文档介绍：第七章立井井筒施工设备与布置
 
立井井筒施工时,为了满足掘进提升、翻卸矸石、砌筑井壁和悬吊井内施工设施的需要,必须设置凿井井架、天轮平台、卸矸台、封口盘、固定盘、吊盘、稳绳盘、以及砌壁模板等凿井结构物。有一些凿井结构物是定型的,可以根据施工条件选取(如凿井井架),有一些则要根据施工条件进行设计计算。本章重点介绍几个主要凿井结构物的结构特点和设计的原则,以及凿井设备的布置。
第一节  凿井井架
凿井井架是专为凿井提升及悬吊掘进设备而设立的,建井结束后将其拆除,再在井口安装生产井架。因此,凿井井架亦称临时井架。
我国凿井时大都采用亭式钢管井架(图7-1),这种井架的四面具有相同的稳定性,天轮及地面提绞设备可以在井架四周布置。亭式井架采用装配式结构,其优点是:可以多次重复使用,一般不需要更换构件;每个构件重量不大,安装、拆卸和运输都比较方便;防火性能好;承载能力大,坚固耐用,可以满足井下和井口作业的需要。
除亭式钢管井架外,个别地方还使用过三腿式钢凿井井架,在地方小煤矿也使用过木井架。
近年来,一些单位开始利用永久井架或永久井塔代替凿井井架开凿立井,省去了凿井井架的安装拆卸,虽延长了凿井准备期,但对整个建井工期影响不大,提高了投资效益。最近设计单位又设计出生产建井两用井架,它既服务于建井提升用,又服务于矿井生产提升用,是一种将凿井井架和生产井架的特点相结合的新型井架。永久井架和永久井塔是专为生产矿井设计的,利用永久井架和永久井塔凿井,必须对其改造或加固,以满足凿井的要求。两用井架的问世,将此问题彻底解决,显示出极大的优越性,如济宁2号和3号井副井均应用生产凿井两用井架进行立井井筒的施工。
亭式钢凿井井架在目前建井工程中使用最为广泛。根据井架高度、天轮平台尺寸及其适用的井筒直径、井筒深度等条件,亭式钢管井架共有六个规格,其编号为I、II、III、IV、新IV和V型,分别适用于井深200、400、600、800及1100m。随着我国井筒深度的加大及凿井机械化程度的提高,IV型以下的凿井井架已很少应用。
新IV型与原IV型井架相比,主要是增大了天轮平台面积,提高了井架全高及基础顶面至第一层平台的高度,便于在卸矸台下安设矸石仓及用汽车运矸,也便于伞形钻架等大型设备进出井筒,同时亦增大了井架的承载能力。而
V型井架则是专为使用千米立井而设计的。它具有较大的天轮平台,满足多种凿井设备的吊挂,具有较大的工作荷重和断绳荷重。各型号井架的技术规格见表7-1。
 
表7-1        MZJ型亭式凿井井架技术规格
井架
型号
井筒深度/m
井筒直径/m
主体架角柱
跨距/m
天轮平台
尺寸/m
由基础顶面至第一层平台高度/m
井架
总质量/t
悬吊总荷重/kN
工作时
断绳时
I
200
~
10×10
×
 
II
400
~
12×12
×
 
III
600
~
12×12
×
 
IV
800
~
14×14
×
 
新IV
800
~
16×16
×
 
V
1100
~
16×16
×
选择凿井井架的原则是:能够安全地承担施工荷载;保证足够的过卷高度;角柱跨距和天轮平台尺寸应满足井口施工材料、设备运输及天轮布置的需要。一般情况下,可参照表7-1选用井架。当施工工艺及设备与井架技术规格有较大差异,如总荷载虽相近但布置不平衡时,必须对井架的天轮平台、主体架及基础等主要构件的强度、稳定性及刚度进行验算。
一、凿井井架结构
亭式钢凿井井架是由天轮房,天轮平台、主体架、卸矸台、扶梯和基础等主要部分所组成的,如图7-1所示。
(一)天轮房
天轮房位于井架顶部,由四根角柱、上部横梁、水平联杆及两根用来安装和检修天轮的工字钢梁组成。为防雨雪,上部设有屋面并装有避雷针。天轮房的作用是安装、检修天轮,保护天轮免受雨雪侵袭。其角柱为两条角钢对焊成十字型截面;上部横梁为两条14号槽钢对焊成工字截面;斜撑为角钢;水平交叉联杆,以两条角钢对焊成倒T形截面,工字钢吊车梁一般选用25号工字钢,其长度要保证超出天轮平台每边1m。
(二)天轮平台
天轮平台位于凿井井