竖井断面设计

2  竖井断面 设计要求 某矿采用竖井开拓。井筒穿过岩石的坚固性系数f≤6～8，该井为主要提升井，多中段提升，选用罐笼作为提升容器，采用木罐道，1、2号主罐道梁宽度b1=b2=199mm, 3号罐道梁小一号，b3=196mm。井筒内铺设Φ300压风管一条，Φ250排水管两条，Φ150供水管及放水管路各一条，四条动力电缆，三条通信电缆，并设梯子间，井筒通过风量182 m3/s，试设计竖井井筒断面并绘制断面图。 (1)、必须以认真的态度，独立完成。 (2)、所选数据要有依据，设计符合规范，计算正确。 (3)、绘图清楚规范，表格设计合理，采用计算机绘图。 (4)、各项技术措施要切合实际，具有针对性。 2.1 井筒断面形状的选择 该井筒负担全矿主要提升任务，服务年限长，围岩稳固性一般，故选用圆形断面，整体浇灌混凝土支护。 2.2井巷断面尺寸的确定 该井筒选用GDG1/6/1/2单层双罐笼，双侧罐道，三组罐道梁。断面布置如图2-1。 2.2.1初选罐道、罐道梁、梯子梁的型号尺寸 根据设计要求，采用木罐道。 罐道梁的厚度：h=180mm，1、2号主罐道梁宽度b1=b2=199mm, 3号罐道梁小一号，b3=196mm，梯子梁：[14（b） 2.2.2 确定提升间和梯子间的断面尺寸 (1) 罐道梁中心线间距L1，L2可按下式计算: L1＝a＋2（h－△）＋ ＋                   （1） L2＝a＋2（h－△）＋ ＋                   （2） 式中：a为罐笼宽度，可从罐笼规格表中查出；h为木罐道厚度，1t矿车罐笼为180mm，3t矿车罐笼为200mm；△为钢罐梁卡入木罐道内的厚度，1t矿车单层单车罐笼为16mm，1t矿车双层单车罐笼及3t矿车单层单车罐笼为20mm；b1、b2、b3分别为1号、2号、3号罐梁宽度。故： L1=1024+2×(180-20)+199=1543mm， L2=1024+2×(180-20)+ + =1541.5mm (2) 根据梯子间、管线间布置，梯子间尺寸可按下列公式计算： M＝a1＋a2＋m＋                           （3） 式中： a1—两梯子中心距，取600mm； a2—梯子中心到壁板距离加另一梯子中心到井壁距离，取600mm； m—梯子间壁板总厚度，根据梯子间壁板结构确定，一般木梯子间m＝50mm， 金属梯子间m＝77mm。 左侧布置梯子间，右侧布置管路，一般取T＝300～400mm，S＝1600－T＝1200～1300mm。 故： M＝600+600+50+ =1350mm 2.2.3 确定井筒直径 根据求的的提升间和梯子间的断面尺寸，采用图解法确定竖井的近似直径，步骤如下： 按计算出的提升间、梯子间平面结构布置尺寸，画出井筒构件布置图，如图二。从靠近井壁的罐笼两罐笼收缩边的垂直平分线，并取l-△r得到A、B两点。其中l为提升容器到井壁的最小安全距离，这里取l=200mm，△r为罐笼收缩值，取△r=127mm，根据M、J值可得C点。过A、B、C三点作图，其圆心即为井筒圆心。从图中量取井筒的近似半径为R=2918.7mm，井筒中心线到1号罐道梁中心线的近似距离d0=278.3mm，直径按0.5m模数进级，则半径取R=3250mm，D净=6500mm为了施工方便取d0=300mm。 2.2.4 验算安全间隙及梯子间尺寸 按下式验算安全间隙l及梯子间尺寸M。 l=R- +△r=3250-2981=218mm>200mm M= =3235mm 验算符合要求。 2.2.5 风速验算 按下式校核井筒风速是否满足矿井允许的风速： V＝ ≤V允                        (4) 式中： Q—要求通过该巷道的风量，为182m3/s S—巷道的净断面积，为S=33.16平方米 V允—允许通过的最大风速，取 =8m/s V=182÷33.16=5.49m/s≤8m/s 2.3支护厚度选择 根据吴理云《井巷硐室工程》p34第三条，由于采用喷射混凝土支护，则可取井筒混凝土厚度为200mm，故掘进断面直径为6900mm。 2.4 管缆布设 按照管缆布置原则，结合该井条件，合理布置，见下图。 2.5 工程量及材料消耗 1、 井筒净断面积 S净=（π/4）D净2=（3.14/4）×6.52=33.16m2 2、 井筒掘进断面积 S掘=（π/4）D掘2=（3.14/4）×6.92=37.37m2 3、 每米井筒混凝土量 v凝=（S掘-S净）×1=（37.37-33.16）×1=4.2m3 4、罐道梁长度按下式计算 l/=2 式中：R---井筒净半径，mm； C---每根罐道梁至井筒中心线的距离，mm。 则：1#罐道梁l1/=2 =6476mm 2#罐道梁l2/=2 =5988mm 3#罐道梁l3/=2 =5385mm 在保证罐道梁埋入井壁的长度须合乎要求的前提下，为便于施工，取其长度为整数，则各罐道梁的长度分别取： 1#罐道梁l1=6500mm 2#罐道梁l2=6000mm 3#罐道梁l3=5500mm 5.梯子梁长度（从图1中由上至下分别为1#梯子梁，2#梯子梁，3#梯子梁） 1#梯子梁l/梯1= -1264=1972mm 2#梯子梁l/梯2= -1264=1953mm 3#梯子梁l/梯2=1350mm 同理，梯子梁的长度分别取： 1#梯子梁l梯1=2000mm 2#梯子梁l梯2=1980mm 3#梯子梁l梯2=1500mm 1、 设计中的井筒工程量及材料消耗量表，如下 名称 单位 数量 井筒净直径 m 6.5 井筒净半径 m 3.25 井筒掘进直径 m 6.9 井筒掘进半径 m 3.45 井壁厚度 mm 200 井筒净断面积 m2 33.16 井筒掘进断面积 m2 37.37 每米井筒混凝土量 m3 4.2 每个罐道梁至井筒中心线的距离 mm C1#=278；C2#=1264.5;C3#=1820 罐道梁长度 mm l1=6500；l2=6000；l3=5500 梯子梁长度 mm l梯1=2000；l梯1=2000；l梯1=1500       图示2-1