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        副井鑿井生產(chǎn)兩用鋼井架設(shè)計(jì)

        2012-04-23 06:08:34吳鶴婷
        城市建設(shè)理論研究 2012年35期
        關(guān)鍵詞:鑿井

        吳鶴婷

        摘 要:鋼井架是礦井地面生產(chǎn)的主要提升構(gòu)筑物,對(duì)整個(gè)礦井的生產(chǎn)起著重要作用。鋼井架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先要滿足提升工藝的的使用要求,然后做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)。隨著技術(shù)的日益成熟,在近期的新井建設(shè)中,利用多繩永久井架進(jìn)行立井鑿井施工的建井方法被廣泛應(yīng)用。有效的利用永久井架、罐道架和鎖口鑿井,它占用井口時(shí)間短、生產(chǎn)和鑿井可同步進(jìn)行、綜合經(jīng)濟(jì)效益高。

        針對(duì)某工程的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行分析和處理方法,結(jié)合規(guī)范與工程實(shí)際,簡要介紹了生產(chǎn)鑿井兩用井架結(jié)構(gòu)布置原則,設(shè)計(jì)中需考慮的幾個(gè)技術(shù)問題和體會(huì)。

        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)鑿井兩用井架; 凍結(jié)法施工; 提升工作荷載; 鑿井

        中圖分類號(hào):S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):

        1. 工程簡況:

        東大煤礦位于山東省滕縣煤田(北部),地處滕州市大塢鎮(zhèn)和濱湖鎮(zhèn)境內(nèi),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬噸/年,礦井服務(wù)年限50年。副井井筒凈直徑6.5m,最大提升深度為822.5 m。一臺(tái)3.5X4多繩摩擦落地式絞車,在永久鑿井井架施工中,先進(jìn)行鑿井施工,包括一系列的井架、罐道架及鎖口的設(shè)計(jì),其中井架采用L-A型或稱(L改進(jìn)型),是按生產(chǎn)井架與鑿井井架聯(lián)合使用而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

        井架場區(qū)為東、西側(cè)進(jìn)出車,絞車房位于場區(qū)的北側(cè)。施工時(shí),鑿井提升絞車及數(shù)十臺(tái)穩(wěn)車均布置在東西兩側(cè)。在井筒施工過程中,可同時(shí)進(jìn)行北側(cè)絞車房的施工。

        井筒采用凍結(jié)法施工,凍結(jié)深度,凍結(jié)孔布置圈徑11.3m,凍結(jié)壁厚4.8m;利用井架26.9m的天輪平臺(tái)作為鑿井平臺(tái)。最大施工荷載為2000KN(豎向)、300KN(水平)。該結(jié)構(gòu)形式整體穩(wěn)定性好,桿件類型還少,加工制作方便。

        井架采用箱型截面組成的四柱式空間全焊接鋼框架體系。井架總高40m ,總質(zhì)量313t,共分為三個(gè)平臺(tái),第一層平臺(tái)為下天輪平臺(tái)兼做鑿井平臺(tái)(標(biāo)高26.900),第二層平臺(tái)為上天輪平臺(tái)(標(biāo)高32.400),第三層平臺(tái)為起重設(shè)備平臺(tái)(標(biāo)高40.000)。

        東大副井井架提升系統(tǒng)如圖1所示:

        2. 結(jié)構(gòu)選型和優(yōu)化布置:

        2.1、井筒采用凍結(jié)法施工

        副井井筒采用凍結(jié)法施工,井架設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮地基土層凍融循環(huán)對(duì)基礎(chǔ)沉降的影響。斜架基礎(chǔ)前緣突出部位距離凍結(jié)墻外宜等于或大于1m(建議值),以避開受凍結(jié)溫度的影響(圖2)。為避免井架因受地基土凍漲的影響而產(chǎn)生水平和垂直位移,本工程要求在井壁凍結(jié)施工期間,其凍結(jié)圈不得進(jìn)入基礎(chǔ)圈,以免對(duì)基礎(chǔ)承載能力造成影響。

        2.2、井架結(jié)構(gòu)布置

        本工程采用單提升多繩井架,為了便于鑿井,井架采用L-A型或稱(L改進(jìn)型)布置,主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件分為主、副腿。主腿采用由上而下、由小到大變截面形式,副腿因不承擔(dān)永久絞車荷載多為等截面。斜架主要用來承受提升荷載,同時(shí)要保證井架的整體穩(wěn)定性,避免傾覆,因此斜架滿足工藝及總平面布置的要求,又要保證斜架自身受力合理。首先斜架中心線布置還要考慮主腿北側(cè)絞車房的建筑物基礎(chǔ)對(duì)其的影響。水

        平方向,井架基礎(chǔ)與絞車房基礎(chǔ)避免相碰,應(yīng)保持一定的距離,便于永久絞車房同步施工。且絞車房基礎(chǔ)埋深不得深過井架基礎(chǔ)。

        2.3、標(biāo)高26.900下天輪平臺(tái)兼做鑿井平臺(tái)

        依據(jù)鑿井施工的要求,結(jié)合工藝布置,結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),標(biāo)高26.900m下天輪平臺(tái)兼做鑿井平臺(tái)。鑿井施工的臨時(shí)平臺(tái)、倒矸臺(tái)、排水管,壓風(fēng)管、水泵、風(fēng)筒、電纜等不得懸掛在鑿井平臺(tái)上。施工中不得隨意改變提升方向、穩(wěn)車布置、提升重量、鋼絲繩直徑和數(shù)量及有關(guān)參數(shù)。施工鑿井平臺(tái)由4根組合工字型焊接梁及若干連系梁組成,天輪平臺(tái)的平面布置沿著東西方向布置,上面布置鑿井天輪梁,并且東西方向布置鑿井主副提升絞車。各類天輪按其作用分別坐落在天輪平臺(tái)的相關(guān)位置。由上所述,設(shè)計(jì)確定26.9m平臺(tái)邊梁采用箱型截面,鑿井期間僅安裝邊梁,邊梁與鑿井平臺(tái)梁考慮用螺栓連接。

        2.4、井架鑿井平臺(tái)應(yīng)考慮成“日”字型或盡量方便鑿井設(shè)備布置的形式,并要考慮在鑿井施工完成后便于拆卸,最終滿足永久生產(chǎn)。

        3. 井架鑿井工作荷載作用的受力計(jì)算:

        施工中西側(cè)布置主提升絞車,整根鋼絲繩破斷力為134KN,東側(cè)布置副提升絞車,整根鋼絲繩破斷力為134KN;東西2側(cè)布置若干穩(wěn)車。鑿井天輪平臺(tái)如圖3所示。

        在生產(chǎn)井架的計(jì)算簡圖中,為了滿足鑿井施工要求,對(duì)26.9m平臺(tái)桿件布置做了適當(dāng)調(diào)整,荷載按下列組合考慮:

        3.1、西主提斷繩荷載+其他正常工作荷載。

        3.2、東副提斷繩荷載+其他正常工作荷載。

        3.3、西主提正常工作荷載+東吊盤用穩(wěn)車荷載+其他正常工作荷載。

        3.4、東副提正常工作荷載+西吊盤用穩(wěn)車荷載+其他正常工作荷載。

        3.5、西、東主副提正常工作荷載+其他穩(wěn)車正常最大荷載情況

        4. 斜架基礎(chǔ)計(jì)算需要注意的事項(xiàng):

        4.1、基礎(chǔ)頂面兩側(cè)應(yīng)留有矯正井架時(shí)放置千斤頂?shù)奈恢谩?/p>

        4.2、計(jì)算井架基礎(chǔ)壓力時(shí),偶然荷載按70%取值,但計(jì)算地腳錨栓受拉時(shí)不折減,按100%取值。

        4.3、任何情況下,上部結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的合力必須位于基礎(chǔ)底面核心(底板中部三分之一)以內(nèi)。

        4.4、斜架基礎(chǔ)錨栓中心距混凝土邊緣的距離為8d(d---錨栓直徑)。

        4.5、井架結(jié)構(gòu)應(yīng)具有可靠的抗傾覆穩(wěn)定性,同時(shí)井架基礎(chǔ)應(yīng)進(jìn)行抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算。

        5. 結(jié)束語:

        綜上所述,為了設(shè)計(jì)出適用、安全、經(jīng)濟(jì)的鋼井架,鋼井架的整體布局、構(gòu)件布置、合理的鑿井布置,合理的結(jié)構(gòu)形式和利用永久井架鑿井符合近期建井施工??s短建井周期、減少建井投資是從我國立井建設(shè)的生產(chǎn)特點(diǎn)和具體情況出發(fā)的。只有做到技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合,才能做出更好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

        參考文獻(xiàn):

        1. 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50007—2011

        2. 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50011—2010

        3. 《礦山井架設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50385—2006

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