察哈素煤矿回风立井临时改绞方案设计

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1、察哈素煤矿回风立井临时改绞方案设计中煤三十工程处二一年五月八日1. 绞方案1.1 改绞总体方案回风立井临时改绞采用混合提升，即采用现有双筒绞车提升箕斗，箕斗的载重为6 t，另重新安装一台双筒绞车提升罐笼，罐笼为1t矿车单层单车罐笼。1.2井筒布置方案(1)布置1t矿车单层罐笼2只，提升钢丝绳为： 187+FC-30-1770型。(2)布置6t箕斗2只，提升钢丝绳为187+FC-34-1770型。(3)布置胶质风筒2路，规格为1000mm, 其悬吊钢丝绳为187+FC-20-1670。风筒之间用金属短节连接，金属短节与钢丝绳之间用钢丝绳卡连接。(4)布置压风管1路, 规格为1594.5，其悬吊钢

2、丝绳为187+FC-26-1670。(5)布置排水管1路，规格为1595.5, 其悬吊钢丝绳为187+FC-32-1670。(6)布置供水管1路，规格为1085, 其悬吊钢丝绳为187+FC-28-1670。(7)布置高压电缆2路，规格为MYJV32-6/10 370，其悬吊钢丝绳为187+FC-22-1670。(8)布置临时放炮电缆1路, 规格为MY-0.38.0.66 316+16，其悬吊钢丝绳为187+FC-18-1670。(9)布置通讯、信号、监控电缆各1路，规格为 通讯电缆：MHVV32-1020.8 信号电缆：KVV22-500 192.5 监控电缆：PVVP 80.8 通讯、信号

3、、监控电缆用同一根钢丝绳悬吊，其悬吊钢丝绳为187+FC-20-1670。(10)采用钢丝绳罐道，并采用液压螺杆拉紧装置，罐道钢丝绳为187+FC-26-1670。井筒布置图详见回风立井临时改绞井筒平面布置图。所有管路、风筒、电缆的悬吊钢丝绳均挂于封口盘上。2.3主要辅助系统2.3.1提升系统 1 罐笼提升系统采用1t矿车单层罐笼提升，井上下均采用人工装卸车，地面设置临时翻矸设备1套。提升系统井上下均使用手动托罐装置。井架:使用现有设备提升机:重新安装一台为2JK-3.0/20型提升机，配套主电动机分别为650kw。2 箕斗提升系统采用6.6m3箕斗，载重量为6t，井下采用半自动装载，井上采用

4、自动卸载。提升机：使用现有2JK-3.5/20型提升机设备，配套主电动机为800kw。2.3.2 排水系统2.3.2.1 改绞后排水临时改绞后，井下应设置临时泵房一个，泵房内设置DC100-807型水泵2台，其流量为102/h,扬程为580m,电机功率为280kw，10kv供电。2台水泵1 用1备。电源从井下临时变电所引入。临时水仓的有效容积不应小于500m3。2.3.2.2 过渡期临时排水 临时改绞前，在井下马头门合适的位置，布置过渡时期排水设备，拟选用DC50-807型排水设备2台，其流量为50.4/h,扬程为576m,功率185kw，660v供电。2台水泵一用一备。供电电源从井下临时变配

5、点引入。2.3.2.3 入井管路入井管路选用1595.5无缝钢管。2.3.2.4 井筒管路的排水能力 由于压风管、供电管均按排水管考虑，因此井筒管路的排水能力可达500m3/h。2.3.3 供电系统2.3.3.1 地面供电系统地面供电维持现有供电系统不变。其主要负荷为提升机、压风机、井下生产动力等。2.3.3.2 井下供电系统 1临时改绞前，先在井下马头门一侧的合适位置，设置临时变配电点一个，先形成过渡期的临时供电，其主要负荷为过渡期间的排水和井下临时变电所形成前的生产动力。2临时改绞以后，井下应设置临时变电所，临时变电所可设置在临时泵房附近。临时改绞后，井下主要负荷是：综掘机、皮带机、链板机

6、、水泵、扒矸机、局部通风机等。3入井电缆临时改绞设计10kv入井动力电缆两路，但为形成过渡时期的临时供电，必须在临时改绞前，先下放一根电缆，以便为过渡时期的水泵供电。2.4 压风系统临时改绞，保留地面空气压缩设备。临时改绞时，井筒内布置的1595.5mm压风管一路，改绞后的井下生产用气通过该管路送井下。压风管管壁厚度是按排水管考虑，因此，压风管可作为备用排水管。2.3.5 供水系统临时改绞后，井下生产及防尘喷雾用水，从地面通过井筒内1085mm供水管供水。供水管的悬吊钢丝绳是按排水管考虑，因此，供电管也可作为备用排水管。2.3.6 通风系统 临时改绞后的矿建工程施工，前期利用局部通风机，通过井

7、筒内设置的两路1000mm风筒，采用压入式通风，后期根据井下巷道的贯通情况进行必要的调整。2.3.7 地面排矸及井上下运输系统2.3.7.1 罐笼提升系统1排矸系统临时改绞期间，地面设置临时翻矸设备一套。临时改绞后，井上下采用轻轨运输系统，使用1tU型固定式矿车，采用人工装卸车，轨道采用22kg/m轻轨，采用600mm轨距。井下矿车采用电瓶车牵引。2 矸石排放：井下使用电瓶车将矿车拉至井底车场，通过罐笼将矸石车提到地面，通过前倾式外动力翻车机翻矸，并用排矸车排至指定地点。2.3.7.2 箕斗提升系统井下掘进煤，通过皮带机或链板机，运往井下临时煤仓(临时煤仓为混凝土与金属混合结构)，通过半自动定

8、重装载装置装载。地面采用自动卸载，并通过链板机或皮带机运往指定地点。2.3.8 信号、通讯、照明临时改绞时，井上下信号、通讯选用成品通讯信号装置。设置通讯一套、信号装置2套，要求该装置除具备信号功能外，还配有通讯电话。通讯电缆选用HUVV32-1020.8型，信号电缆选用KVV22-500 192.5型控制电缆。井下照明采用照明信号综合保护装置，电压等级为127v。2.3.9安全监测、监控系统临时改绞时，井筒内设置监控电缆1路。二、三期工程施工期间，设置一套KJ-100型安全监测、监控系统。主机安设在地面，井下监视信号通过电缆传输至地面，并分别在井口和高度室等设置监视显视器。3.施工方案及施工

9、进度3.1 施工方案 井筒工程结束后，先下放综掘设备、形成过渡供电和排水，后进行临时改绞。井筒改绞时，对于井筒的上下安装部分，由于井筒内的管路和线路较多，且都是钢丝绳悬吊，它与一般井筒的永久装备的操作方法和施工方案截然不同,整体施工方案为：先下后上,先管线后固定,即先进行下部工作，后进行上部工作,先下放管路和电缆等,后安装封口盘及上部套架及天轮平台等，但井下煤仓及装载设施的安装，则先上后下，即选安装煤仓上口平台及煤仓，后依次安装装载装置、计量装置、装载套架等。 安装井下煤仓及装载设施时，利用第三层临时盘作为工作平台，或直接用吊盘作为安装平台。在进行临时改绞的同时，进行地面提升设备、翻矸设备等安

10、装和完善。3.2 施工进度安排 由于临时改绞工程的特殊性，其施工特点是单行施工多，平行施工少。因此，临时改绞工程的工期安排较长，预计施工工期为61天。4.主要施工设备、材料 主要施工设备、材料详见下表。 表一 回风立井混合提升临时改绞主要设备选型表序号设备名称型 号 规 格数量额定功率备注1提升绞车2JK-3.5/201800kw2提升绞车2JK-3.0/201570 kw3井架用现有4提升天轮2.545箕斗6.6m326t6装载及计量装置27地面卸煤槽18临时罐笼1.0t矿车单层单车29翻车机1.5t110手动托罐装置1.5t411空压机40m3112空压机20m3213水泵MD85-679

11、22506kv供电14水泵DC50-8072185过度期用15低压开关柜GGD2416高压真空开关PBG1-10217高压真空开关BGP1-623含水泵起动18变压器S11-3150/10219变压器S11-630/3120移动变电站KBSGZY-630/6221矿用变压器KBSG-630/6122防爆馈电开关KBZ-630/660423防爆馈电开关KBZ-400/6601024防爆馈电开关KBZ-200/660425防爆磁力起动器BQD7-801026防爆磁力起动器QJZ-300/1140(J)2临时泵起动27照明综保BZZ-4.0228通讯设备129监控设备KJ100130信号系统231局

12、部通风机2452表2回风立井混合提升临时改绞材料表管材、电缆、钢丝绳序号名称型 号 规 格单位数量备 注钢 管1钢管1594.5m500压风2钢管1085m500供水3钢管1595.5m500排水电 缆4电缆MYJV32-6/10 370m650入井高压电缆5信号电缆KVV22-500 142.5m6006通讯电缆HUVV32-1020.8m6007监控电缆MHYV32 1020.8m6008电缆MY-0.38/0.66 310+16m600临时放炮电缆钢丝绳9罐笼提升绳187+FC-30-1770m2700交左或交右10箕斗提升绳187+FC-34-1770m2710交左或交右11罐道钢丝绳

13、187+FC-26-1670m16670交左和交右各812制动钢丝绳187+FC-26-1670m4670交左和交右各2 13压风管悬吊绳187+FC-26-1670m2640交左和交右各114排水管悬吊绳187+FC-32-1670m2640交左和交右各115供水管悬吊绳187+FC-28-1670m2640交左和交右各116高压电缆绳187+FC-22-1670m2640交左或交右17信号、通讯、监控电缆绳187+FC-20-1670m1640交左或交右18风筒悬吊绳187+FC-20-1670m4640交左和交右各219放炮电缆绳187+FC-18-1670m1640交左或交右风 筒20

14、胶质风筒1000m2500表3型钢、钢板位置代号名称型号规格数量重量（kg）备注天轮平台T1、T2天轮梁I63bL=384084032.000TW1、TW2稳绳梁40bL=420087732.032双并TD垫梁I56bL=17208773.174花纹钢板522.75m2896.509小计13433.715井口套架L1连接梁I20bL=43042267.278L2连接梁I20bL=3922182192.006D1支承梁I25bL=15383193.834D2支承梁I25bL=12883162.327D3、D4、D5支承梁I25bL=184012927.581D4支承梁I25bL=18401292

15、7.581D5支承梁I25bL=18403231.895E1、E2连接梁I25bL=71253897.964E3连接梁I25bL=34852292.810E4连接梁I25bL=25602215.091E5连接梁I25bL=41001172.241E6、E7主梁I25bL=86202724.252S3连接梁I25bL=18402154.597S6、S7连接梁I25bL=98302825.917立柱1I28bL=32256926.091立柱2I28bL=32253463.046立柱3I32bL=1849066402.347导向钢轨38kg/mL=1250083800.000导向钢轨38kg/mL=

16、1820542767.160曲轨架42566.768支座351540.000小计26650.786罐笼下出车平台C0主梁I56bL=78751906.098C1、C2主梁I36bL=53502702.562C3钢轨22kg/mL=23504206.800C4矿工钢10号L=19948415.550C5次梁16bL=823232.491C6副梁16b489.300C7次梁16b213.028C8次梁16b227.082C9副梁16b2123.579FT1托罐梁I40bL=47002694.096FT2托罐梁I63aL=778021888.362托架6315.000小计5413.948表3型钢、钢

17、板（续1）位置代号名称型号规格数量重量（kg）备注封口盘F1主梁I63aL=1039511365.487F2副梁I20bL=1647151.139F3副梁I32bL=24801143.121F4副梁I32bL=29891172.495F5副梁I32bL=33101191.020F6副梁I32bL=29981173.015F7副梁I20bL=2362173.340F8副梁I20bL=1357142.135F9连接梁I25bL=19906501.599F10连接梁I20bL=18302113.643F11连接梁I25bL=18302153.757F12连接梁I32bL=39502455.909F1

18、3、F22副梁I20bL=17642109.544F14副梁I32bL=25562295.014F15副梁I32bL=2839160.549F16连接梁I20bL=1130135.087F17次梁I20bL=1230138.192F18、F19副梁I32bL=33592387.696F20副梁I32bL=32001184.672F21副梁I32bL=26431152.528F23、F24、F25主梁I45bL=650231530.246F26、F27、F27主梁I45bL=558031463.913F29次梁16bL=665226.254F30连接梁16bL=940118.556F31连接梁1

19、6bL=1150122.701F32连接梁16bL=1550261.197F33连接梁16bL=1130489.224F34连接梁16bL=1080242.638F35连接梁16bL=1030240.664F36次梁16bL=815116.088F37连接梁16bL=1067242.125F38连接梁16bL=588111.607F39连接梁I32bL=17882206.371F40连接梁16bL=608112.002F40连接梁I25bL=608125.542F41连接梁16bL=39517.797F42连接梁16bL=44318.745F43连接梁16bL=1335379.059F44连接

20、梁16bL=1100121.714F45连接梁I25bL=2230246.470表3型钢、钢板（续2）位置代号名称型号规格数量重量（kg）备注封口盘L轨道22kg/mL=24514215.688FT1托罐梁I40bL=783421156.925FT2托罐梁I63aL=1040022524.288花纹钢板571.56m22819.965封口盘小计15144.721箕斗提升井下装载、套架P1主梁I50bL=79201803.563P2、P11主梁I45bL=49302862.257P3支承梁I28bL=26803384.794P4连接梁I20bL=39253365.614P5支承梁I25bL=20

21、206509.161P6主梁I45bL=47101411.890P7副梁I25bL=28101118.048P8连接梁I50bL=79001801.534P10主梁I40bL=49301364.031P11、P15主梁I32bL=493051422.552P12连接梁I25bL=24683311.042P13连接梁I20bL=960389.424P14主梁I32bL=51802597.876P16连接梁I20bL=219512819.857P17连接梁I20bL=13703127.616P18连接梁I20bL=850388.493P19连接梁I20bL=690364.274P20、P21主梁I

22、63bL=493053235.313P22连接梁I63bL=20583810.334P23、P26主梁16bL=69506823.158P24连接梁16bL=50005493.500P25连接梁16bL=36002142.128立柱I28bL=724093118.558钢轨38kg/mL=841082556.640铺板护栏梯子槽钢16bL=100002394.800圆钢2042m45.318角钢7527114m909.720钢管333290.5m644.620钢板562m22443.234支座9199.512托架361922.400煤仓3420.00煤仓下段564.680小计29865.941

23、表3型钢、钢板（续3）位置代号名称型号规格数量重量（kg）备注稳绳生根平台W1稳绳梁I36bL=48001629.760双并W2稳绳梁I25bL=67001562.934双并W3、W4稳绳梁I36bL=760021994.240双并W5稳绳梁I36bL=54151710.448双并W6托梁I63bL=790011036.875托架12900.00小计5834.257井口卸煤槽井口卸煤槽合计重量6300.000罐笼下套架h1、h2立柱I25bL=37006932.622S1支承梁I20bL=31003288.765T1连接梁I20bL=36702227.907导向钢轨38kg/mL=570081

24、732.800支座18352.800支座24176.400小计3711.294其他5000.0005.察哈素回风井混合提升系统的选型及验算5.1罐笼提升系统(1.0t矿车单层单车)5.1.1 提升钢丝绳选型计算1 计算条件：安全系数：提物时：ma=7.5 提人时：ma=9 提升高度：h=508m井架高度：取 h1=29m最大悬垂高度：罐笼自重:1.0t单层单车：2695kg 抓捕器重：取抓捕器重为：单层单车：550kg矸石重量：单车提升：2448 kg2 钢丝绳终端最大净荷载(1) 提物时 (2) 提人时 3钢丝绳终端荷载 (1) 提物时 (2) 提人时 4 钢丝绳单位重量计算(1) 提物时(

25、2) 提人时 5 钢丝绳选择 (1) 单车罐笼提升 根据以上计算，提人时所需钢丝绳单位重量比提物时所需的单位大，故以提人时为准，选择187+FC-30-1770，其单位重量为3.51kg/m,破断拉力总和为68270kg，最粗钢丝直径2.08mm。6安全系数校核(1) 提物时 (2) 提人时 5.1.2 提升机参数校核1 提升机选型计算1) 滚筒直径：D60dS 即D6030=1800mm D900 即D9002.08=1872mm2) 钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力和静张力差：最大静张力：最大静张力差： 3) 提升机选选择根据以上计算，选用2JK-3/20型提升机,性能参数如下：型 号滚 筒

26、最大静张力KN最大静张力差KN最大绳径mm最大提升高度m绳速m/s数量直径m宽度m一层二层三层2JK-3/20231.513080342835989704.564) 电机功率选择 因此，可选用功率500kw，10极电动机。5.1.3 提升天轮选型（1） 天轮直径：D60dS 即D6030=1800mm D900 即D9002.08=1872mm（2） 钢丝绳作用在天轮上的最大静张力：Fj=84.1 kN（3） 天轮选择根据以上计算，选用2.5m凿井提升天轮，其允许最大绳径40mm,钢丝绳全部破断力总和11350 kN。5.2箕斗提升系统5.2.1 提升钢丝绳选型计算（1） 计算条件：安全系数：

27、专为提物时：ma=6.5 提升高度：h=526m井架高度：取 h1=29m最大悬垂高度：箕斗自重:QZ=4200kg（2） 钢丝绳终端净荷载 Q=6000kg（3） 钢丝绳终端荷载 Q0=Q+QZ=4200+6000=10200kg （4） 钢丝绳单位重量计算 （5） 钢丝绳选择 选用187+FC-34-1770钢丝绳，PSB=4.51kg/m, ，最大钢丝直径（6）安全系数校核 1）提物时 2) 提人时 5.2.2 提升机参数校核（1） 提升机选型计算 提升机选用现有提升机。1) 滚筒直径校验：D=3500mm60dS=6034=2040mm D=3500900=9002.30=2070mm

28、2) 钢丝绳作用在滚筒上的最大静张力和静张力差a 静张力实际静张力：实际静张力(=124.7kN)绞车的最大静张力(=170kN)b 静张力差实际静张力差：实际静张力差(=82.1kN)绞车的最大静张力差(=115kN)（2） 电机功率校验 实际需要的电动机功率为： 根据计算，选用800kw 10极电动机。5.2.3 提升天轮选型（1） 天轮直径：D60dS 即D6034=2040mm D900 即D9002.3=2070mm（2） 钢丝绳作用在天轮上的最大静张力：Fj=124.7 kN（3） 天轮选择根据以上计算，选用2.5m凿井提升天轮，其允许最大绳径40mm,钢丝绳全部破断力总和1135

29、0 kN。6.察哈素回风立井混合提升系统提升能力计算一、察哈素回风立井罐笼提升能力计算1.提升方式临时改绞后，采用一对1.0t单层一车凿井罐笼提升。2.计算2.1有关技术参数 滚筒直径：3.0 m，滚筒宽度：1.5 m，减速比：20 电机：800 kw 592 rpm. 提升高度508 m。2.2提升能力计算计算公式 式中：Vj矿车容积，VZ=1.7 m3 n矿车个数，1 Km矿车的装满系数，提升矸石时，取Km=0.9 CT提升不均匀系数，取 CT=1.15 TS一次提升循环时间，s TS计算采用5阶段速度图。TS计算如下： 式中 t1加速时间，s t2等速段运行时间，s t3减速段运行时间，

30、s t4爬行段运行时间，s t5停车时间，s 休止时间，取=55 s已知参数： (1).提升高度： H=508 m (2).最大速度： 式中 ne电动机的额定转速， ne =591 rpm i减速机的传动比，i=20 D滚筒直径，D=3.0 m并取：.爬行距离 h2=2m .爬行速度 V4=0.5 m/s.加速度 a1=0.65 m/s2 .减速度 a3=-0.65 m/s2各阶段运行时间及运行距离计算如下： 1).加速阶段 2).减速阶段 3).爬行阶段 4).停车阶段 设停车距离： 停车时间： 则减速度： 5).等速阶段 6).一次提升循环时间为： 提升能力计算 2.3 月提升量 日提升量

31、 如果每天按18个小时计算，则每天的提升量为： 月提升量 每月按30天提升，则 如巷道平均断面按20m2，则可满足岩巷月掘进尺为： 式中 二、察哈素回风立井箕斗提升能力计算1.提升方式临时改绞后，采用6t箕斗双钩提升。2.有关技术参数1.滚筒直径：3.5 m，滚筒宽度：1.7 m，减速比：202.电机：800 kw 592 rpm. 3.提升高度526 m。3.提升能力计算3.1计算公式 式中 Vj箕斗容积，VC=6.6 m3 Km箕斗的装满系数，取Km=0.9 CT提升不均匀系数，取 CT=1.15 TS一次提升循环时间，s3.2 TS计算采用5阶段速度图。TS计算如下： 式中 t1加速时间，s t2等速段运行时间，s t3减速段运行时间，s t4爬行段运行时间，s t5停车时间，s 休止时间，取 =40 s已知参数： (1).提升高度： H=526 m (2).最大速度：各阶段运行时间及运行距离计算如下： 1).加速阶段 2).减速阶段 3).爬行阶段 4).停车阶段 设停车距离：h5=0.1 m 停车时间： t5=1 s 则减速度： 5).等速阶段 6).一次提升循环时间为： 3.3提升能力计算如巷道断面按22m2,煤的松散系数按1.4，每天按20小时提升时间，每月按30天计算，则可满足月进尺2426m要求（满足4个综掘队施工）