竖井井筒内的装备

wangdong1989 · 发表于 2012-12-4 14:35

在矿业资料中，竖井的主要装备是罐笼或箕斗。罐道、罐道梁、井底支承结构、过卷装置、托罐梁等都是为罐笼或箕斗的稳定、安全、高速运行而设，梯子间则是为井内设备的安装和维修或辅助安全行人通道而设。由于竖井是整个矿山的主要通道，所以风、水、电等管缆也都通过竖井。
   1 提升容器
   首先按照竖井的用途选择提升容器，目前竖井提升容器有罐笼和箕斗。选择提升容器的主要依据是用途和生产能力。罐笼用途多，可以提升矿石、废石、设备、人员，但罐笼的生产能力低，一般用作副井的提升容器。箕斗只用来提升矿石(也可以提升废石)，提升速度高，生产能力大，用于产量高的主井。主井生产能力大的用箕斗，生产能力小的用罐笼。罐笼有单层、多层，每层又有单车、多车，罐笼的规格视矿车而定。提升容器的数量有单容器和多容器，根据生产能力确定。

                                 图5-1 各种井筒内的装设情况
                           a—箕斗井；b、c—罐笼井；d—混合井
                     1－刚性罐道；2—罐道梁；3—柔性(钢丝绳)罐道；4—箕斗；
                     5一罐笼；6—平衡锤；7－梯子间；8－管路

                              表5-1  井筒用途及设备配置

井筒类型	用途	井内装设情况	图例
主井（箕斗或笼井）	提升矿石	箕斗或罐笼，有时设管路间、梯子间	图5-1a
副井(罐笼井)	提升废石，上下人员、材料、设备	罐笼、梯子间、管路间	图5-1b,c
混合井	提升矿石、废石，上下人员、材料、设备	罐笼、梯子间、管路间	图5-1d
风井	通风，兼作安全出口	井深小于300m时，设梯子间；井深大于300m时，设紧急提升设备
盲井	无直接通达地表的出口，一般作提升井用	根据生产需要装设

   2 罐道
   罐道分刚性罐道和柔性罐道两类。刚性罐道的类型及性能见表5-2。罐道和罐道梁与提升容器的相对位置有多种方式，罐道可以布置在提升容器的两侧、两端、单侧、对角或其他位置，原则是保证提升容器的稳定高速运行并尽量提高竖井断面的利用率。罐道和罐道梁的选择计算，可以按照静载荷乘以一定的倍数，或按动载应力计算。无论用哪种方式计算，选择的余地并不大，一般在常用的几种类型中选择即可。
   柔性罐道实质上是用钢绳做罐道，不用罐道梁。在钢绳罐道的一端有固定装置，另一端有拉紧装置，以保证提升容器的正常运行。柔性罐道结构简单，安装、维修方便，运行性能也很好。不足之处是井架的载荷大，要求安全间隙大(增大井筒直径)。
   柔性罐道的布置方式与刚性罐道类似，有单侧、双侧、对角布置，另外在提升容器每侧还可以布置单绳或双绳。柔性罐道设计时应选择计算钢绳的直径、拉紧力和拉紧方式。钢绳直径可先按表5-3中的经验数据选取，然后按式5-1验算。

                              (5-1)
   式中 m ——安全系数；
            Q1——罐道绳全部钢丝拉断力的总和，kg；
            Q0——罐道绳下端的拉紧力，kg；
            q——罐绳的单位长度重量，kg／m；
            L——罐道绳的悬垂长度，m。

                                 表5-2 刚性罐道的类型及性能

罐道类型	规格	材料特点	适用条件	适用罐梁层距
木罐道	矩形断面， 160mm×180mm左右，每根长6m	易腐蚀，使用年限不长，宜先行防腐处理	井筒内有侵蚀性水，中小型金属矿山	2m
钢轨罐道	常用规格为380kg/m、 33kg/m或43kg/m，标准长度4.168m	强度大，使用年限长	箕斗井或罐笼井中多采用	4.168m
型钢组合罐道	由槽钢或角钢焊接而成的空心钢罐道	抵抗侧向弯曲和扭转阻力大，罐道刚性增加	配合弹性胶轮滚动罐耳，运行平稳磨损小，用于提升终端荷载和提升速度大的井中
整体轧制罐道	方形钢管罐道	具有型钢组合罐道的优点，并优于其性能，自重小，寿命长	用于提升终端荷载和提升速度大的井中

表5-3 罐道绳直径选取经验值

井深/m	终端荷载/t	提升速度/(m/s)	罐道绳直径/mm	钢丝绳类型
<150	<3	2～3	Ø20.5～25	6×7+1普通钢丝绳
250～200	3～5	3～5	Ø25～32	6×7+1普通钢丝绳，密封或半密封钢丝绳
200～300	5～8	5～6	Ø30.5～35.5	密封或半密封钢丝绳
300～400	6～12	6～8	Ø35.5～40.5	密封或半密封钢丝绳
>400	8～12或更大	>8	Ø40.5～50	密封或半密封钢丝绳

罐道绳的拉紧方式参照表5-4，拉紧力按式5-2计算：

                                 (5-2)
   式中    Q0——每根罐道绳上的拉紧力kg；
            L——罐道绳悬垂长度，m；L=井深(H0)+(20～50)m；
            q——罐道绳单位长度质量，kg／m；
            Kmin——罐道绳最小刚性系数，Kmin=45～65kg/m，一般Kmin=50kg／m；对终端荷载和提升速度较大的大型井或深井，Kmin应选取大些，反之取小些。

                                    表5-4 罐道绳拉紧方式

拉紧方式	罐道绳上端	罐道绳下端	特点及适用条件
螺杆拉紧	在井架上设螺杆拉紧装置，上端用此拉紧螺杆固定	用绳夹板固定在井底钢梁上	拧紧螺杆，罐道绳产生张力。拉紧力有限，一般用于浅井中
重锤拉紧	固定在井架上	在井底用重锤拉紧，拉紧力不变，无须调绳检修	因有重锤及井底固定装置，要求井筒底部较深以及排水清扫设施。拉力大，适用于中、深井中
液压螺杆拉紧	在井架上，此液压螺杆拉紧装置将罐道绳拉紧	用倒置的固定装置固定在井底专设的钢梁上	利用液压油缸调整罐道绳拉紧力，调绳方便省力，但安装和换绳较复杂。此方式使用范围较广

   3 罐道梁
   井筒内为固定罐道而设置的水平梁，称为罐道梁(简称罐梁)。最常用的为金属罐梁，也有用钢筋混凝土罐梁的；中小型金属矿山的方井中，个别也用木罐梁。
   罐梁与井壁的固定方式有梁窝埋设、预埋件固定或锚杆固定三种。
   4 梯子间
   有安全出口作用的竖井必须设梯子间。梯子间除用做安全出口外，平时用于竖井内各种设备检修。梯子间一般布置在罐笼井中，箕斗井中可不设梯子间。梯子间通常布置在井筒的一侧，并用隔板与提升间、管缆间隔开。梯子间的布置，按上下两层梯子安设的相对位置可分为并列、交错、顺列三种形式（图5-2）。梯子倾角不大于80°；相邻两梯子平台的距离不大于8m,通常按罐梁层间距大小而定；梯子口尺寸不小于0.6m×0.7m2；梯子上端应伸出平台lm；梯子下端离开井壁不小于0.6m，脚踏板间距不大于0.4m；梯子宽度不小于0.4m。梯子的材质可以是金属或木质。
   5 管缆间布置
   排水管、压风管、供水管、下料管等各种管路和动力、通讯、信号等各种电缆通常布置在副井中，并靠近梯子间。动力电缆和通信、信号电缆间要有大于0.3m的间距，以免相互干扰。

                              图5-2  梯子间梯子布置形式
         a－并列布置，S小=1.3×1.2m2，b－交错布置，S小=1.3×1.4m2，
         c－顺列布置，S小=1×2m2
         1－梯子；2－梯子平台；3－梯子梁；4－隔板(网)；5－梯子口

   6 提升容器四周的间隙
   提升容器是竖井中的运动装置，与其他装置间保持必要的间隙是提升容器安全运行所必须的。绳罐道运行时的摆动量较大，所以间隙应大些。提升容器与刚性罐道的罐耳间的间隙不能太大，钢轨罐道的罐耳与罐道间的间隙不大于5mm，木罐道的罐耳与罐道间隙不大于10mm，组合罐道的附加罐耳每侧间隙为10～15mm。钢绳罐道的滑套直径不大于钢丝绳直径5mm。冶金矿山提升容器与井内装置间的间隙参见表5-5。

                              表5-5  提升容器与井内装置间的最小间隙

罐道和罐梁布置方式		容器和井壁间	容器和容器间	容器和罐梁间	容器和井梁间	备注
罐道在容器一侧		150	200	40	150	罐耳和罐道卡之间为200
罐道在容器两侧	木罐道	200		50	200	有卸载滑轮的容器，滑轮和罐梁间隙增加25
罐道在容器两侧	钢轨罐道	150		40	150	有卸载滑轮的容器，滑轮和罐梁间隙增加25
罐道在容器正面	木罐道	200	200	50	200
罐道在容器正面	钢轨罐道	150	200	40	150
钢绳罐道		350	450		350	①