竖井断面设计

第 二 部分 竖井断面设计

[设计题目]

某矿采用竖井开拓。井筒穿过岩石的坚固性系数f≤6～8，该井为主要提升井，多中段提升，选用罐笼作为提升容器，采用木罐道，1、2号主罐道梁宽度b1=b2=199mm, 3号罐道梁小一号，b3=196mm。井筒内铺设Φ300压风管一条，Φ250排水管两条，Φ150供水管及放水管路各一条，四条动力电缆，三条通信电缆，并设梯子间，井筒通过风量182 m3/s，试设计竖井井筒断面并绘制断面图。

[设计要求]

1、必须以认真的态度，独立完成。

2、所选数据要有依据，设计符合规范，计算正确。 3、绘图清楚规范，表格设计合理，采用计算机绘图。 4、各项技术措施要切合实际，具有针对性。

2.1 井筒断面形状的选择

该井筒负担全矿主要提升任务，服务年限长，围岩稳固性一般，故选用圆形断面，整体浇灌混凝土支护。 2.2 井巷断面尺寸的确定

2.2.1选择井筒装备，确定井筒断面布置形式

该井筒选用GDG1.5/6/1/2单层双罐笼，双侧罐道，三组罐道梁。断面布置如图2-1。

2.2.2 初选罐道、罐道梁、梯子梁的型号尺寸

根据提升容器及布置形式，参考类似矿山经验，查《井巷工程设计与施工》表7-2初选：

罐道：38kg/m钢轨；

主罐道梁（1、2号）：b1=b2=199mm 次梁（3号）：b3=196

梯子梁：I14b (b4=60)

2.2.3 确定提升间和梯子间的断面尺寸

(1)罐道梁中心线间距L1和L2可按下式求出：

b2b1L1＝a＋2（h－△）＋

2b3＋2 （1）

b1L2＝a＋2（h－△）＋2＋2 （2）

式中：a—罐笼宽度，可从罐笼规格表中查出；h—木罐道厚度，1t矿车罐笼为180mm，3t矿车罐笼为200mm；△—钢罐梁卡入木罐道内的厚度，1t矿车单层单车罐笼为16mm，1t矿车双层单车罐笼及3t矿车单层单车罐笼为20mm；b1、b2、b3分别为1号、2号、3号罐梁宽度。

故 L1 = 1200 + 2(180-20) + 0.5*(199+199) =1719 L2 = 1200 + 2(180-20) + 0.5*(196+199) =1718

(2)根据梯子间、管线间布置，梯子间尺寸可按下列公式计算：

b2M＝a1＋a2＋m＋

2（3）

式中：a1—两梯子中心距，取600mm；a2—梯子中心到壁板距离加另一梯子中心到井壁距离，取600mm；m—梯子间壁板总厚度，根据梯子间壁板结构确定，一般木梯子间m＝50mm， 金属梯子间m＝77mm。

左侧布置梯子间，右侧布置管路，一般取T＝300～400mm，S＝1600

－T＝1200～1300mm。

故 M=600 + 600 + 50 + 0.5*199 = 1350 2.2.4 井筒静直径的确定

根据求得的提升间和梯子间的断面尺寸，采用作图法确定井筒近似直径以及罐笼在井筒中的位置，其步骤如下：

按计算出的提升间、梯子间平面结构布置尺寸，按1:100的比例画出井筒构件（装备）布置图，如图2-2所示。

从靠近井壁的罐笼两个拐角引罐笼收缩的垂直平分线，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，一般取L=200mm，△r为罐笼收缩值，见图2-2。根据C3和J可得C点。过A、B、C三点作圆，其圆心即为井筒中心。从图2-2中量得井筒近似直径为5630，井筒中心线到1号罐道梁中心线的距离d0为496mm，直径按500mm的模数进级，取直径为6000mm。为了施工的方便，d0取整数，d0=500mm。 2.2.5 验算安全间隙及梯子间尺寸C3

L?R?C3?2(l2)?(22B12?E2?2b2?d0)??r?200mm2R?J?d0?c?600?600?m?s/2

如不能满足要求，则适当修正d0值，再进行验算直至满足要求为止。在这里

L=386>200mm，C3=1565mm>1361mm 符合要求。 2.2.6 风速验算 按下式验算风速v：

式中，Q——通过井筒的风量（mv?Q/S1?v03/s），Q=182m3/s；

S1——减去井巷装备和其他固定设备尺寸后的井筒净断面积（㎡），通常可由井筒净断面积S估算，S1=0.85S，在这里

S1?0.85?(?/4)?62?24.03m2；

v0——按规程要求井筒允许通过的最高风速（m/s），查《井巷工程设计与施工》表4-8，v0=8m/s。 故v=7.57m/s<8m/s，风速验算符合要求。 2.3 支护厚度的选择

参照《井巷工程设计与施工》表8-12，取井筒混凝土井壁厚度为350mm。故井筒掘进直径D掘?6700mm。

2.4 管缆布置的原则

结合该井条件，管缆布置如附件2所示。 2.5 工程量及材料消耗 井筒净断面积：

S净?（?/4）D净?28.26m22

井筒掘进断面积：

S掘?（?/4）D掘?35.24m22

每米井筒混凝土量：

罐道梁长度按下式计算：

v壁?（S掘-S净）?1=6.98m3l?2'R?C22 式中，R——井筒净半径；

C——每根罐道梁至井筒中心的距离。 故： l'1?5916mm，l'2?5277mm，l'3?3532mm

在保证罐道梁埋入井壁的长度必须合乎要求的前提下，取其长度为整数。则各罐道梁长度分别取：l1=6520mm，l2=5880，l3=5130mm。

梯子梁长度取：

L梯1?1565mm，L梯2?1519mm，L梯3?1266mm'''

l'梯1?1565mm，l'梯2?1770mm，l'梯3?1520mm2.6 绘制井筒断面图、编制每米井筒工程量及材料消耗表 ⑴井筒断面图见附件2。

⑵每米井筒工程量及材料消耗表如下： 每米井筒掘进体积 每米井筒混凝土量 S掘·1（m） 3V凝（m） 335.24

6.98

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