阜康大平滩煤矿副井锁口设计.pdf

2 2河北煤炭2 0 0 7 年第5 期 阜康大平滩煤矿副井锁口设计 童辉 新疆有色金属工业 集团洧限责任公司．新疆阜康8 3 1 5 0 0 摘要针对松软黄土层中锁口自重大干土层承载力这一特点，在锁口下部的井颈支护断面能 够提供足够承载力的情况下，可采用实腹牛腿柱配筋方武将荷载直接传递到井颈上，‘并据此来 确定锁口支护参数。根据钢筋混凝土结构计算手册来选择锁口配筋参数，既简单方便又安 全可靠。 关键词锁口；支护参数；配筋参数 中图分类号T D 2 6 2 文献标识码B文章编号1 0 0 7 一1 0 8 3 2 0 0 7 0 5 0 0 2 2 0 2 D e s i g no nt h et o pp a r to ft h ea u x i U i a r ys h a f ti nF u K a n gD a P i n g r a nM i n e T o N e H u i l 概况 阜康大平滩煤矿副井直径4 5 m ，井口标高 7 6 9 m 。井底标高2 8 6 ．5 m ，井深4 8 2 ．5 m 。井筒通过标 高5 1 5 、4 7 0 、4 2 5 、3 8 0 、3 3 5 和2 9 0 I r I 等6 个单侧马 头门，由车场与中段运输巷相接；井筒内布置有梯 子间、管子问、电缆等。提升装备采用单绳缠绕提 升机单罐笼提升，主要担负人员、设备及材料的提 升任务。 副井座落在河沟台地上，表土层总厚6 0 m 以 上。锁口位于第四系上更新统黄土状轻亚黏土中， 其间分布有砾卵石薄层。轻亚黏土呈灰黄色或浅褐 色，土质均匀、疏松，干容重为1 4 1 5 k N ，d ，遇 水崩解，浸水具有湿陷性，抗压强度为1 2 0 k P a 。 2 锁口平面和立面布置 井架的支撑框架主梁位于- 2 ．0 0 m 处 锁口盘面 的相对标高为O ．0 0 m 。主梁下设有千斤顶，以利 于生产期间调整；主梁两端上部留有预留洞，供操 作人员出入。锁口盘面均由钢板铺设。罐笼出入口 四周由安全栅栏封闭。 行人及排水管预留孔位于锁口西南侧，宽 1 ．8 m ，高2 m ，孔底标高为_ 4 ．0 0 m ，底板以1 ％的坡 度向井内倾斜；电缆预留孔两个，位于锁口东侧和 东南侧，宽o f 沛．高O ．2 5 m ，孔底标高为一2 ．2 5 m ， 锁口内侧入口向下为圆弧状．半径为0 ．3 5 m ；压气 管预留孔位于锁口西侧，宽o ．7 m ，高o ．7 m ，孔底标 高为- 5 ．0 0 m ；供水管预留孔宽o ．4 m ，高O ．4 m ，孔底 标高为一1 ．0 0 m 。 井筒梯子间从下向上延至_ 4 ．0 0 m 标高．与行人 排水管预留孔连通．电缆支架按0 ．8 m 间距预埋．与 电缆预留孔相接。 3 锁口支护参数的确定 3 ．1 荷载 因井架4 条支柱直接座落在锁口上，故应考虑 的荷载有井架重力、风力、提升钢绳破断力以及锁 口自重。提升机房基础荷载和地面运输荷载对锁口 所形成的侧压力极小，故忽略不计。对井架重力、 风力、提升钢绳破断力等荷载进行组合，即可得到 井架4 条立柱传给锁口的极限荷载只为6 1 1 k N ，R 为 4 9 6 k N ，只为6 3 0 k N ，岛为4 7 5 k N 。 根据锁口内井架主梁尺寸，初步确定锁口高度 为6 m ，支护厚度为2 ．1 m 。按钢筋混凝土为 2 5 k N 恤3 计算，锁口自重～为7 ．5 2 1 M N ．则总荷载 尸为9 ．7 4 M N 。经计算偏心距为1 1 3 m m 。 3 ．2 支护厚度计算及强度验算 ‘ 锁口下部井颈的支护厚度为o ．5 m ，混凝土强度 等级为c 2 0 。采用 采矿设计手册井巷工程 卷和冶金矿山井巷工程设计参考资料支护 与计算中的计算公式进行支护厚度计算及强度验 万方数据 2 0 0 7 年第5 期河北煤炭 2 3 算结果见表1 。 3 ．3 支护参数确定 从表l 序号4 项可知，土层的抗压强度应大于 3 0 2 k P a 。而土层实际抗压强度却只有1 2 0 I P a 。 表1支护厚度计算爰强度验算结果 序号名称结果 图2 实腹牛腿拄配筋示意 l 5 2 2 ．2 - m 8 ．横向．竖向问距 分别为4 0 0 和1 2 5 ．3 5 由2 2 由于锁口高6 m ，仅锁口自重就达1 5 0 k N ，m 2 ，已 大于土层承载能力。因此，用加大锁口支护厚度的 办法根本不能解决问题。而受各相关专业条件的限 制，锁口高度也已不可能降低。因而解决问题的方 法只有两个，一是对土层进行加固．使其承载力提 高到3 0 2 k P a 以上；二是通过配筋等手段使荷载直接 传递到井颈上。在湿陷性黄土中，要想将土层承载 力从1 2 0 k P a 提高到3 0 2 k P a 有一定难度。 据实际经验，采用碎石桩，土层承载力能提高 到2 0 0 k P a ；采用换三七灰土，土层承戴力能提高到 2 5 0 k P a ；采用强夯．土层承载力也仅能提高到 2 5 0 k P a 。因此，用常规方法对土层进行加固难以满 足要求。而采用第2 种方法，关键在于井颈的支护 断面必须能够支承锁口传下来的荷裁。 采用表1 中序号2 项计算方法即可算出并颈的承 载力为3 8 1 M P a ，远远大于总荷载P ；因此决定采用 实腹牛腿柱配筋方式，将原土层所承担的荷载传递 到井颈上。锁口支护厚度保持2 ．1 m 不变。 4 配筋参数的确定 锁口内井架的千斤顶底面标高- 2 ．6 5 m ，因此， 一乞6 5 m 以上只按构造配筋即可，一2 ．6 5 m 以下部分按 实腹牛腿柱配筋。按极限状态考虑，取单位宽度 6 为5 0 c m 作计算单元，则自重瓯为1 5 7 ．5 k N ，极限 荷载幺为6 3 0 k N ，合力Q 为7 8 7 ．5 k N ，极限荷载位置 如图l 所示。 经计算，图1 中合力作用点至牛腿柱同侧边缘 的距离G 为9 0 c m ，取G 为9 6 c m 。根据C 、g 和6 ， 查钢筋混凝土结构计算手册，并根据设计中的 具体情况，最终确定配筋参数，实腹牛腿柱配筋示 意如图2 所示。 5 结语 1 由于土层具有松软性，且承载力较小， 而锁口自重已大于土层的抗压强度，使得锁口支护 厚度已不能按土层的承载力来计算，且用常规方法 对土层进行加固也难以满足要求。因此，在锁口下 部的井颈支护断面能够提供足够承载力的情况下， 采用实腹牛腿柱配筋方式将荷载直接传递到井颈上 是最佳选择。 2 锁口受力点标高以下按实腹牛腿柱进行 配筋，而锁口受力点标高以上按构造配筋即可。 3 按钢筋混凝土结构计算手册进行实 腹牛腿柱配筋，该法简单、方便、快速，且能确保 安全。大平滩煤矿副井投人运行已近2 a ，经生产实 践，投有发生任何问题。 作者简介童辉 1 9 7 卜 ，男，湖北黄冈人，助理工 程师．新疆有色金属工业 集团 有限责任公司从事技术工 作。 收稿日期2 Ⅲ7 一0 7 一0 8 编辑毛志国 勺，嚼 丫l引嗣L 小 万方数据 阜康大平滩煤矿副井锁口设计阜康大平滩煤矿副井锁口设计 作者童辉， TONG Hui 作者单位新疆有色金属工业集团有限责任公司,新疆,阜康,831500 刊名 河北煤炭 英文刊名HEBEI COAL 年，卷期2007，5 被引用次数0次 本文链接 授权使用长沙有色冶金设计研究院csysyj，授权号6be642e0-7fe8-4945-be5d-9e6b00c18489 下载时间2011年1月14日