矿井施工组织设计

.本科毕业设计说明书顾北副井施工组织设计THE CONSTRUCTION ORGANIZATION DESIGN OF GUBEIFUJING MINE学院（部）： 土木建筑学院 专业班级： 土木08-2 学生姓名： 李 伟 指导教师： 王贵虎 副教授 2012年 5 月 25 日顾北矿副井施工组织设计摘要施工组织设计是对工程建设项目全过程的构思设想和具体安排，用来指导施工项目全过程各项活动的技术、经济和组织的综合性文件。本设计是针对顾北副井编制的矿井施工组织设计，主要内容包括：矿井工程概况，矿井施工准备工作，副井井筒的施工组织设计，建井施工组织，职业健康安全管理及环境管理。其核心内容是副井井筒的施工组织设计，包括工程概况，施工方案和方法，冻结段和基岩段爆破的设计与施工，施工主要工序，作业方式和劳动组织，施工质量和安全保护措施。关键词：施工组织，施工方案和方法，冻结法，爆破THE CONSTRUCTION ORGANIZATION DESIGN OF GUBEIFUJING MINEABSTRACTThe construction organization design is the whole process of construction of the project conceived ideas and specific arrangement ,used to guide the construction project whole process activities technology , economy and organization of comprehensive files.The design is about mine construction organization aiming at Gubei fujingIron mine.The main contents include mine project summary,preparation work of mine constrution ,constrution organization design of the fujing ,the overall scheme of mine construction organization,occupational health and safety management and environmental management .The core content is concerning construction organization design of the fujing which is composed of project profile,the construction scheme and method ,the design and construction of freezing section and rock blasting,the operation mode and labour organization ,the safeguard measure of construction quality and safety .KEYWORDS : construction organization, constrution scheme and method, freezing method, blasting1顾北矿基本概况1.1 编制依据（1） 顾北矿井副井井筒掘砌工程招（议）标文件及施工合同。（2） 顾北矿井副井井筒井壁结构图、工广平面布置图、井筒检查孔地质报告。（3） 矿山井巷工程施工及验收规范（GBJ 213-90）（4） 煤矿井巷工程质量检验评定标准（MT 5009-94）（5） 混凝土结构工程施工质量验收规范（GB 50204-2002）（6） 地下工程防水技术规范（7） 煤矿安全规程（2001年版）（8） 顾北矿井副井井筒冻结施工组织设计（唐山开滦建设集团有限公司）（9） 顾北矿副井井筒地面预注浆工程竣工资料（淮南矿业集团地质勘探工程处）1.2工程概况顾北矿井位于淮南市凤台县城西北约25km，顾桥镇南1.2km。东部与顾桥矿井相毗邻。顾北井田处于淮河冲积平原内，地势平坦，地面自然标高为+23.0m+23.9m左右。东距凤（台）利（辛）公路约0.8km，南邻淮南矿区专用铁路线，交通便利。井田所在地区属季风温暖带半湿润气候，季节明显，平均气温15.1，两极气温41.2-22.8，冬冷夏热。雪期在每年11月至次年3月，最大降雪厚度为16cm，最大冻土为30cm，平均降雨量为926.33mm，最大为1723.5mm。该矿井由合肥煤炭设计研究院设计，设计生产能力为4.0Mt/a.，采用立井开拓方式，工业广场内设主、副、风井三个井筒。副井井筒设计净直径8.1m，井口自然标高为+23.5m，设计标高为+25.6m，井底车场标高-650.0m，总深度705.6m。表土段采用冻结法施工，冻结段井筒深度为492m，冻结段井壁为双层钢筋混凝土复合井壁，壁厚11502325mm，井壁混凝土强度等级为C30C70；基岩段深213.6m，素混凝土支护，井壁厚度550mm，混凝土标号为C30。井筒内设有管子道（标高待定），双侧马头门与井底车场相连。附：副井井筒特征表 井壁结构图、井筒断面图和表土段钢筋配置表1.3地质及水文地质概况1.3.1顾北矿简介顾北煤矿矿井位于安徽省淮南市凤台县西北23公里，潘谢煤田顾桥矿井的西南部，对外交通十分方便，地理位置优越。顾桥矿井田面积140平方公里，开采范围为顾桥井田的浅部煤炭资源，有地质储量26.34亿吨，可采储量12.97亿吨，煤炭资源好，储量大。矿区原煤质量好，品种齐全，具有“三低”(低硫、低磷、中低灰分)和“四高”(高挥发份、中高发热量、高灰熔点、高粘结性)的特点，是良好的动力、冶金和化工用煤。顾北矿井是开发集团公司煤电一体化战略的重要组成部分：根据淮南煤炭集团公司煤电产业发展规划，到2020年，将淮南矿业集团建成年产1亿吨的特大煤田企业，并同步建设装机容量为20000MW规模的电厂设施。目前集团公司和中国电力投资集团浙能集团达成了建设淮南煤电基地的合作协议，该项目被业界称为“火电三峡”。其中顾北煤矿为集团公司与浙能集团合资建设的凤台4*60万千瓦发电厂的配套矿井，其生产的煤炭全部供给该电厂。该电厂一期工程已于2008年完工，并开始投产发电。1.3.2工程地质副井井筒位于顾桥勘探区八、九线之间。通过井筒检查孔揭露的地层有新生界的地层和二叠系煤系地层。新生界地层厚度为462.65m，在中央区附近岩面总体趋势为从东南至西北渐厚，基岩面较平缓；岩性以松散的砂、粘土及砂质粘土为主，副井检查孔327.4m以下，粘土含量占83.55%，副 井 井 筒 特 征 表序号项 目 名 称单位指 标1井口设计标高m+25.6002一水平绝对标高m-650.0003表土及风化基岩段深度m4924基岩段深度m213.65井筒深度m705.66井筒净直径m8.17井筒净断面m251.538井壁厚度冻结段mm11502325基岩段mm5509掘进断面冻结段m284.9127.7基岩段M266.510井壁结构冻结段双层钢筋砼基岩段素砼11掘进工程量(井筒)M36598612砌壁工程量(井筒)M329627副井在检查孔深373.35418.55m见45.2m的粘土，粘土具有吸水膨胀的特性，新生界地层与下伏二叠系地层呈不整合接触关系。二叠系地层:副井井筒穿过16煤底板至8煤顶板的层段，岩性主要为深灰色泥岩、砂质泥岩、紫红色花斑泥岩、粉砂岩、和灰色灰白色细砂、中砂岩等组成，见13-1、11-2煤层。顾北矿井中央区附近地势平缓，倾角约为50左右,地层走向趋 势稳定，为南北向，煤岩层发育正常，16煤底板及13-1煤底板花斑泥岩标志层明显，相对可靠，未见落差大于6m的断层，地质构造简单；但在副井检查孔深674.75678.25m处见3.5m的破碎带，未造成层位错动，地质构造属简单型。根据副井检查孔见煤情况，预计副井井筒穿过的煤层为13-1、11-2、煤层，见下表副井井筒检查孔煤层厚度及顶底板岩性情况表煤层底板深度厚度顶板岩性底板岩性13-1552.754.1泥岩泥岩11-1625.553.00泥质粉砂岩含铝质泥岩副井检查孔取13-1、11-2煤层的瓦斯吸附与突出指标，分析报告见下表:煤层突出危险性预测煤层层 位（m）厚度坚固性系数（f）放散初速度（p）突出危险性综合指标（k）突出危险性13-1548.65552.754.10.988.008.16突出威胁11-1622.55625.553.000.409.0022.5突出危险1.3.3水文地质由于井筒检查孔在简易水文观测、盐化扩散测井、流量测井等方面无异常反映，说明井筒所处地块富水性差，以静储量为主,无补给来源，联通导水性差，水文地质条件属简单类型。 故根据区域水文地质、井筒检查孔所取岩芯的性质、裂隙发育程度及岩石的破碎情况将井筒基岩段分为五个含水层，具体情况见下表：井筒含水层划分情况表含水层深 度（m）厚 度（m）预计涌水量（m3/h）岩 性489.15504.6015.4527.50中、中粗砂岩521.00538.0517.0023.10中、中粗砂岩607.00623.5516.559.60互层、粉砂岩636.00641.805.804.90中细砂岩697.00711.2014.23.20中砂岩合计69.0068.31.4施工条件1 工业场地已平整、场内道路及排水已形成，场地围墙、进场道路已建成；2 施工用水源在井口附近有接口；3 矿井井口35kv变电所已运行，提供6Kv电源接口；4 永久压风机已投入使用；风、水、电均装表计量使用；5 建设方建立混凝土集中搅拌站，提供商品混凝土，送至井口。6 生活设施可利用的是永久浴池和临时锅炉房。7 永久钢井架已安装，可以利用永久井架凿井。 2施工方案及施工装备2.1施工方案井筒施工时采用“四大一深”工艺进行施工，即“大绞车”、“大吊桶”、“大抓岩机”、“大模板”和“中深孔爆破”,2.1.1冻结段外壁施工井筒冻结段外壁施工采用短段掘砌混合作业方式, 使用液压伸缩整体下行式模板,四班制滚班作业,通过“挖溏心”和使用大抓、大模板，组织快速掘砌；优点: 井帮暴露时间短,施工快速，安全操作简单, 井壁质量容易保证。缺点: 由于外壁变径, 模板需要随之相应的增加模板块数，模板加工复杂。2.1.2 内壁施工使用液压滑升模板，连续施工,四六制作业。优点: 工艺简单, 可连续作业, 井壁封水性能好, 混凝土表面质量好, 井壁质量容易保证。缺点: 施工速度快时,模板旋转,表面下坠打皱。2.1.3 基岩段施工基岩段施工采用钻爆法施工，“中深孔爆破”,短段掘砌混合作业, 使用液压伸缩整体下行式模板, 一掘一砌。优点: 围岩暴露时间短, 施工安全, 不要临时支护, 简化了工序, 施工速度快。缺点: 掘砌交替频繁, 井壁接茬多。2.2凿井装备及辅助系统2.2.1井 架利用永久井架，安装凿井天轮平台和天轮。在满足伞钻井口悬吊和汽车排矸的需要高度位置，架设钢木结构的工作平台，供排矸系统的安装和翻矸使用。2.2.2提 升根据井筒的施工特点，工程的需要以及施工工期、速度和现有的设备，选用二套单钩提升系统。4m3座钩式吊桶；副提500米以下采用3m3座钩式吊桶，主、副提下灰时均改用2m3或3m3底卸式吊桶。主、副提均采用11t钩头，跨距2.10m的滑架。2.2.3排矸系统井筒内布置两台HZ-6型抓岩机，用于表土段辅助挖掘、装土和基岩段装岩，矸石吊桶提升至倒矸台，座钩式自动翻矸，自卸式汽车排矸。矸石回填工广或工广内业主指定的地点。2.2.4封口盘封口盘采用钢木结构，主次梁采用钢框架结构，盘面铺设70mm厚优质木板，各悬吊管线位置安设孔口门，并用胶皮将孔口缝隙封堵严密。盘面标高为+25.6m。2.2.5固定盘：为保证施工安全和方便测量工作，在封口盘以下5m处设置固定盘，采用钢木结构。2.2.6吊 盘施工吊盘采用钢结构二层吊盘，直径7.8m，层间距为4m，四根立柱连接。冻结段外壁施工时，周边安设折页。上层盘用于放置卧泵和水箱，下层盘用于布置抓岩机及浇注混凝土时受灰分灰。2.2.7吊桶稳绳：根据煤矿安全规程规定，井筒深度超过100米时，悬挂吊盘用的钢丝绳不得兼作罐道使用的规定，因此，主、付钩各悬挂2根稳绳稳罐。2.2.8排水系统井筒施工时，可准备好排水设备，接近含水层时，坚持 “有疑必探、先探后掘”的方法进行施工，凿井期间如果涌水量小于10m3/h，则用吊桶附带打水，水泵、排水管及动力电缆等设施暂不安装，但必须准备，以便安装使用。凿井期间如果涌水量大于10m3/h、小于50m3/h，采用博山泵厂新型高扬程卧泵排水，卧泵和水箱放置在吊盘上层盘，井筒内排水管和电缆用钢丝绳悬吊。卧泵型号为DC50-8011，排水量Q=50m3/h，扬程H=905米，外型尺寸为321710501105,重量为3吨，电机型号JK124-2、275kw，电压等级660/380。迎头用BQF-50/25风动潜水泵将水排至吊盘水箱，由卧泵排至地面。2.2.9压风、供水系统压风和供水水源由业主提供，并满足施工需要。井筒内布置一趟1594.5mm压风管及575mm供水管，压风、供水管路均采用井筒悬吊。2.2.10安全梯井筒内布置一架安全梯，同时可乘12人，为保证其安全可靠，备用一台75GF-108柴油发电机组。2.2.11放炮电缆放炮电缆选用YC-216型,放炮电缆附在大模板悬吊钢丝绳上。2.2.12、照 明井筒内照明由吊盘上照明综保供电，供电电压127v。在吊盘上层盘和上下层盘间各设防水照明灯两盏，吊盘下方设DKS-250/170型立井投光灯四盏。照明电缆型号为V34+14。2.2.13信 号采用转发式声光信号系统，信号机选用KJTX-SX-1型成套设备，信号电缆选用Kvv102.5型。另外准备一套机械式信号装置备用（绳式打点器）。2.2.14通 讯井筒施工期间，吊盘与井口、井口与绞车房设直通电话，通讯电缆选用HUVV-70.79型。地面安装一台50门的调度总机，建立与各单位的通讯联系。照明、信号、通讯电缆跟吊盘绳悬吊。2.2.15混凝土搅拌供应系统混凝土由业主提供，井筒内采用2m3和3m3底卸式吊桶下放混凝土，主、副提均可下混凝土。混凝土加工部门要对不同标号的混凝土及批量、材料级配进行试验，以确保合理的配比参数。2.2.16钻 眼井筒基岩段施工采用SJZ6.9型六臂伞钻配YGZ-70型高频凿岩机。2.2.17砌壁模板 砌壁采用液压伸缩整体下行式模板，模板高度2.63.5m，刃角高度530mm，大模板的筒身部分采用两节组装，可调节成2.6m或3.5m段高；冻结段井筒变断面，可采用加装小块模板调节直径。冻结段内壁采用液压滑升模板砌筑。2.2.18施工测量在固定盘上方安设T字型激光固定架，其上安装激光指向仪，采用立井激光指向。激光指向采用下放中心钢丝垂线方法定期检校，标高用钢尺连接传递。井筒中心和标高的测设按测量标准进行操作，并定期进行复测复算，保证施工精度。2.2.19通 风采用压入式通风, 一路玻璃钢风筒,直径900mm，风筒采用井筒内悬吊方式。3施工设备选型及计算3.1提升设备的选型3.1.1设计计算依据井口标高 25.6m井筒深度 705.6m永久井架天轮平台高度 29.5m井筒净直径 8.1m钢丝绳最大悬垂高度：H0=705.9+29.5=736.65m3.1.2提升方式及提升容器的选择1、为了实现快速掘进，提升方式选择：2套单钩提升。提升容器选择：主、付提升均采用4m3座钩式吊桶，付提500米以下采用3m3座钩式吊桶；下砼采用TDX型底卸式吊桶，容积为2m3和3m3。2、提升附属装置的选择：主、付钩考虑到伞钻主体重量9100，所以选择11t钩头。钩头自重215。主、付提升均采用跨距2.10m的滑架，重量196，缓冲器外径130、高590，重量为25。3.1.3提升钢丝绳的选择 1）主提钢丝绳的选择1、最大悬垂高度：H0=737m2、附属装置重量：Qz=Q1+Q2=215+196+25=436式中：Q111t钩头及连接装置重量为215Q2滑架及缓冲器装置重量196+25=2213、绳端荷重a、 提升矸石时：Q=G+KmV.rg+Km(11/Ks )V.rs+Qz =15300.9416000.9(11/2)41000436 =153057601800436=9526（）式中：Km装满系数 取Km=0.9V 吊桶容积 V=4m3rg 松散矸石容重 取rg=1600/m3rs 水容重 取rs=1000/m3Ks 岩石松散系数 取 Ks=2.0G 4m3座钩式吊桶重量 G=1530b、 3m3底卸式吊桶下放砼时Q1=GKm.V.rgQz =14000.932675436=14007226436=9059（） 式中：G3m3底卸吊桶自重 G=1400 Km装满系数 取Km=0.9 V吊桶容积 取V=3m3 rg砼容重 取rg=2675/m3c、 提伞钻时 伞钻型号为SJZ6.9A型重量为9100Q3=9100Qz=9100436=9536（）根据以上计算结果选择绳端荷重Q0=Q3=9536为计算依据。c、钢丝绳单位长度重量Ps（按最大荷载提伞钻计算） /m式中：B钢丝绳极限抗拉强度 取B=170/ Ma 安全系数 取Ma=7.5 根据计算选用GB1102-74-187-40-170特型多层股不旋转钢丝绳，其标准每米重量PSB=6.252/m，钢丝破断力总和Qd=113500。d、 丝绳安全系数校核： 提物时7.5 符合规定 提人时按每次提升12人考虑，每人重100（带工具）QR=12100+1530+436=31669 符合规定。2 ）副提钢丝绳的选择(1) 最大悬垂高度：H0=737m(2) 附属装置重量：Qz=Q1+Q2=215+196+25=436式中：Q111t钩头及连接装置重量为215 Q2滑架及缓冲器装置重量196+25=221（3）绳端荷重提升矸石时：Q=G+KmV.rg+Km(11/Ks )V.rs+Qz =15300.9416000.9(11/2)41000436 =153057601800436=9526（）式中：Km装满系数 取Km=0.9V 吊桶容积 V=4m3rg 松散矸石容重 取rg=1600/m3rs 水容重 取rs=1000/m3Ks 岩石松散系数 取 Ks=2.0G 4m3座钩式吊桶重量 G=15302m3底卸式吊桶下放砼时Q1=GKm.V.rgQz=10660.922675436 =10664815436=6317（） 式中：G2m3底卸吊桶自重 G=1066 Km装满系数 取Km=0.9 V吊桶容积 取V=2m3 rg砼容重 取rg=2675/m3根据以上计算结果选择绳端荷重Q0=Q3=9526为计算依据。 /m式中：B钢丝绳极限抗拉强度 取B=170/ Ma 安全系数 取Ma=7.5 根据计算选用GB1102-74-187-40-170特型多层股不旋转钢丝绳，其标准每米重量PSB=6.252/m，钢丝破断力总和Qd=113500。（4） 钢丝绳安全系数校核 提物时7.5 符合规定 提人时按每次提升12人考虑，每人重100（带工具）QR=12100+1530+436=31669 符合规定。3）主、副提天轮的选择 天轮直径D60d（d为钢丝绳直径）=6040=2400 D9002.6=2340选用直径D=3000的铸钢天轮，其破断力总和为173500满足要求。4）提升机的选择 1、主提升机的选择 (1)卷筒直径D60d （d为钢丝绳直径） =6040=2400D900 （为钢丝直径） =3002.6=2340(2)选定提升机型号 为尽量减少缠绕层数，提高提升能力，根据目前货源情况，决定选用JKZ-2.8凿井提升机做为主提升机，其主要指标如下：卷筒直径 D=2800 . 卷筒宽度 BT=2200.钢丝绳最大静张力 FJ=15000 (3)校验卷筒宽度 缠绕层数 n=B/BT=3860/2200=1.75(层) ，不到2层，符合规定。式中：H提升高度 取H=737m30试验绳长度30米 绳圈间隙，取2；d 绳径 d = 40 n 缠绳层数N1钢丝绳摩擦圈 取N1=3、 N2钢丝绳错绳圈 取N2=3两层钢丝绳之间的垂距 取=0.04米(4)验算提升机的强度最大静张力验算（按绳端最大荷重提伞钻时）Fj=Q0+PSBH0=9536+6.252737=14143kgFJ=15000符合规定（3） 电动机功率估算 （取n = 580转/分） 式中：VmB提升机最大速度 VmB=5.48m/s 传动效率 取=0.85根据计算：建议选用1000kW电机。2、副提升机的选择 (1) 卷筒直径D60d （d为钢丝绳直径） =6040=2400D900 （为钢丝直径） =3002.6=2340（2）选定提升机型号为尽量减少缠绕层数，提高提升能力，根据目前货源情况，决定选用2JK-3.5/15.5提升机做为副提升机，其主要指标如下：卷筒直径 D=3500 . 卷筒宽度 BT=1700.最大静张力 FJ=17000 最大静张力差 Fc=11500(3)校验卷筒宽度 缠绕层数 n=B/BT=3146/1700=1.85(层) ，不到2层，符合规定。式中：H提升高度， 取H=737m ；30试验绳长度30米绳圈间隙，取2；d 绳径 d = 40 ； n 缠绳层数N1钢丝绳摩擦圈 取N1=3,N2钢丝绳错绳圈 取N2=3两层钢丝绳之间的垂距 取=0.04米（4）验算提升机的强度最大静张力验算Fj=Q0+PSBH0=9526+6.252500=12652kgFJ=17000(4m3)Fj=Q0+PSBH0=7155+6.252737=11762kgFJ=17000(3m3)符合规定（5）电动机功率估算 （取n = 580转/分） 式中：VmB提升机最大速度 VmB=6.85m/s,传动效率 取=0.85根据计算：建议选用1000kW电机。3.1.4提升能力计算 提升能力计算见附表名 称代号 单位主 提 升副 提 升提升机型号JKZ-2.8/15.52JK-3.5/15.5电动机YR143-1000/51-10YR143-1000/51-10减速比15.515.5卷筒直径/宽度mm2800/22003500/1700最大绳速m/s5.486.85最大静张力kgf1500017000最大静张力差kgf11500最大绳径mm4040缠绕层数1.751.85吊桶规格m3按提伞钻计算4、3钩头滑架重kg436436荷载重kg91007560自重kg1530终端荷重Q终kg95369526钢丝绳规格型号187-40-170-特187-40-170-特悬垂长度m737737绳重Q终kg46084608钢丝绳破断力Qd kgf113500113500安全系数m=Qd/(Q终+Q绳)天轮提升天轮型号TXG3000/23TXG3000/23绳径比.60.24002400丝径比90023402340顾 北 副 井 井 筒 提 升 设 备 选 型20.3.2悬吊设备的选型3.2.1安全梯悬吊钢丝绳、稳车、天轮选择1）悬吊钢丝绳选择安全梯为金属结构，其重量Q1=1000 可乘15人，每人均重70，其重量Q2=7015=1050（1） 终端荷重 Q0Q0=Q1+Q2=1000+1050=2050（2） 钢丝绳单位长度重量：式中：B钢丝绳极限抗拉强度， 取B=170/mm2 Ma安全系数， 取Ma=9悬吊高度 H0=870m（3） 根据计算选用GB1102-74-187-21.5-170-特型多层股不旋转钢丝绳，其每米重量PSB=1.813/m，钢丝绳破断力总和32950，（4） 钢丝绳安全系数校验 9符合规定2）稳车选择根据钢丝绳最大荷重3386，选用JZA25/1000型专用安全梯稳车一台。3）悬吊天轮选择 D20d （d钢丝绳直径）=2021.5=430，选用0.6米单槽悬吊天轮一套。3.2.2 排水系统设计计算及悬吊设备选型 （排水预案）1）根据排水量计算管路直径管路直径： 式中：Q排水量 取Q=50m3/sVd排水管内水流速度 取Vd=2m/s根据计算采用标准管径内径=100无缝钢管为排水管路。计算水泵扬程（近似计算） 式中：h1吸水高度 取h1=2m h2排水高度 取h2=700 水管效率 取=0.9(0.870.95) DC50-8011卧泵设计扬程为905米能满足要求。2）悬吊钢丝绳选择 排水管1085，每米重量12.7，敷设长度700米，其重量 Q1=12.7700=8890； 法兰接头每6米一付，每付重4.2, 其重量Q2=70064.2=490 排水管内水重Q3=（0.108-0.010）/223.147001000=5277 卧泵动力电缆MYP395125一趟，其总重量Q4=10.6700=7420。卡子每3米一付，每付重4.67，其重量Q5=70034.67=1090。（1） 最大悬吊高度 H0=737m（2） 终端荷重 Q0（采用2根钢丝绳悬吊）Q0=1/2（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5） =1/2（8890+490+5277+7420+1090） =11583 （3）钢丝绳单位长度重量：PS (4)根据计算选用GB1102-74-187-37-170-I型多层股不旋转钢丝绳2根，其每米重量PSB=5.327/m，钢丝绳破断力总和Qd=96850。（5） 钢丝绳安全系数校验6 符合规定3）稳车选择根据钢丝绳最大荷重Q=15509，选用2JZ16/800型稳车一台4）悬吊天轮的选择天轮直径 D20d=2037=740 （d钢丝绳直径），选用直径1米双槽重型 悬吊天轮一套，当安全系数为6时，安全荷重为22600，能满足要求。3.2.3 压风管、供水管悬吊设备选择1）悬吊钢丝绳选择 压风管1574.5，每米重量17.15，敷设长度706米，其重量 Q1=17.15706=12108； 快速接头每6米一付，每付重4.5, 其重量Q2=70664.5=530 供水管575，每米重量6.41，敷设长度706米，其重量 Q3=6.41706=4526； 快速接头每6米一付，每付重1.84, 其重量Q4=70661.84=217管内水重Q5=（0.057-0.010）/223.147061000=1224每付卡重6.5，每4米付，其重量Q6=70646.5=1147。(1)最大悬吊高度 H0=737m(2)终端荷重 Q0（采用2根钢丝绳悬吊）Q0=1/2（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5Q6） =1/2（12108+530+4526+217+12241147） =9876 （3）钢丝绳单位长度重量：PS 式中：B钢丝绳极限抗拉强度 取B =170kg/mm2 Ma安全系数 取 Ma=5 (4)根据计算选用GB1102-74-187-31-170-I型多层股不旋转钢丝绳2根，其每米重量PSB=3.699/m，钢丝绳破断力总和Qd=67250。（5） 钢丝绳安全系数校验5 符合规定2）稳车选择根据钢丝绳最大荷重Q=12602，选用2JZ16/800型稳车一台3）吊天轮的选择天轮直径 D20d=2031=620 （d钢丝绳直径），选用直径1米双槽重型 悬吊天轮一套，当安全系数为5时，安全荷重为22600，能满足要求3.2.4吊盘悬吊设备选择吊盘采用二层盘，四绳悬吊，2台抓岩机工作吊盘自重 Q1=16000， 吊盘放置砼重 Q2=5000人员重 Q3=1400，抓岩机重2台 Q4=80772 =16154水箱及水重 Q5=10000， 卧泵重 Q6=3000其它 Q7=20001）盘悬吊钢丝绳选择（1）最大提升高度 H0=737m（2）终端荷重 Q0（4根钢丝绳悬吊）Q0=1/4（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）=1/4（16000+5000+1400+16154+10000+3000+2000）=13389（3）钢丝绳单位长度重量 式中：B钢丝绳极限抗拉强度， 取B=170/mm2 Ma安全系数， 取Ma=6 (4)根据计算选用GB1102-74-187-40-170-I型多层股不旋转钢丝绳4根，其每米重量PSB=6.252/m，钢丝绳破断力总和Qd=113500，(5) 钢丝绳安全系数校验6符合规定2）稳车选择根据钢丝绳最大荷重Q=18000 故选用JZ225/800型稳车四台。3）吊天轮的选择天轮直径D20d （d钢丝绳直径） =2040=800mm选用直径1米单槽重型悬吊天轮四套3.2.5稳绳悬吊设备的选择1）稳绳选择根据煤矿安全规程规定，井筒深度超过100米时，悬挂吊盘用的钢丝绳不得兼作罐道使用的规定，因此，主、付钩单独悬挂4根稳绳稳罐。同时考虑到吊盘的实际重量及井筒深度H=706m，根据规定，每百米不少于1000张紧力，故按7500计算每根稳绳张紧力。（1） 悬吊高度 H0=730m（2） 终端荷重 Q0=7500（3） 钢丝绳单位长度重量 式中：B钢丝绳极限抗拉强度， 取B=155/mm2 Ma安全系数， 取Ma=6 (4)根据计算选用GB1102-74-619-34155-I型园股钢丝绳左右旋转各2根，其标准每米重量PSB=4.093/m，钢丝绳破断力总和Qd=67100，(5) 钢丝绳安全系数校验6 符合规定 说明：当吊盘降落时，应当首先将稳绳不受力后再降落吊盘，待吊盘降落在固定位置时再使稳绳张紧。注意严禁将吊盘的重量全部承担给四根稳绳，施工前要制定专门的吊盘起落操作规程。2）稳车选择根据钢丝绳最大荷重Q=10488，选JZ216/800型稳车四台。3）悬吊天轮选择天轮直径D20d （d钢丝绳直径） =2034=680选用公称直径1米单槽重型悬吊天轮四套3.2.6抓岩机悬吊设备选择1）悬吊钢丝绳选择1、选用2台HZ6型中心回转抓岩机，机重Q1=8077，钩头及其它重量Q2=23332、最大悬垂高度：H0=730m3、钢丝绳终端荷重：Q0=Q1+Q2=8077+2333=104104、钢丝绳单位长度重量 式中：B钢丝绳极限抗拉强度， 取B=170/mm2 Ma安全系数， 取Ma=65、根据计算选用GB1102-74-187-37-170-I多层股不旋转钢丝绳，其标准每米重量PSB=5.327/m，钢丝绳破断力总和Qd=96850，6、钢丝绳安全系数校验 6符合规定2）悬吊天轮选择天轮直径D20d （d钢丝绳直径） =2037=740mm选用直径1米单槽重型悬吊天轮2套3）稳车选择 根据钢丝绳最大荷重Q=14298 故选用JZ216/800型稳车2台。3.2.7大模板悬吊设备选择(附带U1000-325-116动力电缆1根)1）悬吊钢丝绳选择 大模板的参考重量，Q1=3500，砼剔除吸附力后参考重量为Q2=30000。（1） 最大悬垂高度：H0=737m（2） 钢丝绳终端荷重：Q0=1/3（Q1+Q2）=1/3（3500+30000）=11166.67（3） 钢丝绳单位长度重量 （4）根据计算选用GB1102-74-187-37-170-I多层股不旋转钢丝绳3根，其标准每米重量PSB=5.327/m，钢丝绳破断力总和为Qd=96850。 （5）安全系数校验 6符合规定。2）悬吊稳车选择根据钢丝绳终端荷重Q=15092，选JZ216/800型稳车3台3）悬吊天轮选择天轮直径D20d （d钢丝绳直径） =2037=740mm选用直径1米单槽重型悬吊天轮3套。3.2.8风筒悬吊设备选择(双绳悬吊)1）悬吊钢丝绳选择(1)900mm玻璃钢风筒重量Q1=25705=16920，卡子重量为Q2=137053=3055(2)最大悬垂高度：H0=737m(3)钢丝绳终端荷重：Q0=1/2（Q1+Q2）=1/2（16920+3055）=9988(4)钢丝绳单位长度重量 根据计算选用18731170I多层股不旋转钢丝绳2根，其标准每米重量PSB=3.699/m，钢丝绳破断力总和为Qd=67250。 (5) 安全系数校验 5符合规定。2）悬吊稳绳选择根据钢丝绳终端荷重Q=12714，选2JZ16/800型稳车1台3）悬吊天轮选择天轮直径D20d （d钢丝绳直径） =2031=620mm选用直径1米双槽悬吊天轮1套。3.3供电系统顾北煤矿副井施工总装机容量为3107kW，生产实际发生的负荷为2122kW，具体供电方案如下：井口设6kV临时变电所，双回路供电，电源由顾北矿35kV变电所供电，变电所内设高压开关柜给主、副提升绞车和井上低压、井下动力供电，详见供电系统图。附 电力负荷计算表供电设备选型一览表 供电系统图3.4 通风系统3.4.1通风方式与风筒的选择因该井深度为705.6m，属于高瓦斯矿井，其中副井井筒穿过的煤层11-2等煤有突出危险，施工中采用中深孔光面爆破，一次起爆最大装药量达287.7Kg，为适应井筒施工需要，该井筒采用压入式通风，即局扇设在井口20m外，选用900mm玻璃钢风筒，法兰盘连接，风筒采用钢丝绳稳车悬吊。3.4.2井筒工作面所需风量计算1、按井筒工作面同时工作最多人数计算 Q = 4 N 式中Q井筒工作面所需风量N井筒工作面最多人数， 取45人Q =4 N=445= 180m3/min2、按井筒工作面爆破排除炮烟计算Q = 7.8/t （K A S2 L2 /P2）1/3 式中 Q井筒工作面所需风量 t 炮后排烟时间 取30minA最大装药量 取287.7KgK淋水系数 取0.3S井巷通风断面 取51.5m2 L井巷长度 取250mP风筒进出风量比 取1.2 Q = 7.8/30（0.3287.751.522502/1.22）1/3Q=559m3/min 3、按风速计算（1）、井筒岩石段施工，井筒最低风速取0.15m/s 井筒最高风速取4m/sQ最高=4S60=12360m3/minQ最低=0.15S60=463.5m3/min（2）、井筒揭过煤段施工，井筒最低风速取0.25m/s 井筒最高风速取4m/sQ最高=4S60=12360m3/minQ最低=0.25S60=772.5 m3/min根据以上计算该井筒施工时，基岩段井筒工作面需最低风量为559m3/min，揭过煤期间井筒工作面需最低风量为772.5 m3/min。3.4.3局扇工作风压 1、风筒风阻计算因该井深度为705.6m，考虑到风机至井口及拐弯，风筒全长按730m计算，采用900mm玻璃钢风筒，每节风筒长为3m。 （1）、风筒摩擦风阻 R摩=6.48L/D5 式中 R摩摩擦风阻玻璃钢风筒的摩擦阻力系数 取0.002D风筒直径 取0.9mL风筒总长 取730mR摩=6.480.002730/0.95 =16.02N.S2/m8 （2）、弯头风阻 R弯=b/2S2式中 b 转弯阻力系数 取 0.3空气密度 取1.2Kg/m3S风筒断面积 取0.64m2R弯=0.31.2220.642=0.44N.S2/m8 （3）、风筒的总风阻 R=R摩R弯 R=16.020.44=16.46 N.S2/m8（4）、玻璃钢风筒的风量比 P=（1K D L（R/g）1/23l）2 式中 P玻璃钢风筒的风量比 K风筒单位接头漏风系数 取0.001 D风筒直径 取0.9m L风筒总长 取730m R总风阻 取 16.46 N.S2/m8 g取 9.8 l每节风筒长度 取3m P =（10.0010.9730（16.46/9.8）1/233）2=1.2a 、井筒基岩段施工井筒工作面所需风量Qh为559m3/min 即9.3m3/s局扇吸入风量 Qa=PQh=1.29.3=11.16 m3/s局扇全压Ht=R/PQa2Qh2/2S2式中 Ht局扇全压 R总风阻 取16.46 N.S2/m8 P玻璃钢风筒的风量比 取 1.2 Qh 井筒工作面所需风量 取9.3m3/s空气密度 取1.2Kg/m3Qa局扇吸入风量 取11.16 m3/sS风筒出风口断面积 取 0.64m2 Ht =16.46/1.211.1621.29.3220.642 =1708126.7=1834.7Pab、 井筒揭过煤段施工井筒工作面所需风量Qh为772.5m3/min 即12.88m3/s局扇吸入风量 Qa=PQh=1.212.88=13.9 m3/s局扇全压 Ht=R/PQa2Qh2/2S2式中 Ht局扇全压 R总风阻 取16.46 N.S2/m8 P玻璃钢风筒的风量比 取 1.2 Qh 井筒工作面所需风量 取12.88m3/s空气密度 取1.2Kg/m3Qa局扇吸入风量 取13.9 m3/sS风筒出风口断面积 取 0.64m2 Ht =16.46/1.213.921.212.88220.642 =2650243=2893Pa3.4.4风机选型通过以上计算可选用DSF-230对旋式局部扇风机，其主要技术特征：风量260630m3/min全风压3606300Pa功率230KW岩石段施工工作面需最低风量为559m3/min，可采用一台局扇供风，揭煤期间工作面需最低风量为772.5m3/min，可采用二台局扇并联供风。顾 北 副 井 电 力 负 荷 计 算 表负荷名称电压V设备容量kW需用系数kxcostg计算负荷变压器选型装机生产有功kW无功kW视在kW主提600010008940.70.80.75626470783付提600010009990.70.80.75700525875卧泵6602752750.70.80.75193145241KSJ-320/0.69井下660/12740400.90.90.48361740稳车3805425420.60.71.02325332465S7-560/0.4局扇66060600.90.90.48542660井口低压380/22080800.80.80.75644880绞车低压380/22060600.80.80.75483660其它22050500.80.80.75403050合计31072964208616292654顾北主、副井供电设备选型表序号名称型 号单 位数量备注1变压器KSJ-320台2供井下2变压器SJ-630台2供井口3低压柜BSL-11-15台2卧 泵4低压柜BSL-11-10台8井口5高压柜GG1A（F）121台2400A6高压柜GG1A（F）-10