大断面超深竖井机械化施工装备配套研究_黎瑞克.pdf

第卷第期建井技术年月 大断面超深竖井机械化施工装备配套研究黎瑞 克，何磊，马维清，崔喜旺（中 国华 冶 科工集团有限公司，北 京）摘要：思山岭铁矿副井工程设计 净直径，深度，属 大 断 面超深竖井。为提升该竖井施工机 械化程度与施工效率，使施工装备配套更为合理，通 过 计算确定了提升系统布 置方 案，并对 其他 施工设备 进 行了合理选型，建立了大 断 面超深竖井 井筒机 械化施工装备配套体系，极大地 提高了施工机 械化程度与施工效率，为今后更深竖井的机 械化施工装备配套 提供 借鉴。关键词：超深竖井；大 断 面；井筒施工装备；提升系统；机 械化中 图分类 号：文献标识码：文章编 号：（）卜 ，（，丄，）：？：；引言上世纪 年 代末，我国竖井开始推 广混合 作业及机械化配套施工，极大地提高了竖井施工速度。竖井机械化配套施工主要体现在凿爆、出渣和支护三个工序环节，即在绝对施工时间内，利用大型机械化设备，实现竖井施工所需材料、设备及人员等的安全高效调 配，使凿岩、出渣和支护三个核心工序 实现 进度上的匹配，在保证安全的前提下极大地提高竖井施工速度。大 断面超深竖井工作面炮眼多，要求进尺大，相应的出渣及支护工程量都有极大地增 加，且随深度的增 加，提升效 率降低。因此，大 断面超深竖井的机械化配套施工与小断面浅竖井有较大的不同，随 着 矿山规模的不断扩大及矿产资源开发不断向深部转移，亟需对大 断面超深竖井机械化配套施工进行研究。思山岭铁矿副井 井 筒净直径，设计深度收 稿日期 修回日期 责任编 辑：景 惧斌：）作者 简介：黎 瑞 克（的），男，黑 龙江齐 齐哈 尔人，工学 学士，助理工程 师。：引用格式：黎 瑞 克，何磊，马维 清，等大 断面超深竖井机械 化施工装 备配套 研 究建井技 术，（）：，（丄）：蘩期黎瑞：蒐碧：夫断爾遛機繼井机械施工翁蠢：藏研食顏麗大 断面組深坚。本太以山岭铁矿井工程为依托，开展）海鸾弁施工机械化裝备配套研究，研究成対其他类似工獨有重要的借鉴貧义。凿井提升系统提升机及吊桶根据施：进度益出寞护：艺寒求，鉉过验算主提升机选甩，麗双滚筒裰升机（配电机），撬升：个，吊桶；副提升机选用型双滚筒提升机（饱：备合（職电机，鑛升个：桶，提升桃具体参赘见表，现场主槔升机如图表提升机技 术 参 数提升 机型号滚筒最 大静张 力最 大静张 力差减速比速度功率转速个数台直径宽 度（）（？）丄 丄 廣（董囊提升机主吊梅体积为駿嘗为；副撵屬梅体联为爵量为，惠薦升机露升天雜直 賴：者￥为钢奠直凝的数值，单像），逸择麗每为的提升夫轮个；剔 提升机提升去：轮直径：為丨）：（为钢魏龜貪参飴数値：攀衡号身？德：弁灣輪个。提升钢丝绳的选择主提升钢丝的选择并霞设探麗（氣，无输乎贏、，丟轮出绳点考夫翁乎合间 的离度 为，。考處井筒深度大，：分两夜计箕选择钢逡绳：一是課虜而二纖虜威細。）井筒深 度钢鐘顯麗表暴暴靡 ）；取轉吊桶提矸载養桉式（）计算，罐綱（戚）（式中：为吊補提矸载童的数值单橙；为装满系数的数値，取为岩右松 散：密度的数值一般：取；！为吊桶体积的数值，暴位；岩莅松截募数的戮債，取發讀為为水密廳数償取？销丝彌爵潘魔震覺遽这）？算：嫌十！，；）？（）？（），（？，？（式中：为提矸终 端貭鶯的数值，單像；，为提傘钻雜爲爾麗量掷数痕攀徨，提人时潘端质鼂的数値攀；为籐卸式甩捅下灰时终端质纛拍数：霞単糧；为概癀藏前，取，？为奮架、输提升襞冲器虞量的象偉计”摄：海伞鐵虜：量雜数取；海入眞量擊；按：人考虑，人均讀鑷为骨，；：底，卸式每 補摄：升麗凝土：靈前数儘为 中为蘧猜系数混凝嘗慮，单；扣为底卸式岳親騰營的数霉，取为？钶丝绳单位长度质鐘按式（钋筹，），）！：？，（建井技术年 第卷式中：为钢丝绳单位长度质量的数值，单位为钢丝绳的极限抗拉强度的数值，单位；为钢丝绳安全系数的数值试选彡 型钢丝绳，其 单位长度质量，（），钢丝绳最小破断拉力（）。最小钢丝破断 拉力总和。提升矸石的钢丝绳安全系数和提升人的钢丝绳安全系数的校验：当吊桶提升矸石时，（），满足要求；当吊桶提升人员时（按 定员人计算）：，（）（）？，满足要求。（）井 筒深度 考虑到随 着井 筒深度增大，钢丝绳质量 也是越来越大，在选择 钢丝绳 时应考虑主提升机只提升 物 料和矸石，不上下人员。钢丝绳最大悬垂高度（）（），取。试选；（）型钢丝绳，其 单位长度质量，钢丝绳最小 破断 拉力（）。最小钢丝破断 拉力总和。吊桶提升矸石的钢丝绳安全系数的校验 （）（），满足要求。副提升机钢丝绳的选择（）井 筒深度（提升吊桶）钢丝绳最大悬垂高度（）（），取。吊桶提矸载重按 式（）计算：（）（）（）式中：为吊桶提矸载重的数值，单位；？，为装满系数的数值，取；为岩石松散密度的数值，一般取；为吊桶体积的数值，单位为岩石松散系数的数值，取？；为水密度的数值，取 。钢丝绳终端质量按 式（）？（）计算：（）；（）？（）（）式中：为提矸终端质量的数值，单位；？提人时终端质量的数值，单位；为吊桶质量的数值，取；为滑架、钩头及提升绳缓冲器质量的数值，共计（）；为人的质量的数值，按人考虑，人均质量为，共计（）（）。试选 型钢丝绳，其 单位长度质量，钢丝绳最小 破断 拉力。最小钢丝破断 拉力总和？。提升矸石的钢丝绳安全系数和提升人的钢丝绳安全系数的校验：当吊桶提升矸石时，（）（），满足要求；当吊桶提升人员时（定员人），？（）（），满足要求。（）井 筒深度时（提升吊桶）钢丝绳最大悬垂高度（）（），取。吊桶提矸载重按 式（）计算：）（）式中：为吊桶提矸载重的数值，单位；？，为装满系数的数值，取；为岩石松散密度的数值，一般取；为吊桶体积的数值，单位；尺，为岩石松散系数的数值，取？；为水密度的数值，取 。钢丝绳终端质量按 式（）？（）计算：（）（）？）（）式中：（，为提矸终端质量的数值，单位；？提人时终端质量的数值，单位；为吊桶质量的数值，取为；为滑架、钩头及提升 绳缓冲器质量的数值，共计（）；第期黎瑞克，等：大 断面超 深竖井 机械 化施工装备配套研究为人的质量的数值，按人考虑，人均质量为，共计。试选；（）（）型钢丝绳，其 单位长度质量，钢丝绳最小 破断 拉力（）。最小钢丝破断 拉力总和 。提升矸石的钢丝绳安全系数和提升人的钢丝绳安全系数的校验：当吊桶提升矸石时，？（？），满足要求；当吊桶提升人员时（定员人），（？）（），满足要求。提升能力计算主提升机双钩提升一次提升循环时间按 式（）计算，提升 能力按 式（）计算。，？（），？，（）！）（）式中：乃为一次提升循环时间的数值，单位；？为提升速度的数值，提升机提升速度取；为提升 加速度的数值，取；为提升高度的数值，单位，为一次提升休止时间的数值，取值范围为？，双钩提升取；为提升 能力的数值，单位为吊桶 装满系数的数值，取；为标 准吊桶容积的数值，单位为提升不均匀 系数的数值，取。主提升机双钩提升 能力计算结 果见表。表主提升机 提升 能力提 升 参 数井深 丄 丄 丄 丄 提 升循环时间 丄 提 升 能力？）丄 丄注：选用提 升机，配吊桶。副提升机单钩提升副提升机单钩提升一次提升循环时间按式（）计算，提升 能力按 式（）计算。！（），（）（）（）式中：乃为一次提升循环时间的数值，单位；为提升速度的数值，提升机提升速度取；为提升 加速度的数值，取；为提升高度的数值，单位；为一次提升休止时间的数值，取值范围为？，单钩提升取；为提升 能力的数值，单位，为吊桶 装满系数的数值，取；为标 准吊桶容积的数值，单位为提升不均匀 系数的数值，取。副提升机单钩提升 能力计算结 果见表。表副提升机 提升 能力提 升 参 数井深 丄 丄 丄 丄 提 升循环时间 丄丄 提 升 能力？）注：选用提 升机配吊桶。稳车悬吊系统稳车悬吊系统 是保障井 筒安全高效施工的重要系统，承担着竖井施工各项设备的悬吊任务。思山岭副井吊盘、井壁整体支护模板、风筒和压风供水管等设备 均由稳车悬吊，由于该井 筒属超深超大 断面竖井，共需布置各 类稳车台（如图、图所示），用以保证 超深竖井安全高效施工，各设备稳车型号及数量见表。表中稳车悬吊钢丝绳安全系数、出绳角度表稳车系统清 单稳 车名称型号数 量台吊盘（兼稳 绳）稳 车 专用吊盘 稳 车 模板 稳 车 风 水 管 稳 车 排 水 管 稳 车 丄安全梯 稳 车 丄风 筒 稳 车 伞 钻 稳 车 丄动力电缆 稳 车 丄建井技术 年 第卷图工程现场稳车群和稳车承受荷载等均经过安全性验算符合相关规定赛求篇境。装岩 清底装备凿岩装备费岩藏想：左？織六臂痛傘 钴（如囫所示九读观伞钻力大：凿岩速度快，在掘进宣，觀的钴孔时仅：苘时，该：伞钻能耗低；无粉坐污染、噪音低、作业环象岩粱用两型中心回转抓表机，该机故 摩率低、孤岩效蒿合提升系统 使用，极太她逢贏了出迦鐵學使用（麵电动挖掘机椿底，极大：地改善了工怍面作业坏境与电动渣机相比，括 性和宋全性均有较大度提；嫌六曹液塵伞故蘩期黎瑞：蒐碧：夫断爾遛機繼井机械施工翁蠢：藏研食？修底工作效率提高了；，置清底敫果较如竖鸾全高敦施工的夢保证，井下癀好为下循环：禽舍作业创造了良好的条件麄底出渣施工如所示：弁下誠隱窗工井壁浇筑设备配套井壁施工采用混凝土搜拌、储料、输送、下放及浇筑技术，乘鄭口周边傘螢大型搅拌站逸馬：繼撤捽机？乘：）藤卸式吊桶攀钩下斜余自动计鼋上料、給水和翻半；搅拌机出料下部布个与 底 卸式吊桶容积相等的斜形储料槽最太限度地发挥搅拌机生：产能力，提富下料速度；采用底卸式吊桶下敢凝到吊盘的下层盘卸料；太直径的输料管或镏灰涟节将混凝土输送人模，棍凝土拌制、下放和人獏整体工艺流畅、失全和高戣。弁壁浇筑配料系统姐圈所示谋并壁支护采用液违整体移动模极（如图？所？鐘浇魏廳料議翁彳緣模板直餐！局，盡极腐复，采用绳悬甩。读獏板的怃：点 如下强度高？抗变息能力强苛以抵抗工作前爆 破振动，爆破时：不旋转采用防枯模技术淺筑后免理脱模方便快捷壁混凝土面光濟羡观；段离：大馨循环成身？应用效果夜禽曹液厍伞領钻架支標下，思山岭铁矿 副并暴祖觀孔藤破，趙台大抓斗抓餐机配吊概出痛，使顧；电疆体模板砌纖并辅以其他大型设备进行快速施工，实现了石掘一砌循环的短段掘砌混舍作业，最霄成井达到以上其雜成瘦虜如下：健？戯！康，系常段成月？锚网段成并，锚网 和戏层钢 筋段成并？月；（并筒？段逆常段成，月，锚网段成，锚网和双雇钢節段成并，并筒段，龙常段成：弁？月锚网段成井邱月，锚网和政舅钢筋段成井建井技术 年 第卷结论本文以思山岭铁矿副井为依托，开展了大 断面超深？并施工机械化装备配套研究形成了一罃适用壬：欠断面超深？弁施工？机械化装备祀春，技术，实现了深竖施工所需材料、设备及人？安全禽敏调配使凿岩、出蠢和支於三个核心工在施工进度上实现匹配，在保证，余的前提下极太地提窗了该竖的施工机械化程廉与施工效率算鑛势？齡矿山纖丄：麵熟寧地铁建編小曲馨？藤道龜工技料擎救术与工種顔？刘黎，张平，王唤龙，等高黎贡山隧 道号竖井设计及分 析隧道建设（中英 文），（增 刊）：徐士良特长 隧 道 通风 竖井设计与施工技 术铁 道建 筑，（）：赵兴东超深竖井建设基础理论与 发 展趋势金 属 矿山，（）：丄史 基 盛我国煤矿竖井钻机的发 展安徽建 筑工业学院学报（自然科学 版），（）：刘 志 强，吴玉华，王从平，等钻井法凿井“一钻成井”工艺建井技 术，）：杨仁 树，陈骏立井施工装备与技 术发 展现 状和 展望建井技 术，（）：刘 志 强竖井掘 进机 凿井技 术北 京：煤炭工业出版参 考文献：丄何卫华竖井施工技 术与机械化配套新疆有 色 金 属，（）：边振 辉大 直径超深竖井成套施工技 术建井技 术，（）：张浩，何磊，马维 清大断面立井深 孔控制爆破 技术研究建井技 术，（）：马维 清，马银，何磊，等臂液压伞形钻架研制及应 用建井技 术，）：社，徐辉东，刘林 林，付新鹏竖井全断面机械 破 岩装备 技 术现状及发 展方向建井技 术，（）：刘 志 强矿山竖井掘 进机 凿井工艺及技 术 参 数煤炭科学技 术，丄，（丄）：刘 志 强