单家村煤矿主井井架安装.pdf

第 3 1 卷第 2期 2 0 1 0年4月 建 井 技 术 M I NE CONSTRUCTI ON TECHNOLOGY V0L 3 1 NO ．2 A pr ． 2 01 0 施工 装备 单家村煤矿主井井架安装 朱 甲军 兖矿新 陆建设发展有限公司， 山东 邹城 ， 2 7 3 5 0 0 摘 要 单家村 煤矿 主井 井架安装 施工 中 ， 通过 合理 布置施 工现 场 ， 充 分利用 空 间和 时 间， 加快 了安装速 度 ， 缩 短 了井 口 占用 时间， 为其他 工程施 工创 造 了条件 。 关键词 i 井架安装 ； 吊装 ； 受力分 析 ； 抱 杆 ； 地 锚 中图分类号 TD 2 6 2 ． 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 2 6 0 2 9 2 0 1 0 0 2 0 0 3 4 0 3 1 工 程概况 山东 省 曲阜 市单家 村煤矿 主井 井架 由原兖州 矿务 局 中心 机厂制 造组装 ， 第六 工程处 组织安 装 。 主井井架为型钢结构， 构件采用高强螺栓连 接 或焊接 ， 全 高约 3 8 m， 总重 量 7 8 7 ． 8 k N。其 中躯 体 包 括 天 轮 起 重 梁 重 4 7 0 ． 0 k N， 底 框 梁 重 4 4 ． 0 k N， 斜腿 及 支 撑 重 1 7 3 ． 8 k N， 其 他 构件 重 约 1 0 0 ． Ok N 。 2施 工准备 1 认 真清理 现场 ， 做到 “ 三通一 平” 。 2 封井 口。在 井架 底框 梁下方 的罐道 梁上 ， 用 方木 和木板 封闭 井 口。 3 测量并 标 定 井 口提 升 中心 线 及井 架 底 框 梁基 础标 高 。 4 井 架躯 体 吊装 前 ， 应进 行 加 固 ， 加 固方法 视具 体情 况而定 。 5 准备 起 重机 具 ， 组 织施 工 队伍 ， 贯 彻安 全 措 施 。 3 井架 安装 根据现场条 件， 井 架躯体 和斜腿采 用 1 0 0 0 minx1 0 0 0 ramX 3 0 0 0 0 mm 双 抱 杆 吊 装 ， 底 框 梁 两端分别铺 设 1组 4 5号工字 钢桥 架 每组 4根 ， 抱杆立在井 口东西两侧的工字钢桥架上。双抱杆 四周共设 8 个地锚 。 3 ． 1底框 梁安装 收稿 日期 2 0 1 0 0 4 0 2 底框梁 重 4 4 ． 0 k N， 用 地 脚 螺 栓 预 埋 固定 在基础 上 ； 安 装时 ， 利 用 吊车就位 后 ， 操 平找正 ， 拧 紧螺母 ， 进行 二次灌 浆 。 底框 梁位 置应 符 合 设计 要 求 。具 体 测 量 时 ， 要复核提升 中心线位 置偏差 控 制在规 定范 围 内 。 二次灌浆前 ， 基础应铲成麻面 ， 并用水冲洗干 净 。二次灌浆用的混凝土强度等级要 比基础高 1 级 ， 并捣实。二次灌浆后 ， 待混凝土强度达到设计 强度的 7 5 后 ， 方可进行井架躯体吊装 。 3 ． 2抱杆 竖 立 现 场 有 2根 抱 杆 ， 1根 长 2 7 m， 由 5段 3 6 ． 0 m2 4 ． 5 m 组成 ； 另 1根长 2 8 m， 由 4段 2 9 ． o m2 5 ． 0 m 组成。依据所 选定的井架躯体 起 吊点位 置 ， 2根抱 杆均应 加长 到 3 0 m。 将 组装好 的抱杆 顶 端 系 上缆 风 绳 ， 根 部 系上 拌腿绳 ； 然后用吊车使抱杆抬头 1 5 2 0 m 与地面 夹 角在 3 O 。 以上 时 ， 再 用起 吊绳拉 起竖立 。 3 ． 3 井架 吊装 井架躯体在井 口南侧组装， 斜腿在井 口东南 侧组装 。躯体 组装 时 ， 其 下方铺 设 4根钢轨 滑道 。 经 计算 ， 躯体 重心 离根部 2 1 m， 起 吊点设 在重 心上 方 1 ． 7 5 m 处 的节点 上 。 1 井 架躯 体 用 钢管 加 固 ， 立 管绑 在 躯 体上 ， 横管和斜撑焊在立管上 ， 具体用料和加 固方法现 场 确定 。 2 躯体底部穿上铁鞋 ， 顶部系上缆风绳 ， 装 上起 吊索 具 。 第 2 期 朱 甲军 单家村煤矿 主井井架安装 3 检查 稳 车 离 合 器 和制 动 闸 的可 靠 性 和 灵 活性 。 4 起 吊井 架 。当提 升 点 离 地 1 5 0 mm 时 ， 停 车 检查 ； 确认 无 问题后 ， 再 继续 起 吊。 当躯 体 与地 面 夹角 为 6 O ～ 7 0 。 时 ， 拉 紧 缆 风 绳 ， 使 躯 体 直 立 ； 然后 用 螺栓 把躯 体 固定 在 底 框 梁 上 ， 调 整 并 固定 缆风绳 ， 使躯体处于垂直状态 。 用 同样 的方 法 将 斜 腿 吊起 与 躯体 合 拢 ， 最 后 安装 平 台扶 梯 。待斜 腿基 础二 次灌 浆 强度 达 到设 计 强度 的 7 5 后 ， 拆 除抱杆 及缆 风绳 。 3 ． 4井 架安装 质量要 求 1 底框 梁 十 字 中 心线 与 提 升 十字 中心 线 的 不重 合 度 不 应 超 过 I mm， 标 高 偏 差 不 应 超 过 5 mm， 4角相 对 高低差 不 应超 过 l mm。 2 天轮 平 台 十 字 中心 线 与设 计 偏 差 不 应 大 于井 架 高度 的 0 ． 5 ％ 。 ， 最 大不 应 超过 1 5 ram。 3 斜腿 两 底脚 中 心线 与 井 架 中心 线 的不 重 合度 不应 超 过 3 0 mm。 4受 力分 析 4 ． 1 提 升 力计 算及 钢丝 绳 选择 1 提升 开 始时 ， 主提 升绳 与抱 杆 的夹 角 按 下式 计 算 r r r 一 a r c t a n ≈ 2 6 ．9 5 。 1 ’ n 式 中 L 。为躯 体 总 高 度 ， 3 8 m； L 为 躯体 重 心 到 其 根部 的距离 ， 2 1 m； L 为 躯 体 重 心 到 起 吊 点 的距 离 ， 1 ． 7 5 m； H 为抱 杆 高度 ， 3 0 m。 如 图 1所 示 ， 以 0点 为 支 点 ， 根 据 力 矩 平 衡 原 理 ， 有 2 T LL1 C O s p 一 Q。 Q1 Q2 L 2 式 中 T为 主提 升绳所 受 的拉 力 ， k N； Q 。 为躯 体 重 量 ， 4 7 0 k N； Q 为 躯 体 加 固材 料 重 量 ， 5 0 k N； Q 为 起 吊锁 具重 量 ， 3 0 k N。 图 1 提升开始 时的受力 简况 由式 2 得 丁 L 4 -L c o s f l 28 5 kN ‘ 2 ⋯⋯ 一 2 躯 体垂 直 于地 面 时 ， 主 提升绳 与抱 杆 的夹 角 a为 a r c t a n 而≈1 1 7 。 3 式 中 ， n为 躯体 直立 后 ， 其 侧 面 到抱 杆 纵 向 中心 线 的距 离 ， 1 ． 5 m。 如 图 2所 示 ， 根据 竖 向受力 平衡 条件 ， 有 2 T1 C O S O L Kd 0o Ql Q2 4 式 中 丁 为 主提 升 绳所 受 的拉 力 ， k N； K 为动 负 荷系 数 ， 取 1 ． 2 。 7 1 ／ I 、’ 一 J l g ￡ ∞ 卜 1 ≥ 图 2 躯体 直立时的受力简况 由式 4 得 T K d Q oQQ一 2 ≈ 3 3 7 kN 1 n 。 上述 计 算 显 示 ， T T； 因此 ， 以 丁 ≈ 3 3 7 k N 作 为选择 钢 丝绳 的依 据 。 选 6 1 9 1 1 4 0 一 2 3钢 丝 绳 ， 穿 4 4串 5 0 0 k N 滑 车 ， 有 9根 工 作 绳 ， 钢 丝 绳 破 断 力 为 2 81 ． 5 kN 。 提 升牵 引绳 一 端 的拉 力 F一 T ≈ 4 6 ． 8 k N。 其 中 ， 为负 荷 系数 ， 取 0 ． 1 3 9 。 钢 丝绳 安全 系数 K一 2 8 1 ． 5 ／ 4 6 ． 8 ≈ 6 ． 0 1 5 5 ， 符合 安全 要求 。 4 ． 2缆风 绳 受力计 算及 钢 丝绳 选择 1 提 升开 始 时 ， 受 力 如 图 1 所 示 。地 锚 1 2 受力 为 T ， 缆 风绳 与地 面 夹角 为 3 0 。 。 根 据水 平方 向受 力平 衡条 件 ， 有 T2 c os 3 0 。 Ts i n 口 5 由式 5 得 T2 1 49 kN 地 锚布 置见 图 3 。 3 6 建井技术 2 0 1 0年第 3 1卷 图 3 地锚布置示 意 2 当躯 体 垂 直 于 地 面 时 ， 抱 杆 立 面示 意见 选 6 1 9 1 1 4 0 一 1 8 ． 5钢 丝 绳 ， 穿 2 ～2串 图 4 ， 受力 如 图 2所示 ， 地锚 3 4 5 6 受力 为 T。 T4 。 图 4抱 杆 立 面不 葸 根 据水平 方 向受力平 衡条件 ， 有 2 7 “ 3 c o s 3 0 。 c o s a 1 ／ 2 一 T1 s i n a 6 式 中 ， a 为地锚绳 夹 角 ， 地锚 3 和 4 、 5 和 6 之 间的夹 角均为 3 O 。 。 由式 6 得 一 4 O． 9 kN “ 一 上述计算显示 ， 丁 2 ； 因此 ， 以 丁 2 ≈1 4 9 k N 作 为选择 缆风绳 的依据 。 3 2 0 k N 滑车组 ， 钢丝绳 破断力 为 1 8 O k N。 经计 算 ， 地 锚 1 2 3 4 5 6 受力 均 应 为 2 0 0 k N， 抱 杆拌腿 地锚 受力 为 5 0 k N。 2 0 0 k N 地 锚 坑 规 格 为 3 ． 5 m 1 ． 5 m 3 ． 0 m 长 宽 深 。地 锚木 直径不 小 于 3 0 0 mm， 长 3 m 以上 ， 每个 地锚 坑不 少于 3根地锚 木 。 5 吊装 安全 注意事 项 1 现 场工作 人员必 须戴 安全 帽 ， 非工作 人员 不得进入 安 全警戒 线 以内 。 2 高空作业人员应 系安全带， 并经 医生检 查 ， 确认无高血压及精神不正常等病症 。高空作 业工具 不得 上下 抛 掷 ， 临 时脚 手 架 及梯 子 应 绑扎 牢 固。 3 严禁 酒后作 业 。 4 严 禁 多层作业 ， 吊物下 面严禁行 人 。 5 吊装施工应有专人指挥 ， 责任明确 ， 信号 清楚 。 6 吊装 躯体 、 斜腿 时 ， 各地 锚应设 专 人监护 ； 发 现 问题 ， 应立 即停 车处理 。 7 氧气瓶 、 乙炔 气 瓶 相距 不 得小 于 1 0 m， 并 应遮盖， 避免阳光直射 。 8 不 良天气 ， 不得 进行 吊装作业 。 下转 2 8页 2 8 建井技术 2 0 1 0年第 3 1 卷 点 2位 于 B F 3 3断层 西边 1 2 m 处 ， 这 2个 测点 距 位 于 B F 3 4断层东边 ， 距 该断层 8 8 m 以上 。 断层较 近 ； 巷 帮位移 测 点 1和 2 、 顶 板 离层 测 点 1 巷帮位 移测 点 1 ， 2 ， 3的观测数据 见表 1 。 表 1 巷 帮 位 移 观 测 数 据 从 表 1中可 以看 出 ， 测 点 1 ， 2处 的石 门变 形 量 较大 ， 测点 3处较 小 。测 点 1 处 为交 岔点 ， 变形 特 别严重 ； 测点 2 ， 3同处于 直巷段 ， 测点 3处 的石 门状况 明显 好 于测 点 2处 。在 观 测 记 录表 中 ， 相 同 的观 测 时 间 ， 测 点 3数 据 同 样 好 于 测 点 2 。 是 一 致 的 ， 说 明 测 点 3处 的 围 岩 状 况 优 于 测 点 2处 。 回风一 石 门顶 板离层 测点 深基 点深 6 m， 浅基 点深 2 ． 5 m。测点 1 位 于 B F 3 4断层东 边 1 3 9 m 处 ， 测 点 2 位 于 B F 3 3 断 层西边 1 2 m 处 。顶板 离层 测 回风 一石 门 的 支 护 形 式 和 支 护 参 数 整 条 石 门 点 1 ， 2的观测数 据见 表 2 。 表 2 顶板离层观测数据 由于测点 1观测 时 间较 长 ， 为 取 得 相 同条 件 下 的可 比性 ， 从 观 测 记 录 表 中选 取 测 点 1第 6 8 d 的总 离层量 8 9 ram 来进行 分析 。 通 过对 比测点 1 第 6 8 d和表 2中测点 2的观 测数据 可见 ， 测 点 2处 的顶 板状 况好 于测 点 1处 。 一 般情 况 下 ， 断层 附近 的围岩 比较破 碎 ， 巷 道 易产生变形破坏 ， 支护难度大。但根据上述对巷 帮位移和顶板离层观测数据的分析 ， 靠近断层处 的石 门状况 较 好 ， 变形 较 小 。说 明从 地 面 预先 对 大断层进 行注浆 加 固 ， 提 高围岩 强度 ， 取 得 了预期 效果 ， 为石 门安 全顺利 地通过 大 断层创造 了条件 。 4 结 语 由于施工方案科学合理， 措施正确， 板集煤矿 5条 主石 门在穿过 横 向展 布 范围达 4 0 0多 m 的断 层群 施 工 时 ， 安 全 顺利 ， 取 得 了预期 效果 ， 为 复 杂 地质 条件 下的大 断面巷 道施工 提供 了经验 。 作 者 简 介 方运买 1 9 7 1 - ， 男 ， 安徽寿县人 ， 高级 工程师 ， 安徽 理工大 学在读硕士研究生 。1 9 9 6年 7 月毕业 于安徽理工大学采 矿工程 专业 ， 曾获安徽省科学技术进步一等奖 1 项 ， 发表论文多篇。 上接 3 6 页 6施 工效果 井架加 工制 造 、 运 输 、 现场 组 装 吊装 ， 计 划 工 期 9 0 d 。现场作 业人 员包 括起 重 工 1 2人 、 机 修工 8人 、 电焊工 4人 、 电工 2人 。井架 加 工制 造 安排 在工厂内进行， 不 占用井 口空间。井架现场组装 吊装 计 划 工 期 5 0 d ， 实 际 3 3 d便 告 完 成 ， 提 前 了 1 7 d 。整个安装过程组织严密 ， 空 间、 时间利用合 理 ， 井 口占用 时 间 减 少 了 3 4 ， 为 其 他 工 程 施 工 创造 了条件。 作 者 简 介 朱 甲军 1 9 6 3 一 ， 男 ， 山东莱芜人， 工程师 。本科毕业 于山东 科技大学 自动化专业 ， 现任兖矿新 陆建设发展有限公 司副总工程 师 ， 已发表论文 5篇 。