大截面大吨位箱型钢结构井架起立新工艺.pdf

总第 1 9 8期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 7 9 8 ． 2 0 1 6 ． 0 2 ． 0 1 4 大 截 面大吨位 箱型钢 结构井架起 立新工 艺 王平清 潞 安集 团 古城煤矿建设 管理 处 ， 山西 长治0 4 6 1 0 0 摘要 我国矿井大截面大吨位箱型钢结构井架起立新工艺尚处于探索研究阶段， 山西潞安集团古城矿井 在副立井井架起立过程中， 通过创新起立工艺， 高标准完成了工程施工， 对其他矿井相似井架工程施工具 有一定的指导意义。 关键词 大截面大吨位； 箱型钢结构； 主斜架； 副斜架； 起立 中图分类 号 T D 2 6 2 ． 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 6 0 2 0 0 3 8 0 3 伴 随市场经济 的深入发展 ， 煤炭行业也在不断 适应市场经济新要求 ， 其 中一个显著特征是 ， 井工开 采矿井 向大型化、 特大型化集约高效矿井发展 ， 这在 客观上对井筒提升系统提出了更高要求。目前 ， 我 国大型以上井工矿井均采用大截面大吨位箱形框架 钢结构井架 ， 起立工艺属于复杂的系统工程 ， 尚无确 定的方法可依 ， 仍处于探索研究 阶段。本文 以山西 潞安集团古城矿井副立井井架起立为例 。 对大截面 大吨位箱型钢结构井架起立工艺进行了较为全面的 阐述 ， 力图为相似工程施工提供一定的指导意义。 1 工程简介 潞安集团古城矿井为千万 吨级特大型矿井 ， 副 立井担负辅助提升任务 ， 井架设计为 LA型双斜 架支撑 式钢井架 ， 配备 D 5 ． 0 m 4型、 D 2 ． 5 1T I 4 型多绳摩擦落地式绞车各一台。井架主体采用大截 面箱形框架 结构 ， 箱形斜 架最大截 面 1 6 0 0 m m 2 5 0 0 m m， 共设 2 2 m， 2 8 m， 3 6 m， 4 4 m， 5 2 m五层检 修平台， 设计高度 5 2 m， 重量 8 3 2 t 。 2 井架起立方案及施工工艺 2 ． 1 起立 方案 通过对其他大型以上井工矿井井架起立工艺分 析 ， 目前我国煤矿箱型钢结 构起立方法主要有桅杆 起 吊法和多台大型汽车起重机联合起 吊法等， 其 中 桅杆起 吊的模 式主要有多桅杆 、 门式桅 杆 、 单桅杆 等， 井架的起 吊形式分为大翻转式、 滑移式 、 半翻转 式等 。 半翻转式起 吊需要用到大量的人力和足够的场 地 ， 起 吊时间 占用较少 ； 滑移式桅杆起 吊对桅杆的稳 定性和强度具有较高要求 大翻转式起 吊结构紧凑 ， 占用起立场地较小， 但对稳车的要求高 多台大型汽 车起重机联合起 吊对 司机相互之间的配合要求高 。 并且需要足够的场地。结 合井架起立 区域 场地开 阔， 人力充足 ， 同时考虑现有施工条件 ， 确定起立方 案为 主斜架 的吊装采用两副大型桅杆 ， 主斜架腿部 与基础铰接 ， 采用半 翻转法就位。副斜架的起 吊利 用主斜架采用滑动提升法就位 施工现场共 布置 l 0台稳车 ， 其 中 1 6 t 稳 车 8 台， 1 0 t 稳车 2台。1 ～ 4号为主斜架 兼作副斜架 提升车 ， 主要作用为防止井架起立过程中左右摇摆 ． 其 中 1号、 3号位于井筒东南侧 ， 2号 、 4号位于井筒 西南侧 ； 5～ 8号为桅杆牵引车 ， 位 于井筒北侧 ， 主要 作用为井架起立提供 动力 ； 9号 、 1 0号为缆风车 ， 主 要作用为减小风力对桅杆的影响， 确保桅杆稳定 ， 其 中 9号位于井简东北侧 ， 1 0号位于井简西北侧。 2 ． 2 桅杆技术参数 桅杆 截 面尺 寸 1 6 0 0 1T l r n1 6 0 0 m m， 高 度 5 1 ． 2 m， 中心线距基础 中心线 偏南侧 5 0 0 mm， 两 桅杆 中心距 4 0 0 0 mm， 桅 杆 基 础 座顶 部 标 高 为 1 1 0 0 1T I 。 2 ． 3 力学分析 1 副井区域地基承载力有效值计算 】 。 K Lk 0 ． 6 0 ． 1 50 ． 0 9 N ／ m m 式中 为地基承载力有 效值 ， N ／ ram 。 K为土 壤折减 系数 ， K0 ． 6； 为 土 壤 承 载 能 力 ， 1 5 0 k Pa 。 2 桅杆基础需用承载力计算 I 2 ] 。 桅杆 基 础 座 I 3 2工 字 钢 的 外 形 尺 寸 为 3 0 0 0 m m7 0 0 0 IT l m． 需要配置的基础承载面积应 为 4 0 0 0 m m 8 0 0 0 m m。 o - d 2 P B ／ A 2 3 5 6 ． 8 3 6 31 0 g ／ 4 0 0 0 收稿 日期 2 0 1 6 - 0 1 - 2 9 作者 简介 王平清 1 9 7 1 一 ， 男 ， 山西长子 人 ， 丁程师 ， 从事煤矿开 采及 管理 工作 。 3 8 ～ 王平 清 大截面大吨位箱型钢结构井架 起立 新工艺 第2 5 卷第2 期 8 0 0 010 ． 21 8 7 N ／ ram 1 3 “ 式中 为桅杆基 础需用承载力 ， N ／ m m ；P 为每副桅杆最大受力 ， P 3 5 6 ． 8 3 6 3 t ； A为桅杆基 础 承载面积 ， A 4 0 0 0 m m8 0 0 0 m m 因此 ， 副井 区域地基承载力无法满足桅杆对地 基 的压力要求 ， 对桅杆基础座区域地基进行了加固。 2 ． 4 桅杆竖立 桅杆竖立采用大型汽车起重机将 B ， 桅杆竖立 ， 然后再利用 B 桅杆将 B ， 桅杆竖立。桅杆起吊技术 参数表见表 1 ， 桅杆竖立示意图见图 1 表 1 桅杆起 吊技术参数 旦 塑 曼 里 量 望 曼 塑 垡 里 曼 堕 垦 望 曼 塞 壅 参 数 3 8 桅杆头部 1 3 ． 8 3 3 5 ／ ， ＼ ＼ 。、 ＼ B ， 桅 广＼ 图 1 桅杆竖立不意 2 ． 4 ． 1 汽车起重机的选择 经论证 ， 选用徐工 2 0 0 t 轮胎式汽车起重机可满 足起 吊要求 ， 起 吊半径 9 n q t ， 吊臂 3 9 ． 9 4 4 ． 2 in 。 2 ． 4 ． 2桅 杆 竖立 1 利用 汽车起 重机将 B 桅 杆抬头 ， 同时启 动各部稳车 ， 缓慢收紧其提升绳 、 缆风绳。 2 将 B 桅杆抬头至 3 5 I 1 1 后停止起高 ， 收紧 其提升绳， 并交替张紧各部缆风绳。 3 再 次启 动 提 升稳 车 ， 将 B 桅 杆 竖立 至 9 0。 。 4 调整 B ， 桅杆提升绳及各部缆风绳， 利用 B 桅杆将其竖立 。 3 井架竖立 3 ． 1 主斜架竖立 主斜架竖立示意见图 2 。 3 ． 1 ． 1主 斜 架抬 头 检查完毕并确认各部正常后起动 1 号 ～ 4号提 升稳车 ， 缓慢将主斜架抬头至 1 m高后停止起 吊， 检 查整个提升系统的安全性 3 ． 1 ． 2王 斜 架 竖 立 1 再次起动 1号 一 4号提升稳车 ， 缓慢将主 斜架竖立。考虑到起 吊副斜架时主牵、 主提升绳 的 弹性 ， 可将 主斜架 起吊至略大于设计角度 井 架 中 心偏北约 3 0 0 mlT 1 。 2 将主斜架起吊至 5 8 ． 3 2 2 。 时， 停止 1 4号 提升稳车 ， 起动 58号提升稳车 ， 向后倾倒桅杆 ， 缓 慢将主斜架竖立至设计角度 7 0 。 。 3 主斜架到位时桅杆倾角为 7 8 。 4 将主斜架起 吊完毕后 在桅 杆底部 导 向滑 车位置锁紧保险绳， 并按设计安装地脚螺栓， 在主斜 架铰链两侧的底板转角处垫 2～ 4组垫铁 ， 及时将斜 架受力传递到基础上。 B 1 B 桅杆 主斜架 j j 三i 一 ， 一 三 一 j 一 点 一 图 2主斜 架 竖 立不 意 3 ． 2副斜架竖立 副斜架竖立示意见图 3 。 3 ． 2 ． 1 副斜 架抬 头 1 起吊副斜架前应先松动主斜架地脚螺栓。 2 将 整个 提升系统检查完毕并确认各部正 常后起动 1号和 2号主提升稳车 ， 将副斜架依次抬 头至 3 17 1 、 8 17 1 后组装相关平台、 梁。 3 ． 2 ． 2副斜 架竖立 1 副斜架的组装工作全部完成后 再次起动 1 号和 2号提升稳车， 缓慢将副斜架竖立。 2 将副斜架逐渐向井 口滑移的过程中， 要合 理安全使用 2台辅助滑行的5 0 t 汽车起重机。 严禁 使汽车起重机的钩头受到副斜架的牵引力。 3 9 一 ～杆 ； 2 0 1 6年2月 王平清 大截面大吨位箱型钢结构井架起立新工艺 第2 5卷第2期 3 当副斜架底 部接 近其基 础 时， 要 用 2台 5 0 t 汽车起重机分别 将腿 部反 向牵 引牢靠， 同时放 慢提升速度。 4 当副斜架底部越过基础后 ， 井架上人员要 谨慎指挥 ， 反复调整。1号和 2号提升稳车绳及 2台 汽车起重机将副斜架就位 ， 并 在腿部底板处垫上 6 ～ 8组垫铁 ， 安装地脚螺栓 。 5 由于构件过长及钢性 的存在 ， 副斜架在到 位状态会有挠度变形 ， 采用 1 0 0 t ／ 5 0 t 油压千斤顶 配合， 将主、 副斜架结合部位找正并合拢。 主 、 副斜架合拢过程 中要分别从两个垂直方向 用经纬仪观测 、 控制提升 中心线和井架中心线 。 、 、 - 、圭斜槊 1 ， i t ， r ㈦ 、 副 斜架 参。 蔓 _ “ j 。 ≮ 一≯j j 0 。“ ～ 、 ．_ ／ ／ ／ I 一 ． ．一 一 ， 。 ／ ， 1 豫 ⋯ _ ⋯⋯ 4 井架找正 1 井架附件安装完成后 ， 分别从 两个垂直方 向用经纬仪观测提升 中心线和井架 中心线 ． 在斜架 底脚用 1 0 0 t 油压千斤顶配合找正 。 2 利用油压千斤顶配合找正井架的过程中， 用仪器观测控制相关控制线时要明确斜架的运动趋 势 ， 读取数据时要有在斜架运动方向上的预留量。 3 完成井架找正 1 2 h后要进行复测 。 4 井架找正时要充分考虑季节 因素 的影响 ， 如找正期间相邻的两 日或者一 日内有较大 的温差 ， 则应尽量把测量时间选在温度接近的时段 。 5 井架找正后垫牢垫铁 ， 并拧紧地脚螺栓 。 5 施工效果 副井井架组装 、 起立 、 附件安装计划工期 6 5 d ， 采用 了井架主体地面焊接 、 一次完成 吊装 的施工方 案 ， 比计划工期少用 1 9 d ， 提前完成 了井架安装 ， 为 后序工程 如井 口房 、 联合建筑等 施工创造 了有利 条件 。 6 几点建议 1 井筒周 围工程施工前应考虑 为井架起 立 预留足够场地 2 要科学对 比各起立方案 的优 、 缺点 ， 取长 补短 ， 制定最优的起立方案 ， 切不可拘泥于井架起立 的传统模式 ； 3 井架起立对辅助起 吊设备 的要求很高 ， 要 科学的进行论证 、 验算 ， 确保起立的安全 、 质量要求 ； 4 井架找 正时要 采用科 学 的管理 、 控 制方 法 ， 消除环境因素 如风力 、 温度等 的影响， 提高起 立精度 参考文献 [ 1 ] 谢彬． 煤矿井架安装中箱形钢结构工艺的研究[ J ] ． 科技风 ， 2 0 1 4 3 5 8 ． [ 2 ] 袁文伯． 工程力学手册 [ M] ． 北京 煤炭工业出版社， 1 98 8． [ 责任编辑 王伟瑾 ] 龇 龇 舢 上接第l 0页 [ 5 ] 罗蛰潭． 油层物理学[ M] ． 北京 地质出版社 ， 1 9 8 5 ． [ 6 ] 罗蛰潭， 王允诚． 油气储集层的孑 L 隙结构[ M] ． 北京 科 学 出版社 ． 1 9 8 6 ． [ 7 ] 于兴河， 王兴志． 油气储层地质学基础[ M] ． 北京 石油 工 业出版社 ， 2 0 0 9 ． [ 8 ] 孟召平， 田永东． 煤层气开发地质学理论与方法[ M] 北京 科学 出版社 ． 2 0 1 0 ． [ 责任编辑 王伟瑾 ]