竖井断面设计.docx

题目：某矿年产量90万吨，提升高度400m，竖井选用4*单层双罐笼，井筒服务年 限为50年；井筒敷设压风管1条300mm，排水管2条250mm， 150mm供水管及放 水管各1条，4条动力电缆，3条电信线；设梯子间；井壁选用浇灌混凝土支护， 井筒通过风量为160ms/s试设计该井筒断面内容及要求 要求用喷射混凝土井壁支护；设计井筒断面形状、尺寸、布置等；计算工程 量及材料消耗；用CAD绘制井筒断面图；编制材料消耗量表解：Arr ■一、 井筒断面形状的选择由于该井筒担负任务较重，服务年限较长，选用圆形断面，井壁选用浇灌混 凝土支护二、 井筒断面尺寸的确定1、 选择井筒装备，确定断面布置形式 由于该巷道提升高度大、提升钢丝绳终端荷载大，选用钢轨罐道、工字钢做罐道梁该井筒选用金属矿用4*单层双罐笼并布置梯子间，参考赵兴东《井巷 工程》图10-3b，增加一组罐道梁，用双侧罐道断面布置见图一2、 初选罐道、罐道梁、梯子梁的型号、尺寸根据提升容器和布置形式，参照吴理云《井巷硐室工程》表1-4以及类似 矿山的经验、初选：罐道：38kg/m 的钢轨；主罐道梁(1#、2#)： 132 (c)；次梁(3#)I28(a)； 梯子梁：［14 (b)。

3、 确定提升间和梯子间的断面尺寸 双侧罐道梁的罐道梁中心线间距可由下式求的：C=E+B+E1112C=E+B+E 2324 式中：C-―1#和2#罐道梁中心线间距，mm；C 1#和3#罐道梁中心线间距，mm；2E、E、E、E---1#、2#、3#罐道梁连接部分尺寸，由初选的罐道、罐 1234梁类型及其连接部分尺寸决定取E「199mm、^=204mm> E =204mm、E=204mmB、B两侧罐道之间的距离，mm从罐道规格表中可查得B=B=15301 2 1 2则： C=199+1530+204=1933mm1C=204+1530+204=1938mm2梯子间的尺寸M、H、J用下列公式计算：M=600+600+m+S/2式中：600 梯子孔宽度，mmm 梯子孔至2#罐道梁的距离，mm；取m=100mmS―-2#罐道梁的宽度，mm；取S=132mm贝V： M=600+600+100+132/2=1366mmH=2X(700+60) =1520式中：700 梯子孔长度，mm；60 梯子梁宽度，mm； [14 (b)的宽度为60mm梯子梁偏离井筒中心线的距离J, 一般取J=300〜400mm，这里取 J=300mm。

贝V： N=H-J=1520-300=1220mm匚 LIeF— -门=15113# L图一、竖井断面设计计算图4、井筒净直径的确定 根据求的的提升间和梯子间的断面尺寸，采用图解法确定竖井的近似直径，步骤 如下：按计算出的提升间、梯子间平面结构布置尺寸，画出井筒构件布置图，如图 二从靠近井壁的罐笼两个拐角引罐笼收缩边的垂直平分线，并取l-^r得到A、 B两点其中l为提升容器到井壁的最小安全距离，这里取l=200mm,Ar为罐 笼收缩值，取△r=127mm，根据M、J值可得C点过A、B、C三点作图，其圆心 即为井筒圆心从图中量取井筒的近似半径为R=2946mm，井筒中心线到1#罐道 梁中心线的近似距离d=623mm，直径按0.5m摸数进级，则R=3000mm, D =6000mm 为了施工方便取d =670mm图二、竖井近似直径作图法5、验算安全间隙即梯子间尺寸 按下式验算安全间隙l及梯子间尺寸Ml=R-V〈(L/2) 2+ (B/2+E+b/2+d ) 2〉+^r=3000- V〈(3300/2) 2+1 2 0 (1530/2+204+1450/2+670) 2〉+127=244mm>200mmM=V< R2-J2 >+d —C = V< 30002-3002 > +670-1938=1717mm> 1366mm02验算符合要求。

6、风速验算按下式验算风速vv=Q/S Wv1允式中：Q 通过井筒的风量，m3/s；此处取Q=160m3/s；s ---减去井筒装备和其它固定设备尺寸后的井筒净断面面积，此处由下 式估算：S =0.85S=0.85XnX 32=24.02m2； 为井筒断面面积，m2；v 按规定要求井筒允许通过的最高风速，m/s；根据赵兴东《井巷工 程》表10—14，取v =8m/s允则：v=160/24.02=6.66m/sW8m/s三、支护厚度选择根据吴理云《井巷硐室工程》p34第三条，由于采用喷射混凝土支护，则可取井 筒混凝土厚度为200mm，故井筒掘进断面直径D =6400mm掘四、管缆布设按照管缆布置原则，结合该井条件，合理布置，见下图图三五、工程量及材料消耗1、 井筒净断面积S =(n/4)D 2= (3.14/4)X62=28 . 26m22、 井净筒掘进断面积净S = (n/4) D 2= (3.14/4)X6 . 42=32.16m23、 每掘米井筒混凝土掘量v =(S -S )X1二(32.16-28.26)Xl=3.9m34、 罐凝道梁长掘度按净 下式计算l/=2V(R2-C2)式中：R井筒净半径，mm；C每根罐道梁至井筒中心线的距离，mm。

贝 V： 1#罐道梁 1广2丁(3 0 002-6 702) =5 8 49mm2#罐道梁 11=2/(30002-12682) =5438mm23#罐道梁 1 /=2 /(3 0 002-2 6 032) =29 83mm3在保证罐道梁埋入井壁的长度须合乎要求的前提下，为便于施工，取其长度 为整数，则各罐道梁的长度分别取：1#罐道梁 1「6150mm2#罐道梁 1 =5740mm23#罐道梁 1 =3280mm4、梯子梁长度(从3图1中由上至下分别为1#梯子梁，2#梯子梁，3#梯子梁)1#梯子梁1/ =/(30002-3002)-1268=1717mm梯12#梯子梁1/ =/(30002-4602)-1268=1696mm梯23#梯子梁1/ =1366mm同理，梯子梁的梯长2 度分别取：1#梯子梁1 =1820mm梯12#梯子梁1 =1800mm梯23#梯子梁1 =1470mm7、设计中的井筒工梯程2 量及材料消耗量表，如下名称单位数量井筒净直径m6井筒净半径m3井筒掘进直径m6.4井筒掘进半径m3.2井壁厚度mm200井筒净断面积m228.26井筒掘进断面积m232.16每米井筒混凝土m33.9量每个罐道梁至井 筒中心线的距离mmC =670； C =5740;C =32801# 2# 3#罐道梁长度mml =6150； l =5740； l =32801 1 1梯子梁长度mml =1820； l =1800； l =1470梯1 梯1 梯1六、绘制井筒断面图氏』门「IpnnIJIbcabl21107宠轉图三、最终井筒断面图 参考文献：[1]吴理云•井巷硐室工程(M).北京:冶金工业出版社，1985 [2]赵兴东.井巷工程(M).北京:冶金工业出版社,2012。