第七章 立井井筒施工设备与布置

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1、第七章立井井筒施工设备与布置 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。本章重点介绍几个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。第一节 凿井井架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

2、架（图7-1），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，在地方小煤矿也使用过木井架。近年来，一些单位开始利用永久井架或永久井塔代替凿井井架开凿立井，省去了凿井井架的安装拆卸，虽延长了凿井准备期，但对整个建井工期影响不大，提高了投资效益。最近设计单位又设计出生产建井两用

3、井架，它既服务于建井提升用，又服务于矿井生产提升用，是一种将凿井井架和生产井架的特点相结合的新型井架。永久井架和永久井塔是专为生产矿井设计的，利用永久井架和永久井塔凿井，必须对其改造或加固，以满足凿井的要求。两用井架的问世，将此问题彻底解决，显示出极大的优越性，如济宁2号和3号井副井均应用生产凿井两用井架进行立井井筒的施工。亭式钢凿井井架在目前建井工程中使用最为广泛。根据井架高度、天轮平台尺寸及其适用的井筒直径、井筒深度等条件，亭式钢管井架共有六个规格，其编号为I、II、III、IV、新IV和V型，分别适用于井深200、400

4、、600、800及1100m。随着我国井筒深度的加大及凿井机械化程度的提高，IV型以下的凿井井架已很少应用。新IV型与原IV型井架相比，主要是增大了天轮平台面积，提高了井架全高及基础顶面至第一层平台的高度，便于在卸矸台下安设矸石仓及用汽车运矸，也便于伞形钻架等大型设备进出井筒，同时亦增大了井架的承载能力。而V型井架则是专为使用千米立井而设计的。它具有较大的天轮平台，满足多种凿井设备的吊挂，具有较大的工作荷重和断绳荷重。各型号井架的技术规格见表7-1。 表7-1       MZJ型亭式凿井井架技术规格井架型号井筒深度/m井筒直

5、径/m主体架角柱跨距/m天轮平台尺寸/m由基础顶面至第一层平台高度/m井架总质量/t悬吊总荷重/kN工作时断绳时I2004.6～6.010×105.5×5.55.025.649666.4 901.6II4005.0～6.512×126.0×6.05.830.5841127.0 1470.0III6005.5～7.012×126.5×6.55.932.2841577.8 1960.0IV8006.0～8.014×147.0×7.06.648.2152793.0 3469.2新IV8006.0～8.016×167.25×7.251

6、0.483.0203243.8 3978.8V11006.5～8.016×167.5×7.510.398.0004184.610456.6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7-1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。一、凿井井架结构亭式钢凿井井架是由天轮房，天轮平台、主体架、卸矸台、扶梯和基础

7、等主要部分所组成的，如图7-1所示。（一）天轮房天轮房位于井架顶部，由四根角柱、上部横梁、水平联杆及两根用来安装和检修天轮的工字钢梁组成。为防雨雪，上部设有屋面并装有避雷针。天轮房的作用是安装、检修天轮，保护天轮免受雨雪侵袭。其角柱为两条角钢对焊成十字型截面；上部横梁为两条14号槽钢对焊成工字截面；斜撑为角钢；水平交叉联杆，以两条角钢对焊成倒T形截面，工字钢吊车梁一般选用25号工字钢，其长度要保证超出天轮平台每边1m。（二）天轮平台天轮平台位于凿井井架顶部，为框形平台结构，用于安置天轮梁。天轮由天轮梁支撑，并直接承受全部提升物

8、料和悬吊掘砌设备的荷载。荷载经由天轮、天轮梁、天轮平台主梁传递给凿井井架的主体架。天轮平台是由四条边梁和一条中梁组成的“曰”字型框架，如图7-2所示。边梁为焊接钢板组合工字型梁，中梁为焊接组合工字型变截面梁。边梁和中梁称为天轮平台主梁，各主梁的挠度不应超过其跨度的1/400。