)算確定。需要指出，穩(wěn)繩作為滑架的導(dǎo)軌，必須在拉緊狀態(tài)下工作。當(dāng)穩(wěn)繩盤與井幫卡緊并拉緊穩(wěn)繩時(shí)，穩(wěn)繩內(nèi)應(yīng)有較大的拉力，所以穩(wěn)繩的工作荷載不應(yīng)只考慮穩(wěn)繩盤的重量和穩(wěn)繩的自重。按照《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定，穩(wěn)繩張緊力需要滿足最小張緊力和最小剛性系數(shù)的要求，具體計(jì)算見第四章第二節(jié)公式（4-5）和（4-6）。

鑿井設(shè)備懸吊重量Q，除按照上述方法計(jì)算外，還可以根據(jù)所選用的鑿井設(shè)備規(guī)格、井筒深度和井筒直徑參考《建井工程手冊》鑿井設(shè)備懸吊重量表取值。

（4）風(fēng)荷載

作用在井架迎風(fēng)面單位面積上的風(fēng)荷載W，可按下列公式計(jì)算：

，N/m²                         （7-4）

式中  W₀－基本風(fēng)壓，N/m²，從《工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（TJG－74）中查出；

      µ_z－風(fēng)壓高度變化系數(shù)，表示風(fēng)壓隨高度不同而變化的規(guī)律，以10m高處的風(fēng)壓為基礎(chǔ)，離地面愈高風(fēng)壓愈大；

      β_z－Z高度處的風(fēng)振系數(shù)，β_z＝1.0～1.15，井架β_z＝1.0；

      µ_s－風(fēng)載體形系數(shù)，與構(gòu)筑物體形、尺寸等有關(guān)，井架µ_s＝1.3。

基本風(fēng)壓、風(fēng)振系數(shù)、風(fēng)壓高度變化系數(shù)、風(fēng)載體形系數(shù)也可以由《工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中查出。

（5）提升鋼絲繩的斷繩荷載

提升容器與其它設(shè)備相比，升降頻繁，運(yùn)行速度快，因此有可能發(fā)生與吊盤相撞卡住，或提升嚴(yán)重過卷，或鋼絲繩從天輪上滑脫等引起斷繩事故。井架設(shè)計(jì)和驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)考慮這種偶然的荷載。

提升鋼絲繩的斷繩荷載就是提升鋼絲繩的破斷拉力?？蓮挠嘘P(guān)手冊中查得，也可按下式計(jì)算：

，N                                 （7-5）

式中  η－鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)，18×7、6×19鋼絲繩，η＝0.85，6×37鋼絲繩，η＝0.82；

      Q_d－鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和，N；可由鋼絲繩規(guī)格型號表中查得。

3．井架荷載的組合

驗(yàn)算井架結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用過程中可能同時(shí)作用的荷載進(jìn)行組合，一般考慮以下兩種荷載組合，即正常荷載組合和特殊荷載組合。

（1）正常荷載組合：包括全部恒荷載，即井架的自重，附屬設(shè)備的重量；全部提升懸吊設(shè)備鋼絲繩的工作荷載；組合系數(shù)都是1.0；其目的是保證井架在正常工作情況下有充分的安全度。計(jì)算時(shí)按Q235鋼第一組的許用應(yīng)力＝170MPa，屈服應(yīng)力＝240MPa進(jìn)行驗(yàn)算。安全系數(shù)；可以保證井架在正常荷載組合下有充分的安全性。

（2）特殊荷載組合：包括全部恒荷載，即井架自重，附屬設(shè)備重量，組合系數(shù)為1.0；一根鋼絲繩的斷繩荷載及與之共軛的鋼絲繩兩倍的工作荷載、其它鋼絲繩的工作荷載及50％的風(fēng)荷載。按特殊荷載組合計(jì)算時(shí)，鋼材的許用應(yīng)力乘以提高系數(shù)1.25，即，此時(shí)的安全系數(shù)，即說明假設(shè)斷繩事故發(fā)生時(shí)，仍有一定安全度。

第二節(jié)  鑿井工作盤

立井施工時(shí)，需要在井內(nèi)設(shè)置一系列的鑿井工作盤。如封口盤、固定盤、吊盤、穩(wěn)繩盤及其它特殊用途的作業(yè)盤等。這些盤一般都是鋼結(jié)構(gòu)。

一、封口盤

封口盤是設(shè)置在井口地面上的工作平臺，又稱井蓋。它是作為升降人員、設(shè)備、物料和裝拆管路的工作平臺。同時(shí)也是防止從井口向下掉落工具雜物，保護(hù)井上下工作人員安全的結(jié)構(gòu)物。

（一）封口盤的結(jié)構(gòu)

封口盤一般采用鋼木結(jié)構(gòu)，如圖7-9所示。封口盤由梁格、盤面鋪板、井蓋門和管道通過孔口蓋門等組成。封口盤一般做成正方形平臺，盤面尺寸應(yīng)該與井筒外徑相適應(yīng)，但必須蓋住井口。盤面標(biāo)高必須高于最高洪水位，并應(yīng)高出地面200～300mm。

封口盤的梁格布置，如圖7-10所示。它的主梁采用工字鋼，次梁可采用工字鋼、槽鋼或木梁。鋼梁之間可以焊接、螺栓聯(lián)結(jié)，鋼梁和木梁之間要用埋頭螺栓聯(lián)結(jié)。木梁應(yīng)用200×200mm的硬質(zhì)木材，盤面鋪板采用木板或防滑網(wǎng)紋鋼板。如果采用木板，木板為75mm厚并應(yīng)壓縫搭接且保持盤面平整。

 

主梁一般支承在臨時(shí)鎖口或鄰近井口的料石垛上，料石垛的位置，可根據(jù)主梁端部位置確定，但應(yīng)盡量縮短主梁跨度，以保證主梁的承載能力。盤面上的各種孔口，除設(shè)置蓋板外，其縫隙均應(yīng)以軟質(zhì)材料嚴(yán)密封口。封口盤的梁格布置和各種鑿井設(shè)備通過孔口的位置，都必須與井上下鑿井設(shè)備相對應(yīng)。

吊桶提升孔口上設(shè)井蓋門，井蓋門由厚度75mm厚的木板和扁鋼組成。提升吊桶提出井口前將井蓋門打開，讓吊桶通過封口盤；吊桶進(jìn)入井筒后將井蓋門關(guān)閉，以防墜物。在兩扇井蓋門中間留有提升鋼絲繩孔道，以利鋼絲繩運(yùn)行。井蓋門的開啟和關(guān)閉由電動(dòng)絞車或氣動(dòng)絞車?yán)瓌?dòng)，控制開關(guān)一般設(shè)在井口信號房內(nèi)，由信號工統(tǒng)一控制。電動(dòng)啟閉井蓋門的裝置如圖7-11所示。

（二）封口盤的荷載

封口盤的荷載，主要包括封口盤的自重、施工荷載、裝卸設(shè)備或較重物料時(shí)的荷載等。施工荷載是指工作人員、一般工具和物料等的重量。

封口盤的自重以及施工荷載可以近似地作為盤面均布荷載處理。兩者的總荷載集度，通常約取3kN/m²。并且根據(jù)梁格布置情況，劃分梁的承載區(qū)域，確定梁的荷載集度。

裝卸設(shè)備和較重物料的荷載，例如裝卸吊泵和矸石吊桶可能墩罐時(shí)的情況，按照集中荷載處理，并應(yīng)作為動(dòng)力荷載，適當(dāng)乘以動(dòng)力系數(shù)，一般約取1.2～2.0。

在計(jì)算荷載時(shí)，根據(jù)梁格布置情況，次梁通過鋪板承受盤面荷載。主梁除了承受它自己的承載區(qū)域的盤面荷載以外，還將承受由次梁傳遞給它的荷載，這種荷載等于次梁端的支承反力，但方向相反。在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工條件，考慮最不利的荷載組合情況。

（三）封口盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

封口盤的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)它的梁系結(jié)構(gòu)。當(dāng)梁的荷載確定后，根據(jù)支承情況，把次梁和主梁簡化為簡支梁或連續(xù)梁，按受彎構(gòu)件選擇梁的截面和驗(yàn)算梁的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。

為了保持盤面平整及構(gòu)造簡單，對于梁的截面型號，應(yīng)該根據(jù)計(jì)算結(jié)果，予以適當(dāng)調(diào)整，使梁的規(guī)格型號不致過多。次梁與主梁連接，一般通過連接角鋼，采用焊縫和螺栓連接。木梁可采用U形卡固定。

根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，封口盤的常用材料規(guī)格列于表7-2，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。

表7-2                    封口盤常用材料規(guī)格參考表

二、固定盤

固定盤是設(shè)置在井筒內(nèi)鄰近井口的第二個(gè)工作平臺，一般位于封口盤以下4～8m處。固定盤主要用來保護(hù)井下安全施工，同時(shí)還用作測量和接長管路的工作平臺。固定盤以梯子與地面相通。

固定盤采用鋼木混合結(jié)構(gòu)。它的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求，與封口盤大致相同。其不同點(diǎn)是吊桶的通過孔口不設(shè)蓋門，而設(shè)置欄桿或喇叭口。固定盤的荷載一般較小，因此固定盤的梁系結(jié)構(gòu)，可根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，酌情選擇梁的截面型號。盤面孔口位置和大小必須與上下鑿井設(shè)備布置相一致。固定盤的常用材料規(guī)格列于表7-3，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。

表7-3                       固定盤常用材料規(guī)格參考表

三、吊盤和穩(wěn)繩盤

（一）吊盤和穩(wěn)繩盤的構(gòu)造

吊盤是井筒內(nèi)的工作平臺，多以雙繩懸吊，它可以沿井筒上下升降。它主要用作澆筑井壁的工作平臺，同時(shí)還用來保護(hù)井下安全施工，在未設(shè)置穩(wěn)繩盤的情況下，吊盤還用來拉緊穩(wěn)繩。在吊盤上有時(shí)還安裝抓巖機(jī)的氣動(dòng)絞車或大抓斗的吊掛和操縱設(shè)備以及其它設(shè)備。在井筒掘砌完畢后，往往還要利用吊盤安裝井筒設(shè)備。

由于吊盤要承受施工荷載（包括施工人員、材料和設(shè)備的重量），且上下升降頻繁，因而要求吊盤結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用。吊盤采用金屬結(jié)構(gòu)，吊盤的盤架由型鋼組成，一般用工字鋼作主梁、槽鋼作圈梁。并根據(jù)井內(nèi)鑿井設(shè)備布置的需要，用槽鋼或小號工字鋼設(shè)置副梁，并留出各通過孔口（圖7-13）。盤面鋪設(shè)防滑網(wǎng)紋鋼板。

穩(wěn)繩是吊桶上下運(yùn)行的滑道。為減小吊桶的橫向擺動(dòng)，吊桶以滑架和穩(wěn)繩相連。吊桶在滑架（導(dǎo)向架）的限位下，與吊桶沿穩(wěn)繩共同高速運(yùn)行。為此，穩(wěn)繩需要給以一定的張緊力，用來拉緊穩(wěn)繩的盤體稱為穩(wěn)繩盤。它是井筒內(nèi)的第二個(gè)可移動(dòng)盤體。穩(wěn)繩盤位于吊盤之下，離井筒掘進(jìn)工作面10～20m，伴隨掘進(jìn)工作面的前進(jìn)而下移，爆破時(shí)上提到一定安全高度處。因此，它是掘進(jìn)工作面的又一安全保護(hù)盤。有時(shí)在穩(wěn)繩盤上還安裝懸掛抓巖機(jī)的氣動(dòng)絞車。如穩(wěn)繩不足以使盤體保持平衡時(shí)，應(yīng)增設(shè)懸吊鋼絲繩，使盤體保持平衡，防止偏盤事故的發(fā)生。穩(wěn)繩盤的設(shè)置與否，取決于井筒施工作業(yè)方式。當(dāng)采用長段平行作業(yè)時(shí)，一定要設(shè)穩(wěn)繩盤。在采用單行作業(yè)、混合作業(yè)或短段平行作業(yè)時(shí)，穩(wěn)繩盤的作用由吊盤取代，因而也不必設(shè)置穩(wěn)繩盤了。

穩(wěn)繩盤的構(gòu)造和設(shè)計(jì)要求，與吊盤大致相同，其各通過孔口也完全相同，因此可以參照吊盤設(shè)計(jì)穩(wěn)繩盤。穩(wěn)繩盤為單層盤，梁格同吊盤。

吊盤有雙層（圖7-12）或多層。當(dāng)采用單行作業(yè)或混合作業(yè)時(shí)，一般采用雙層吊盤，吊盤層間距為4～6m；當(dāng)采用平行作業(yè)時(shí)，可采用多層吊盤。多層吊盤層數(shù)一般為3～5層，為適應(yīng)施工要求，中間各層往往做成能夠上下移動(dòng)的活動(dòng)盤，其中主工作盤的間距也多為4～6m。多層吊盤的盤面布置和構(gòu)造要求，與雙層吊盤基本相同。

吊盤（圖7-13）由梁格、盤面鋪板、吊桶通過的喇叭口、管線通過孔口、扇形活頁、立柱、固定和懸吊裝置等部分組成。

 

 

 

 

吊盤的梁格由主梁、次梁和圈梁組成（圖7-14）。兩根主梁一般對稱布置并與提升中心線平行，通常采用工字鋼；次梁需根據(jù)盤上設(shè)備及鑿井設(shè)備通過的孔口以及構(gòu)造要求布置，通常采用工字鋼或槽鋼；圈梁一般采用槽鋼冷彎制成。梁格布置需與井筒內(nèi)鑿井設(shè)備相適應(yīng)，并應(yīng)注意降低圈梁負(fù)荷。各梁之間采用角鋼和連接板，用螺栓連接。盤面的防滑網(wǎng)紋鋼板也用螺栓固定在梁上。

各層盤吊桶通過的孔口，采用鋼板圍成圓筒，兩端做成喇叭口。喇叭口除保護(hù)人、物免于掉入井下外，還起提升導(dǎo)向作用，防止吊桶升降時(shí)碰撞吊盤。喇叭口與盤面用螺栓連接。上、下喇叭口離盤面高度一般為0.5m，操作盤上的喇叭口應(yīng)高出盤面1.0～1.2m。采用多層吊盤時(shí)，可設(shè)整體喇叭筒貫串各層盤的吊桶孔口，以免吊桶多次出入盤口而影響提升速度。盤上作業(yè)人員可另乘輔助提升設(shè)備上下。吊泵、安全梯及測量孔口，采用蓋門封閉。其它管路孔口亦設(shè)喇叭口，其高度應(yīng)不小于200mm。

各層盤沿周長設(shè)置扇形活頁，用來遮擋吊盤與井壁之間的孔隙，防止吊盤上墜物。吊盤起落時(shí)，應(yīng)將活頁翻置盤面?；铐搶挾纫话銥?00～500mm。

立柱是連接上下盤并傳遞荷載的構(gòu)件，一般采用Φ100mm無縫鋼管或18號槽鋼，其數(shù)量應(yīng)根據(jù)下層盤的荷載和吊盤空間框架結(jié)構(gòu)的剛度確定，一般為4～8根。立柱在盤面上適當(dāng)均勻布置，但力求與上、下層盤的主梁連接。

為防止吊盤擺動(dòng)，通常采用木楔、固定插銷或絲桿撐緊裝置，使之與井壁頂住，數(shù)量不少于4個(gè)。盤上裝有環(huán)形軌道或中心回轉(zhuǎn)式大型抓巖機(jī)時(shí)，為避免吊盤晃動(dòng)，影響裝巖和提升，宜采用液壓千斤頂裝置撐緊井幫。

吊盤的懸吊有單繩單絞車、雙繩單絞車和多繩多絞車等方式。目前使用最多的是雙繩雙叉雙絞車懸吊方式。懸吊鋼絲繩的下端由分叉繩與吊盤的主梁連接，盤面上的四個(gè)懸吊點(diǎn)可以保證盤體平衡。如果吊盤荷載較大，兩根懸吊鋼絲繩可以采用回繩懸吊。這種懸吊方式，要求兩根懸吊鋼絲繩的一端固定在天輪平臺上，而另一端向下并繞過與兩組分叉繩相連的滑輪，然后折返井口再繞過天輪而固定在鑿井絞車上。這種懸吊方式將使每根懸吊鋼絲繩承受的拉力降低一半，因此可以承受較大吊盤荷載。

（二）吊盤荷載分析

吊盤是立井施工時(shí)的主要工作平臺。它的盤面留有不少孔口，使承載區(qū)域被劃分為許多部分，而且施工時(shí)的荷載情況比較復(fù)雜。吊盤荷載通?？梢园凑障率鰩醉?xiàng)荷載酌情考慮：

1.吊盤盤架結(jié)構(gòu)自重以及施工荷載，可以近似地作為盤面均布荷載處理。盤面的總荷載應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況確定。當(dāng)計(jì)算均布荷載集度時(shí)，根據(jù)吊盤施工情況，應(yīng)該考慮受力不均勻的影響，適當(dāng)乘以受力不均勻系數(shù)。然后根據(jù)梁格布置情況，劃分梁的承載區(qū)域，確定梁的荷載集度。

2.立模或拆模時(shí)，可以按照一圈模板、一圈模板的圍圈和少量鋼筋的重量，根據(jù)堆放位置作為局部均布荷載處理。模板和井圈按600kg計(jì)算，少量鋼筋按750kg計(jì)算。

3.當(dāng)澆筑混凝土或鋼筋混凝土井壁時(shí)，如果采用管路運(yùn)輸，可以不必考慮混凝土荷載。如果采用自卸式吊桶輸送，應(yīng)該考慮傾斜在漏斗內(nèi)的混凝土荷載。在漏斗安裝處，按照局部均勻荷載處理，并應(yīng)作為動(dòng)力荷載，適當(dāng)乘以動(dòng)力系數(shù)1.2。

4.當(dāng)采用平行作業(yè)，澆筑混凝土或鋼筋混凝土井壁時(shí)，壁圈荷載的一部分將通過支撐裝置傳遞給立模盤。在支撐安裝處按照集中荷載處理，并應(yīng)作為動(dòng)力荷載，適當(dāng)乘以動(dòng)力系數(shù)1.2。

5.抓巖機(jī)的氣動(dòng)絞車以及其它設(shè)備，可以根據(jù)安裝位置作為集中荷載處理。

當(dāng)懸掛于吊盤的抓巖機(jī)或環(huán)形軌道式抓巖機(jī)啟動(dòng)抓巖時(shí)，應(yīng)該根據(jù)抓巖機(jī)和巖石的重量，按照集中荷載處理，并應(yīng)作為動(dòng)力荷載，適當(dāng)乘以動(dòng)力系數(shù)1.2。

6.懸吊鋼絲繩通過分叉繩作用于吊卡的荷載，以及自下而上依次通過立柱傳遞的荷載，都應(yīng)分別計(jì)算確定。

必須注意，吊盤荷載比較復(fù)雜，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況考慮其它荷載。而且上述幾項(xiàng)荷載，并不同時(shí)存在，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須分析最不利的荷載組合，作為計(jì)算依據(jù)。

（三）吊盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

吊盤的設(shè)計(jì)順序，一般自下而上依次進(jìn)行。首先設(shè)計(jì)吊盤的梁系結(jié)構(gòu)，然后設(shè)計(jì)立柱、懸吊裝置。

1. 吊盤梁系結(jié)構(gòu)

吊盤的梁系結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行簡化，去掉構(gòu)造次梁，然后計(jì)算支承次梁、主梁和圈梁。

次梁一般為以主梁或圈梁為支點(diǎn)的單跨簡支梁；主梁一般為支承于立柱（下盤主梁）或吊卡（上盤主梁）的外伸簡支梁。次梁和支撐于立柱的主梁（下盤主梁）承受均布和集中垂直荷載，因此為單向受彎構(gòu)件。支承于吊卡的主梁（上盤主梁）因受懸吊褲衩繩的斜向拉力，因此為偏心受壓構(gòu)件。

圈梁的計(jì)算比較復(fù)雜，要根據(jù)吊盤梁格的布置形式進(jìn)行結(jié)構(gòu)的合理簡化。常見的閉合形圈梁（圖7-15，a）為對稱布置，荷載也基本對稱，圈梁與主梁的連接處可近似地看作固定端。兩固定端間圈梁跨度中點(diǎn)的連接處可以近似地視作鉸接（圖7-15，a），只要取出四段圈梁中受力最不利的一段進(jìn)行計(jì)算即可。每一段圈梁為對稱結(jié)構(gòu)，在對稱荷載作用下，對稱截面上的反對稱內(nèi)力為零，所以在鉸接處的剪力和扭矩為零，同時(shí)鉸接處的彎矩也為零，因此圈梁可進(jìn)一步簡化為懸臂曲梁加以計(jì)算（圖7-15，b）。

作用于受力最不利一段圈梁上的荷載有該段圈梁所承受的盤面垂直均布荷載q和由與該段圈梁連接的承載次梁傳來的垂直集中荷載N。為了簡化計(jì)算，可將均布荷載q作為集中荷載考慮，作用點(diǎn)在圈梁與次梁連接處（圖7-15，c）。

2. 立柱

吊盤工作時(shí)，立柱為軸心受拉構(gòu)件；吊盤組裝時(shí)，立柱則為軸心受壓構(gòu)件。立柱的計(jì)算長度為上下盤的層間距。

必須注意，立柱是連接上、下盤的重要構(gòu)件，參照《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，比照吊盤懸吊繩的安全系數(shù)，其安全系數(shù)應(yīng)不小于6。

3. 懸吊裝置

一般采用雙繩雙叉懸吊時(shí)，每組分叉繩的兩端與上層盤的兩個(gè)吊卡相連。四個(gè)吊卡應(yīng)在盤面適當(dāng)對稱布置，并應(yīng)安裝在上層盤的主梁上。吊盤吊卡的結(jié)構(gòu)見圖7-16。在荷載確定后，要對吊卡的銷軸，耳柄及吊卡底部進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。

吊卡裝置是連接吊盤和分叉繩的重要部件，因此它的安全系數(shù)，亦應(yīng)按照吊盤懸吊繩的安全系數(shù)考慮，吊卡采用k≥6。銷軸安全系數(shù)參考《煤礦安全規(guī)程》關(guān)于連接裝置的規(guī)定，采用k≥10。

吊盤常用材料規(guī)格列于表7-4，供設(shè)計(jì)參考。

  

表7-4                      吊盤常用材料規(guī)格參考表

（四）鑿井工作盤設(shè)計(jì)要求

封口盤、固定盤、吊盤、穩(wěn)繩盤和滑模工作盤等鑿井施工用盤，均為立井施工時(shí)的重要施工設(shè)施。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）各種鑿井工作盤的設(shè)計(jì)計(jì)算方法步驟一般都包括盤面布置和結(jié)構(gòu)布置，估算結(jié)構(gòu)自重，計(jì)算荷載數(shù)值，確定計(jì)算簡圖，并對結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，按照構(gòu)件類型，根據(jù)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求，選擇構(gòu)件截面。

2）鑿井工作盤的盤面布置和結(jié)構(gòu)布置要合理，要根據(jù)鑿井工作盤的用途以及有關(guān)規(guī)程、規(guī)范的要求確定孔口位置和梁系布置。吊盤和穩(wěn)繩盤懸吊點(diǎn)的布置應(yīng)注意使盤保持平穩(wěn)。

3）鑿井工作盤屬于施工設(shè)施，構(gòu)造應(yīng)該力求堅(jiān)固耐用。構(gòu)件之間一般采用螺栓連接，便于安裝拆卸。為了保證構(gòu)件之間連接牢固，必須采取適當(dāng)加固措施，并應(yīng)重視連接強(qiáng)度驗(yàn)算。

4）鑿井工作盤上的荷載比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，具體分析各種荷載及荷載的組合。

5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序通?？筛鶕?jù)傳力過程進(jìn)行。例如對于梁格，由次梁到主梁；對于吊盤，由下層盤到上層盤；對于滑模，由操作盤、輔助盤到提升架。

6）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該綜合考慮自重較輕、材料較省、構(gòu)造簡單、制造方便和符合鋼材規(guī)格等方面的因素。對于構(gòu)件截面型號應(yīng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其規(guī)格型號不要過多。

7）設(shè)計(jì)時(shí)的容許應(yīng)力和安全系數(shù)的取值，必須符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。

第三節(jié)  鑿井設(shè)備布置

鑿井設(shè)備布置是一項(xiàng)比較復(fù)雜的技術(shù)工作，它要在有限的井筒斷面內(nèi)，妥善地布置各種鑿井設(shè)備。除了滿足立井施工需要外，還要兼顧礦井建設(shè)各個(gè)階段的施工需要。

一、鑿井設(shè)備布置原則

鑿井設(shè)備布置包括：井內(nèi)設(shè)備、鑿井盤臺和地面提絞設(shè)備布置。其原則是：

（1）鑿井設(shè)備布置，應(yīng)兼顧礦井建設(shè)中鑿井、開巷、井筒永久安裝三個(gè)施工階段充分利用鑿井設(shè)備的可能性，盡量減少各時(shí)期的改裝工程量；

（2）井口鑿井設(shè)備布置要與井內(nèi)鑿井設(shè)備布置協(xié)調(diào)一致，還要考慮與鄰近的另一井筒的協(xié)調(diào)施工；

（3）各種鑿井設(shè)備和設(shè)施之間要保持一定安全距離，其值應(yīng)符合《煤礦安全規(guī)程》和《井巷工程施工驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定；

（4）設(shè)備布置要保證盤臺結(jié)構(gòu)合理。懸吊設(shè)備鋼絲繩要與施工盤（臺）梁錯(cuò)開，且不影響卸矸和地面運(yùn)輸。

（5）地面提絞布置，應(yīng)使井架受力平衡，絞車房及其它臨時(shí)建筑不要妨礙永久建筑物的施工；

（6）設(shè)備布置的重點(diǎn)是提升吊桶和抓巖設(shè)備。

總之，井內(nèi)以吊桶布置為主，井上下應(yīng)以井內(nèi)布置合理為主，地面與天輪平臺，應(yīng)以天輪平臺布置合理為主。

二、布置方法及步驟

鑿井設(shè)備的布置受多種因素的牽制，難于一次求成。為便于互相調(diào)整設(shè)備之間的位置，減小設(shè)計(jì)工作量，往往將各種設(shè)備按一定比例用硬紙制成模板，在同樣比例畫出的井筒設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面內(nèi)，反復(fù)布置、多次調(diào)整，直到合理。方案確定后，繪出井筒斷面布置圖，其比例一般為1:20或1:25。也可以采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行鑿井設(shè)備布置。設(shè)備的布置應(yīng)由掘進(jìn)工作面逐層向上布置，由井筒中心向四周布置，避免遺漏和產(chǎn)生矛盾。

布置的步驟是：

（1）根據(jù)工業(yè)場地總平面布置圖與井下巷道出車方向確定鑿井提升機(jī)的方位，初步定出井內(nèi)提升容器的位置；

（2）布置井內(nèi)鑿井設(shè)備，如抓巖機(jī)、吊泵、鉆架、安全梯、風(fēng)筒等，并確定其懸吊方式；

（3）確定各種管線位置及其懸吊方式；

（4）確定鑿井吊盤、固定盤、封口盤的設(shè)備孔口位置和尺寸；布置盤梁和盤面設(shè)備；

（5）確定井架與井筒的相對位置，確定翻矸平臺上設(shè)備通過口的位置、大小和梁格布置；選擇天輪和天輪梁，并確定其在平立面的位置。

（6）布置地面提升機(jī)和鑿井絞車。

（7）進(jìn)行校對、調(diào)整、繪制各層平面及立面布置圖，編寫計(jì)算書。

三、井內(nèi)設(shè)備的布置及吊掛

（一）吊桶布置

提升吊桶是全部鑿井設(shè)備的核心，吊桶位置一經(jīng)確定，提升機(jī)房的方位，井架的位置就基本確定，井內(nèi)其它設(shè)備也將圍繞吊桶分別布置。

提升吊桶可按下列要求布置；

1．鑿井期間配用一套單鉤或一套雙鉤提升時(shí)，矸石吊桶要偏離井筒中心位置，靠近提升機(jī)一側(cè)布置，以利天輪平臺和其它鑿井設(shè)備的布置。若雙卷筒提升機(jī)用作單鉤提升時(shí)，吊桶應(yīng)布置在固定卷筒一側(cè)。天輪平臺上，活卷筒一側(cè)應(yīng)留有余地，待開巷期間改單鉤吊桶提升為雙鉤臨時(shí)罐籠提升。

采用雙套提升設(shè)備時(shí)，吊桶位置在井筒相對的兩側(cè)，使井架受力均衡，也便于共同利用井架水平聯(lián)桿布置翻矸臺。

無論采用哪種提升方式，吊桶布置還應(yīng)考慮地面設(shè)置提升機(jī)房的可能性。

2．井筒施工中裝配兩套或多套提升時(shí)，兩套相鄰提升的吊桶間的距離按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定應(yīng)不小于450mm；兩個(gè)提升容器導(dǎo)向裝置最突出部分之間的間隙，不得小于0.2+H/3000（H－提升高度，m）m，當(dāng)井筒深度小于300m時(shí)，上述間隙不得小于300mm。

3．對于罐籠井，吊桶一般應(yīng)布置在永久提升間內(nèi)，并使提升中心線方向與永久出車方向一致；對于箕斗井，當(dāng)井筒裝配剛性罐道時(shí)，至少應(yīng)有一個(gè)吊桶布置在永久提升間內(nèi)，吊桶的提升中心線可與永久提升中心線平行或垂直，但必須與車場臨時(shí)繞道的出車方向一致。這樣有利于井筒安裝工作和減少井筒轉(zhuǎn)入平巷施工時(shí)，吊桶改換臨時(shí)罐籠提升的改絞工作。

4．吊桶（包括滑架）應(yīng)避開永久罐道梁的位置，以便后期安裝永久罐道梁時(shí)，吊桶仍能上下運(yùn)行。

5．吊桶兩側(cè)穩(wěn)繩間距，應(yīng)與選用的滑架相適應(yīng)；穩(wěn)繩與提升鋼絲繩應(yīng)布置在一個(gè)垂直平面內(nèi)，且與地面卸矸方向垂直。

6．吊桶應(yīng)盡量靠近地面卸矸方向一側(cè)布置，使卸矸臺少占井筒有效面積，以利其它鑿井設(shè)備布置和井口操作。但吊桶外緣與永久井壁之間的最小距離應(yīng)不小于500mm。

7．為了進(jìn)行測量，吊桶布置一般應(yīng)離開井筒中心，采用普通垂球測中時(shí)，吊桶外緣距井筒中心應(yīng)大于100mm；采用激光指向儀測中時(shí)應(yīng)大于500mm。采用環(huán)形軌道抓巖機(jī)時(shí)，桶緣距井筒中心一般不小于800mm。采用中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)時(shí)，因回轉(zhuǎn)座在吊盤的安設(shè)位置不同，吊桶外緣與井筒中心間距視具體位置而定。

8．為使吊桶順利通過喇叭口，吊桶最突出部分與孔口的安全間隙應(yīng)大于或等于200mm，滑架與孔口的安全間隙應(yīng)大于或等于100mm。

9．為了減少由井筒轉(zhuǎn)入平巷掘進(jìn)時(shí)臨時(shí)罐籠的改裝工作量，吊桶位置盡可能與臨時(shí)罐籠的位置一致，使吊桶提升鋼絲繩的間距等于臨時(shí)罐籠提升鋼絲繩的間距。

（二）臨時(shí)罐籠的布置

當(dāng)由立井井筒施工轉(zhuǎn)入井底車場平巷施工后，為適應(yīng)排矸及上下人員、物料的需要，一般要將吊桶改為臨時(shí)罐籠。當(dāng)臨時(shí)罐籠采用鋼絲繩罐道時(shí)，臨時(shí)罐籠和井壁之間的安全間隙不小于350mm；兩套相鄰提升容器之間，設(shè)防撞鋼絲繩時(shí)，安全間隙不小于200mm；不設(shè)防撞鋼絲繩時(shí)，安全間隙不小于450mm；臨時(shí)罐籠和井梁之間的安全間隙則不小于350mm；具體的布置方法是，以井筒中心為圓心，以井筒半徑與臨時(shí)罐籠到井壁安全間隙的差為半徑作圓，即為臨時(shí)罐籠的外圈布置界限。通過吊桶懸吊點(diǎn)，作提升中心線的平行線，作為臨時(shí)罐籠的中心線來布置臨時(shí)罐籠，可使罐籠與吊桶的提吊點(diǎn)重合或在所作的平行線上，這樣可以減少臨時(shí)改絞的工作量。若不具備上述條件時(shí)，應(yīng)按各安全間隙進(jìn)行調(diào)整。

（三）抓巖機(jī)的布置

1、抓巖機(jī)的位置要與吊桶的位置配合協(xié)調(diào)，保證工作面不出現(xiàn)抓巖死角。當(dāng)采用中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)（HZ）和一套單鉤提升時(shí)，吊桶中心和抓巖機(jī)中心各置于井筒中心相對應(yīng)的兩側(cè)，在保證抓巖機(jī)外緣距井筒中心大于100mm的條件下，盡可能靠近井筒中心布置，以擴(kuò)大抓巖范圍，防止吊盤扁重。當(dāng)采用兩套單鉤提升時(shí)，兩個(gè)吊桶中心應(yīng)分別布置在抓巖機(jī)中心的兩側(cè)。為便于進(jìn)行井筒測量工作，抓巖機(jī)中心要偏離井筒中心650     ～700mm；為保證抓巖機(jī)有效地工作，除一臺吊泵外，其它管路不許伸至吊盤以下，抓斗懸吊高度不宜超過15m。環(huán)形軌道抓巖機(jī)因中軸留有φ210mm的測量孔，故抓巖機(jī)置于井筒中心位置。

2、人力操作抓巖機(jī)地布置應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：

（1）每臺抓巖機(jī)地抓取面積應(yīng)大致相等，其懸吊點(diǎn)處于區(qū)域地形心上；

（2）布置一臺抓巖機(jī)使用一個(gè)吊桶提升時(shí)，抓巖機(jī)的懸吊點(diǎn)應(yīng)靠近井筒中心，吊桶中心則偏于井筒中心的另一側(cè)；長繩懸吊抓巖機(jī)即可地面懸吊，也可井內(nèi)懸吊；

（3）布置兩臺抓巖機(jī)使用一個(gè)吊桶時(shí)，兩臺抓巖機(jī)的懸吊點(diǎn)在井筒一條直徑上，而與吊桶中心約呈等邊三角形；抓巖機(jī)風(fēng)動(dòng)絞車的布置，應(yīng)使吊盤不產(chǎn)生偏重。

（4）布置兩臺抓巖機(jī)使用兩個(gè)吊桶時(shí)，兩臺抓巖機(jī)的懸吊點(diǎn)聯(lián)線與兩個(gè)吊桶中心聯(lián)線相互垂直或近似垂直；抓巖機(jī)的懸吊點(diǎn)，可能遠(yuǎn)離吊泵的位置。

（5）布置三臺抓巖機(jī)使用兩個(gè)吊桶提升時(shí)，兩臺抓巖機(jī)的懸吊點(diǎn)聯(lián)線平行于兩個(gè)吊桶中心聯(lián)線，另一臺抓巖機(jī)的懸吊點(diǎn)則居中，主要用作輔助集巖。

無論采用哪一種抓巖機(jī)，當(dāng)抓巖機(jī)停用、抓斗提至安全高度時(shí)，抓片（抓斗張開時(shí)）與吊桶之間的距離不應(yīng)小于500mm。

3、根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)抓巖機(jī)停止工作時(shí)，抓斗與運(yùn)行的吊桶間的安全間隙應(yīng)不小于200mm。

4、為使中心回轉(zhuǎn)式抓巖機(jī)在吊盤上安裝、檢修、拆卸方便，應(yīng)在吊盤上為它專設(shè)通過口，并在地面專設(shè)鑿井絞車進(jìn)行懸吊。

（四）吊泵的布置

吊泵應(yīng)靠近井幫布置，便于大型抓巖機(jī)工作，但與井壁的間隙應(yīng)不小于300mm，并使吊泵避開環(huán)形軌道抓巖機(jī)和環(huán)形鉆架的環(huán)形軌道；吊泵與吊桶外緣的間隙不小于500mm，井深超過400m時(shí)，不小于800mm；吊泵與吊盤孔口的間隙不小于50mm；當(dāng)深井采用接力排水時(shí)，吊泵要靠近腰泵房（或轉(zhuǎn)水站）一側(cè)布置，便于主、副井共同用一套排水系統(tǒng)和裝卸排水管；吊泵一般與吊桶對稱布置，置于卸矸臺溜矸槽的對側(cè)或兩側(cè)，以使井架受力均衡和便于吊泵在井口提放。

（五）立井鑿巖鉆架的布置

為保證吊桶運(yùn)行的安全，環(huán)形鉆架與吊桶之間要留有500mm以上的距離，與井壁之間要留有不小于200mm的安全間隙；鉆架懸吊點(diǎn)應(yīng)避開吊盤圈梁位置，鉆架的環(huán)軌與吊泵外緣間隙應(yīng)不小于100mm。環(huán)形鉆架用地面鑿井絞車懸吊或吊盤上的氣動(dòng)絞車懸吊，懸吊點(diǎn)不少于三個(gè)，并均勻布置。

在井筒施工中，傘形鉆架是利用提升機(jī)大鉤及吊桶提升孔口的空間起落的，一般吊桶孔口直徑要比傘形鉆架收攏后的最小直徑大400mm。傘形鉆架在井口的吊運(yùn)，一般利用安在井架一層平臺下的滑車或單軌吊車。因此，在翻矸平臺下須留有比傘鉆高2.0m的吊運(yùn)空間，其寬度不應(yīng)小于傘鉆的最小收攏直徑。

（六）安全梯的布置

安全梯應(yīng)靠近井壁懸吊，與井壁之間不應(yīng)大于500mm，要避開吊盤圈梁和環(huán)形鉆架環(huán)軌的位置。通過孔口時(shí)，與孔口邊緣的間隙不得小于150mm。安全梯用專用絞車JZA₂5/800懸吊，它具有電動(dòng)和手動(dòng)兩種功能。

（七）管路和電纜的布置

1．管路、纜線以及懸吊鋼絲繩均不得妨礙提升、卸矸和封口盤上軌道運(yùn)輸線路的通行；井口通過車輛及貨載最突出部分與懸吊鋼絲繩之間距不應(yīng)小于100mm。另外，管路位置應(yīng)充分考慮建井第二時(shí)期管路的使用。

2．風(fēng)筒、壓風(fēng)管和混凝土輸送管應(yīng)適當(dāng)靠近吊桶布置，以便于檢修，但管路突出部分至筒緣的距離，應(yīng)不小于500mm；小于500 mm時(shí)，宜采用井壁固定吊掛。此外，風(fēng)筒、壓風(fēng)管、混凝土輸送管應(yīng)分別靠近通風(fēng)機(jī)房、壓風(fēng)機(jī)房、混凝土攪拌站布置，以簡化井口和地面管線布置。

3．照明、動(dòng)力電纜和信號、通訊、放炮電纜的間距不得小于300mm，信號與放炮電纜應(yīng)遠(yuǎn)離壓風(fēng)管路，其間距不小于1.0m，放炮電纜須單獨(dú)懸吊。

4．當(dāng)鑿井管路采用井內(nèi)吊掛時(shí)，管路應(yīng)靠吊筒一側(cè)集中布置，直徑大的風(fēng)筒置于中間；壓風(fēng)管、供水管和混凝土輸送管對稱安設(shè)在風(fēng)筒的兩側(cè)。這樣便于管路的下放和安裝，避免幾趟管路分散吊掛在井筒四周，造成吊盤圈梁四處留管路缺口，給吊盤的加工和使用造成困難。

井內(nèi)鑿井設(shè)備的平面布置實(shí)例見圖7-17和7-18。

 

 

（八）井內(nèi)各吊盤的布置

井內(nèi)各盤的布置包括盤的梁格和孔口布置及盤面上施工設(shè)施的布置等。布置時(shí)可參考下列要求進(jìn)行。

1．吊盤圈梁一般為閉合圓弧梁，吊盤主梁（吊盤懸吊鋼絲繩的生根梁）必須為兩根完整的鋼梁，一般與提升中心線平行，兩梁盡量對稱布置。盤梁的具體位置應(yīng)按吊桶、吊泵、安全梯和管線的位置及其通過孔口大小來確定，并結(jié)合盤面上的抓巖機(jī)、吊盤撐緊裝置等施工設(shè)施的布置一并考慮。

2．吊盤繩的懸吊點(diǎn)一般布置在通過井筒中心的連線上，盡量避開井內(nèi)罐道和罐梁的位置，以免井筒安裝時(shí)重新改裝吊盤。吊盤、穩(wěn)繩盤各懸吊梁之間及其與固定盤、封口盤各梁之間均需錯(cuò)開一定的安全間距，嚴(yán)禁懸吊設(shè)備的鋼絲繩在受荷載的各盤、臺梁上穿孔通過。

3．吊盤上必須設(shè)置井筒測孔，其規(guī)格為200×200mm²；吊盤采用單繩集中懸吊時(shí)，懸吊鋼絲繩應(yīng)離開井筒中心250～400 mm。

4．吊盤上安置的各種施工設(shè)施應(yīng)均勻分布，使兩根吊盤繩承受荷載大致相等，以保持吊盤升降平穩(wěn)。

5．采用傘形鉆架打眼時(shí)，為將傘形鉆架置于井筒中心固定，吊盤上應(yīng)留有寬100 mm提升傘鉆鋼絲繩的移位孔。

6．中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)底座要安裝在吊盤的兩根鋼梁上，兩根鋼梁內(nèi)側(cè)邊距為1230～1250mm。環(huán)形軌道抓巖機(jī)與吊盤的連接尺寸應(yīng)根據(jù)機(jī)械安裝要求布置鋼梁。

7．吊盤之突出部分與永久井壁或模板之間的間隙不得大于100mm；各盤口、喇叭口、井蓋口、翻矸門與吊桶最突出部分之間的間隙不得小于200mm，與滑架的間隙不得小于100mm。吊桶喇叭口直徑除滿足吊桶安全升降外，還應(yīng)滿足傘形鉆架等大型鑿井設(shè)備的安全通過；吊盤下層盤底喇叭口外緣與中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)臂桿之間應(yīng)留有100～200mm的安全間隙，以免相碰或影響抓巖機(jī)的抓巖范圍。

8．吊泵通過各盤孔口時(shí)，其周圍間隙不得小于50mm；安全梯孔口不小于150mm；風(fēng)筒、管路及繩卡不得小于100mm。

封口盤和固定盤的孔口布置基本上和吊盤相同。由于各盤的用途不同，主、副梁的布置及結(jié)構(gòu)尺寸也各有差異，但各種懸吊設(shè)備所占孔口位置上下應(yīng)協(xié)調(diào)一致。

（九）井內(nèi)設(shè)備吊掛

1．吊盤的吊掛

吊盤是井筒施工中在井筒內(nèi)升降頻繁的盤體，是最重要的吊掛設(shè)備，一般都是幾十噸重，多需大型鑿井絞車懸吊。其懸吊方法主要有以下幾種：

①穩(wěn)繩兼吊盤繩懸吊法

在不需要設(shè)穩(wěn)繩盤的情況下，常用吊盤來拉緊穩(wěn)繩。穩(wěn)繩起到了懸吊吊盤的作用。

當(dāng)穩(wěn)繩不足以保證盤體穩(wěn)定時(shí)，可增設(shè)吊盤繩懸吊，以使吊盤平衡。運(yùn)行時(shí)，穩(wěn)繩絞車和吊盤懸吊絞車必須同步（機(jī)械同步和電同步）。

由于穩(wěn)繩兼吊盤繩懸吊，鋼絲繩的用量少，簡化了天輪平臺和地面布置。由于穩(wěn)繩易磨損，因此滑架滑套中的襯墊應(yīng)采用耐磨塑料。

②雙繩雙叉繩雙絞車懸吊法

這是應(yīng)用最為廣泛的一種懸吊方法。它是用懸吊鋼絲繩的下端以護(hù)繩環(huán)與分叉繩一端連接，分叉繩下端用護(hù)繩環(huán)和吊卡（或U形卡）與吊盤梁聯(lián)接，鋼絲繩上端經(jīng)天輪由鑿井絞車懸吊。見圖7-19。這種方法，懸吊鋼絲繩和分叉繩都在同一豎直平面內(nèi)，懸吊裝置占空間小，便于井內(nèi)布置其它設(shè)備。但需兩臺鑿井絞車懸吊，地面及天輪平臺布置較復(fù)雜，絞車需同步。

③雙繩滑輪組雙絞車懸吊法

這種方法是將鋼絲繩的一端固定在天輪平臺上，而另一端通過固定在吊盤上的滑輪組經(jīng)天輪由鑿井絞車懸吊，見圖7-20。它適用于井深大、吊盤重的井筒施工，如九龍口礦副井，井深747m，吊盤計(jì)算重量為71.05噸。

④返繩滑輪組單絞車懸吊法

這種方法是將鋼絲繩的一端固定在井口梁上，另一端經(jīng)固定在吊盤梁上的滑輪組再過天輪懸吊于地面鑿井絞車上。如圖7-21所示。由于無繩叉，比單滑輪少占空間，便于布置其它設(shè)備。

⑤多繩多絞車懸吊法

當(dāng)井筒深度大、吊盤重量大，缺少大噸位絞車的情況下，可采用多繩多絞車懸吊。與吊盤可用分叉繩連接，也可用滑輪組連接。其缺點(diǎn)是地面和天輪平臺布置復(fù)雜，多臺絞車不易同步，懸吊鋼絲繩受力不均衡。

吊盤與井壁的固定方法有楔緊法、插銷法、絲杠法、插銷絲杠法、氣動(dòng)法、液壓法等。

2、吊泵的懸吊

吊泵為雙繩懸吊，由于吊泵需要修理或更換，因此常用鋼絲繩將其直接掛在橫擔(dān)上，以便拆卸。為了緩沖吊泵啟動(dòng)時(shí)因向上竄動(dòng)而沖擊排水管和由于泵體的扭轉(zhuǎn)造成管卡位移而損害懸吊繩、以及減輕停泵時(shí)水錘對水泵的沖擊，吊泵和排水管聯(lián)結(jié)處一般均設(shè)置伸縮器。如圖7-22所示。

3、管路及電纜的懸吊方式

管路、風(fēng)筒、電纜的懸吊方式可分為鋼絲繩懸吊和井壁固定吊掛兩種類型。而鋼絲繩懸吊又可分為鑿井絞車懸吊、鋼絲繩固定懸吊和鋼絲繩分段接力懸吊三種方式。

（1）鑿井絞車懸吊

是將管線卡在一根或幾根鋼絲繩上，鋼絲繩經(jīng)天輪后由鑿井絞車懸吊。這樣，管線的接長均可在地面或固定盤上進(jìn)行，懸吊靈活可靠，安裝拆卸方便。其最大缺點(diǎn)是井內(nèi)、地面布置擁擠，裝備量大，鋼絲繩用量多。

鑿井絞車懸吊，根據(jù)懸吊方式的不同又分為單繩單絞車、雙繩雙卷筒絞車及雙繩雙單卷筒絞車、多繩多絞車等幾種；單繩單絞車懸吊，就是鋼絲繩的下段接雙叉繩，與折角型的終端卡子聯(lián)接，使鋼絲繩緊貼管路，如圖7-23所示。鋼絲繩的另一端經(jīng)天輪繞于鑿井絞車上。管路每隔6m用一個(gè)卡子固定在鋼絲繩上。管路的上端設(shè)一平衡卡子，安設(shè)一段鋼絲繩吊在井架上，以防單繩懸吊時(shí)管路隨鋼絲繩扭轉(zhuǎn)，如圖7-24所示；雙繩懸吊時(shí)，兩條鋼絲繩對稱地布置在管路兩側(cè)，最下端與管路的始端卡子相接，每隔6m設(shè)一管卡，如圖7-25所示。鋼絲繩的另一端分別繞在兩臺單卷筒絞車上或一臺雙卷筒絞車上；多繩多絞車懸吊與上述方法相類似，只是鋼絲繩數(shù)量增加、絞車也增加。

         

（2）鋼絲繩固定懸吊

是將管線固定在鋼絲繩上，再將鋼絲繩固定在井口或天輪平臺的鋼梁上。這樣可少用鑿井絞車，少占用井筒面積。其主要缺點(diǎn)是，接長管線需在井下進(jìn)行，占用井筒施工時(shí)間。多余的鋼絲繩需要盤放在吊盤上。

（3）分段接力吊掛

這種方式是當(dāng)施工井筒很深，又無大噸位的鑿井絞車時(shí)采用的。具體做法是同一趟管線，上段采用鋼絲繩固定懸吊，而下段用鑿井絞車懸吊。其優(yōu)點(diǎn)是可用小噸位鑿井絞車打深井。其缺點(diǎn)是要在井內(nèi)增設(shè)一固定盤，接長管線時(shí)均在井內(nèi)進(jìn)行，占用井筒工作時(shí)間，操作也不方便。一般是上部管路用鋼絲繩吊掛在井口鋼梁上，下部管路用鑿井絞車雙繩懸吊，其上部無管路段的雙繩，應(yīng)隔10m設(shè)一繩卡，防止兩繩纏繞在一起。如圖7-26所示。

   

（4）井內(nèi)吊掛

管線井內(nèi)吊掛，也即井壁固定吊掛。就是將管線通過連接裝置，直接固定在預(yù)埋的鋼梁上或錨桿上。這種方式安全、可靠，節(jié)省大量絞車和鋼絲繩，簡化井上下布置。如果安排得當(dāng)，臨時(shí)改絞時(shí)，管線可不拆，縮短改裝工期，甚至到永久設(shè)備時(shí)仍可利用。其缺點(diǎn)是拆卸、安裝均在井內(nèi)作業(yè)，占用井筒施工時(shí)間較長，操作不便。但當(dāng)井筒斷面小，場地受到限制時(shí)，部分管線井壁固定，則顯示出優(yōu)越性。尤其是深井開鑿時(shí)，優(yōu)點(diǎn)顯著，國外深井施工也多用此法。管線井內(nèi)吊掛的方法很多，有管路鋼梁掉掛，如圖7-27所示；鋼梁掛鉤吊掛，如圖7-28所示；管路井壁懸臂梁固定，如圖7-29所示；管路錨桿井壁固定，如圖7-30所示；錨桿起重鏈井壁吊掛，如圖7-31所示；預(yù)埋掛鉤井壁固定，如圖7-32所示。

    

四、井口設(shè)備的布置

（一）天輪平臺的布置

天輪平臺的布置主要是將井內(nèi)各懸吊設(shè)備的天輪和天輪支承梁妥善布置在天輪平臺上，充分發(fā)揮鑿井井架的承載能力，合理使用井架結(jié)構(gòu)物。

我國鑿井用的井架，多為標(biāo)準(zhǔn)金屬亭式井架，天輪平臺是由四根邊梁和中間主梁組成的“曰”字形平臺結(jié)構(gòu)。天輪平臺布置原則如下：

1. 天輪平臺中間主梁軸線必須與鑿井提升中心線互相垂直，即與井下巷道出車方向垂直，使鑿井期間的最大提升動(dòng)荷載與井架最大承載能力方向一致，并通過主梁直接將提升荷載傳遞給井架基礎(chǔ)（圖7-33）。

2. 天輪平臺中梁軸線應(yīng)離開與之平行的井筒中心線一段距離，并向提升吊桶反向一側(cè)錯(cuò)動(dòng)，以便使吊桶提升改為罐籠提升時(shí)，將提升鋼絲繩平移至井筒中心線處，提升天輪無需跨越天輪平臺主梁，天輪軸承座無需抬高，便于鑿井期間在井筒中心線處設(shè)置吊盤懸吊天輪。錯(cuò)開距離最大控制在450mm以內(nèi)，以吊盤懸吊天輪和臨時(shí)罐籠提升天輪不碰撞天輪平臺主梁為原則。否則，吊桶提升天輪將過多地探出天輪平臺邊梁，而主梁另一翼的天輪平臺面積不但得不到充分利用，還需增設(shè)許多導(dǎo)向繩輪，反而使天輪平臺的布置復(fù)雜化（圖7-33）。

3. 天輪平臺另一中心線和另一井筒中心線可以重合，也可以錯(cuò)開布置，應(yīng)視鑿井期間主提升卸矸操作是否方便，開巷期間臨時(shí)罐籠出車線路是否便于從井架下面通過而定。當(dāng)鑿井期間主提升為雙鉤提升時(shí)，往往采取天輪平臺中心線與井筒中心線錯(cuò)開，而與提升中心線重合的布置方式（圖7-33）。

4. 天輪平臺上各天輪的位置及天輪的出繩方向應(yīng)根據(jù)井內(nèi)設(shè)備的懸吊鋼絲繩落繩點(diǎn)位置、井架均衡受載狀況、地面提絞位置，以及天輪平臺設(shè)置天輪梁的可能性等因素綜合考慮確定。

5. 懸吊天輪的出繩方向，力求與井架中心線平行。只有天輪平臺過分擁擠或主、副井相鄰一側(cè)地面鑿井絞車布置相互干擾時(shí)，才采取斜交布置，其夾角可取30º或45º（圖7-33）。

6. 當(dāng)鑿井設(shè)備需用兩臺鑿井絞車懸吊同一設(shè)備時(shí)，兩個(gè)天輪應(yīng)布置在同一側(cè)，使出繩方向一致，以便于集中布置鑿井絞車和同步運(yùn)轉(zhuǎn)。雙繩懸吊的管路盡量采用雙槽天輪懸吊。

7. 穩(wěn)繩天輪應(yīng)布置在提升天輪兩側(cè)，出繩方向與提升鋼絲繩一致，以便兩臺穩(wěn)車同步運(yùn)行。

8. 提升天輪，應(yīng)盡量布置在同一水平，一般不作一高一低的布置。

9. 盡可能少設(shè)導(dǎo)向輪，必要時(shí)可從天輪臺邊梁下面出繩。

10. 考慮出繩方向和天輪梁布置方向時(shí)，應(yīng)注意使井筒轉(zhuǎn)入平巷施工和井筒安裝時(shí)的改裝工作量最小。

11. 布置天輪梁時(shí)，應(yīng)使天輪梁中心線與天輪軸承中心線垂直，與天輪平臺中心線平行布置。

12. 盡量采用通梁或相鄰兩個(gè)天輪共用一根支承梁，以減少天輪梁數(shù)目。

13. 懸吊鋼絲繩與天輪平臺構(gòu)件的間隙應(yīng)不小于50mm；天輪與天輪平臺各構(gòu)件間應(yīng)不小于60mm。

14. 天輪布置應(yīng)使井架受力基本平衡，標(biāo)準(zhǔn)亭式鑿井井架可采用兩面或四面布置，但是無論采用哪種布置方式，各鋼絲繩作用在井架上的荷載不許超過井架實(shí)際承載能力。

布置天輪平臺時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)天輪和天輪梁過分擁擠，甚至難于布置，提升天輪與懸吊天輪及其懸吊鋼絲繩與天輪平臺邊梁、主梁和井架主體構(gòu)件相互碰擦?xí)r，可采取下列方法進(jìn)行調(diào)整：

（1）改變雙槽天輪的軸承間距，減少所占天輪平臺有效面積；

（2）改變梁的支承點(diǎn)位置，采用通梁或短梁；采用桁架梁、組合梁、改變梁的型式和梁號；

（3）采用天輪副梁與天輪平臺中心線斜交布置；

（4）增設(shè)墊梁抬高天輪軸承座，或在出繩方向一側(cè)增設(shè)導(dǎo)向天輪，將鋼絲繩抬高，挪開。但懸吊天輪及其相應(yīng)的導(dǎo)向天輪的繩槽方向應(yīng)完全一致，以免磨損鋼絲繩和天輪的輪緣；

（5）在天輪主梁下翼緣加托梁，或采用地輪懸吊方法；

（6）通過改變梁與梁之間的連接方法，調(diào)整豎向位置；

（7）鋼絲繩由天輪平臺邊梁下面出繩；

以上措施均無法解決時(shí)，可重新調(diào)整井內(nèi)懸吊設(shè)備和管線位置，以便更換天輪和天輪梁的位置。

（二）卸矸臺的布置

根據(jù)矸石吊桶的布置和數(shù)目的不同，卸矸臺可分為單側(cè)單鉤、單側(cè)雙鉤、雙側(cè)單鉤及一側(cè)單鉤、一側(cè)雙鉤四種布置型式。

一套單鉤提升的井筒，采用單側(cè)單鉤式，這種型式適用于小斷面淺井筒的施工，如圖7-34a所示。

布置一套雙鉤提升的井筒，在卸矸臺的一側(cè)布置卸矸溜槽，適用于大斷面深井施工，卸矸溜槽的布置型式如圖7-34b所示。

當(dāng)布置兩套單鉤的時(shí)候，兩套翻矸裝置應(yīng)相對布置在卸矸臺的兩側(cè)，其布置型式如圖7-34c所示。它適用于大斷面深井施工。

當(dāng)布置兩套提升，一套雙鉤和一套單鉤時(shí)，翻矸裝置應(yīng)布置在卸矸臺的兩側(cè)，其布置形式如圖7-34d所示。它亦適用于大斷面深井施工。

卸矸臺的高度應(yīng)保證一定容積矸石倉的設(shè)置及卸矸溜槽下端有足夠的裝車高度，并便于大型鑿井設(shè)備、材料出入井口。卸矸溜槽的坡度一般為36º～40º之間，應(yīng)使矸石順利下溜。

操作平臺既可以支承在井架上，也可以為獨(dú)立支承結(jié)構(gòu)。操作平臺上要留設(shè)管線和設(shè)備的通過口，吊桶通過口周圍需設(shè)欄桿。

五、地面提絞設(shè)備的布置

提絞設(shè)備布置包括：臨時(shí)提升機(jī)和鑿井絞車兩個(gè)內(nèi)容。

（一）臨時(shí)提升機(jī)布置

1．臨時(shí)提升機(jī)位置應(yīng)適應(yīng)鑿井和開巷兩個(gè)施工階段的需要，且不影響永久提升機(jī)房及箕斗井地面永久生產(chǎn)系統(tǒng)的施工。為此，罐籠井的臨時(shí)提升機(jī)多半布置在永久提升機(jī)的對側(cè)（圖7-35d），使提升中心線與井底車場水平的出車方向一致。只有當(dāng)場地窄小、地形限制或使用多套提升機(jī)施工時(shí)，才采用同側(cè)布置方式，將臨時(shí)提升機(jī)房布置在永久提升機(jī)房前面（圖7-35，e），但應(yīng)以不影響永久提升機(jī)房的施工為前提；對于箕斗井，臨時(shí)提升機(jī)與永久提升機(jī)多數(shù)成90º布置，有時(shí)也可呈180º布置，這要根據(jù)車場施工時(shí)增設(shè)的臨時(shí)繞道的出車方向而定，使提升中心線與井下出車方向一致（圖7-35，a、b）；在特殊情況下，由于地形或其它條件的限制，鑿井提升機(jī)與永久提升機(jī)可呈斜角布置（圖7-35，c），此時(shí)天輪平臺上的提升天輪應(yīng)設(shè)法前后錯(cuò)開布置，以便開巷期間利用該提升機(jī)作臨時(shí)罐籠提升時(shí)能滿足出車的需要。

2．提升機(jī)的位置，應(yīng)使提升鋼絲繩的弦長、繩偏角、出繩仰角三項(xiàng)技術(shù)參數(shù)值符合規(guī)定（表7-5）。

 

 

表7-5                     提絞設(shè)備布置技術(shù)參數(shù)規(guī)定值

（二）鑿井絞車的布置

1．鑿井絞車的位置，首先應(yīng)滿足鋼絲繩弦長、繩偏角和出繩仰角規(guī)定值，見表7-5。在此條件下，鑿井絞車布置于井架四面，使井架受力均衡；

2．同側(cè)鑿井絞車應(yīng)集中布置，以利管理和修建同一絞車房。為便于操作、檢修、保證鑿井絞車之間互不干擾、鑿井絞車鋼絲繩之間以及與臨近地面線路運(yùn)輸工具之間應(yīng)有足夠的安全間距（表7-6），以保安全。

3．幾個(gè)井筒在同一廣場施工時(shí)，鑿井絞車的位置要統(tǒng)一考慮，協(xié)調(diào)布置。

表7-6                          提絞設(shè)備安全距離

（三）提絞設(shè)備的布置方法

1．根據(jù)最大繩偏角時(shí)的允許繩弦長度和最大繩弦長度時(shí)的最小允許出繩仰角算出提絞設(shè)備與井筒間的最近和最遠(yuǎn)距離，畫出布置的界限范圍，對照工業(yè)廣場布置圖，根據(jù)永久建筑物的位置、施工進(jìn)度計(jì)劃及地面運(yùn)輸線路等條件，選定提升機(jī)及鑿井絞車的具體位置。提升機(jī)一般布置在最近界限附近（通常，提升機(jī)主軸到懸垂鋼絲繩軸線的距離約為20～40m）。對于各臺鑿井絞車，由于懸吊鋼絲繩落繩點(diǎn)相對井筒中心坐標(biāo)不同，因此計(jì)算所得到的布置界限值，尚須變換成與井筒中心相對應(yīng)的界限值，然后，綜合考慮出繩方向及鑿井絞車群間的關(guān)系，定出各臺絞車的布置。

2．初步確定鑿井絞車位置后，可用作圖方法檢驗(yàn)鋼絲繩是否與天輪平臺邊緣相碰，或按下式進(jìn)行驗(yàn)算：

                                   （7-6）

即：

式中  －鋼絲繩的實(shí)際出繩仰角，（º）；

      －鋼絲繩與天輪槽始觸點(diǎn)與邊梁外緣連線水平夾角（圖7-36），（º）；

      H－天輪軸線距井口水平的高度，m；

      C－卷筒軸心線距井口水平的高度，m；

      b－卷筒軸心線至懸垂鋼絲繩的實(shí)際水平距離，m；

      R－天輪半徑（繩槽至天輪中心），m；

      h－天輪軸中心距邊梁的高度（包括天輪梁的高度），m；

      L－天輪軸中心至邊梁外緣的水平距離（包括邊梁寬度）。

只有滿足上述條件，鋼絲繩才不致碰磨天輪平臺邊梁。否則應(yīng)加設(shè)導(dǎo)向輪、增加墊梁抬高天輪位置、以及鋼絲繩由天輪平臺下面出繩等措施來調(diào)整。

當(dāng)天輪梁無空余空間加設(shè)導(dǎo)向輪時(shí)，可增設(shè)墊梁抬高天輪軸承座，墊梁高度可按下式計(jì)算：

，m                             （7-7）

式中  －鋼絲繩碰邊梁時(shí)，鑿井絞車的出繩仰角（圖7-37），（º）；

      R、h－符號意義同公式（7-6）；

      l－天輪軸中心至邊梁外緣的水平距離（包括邊梁寬度）。

                                   （7-8）

式中  H₁－井架天輪平臺高度，m；

      R₁－鑿井絞車卷筒半徑，m；

      b－符號意義同（7-6）式。

當(dāng)采取上述調(diào)整措施均無效時(shí)，可重新調(diào)整井內(nèi)懸吊設(shè)備位置，移動(dòng)天輪，直至井內(nèi)、天輪平臺和地面提絞布置達(dá)到合理為止。

六、鑿井設(shè)備布置總校驗(yàn)

當(dāng)對井內(nèi)的施工設(shè)備、設(shè)施、天輪、天輪梁及地面提絞設(shè)備進(jìn)行了平面和立面的初步布置后，還應(yīng)進(jìn)行鑿井設(shè)備的總校驗(yàn)，其基本內(nèi)容如下：

（1）檢查各鑿井設(shè)備、設(shè)施及管線是否互相錯(cuò)開，各安全間隙是否符合規(guī)定；

（2）當(dāng)用作圖法確定天輪及其鋼絲繩懸吊點(diǎn)在天輪平臺上的位置時(shí)，必須用計(jì)算法進(jìn)行驗(yàn)算。

（3）對預(yù)選的天輪梁、支承梁都要進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。同一型號的梁，只驗(yàn)算受力最不利的梁即可。若通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)原選的副梁規(guī)格小時(shí)，應(yīng)按計(jì)算選型重新設(shè)置副梁。

（4）對照井筒平面布置圖，檢查各盤臺的梁格及孔口、設(shè)備及懸吊點(diǎn)是否一致，孔口尺寸是否滿足使用和安全間隙的要求。

（5）檢查中發(fā)現(xiàn)有不符合要求或彼此矛盾時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整時(shí)，應(yīng)分清主次，首先考慮主要設(shè)備布置及主要施工項(xiàng)目的需要，如吊桶與其它設(shè)備的布置發(fā)生矛盾時(shí)，應(yīng)以吊桶布置為主；井內(nèi)與地面設(shè)備布置有矛盾時(shí)，應(yīng)以保證井內(nèi)布置合理為主；井筒掘進(jìn)、車場施工及井筒安裝在布置要求上有矛盾時(shí)，應(yīng)以滿足井筒掘進(jìn)工作要求為主。

最后，繪制井筒鑿井設(shè)備平面布置圖；吊盤、固定盤、封口盤平面布置及梁格圖；天輪平臺布置圖；地面提升機(jī)及鑿井絞車平面、立面布置圖。同時(shí)附上提絞設(shè)備布置計(jì)算書。

附：鑿井設(shè)備布置實(shí)例

某礦主井，井筒直徑為7.2m，井深570m。采用IV型鋼管標(biāo)準(zhǔn)井架，主提升為雙鉤2.0m³吊桶，副提為單鉤1.5 m³吊桶。懸吊設(shè)備包括吊盤、吊泵、風(fēng)筒、壓風(fēng)管、供水管、安全梯等。其井筒斷面布置如圖7-38所示。天輪平臺布置如圖7-39所示。地面穩(wěn)絞布置平面圖和立面圖如圖7-40和圖7-41所示。

七、利用永久設(shè)備鑿井

目前，我國多采用專用鑿井設(shè)備鑿井，如鑿井井架、臨時(shí)提升機(jī)、鑿井絞車、壓風(fēng)及通風(fēng)設(shè)備等，待井筒到底或建井第二期逐漸將其拆除，然后安設(shè)永久設(shè)備。這樣勢必增加建井期間第二次設(shè)備安拆工程量，若能直接利用永久設(shè)備鑿井，不僅簡化了鑿井設(shè)備過程，有利于工業(yè)廣場的布置，縮短建井工期，而且能節(jié)約大量投資。因此，利用永久設(shè)備鑿井是礦井建設(shè)中一項(xiàng)重要技術(shù)發(fā)展方向。

隨著礦井設(shè)計(jì)改革的發(fā)展，新井建設(shè)中煤巷增多，巖巷減少，礦井開拓方式由傳統(tǒng)的后退式改為前進(jìn)式，并實(shí)行礦井分期投產(chǎn)，礦建總工程量及總工期也要減少。因此，在深井廣泛采用多繩輪井塔提升的情況下，主副井的交替改裝便成為決定建井總工期的主要矛盾，利用永久井塔（或永久井架）和永久設(shè)備鑿井，改變現(xiàn)行的主井二次和副井一次改絞方案，將成為今后新井建設(shè)中的一個(gè)重要技術(shù)課題。

（一）利用永久井塔鑿井

利用永久井塔鑿井，施工單位要與設(shè)計(jì)部門密切配合，井塔設(shè)計(jì)前，施工單位應(yīng)預(yù)先向設(shè)計(jì)單位提供施工荷載、設(shè)備布置等詳細(xì)資料，在設(shè)計(jì)井塔時(shí)充分考慮鑿井施工要求，設(shè)計(jì)部門也應(yīng)及時(shí)向施工單位提供井塔圖紙，為井筒按期開工創(chuàng)造條件。利用永久井塔鑿井應(yīng)做好以下幾項(xiàng)技術(shù)工作：

（1）多繩輪提升井塔，生產(chǎn)時(shí)主要承受豎向荷載，側(cè)向只考慮風(fēng)荷載。鑿井時(shí)，橫向荷載增加，為了減少橫向荷載對井塔的影響，布置鑿井設(shè)備時(shí)，為求均勻?qū)ΨQ，同一平臺兩邊布置的天輪支撐梁要用拉桿連接起來，以抵消部分橫向荷載；

（2）鑿井天輪平臺要采用分層布置方式，使施工荷載與各層樓板在生產(chǎn)時(shí)的荷載大小相近。避免鑿井荷載過大，而增加梁板截面或采取型鋼等臨時(shí)加固措施；

（3）為了保持井塔強(qiáng)度和塔體結(jié)構(gòu)的完整性，提絞設(shè)備的各種繩孔和溜矸槽孔，盡量利用門窗洞，避免在塔體上臨時(shí)開鑿出繩孔洞。當(dāng)門窗洞口不能滿足鑿井設(shè)備布置和懸吊要求時(shí)，施工單位應(yīng)及早向設(shè)計(jì)部門提出預(yù)埋件和繩孔大小及位置，以便在設(shè)計(jì)時(shí)留出，滿足施工要求；

（4）鑿井天輪平臺采用多層布置時(shí)，靠近井幫的設(shè)備或管路盡量布置在較低的平臺上，靠近井筒中心的設(shè)備應(yīng)布置在較高的平臺上，以方便設(shè)備布置和避免相互干擾；

（5）在表土不太穩(wěn)定的情況下，要預(yù)先加固處理好土層，務(wù)使井塔基礎(chǔ)牢固可靠，若表土較淺，可將井塔基礎(chǔ)落在基巖上；

（6）為了保護(hù)出車水平的鋼筋混凝土樓板，鑿井期間出車水平應(yīng)比樓板標(biāo)高高出20～30mm，并在井筒掘進(jìn)時(shí)鋪上木板。

近幾年來，在新井建設(shè)中，北京揚(yáng)坨礦主井、北票冠山立井、臺吉主井、雞西杏花主、副井和鐵法三臺子主、副井等都利用永久井塔鑿井。實(shí)踐證明，采用井塔鑿井比采用鑿井井架有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）利用永久井塔鑿井，井塔在建井準(zhǔn)備期內(nèi)一次完成，簡化了工序，并為主副井永久裝備創(chuàng)造了有利條件，縮短了主、副井永久裝備時(shí)間和建井總工期；

（2）利用永久井塔鑿井，節(jié)省了臨時(shí)建筑和安裝所需的材料、設(shè)備、勞力和臨時(shí)工程的總費(fèi)用；

（3）井塔承載能力大，為深井采用大型鑿井設(shè)備機(jī)械化快速掘進(jìn)創(chuàng)造了條件，并能保證具有足夠的安全過卷高度；

（4）井口防火、保溫條件好，改善了施工條件。

北票冠山立井在井塔下部30m高度處，分別布置了三層天輪平臺，在距井口7m高處，設(shè)立了臨時(shí)卸矸臺。為了滿足鑿井要求，設(shè)計(jì)時(shí)，井塔樓板主梁已作了相應(yīng)加大；為了架設(shè)鑿井天輪支撐梁，井塔施工時(shí)，已在相應(yīng)位置預(yù)埋了金屬構(gòu)件，并在塔體上預(yù)埋了提升及懸吊鋼絲繩的出繩孔。冠山立井利用永久井塔鑿井立面圖見圖7-42。

 

（二）利用永久金屬井架鑿井

目前，在大型深井工程中，永久提升系統(tǒng)，除了采用多繩輪井塔提升外，很多井筒采用金屬井架落地式摩擦輪提升方式。因此，為利用永久金屬井架鑿井開拓了新的前景。

永久金屬井架常為帶斜撐的單向受力井架、天輪平臺只設(shè)一對提升天輪，無論在承載能力、受力特點(diǎn)及天輪平臺面積等方面都不能適應(yīng)鑿井的要求，必須采取以下措施方可滿足鑿井技術(shù)的要求：

（1）盡量采用井內(nèi)吊掛管路的辦法，減少懸吊設(shè)備，以減輕井架負(fù)荷，簡化天輪平臺布置；

（2）充分利用永久井架高度大的特點(diǎn)，采用多層平臺布置天輪，或?qū)⒛承┹p型管路、設(shè)備采用地輪懸吊；

（3）根據(jù)懸吊布置要求，對井架構(gòu)件采取適當(dāng)?shù)募庸?、補(bǔ)強(qiáng)措施，但必須注意保持永久井架的結(jié)構(gòu)完整，不作過多的結(jié)構(gòu)改裝，保證不影響永久井架在礦井生產(chǎn)期間的正常使用；

（4）布置懸吊設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮地面鑿井絞車的方位，充分分析永久井架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，保持受力均衡，發(fā)揮其承載能力。

如鶴壁梁峪礦副井和包頭長漢溝副井，均對永久金屬井架進(jìn)行加固后布置鑿井設(shè)備，分別如圖7-43和7-44所示。

（三）利用生產(chǎn)建井兩用井架鑿井

目前我國大型基本建設(shè)礦井都實(shí)行礦井設(shè)計(jì)與施工單位聯(lián)合投標(biāo)競爭體制。為了以低造價(jià)、短工期而中標(biāo)，促使設(shè)計(jì)單位與施工單位緊密協(xié)作，很多單位研制并使用了以生產(chǎn)為主兼顧鑿井要求的兩用井架，為使用永久金屬井架鑿井開拓了新局面。

兗州濟(jì)寧二號井副井井筒凈徑8m，鑿井時(shí)采用生產(chǎn)、鑿井兩用井架，井架高52m，主體架角柱跨距18×25.5m，為滿足生產(chǎn)期間落地式摩擦輪提升要求，井架上分別布置了4層天輪平臺，見圖7-45。鑿井用的31套天輪全部安裝在第四平臺上（標(biāo)高+26.0m），天輪平臺面積為10.89×9.0m²，直徑為4.0m落地摩擦式永久提升機(jī)布置在井筒的東側(cè)，而鑿井提絞系統(tǒng)則呈南北向布置。卸矸臺設(shè)在+11.8m處，利用永久套架相應(yīng)位置處的桿件作為支承座，所有鋼梁支座與套架通過U形卡連接，卸矸臺面積為6×7.6m²。為了防止永久井架不均勻下沉造成井架偏斜，在井架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、井架基礎(chǔ)構(gòu)造、土層加固等方面都采取了特殊的防沉措施。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，陳四樓礦井采用生產(chǎn)、鑿井兩用井架，節(jié)省占用井口建設(shè)工期4個(gè)月，節(jié)省一部V型鑿井井架，累計(jì)節(jié)省投資約300萬元。由于縮短建井工期和節(jié)省投資，采用生產(chǎn)、鑿井兩用井架鑿井，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，是今后礦井建設(shè)發(fā)展的方向。

  

 

 

思考題

1．  立井亭式井架（鑿井井架）有哪幾部分組成？

2．  鑿井井架的功能有哪些？井架的荷載及荷載組合是怎樣確定的？

3．  什么是“三盤兩臺”？它們的功能是什么？

4．  井內(nèi)懸吊設(shè)備的布置原則是什么？

5．  采用哪種作業(yè)方式時(shí)必須設(shè)穩(wěn)繩盤？穩(wěn)繩盤與吊盤有何不同？

6．  吊桶在井內(nèi)的布置要點(diǎn)有哪些？

7．  鑿井絞車和臨時(shí)提升機(jī)有什么不同？臨時(shí)提升機(jī)有哪幾種布置形式？

8．  采用永久井架鑿井應(yīng)注意哪些問題？