竖井井筒净断面尺寸的确定
竖井断面设计
空心矩形金属罐道：一种整体轧制的特型罐道
评价：刚性大、提升平稳、摩擦阻力小、使用寿命长、维修方便、质量可靠合罐道：由两个槽钢组合焊接而成。
评价：抵抗侧向弯曲和扭转的能力大，刚性强、截面系数大、提升平稳、摩擦阻力小、
使用寿命长、维修方便。
罐道埋入井壁的深度应不小于井壁厚度的2/3且不得不小于罐梁的高度。 一般情况下，钢罐道的罐道梁层间距采用4m或4.168m；木罐道的罐道梁层间距采用 2m。
3、竖井断面布置
竖井断面形状：
竖井井筒断面形状主要有圆形与矩形两种。
考虑的因素：
井筒用途、装备、服务年限、围岩的工程地质及水文地质条件等。
服务年限大于15年的大、中型矿山，大多采用圆形断面；服务年限在15年以下的中、小型 矿山，井筒穿过的岩层稳定时，可考虑采用矩形断面。
钢丝绳罐道：提升容器沿着两端固定在井上和井底并被拉紧的钢丝绳运行。
评价：提升平稳、安全性好、不易发生卡罐；
节约大量钢材； 结构简单、便于安装与维修、使用寿命长； 易摆动、安全间隙大、增加了掘进断面； 井架承受的荷载大大增加。
罐道梁
一般多采用金属材料制成，如工字钢梁、型钢组合梁及矩形钢管梁
罐道梁的固定有两端都固定在井壁上以及一端固定于井壁，另一端固定在其他罐梁上 两种形式。
罐道、罐道梁的布置
罐道双侧布置
罐道、罐道梁的布置
罐道单侧布置
罐道端面布置
三种布置方式比较
双侧布置：主要用于提升容器长宽比不大的箕斗或木罐道导向的罐笼井。
单侧布置：与双侧布置相比，格层布置简单、节省钢材、便于下放大型设备，提升
平稳。但它所有的闭口滑动罐耳磨损严重，耗铜量大。适用于钢轨罐道罐笼井。
巷道断面尺寸确定及安全要求
一：巷道断面尺寸确定及安全要求（一）：巷道净宽1、巷道净宽系指底板起1.6米高水平的巷道宽度。
2、运输巷道一侧，从巷道渣面起1.6米的高度内，必须留有0.8米以上的行人道，而且巷道高度1.6—1.8米之间，不得架设管、线和电缆。
巷道另一侧：巷道采用混凝土、金混凝土属或木料支架时，不得小于0，3米，巷道采用锚喷支护、喷射混凝土支护以及砖、石或混凝土砌璇时，不得小于0.25.米。
巷道内安设输送时，输送机与支护或璇墙之间最突出部分的距离，不得小于0.4.米。
3、人车停车地点，在巷道一侧，从巷道渣面起1.6米的高度内，必须留有0.7米以上的行人道，而且巷道高度1.6—1.8米之间，不得架设管、线和电缆。
4、在双规运输巷道中，采取装载点或矿车摘挂钩地点，辆列车车体的最突出部分之间的距离，不得小于0.47米。
5、在巷道弯道处，车两四角要外伸或内移，应将上述安全距离适当加大，加大值与车厢长度，轴距和弯道半径有关，其加宽值：一般外侧加宽200㎜，内侧加宽100㎜，双规中线距离加宽300㎜。
加宽长度：矿车运输的巷道1.5—3米、电机车通行的巷道3--5米。
6、双轨曲线巷道，双轨中线距加宽起点也应从直线开始，其长度对电机车建议取5米，3—5吨底缷式矿车建议取5--7米，1吨矿车可取2米。
7、为满足施工要求，巷道最小净宽一般是：主要大巷为2.2米，采区巷道为2米。
（二）：巷道的净高度1、主要运输巷道和主要风道的高度，自轨面起不得小于1.9米。
2、架线电机车运输巷道的凈高度，必须符合有关规定：电机车架空线的悬挂高度，自轨面起在人行道的巷道内，车场内以及人行道同运输巷道交叉的地方不得小于2米。
在不行人巷道内不得小于1.8米。
在井底车场内，从井底到乘车场不得小于2.2米。
电机车架空线和巷道顶或横梁之间的距离不得小于0.2米。
3、采区上山、下山和平巷的净高度不得小于1.8米。
二：平巷内风水管路架设标准及安全要求1、水沟通常布置在人行道一侧。
井巷课程设计
资源与安全工程学院《井巷工程》课程设计—侯庄铁矿井筒断面设计指导教师：班级：学生姓名：学号：完成日期：目录第一章前言1.1设计资料及目的 (2)1.2矿区基本情况 (2)第二章主井井筒断面设计2.1 立井井筒断面布置形式 (2)2.2 立井提升容器的选择 (3)2.3 井筒装备的选择与计算 (3)2.4 立井井筒断面尺寸的确定 (5)第三章竖井井筒断面设计3.1锁口圈施工 (9)3.2井身开挖支护施工 (10)3.3钻孔及爆破技术 (11)3.4支护技术 (12)第四章施工计划安排及机械设备选择 (14)第五章劳动分配及安全质量保证措施 (15)第六章课程设计心得体会 (16)致谢，参考文献 (17)第一章前言1.1设计的基本资料及目的侯庄矿为竖井开拓，年产量50万吨，服务年限为60年。
井筒穿过的岩层主要为石灰岩、闪长岩，矿体和围岩均比较稳固，坚固系数f=8-10。
竖井提升高度为500m，井筒内敷设两条动力电缆、三条通信及照明电缆、一条外径为φ108mm 压气管、一条外径为φ300mm的供水管。
设梯子间。
井筒通过的涌水量为180m3/h, 风量为25m3/s；试设计该主井井筒断面。
本课程设计是“井巷工程”课教学的重要环节，通过此次课程设计使学生熟悉课程设计的程序和方法，培养学生独立分析和解决问题的能力，为毕业设计打下基础。
1.2矿区基本情况侯庄分矿采用地表中央竖井对角式及盲斜井开拓方式，地表有三条竖井，井下有四条盲斜井。
地表竖井分别为主井、副井、东风井，西风井由于种种原因，没有建成。
主井标高为+28.5~-392m，，作用是提升原矿，采用2.1m3双箕斗提升，提升水平设在-247m；副井标高为+28.5~-378m，，并设梯子间和管子间，作用是进风、提升人员、掘进废石，并运送设备、物料，采用单层罐笼带平衡锤提升，提升水平为-160m、-220m、-280m、-340m；东风井标高为：+28.5m~-290m，，设梯子间和充填管道，采用单层罐笼带平衡锤提升，主要作用是回风、作为另一个安全出口，提升水平为-100m、-160m、-220m、-280m。
竖井断面设计
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#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
mm2Biblioteka 0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
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）
竖井断面设计说明书
竖井断面设计作业设计题目：某矿年产量90万吨，提升高度400m ，竖井选用#4单层双罐笼，井筒服务年限为50年；井筒敷设压风管1条300mm ，排水管2条250mm ，150mm 供水管及放水管各1条，4条动力电缆，3条电信线；设梯子间；井壁选用浇灌混凝土支护，井筒通过风量为160s m 3；。
试设计该井筒断面。
设计说明书（一） 井筒断面形状的选择该井筒担负全矿主要提升任务，服务年限长，选用圆形断面，整体浇注混凝土支护。
（二） 井筒断面尺寸的确定1. 选择井筒装备，确定断面布置形式考虑该井筒提升高度大、提升钢丝绳终端荷载大，选用钢轨罐道、工字刚做罐道梁。
该井筒选用#4单层双罐笼并布置梯子间。
参照教材图2-4e 的形式，所不同之处是增加一组罐道梁，改单侧罐道为双侧罐道。
断面布置见图1-1。
2. 初选罐道、罐道梁、梯子梁的型号、尺寸。
根据提升容器及布置形式，参照类似矿山的经验、初选： 罐道：38kg/m 钢轨；主罐道梁（1、2#）：I32a ；次梁（3#）：I28a ；梯子梁：［14b 。
它们的尺寸详见表2-2-。
3. 确定提升间和梯子间的断面尺寸双侧罐道的罐道梁中心线间距可由下式求得：42322111E B E C E B E C ++=++=式中：1C —1、3#罐道梁中心线距离，mm ； 2C —1、2#罐道梁中心线距离，mm ；4321E E E E 、、、—罐道梁与罐道连接部分尺寸。
根据初选的罐道、罐道梁参见表2-1选取。
分别取为：；mm E E E mm E 203,1994321====21B B 、—两侧罐道之间的距离，mm 。
其值可按提升容器类型查表2-4、表2-5，该井筒使用#4单层双罐笼，由表2-5查得此间距为mm B B 153021==。
故：mmC mm C 193620315302031932203153019921=++==++=梯子间的尺寸1C 、M 、N 用下列公式计算：26006003S m C +++=式中：600—梯子孔宽度，mm ；m —梯子孔至2号罐道梁的距离，mm ，取100m ； S —2号罐道梁的宽度，mm ，查表2-2，S=130mm.。
竖井断面设计说明书
竖井断面设计作业设计题目：某矿年产量90万吨，提升高度400m ，竖井选用#4单层双罐笼，井筒服务年限为50年；井筒敷设压风管1条300mm ，排水管2条250mm ，150mm 供水管及放水管各1条，4条动力电缆，3条电信线；设梯子间；井壁选用浇灌混凝土支护，井筒通过风量为160s m 3；。
试设计该井筒断面。
设计说明书（一） 井筒断面形状的选择该井筒担负全矿主要提升任务，服务年限长，选用圆形断面，整体浇注混凝土支护。
（二） 井筒断面尺寸的确定1. 选择井筒装备，确定断面布置形式考虑该井筒提升高度大、提升钢丝绳终端荷载大，选用钢轨罐道、工字刚做罐道梁。
该井筒选用#4单层双罐笼并布置梯子间。
参照教材图2-4e 的形式，所不同之处是增加一组罐道梁，改单侧罐道为双侧罐道。
断面布置见图1-1。
2. 初选罐道、罐道梁、梯子梁的型号、尺寸。
根据提升容器及布置形式，参照类似矿山的经验、初选： 罐道：38kg/m 钢轨；主罐道梁（1、2#）：I32a ；次梁（3#）：I28a ；梯子梁：［14b 。
它们的尺寸详见表2-2-。
3. 确定提升间和梯子间的断面尺寸双侧罐道的罐道梁中心线间距可由下式求得： 式中：1C —1、3#罐道梁中心线距离，mm ； 2C —1、2#罐道梁中心线距离，mm ；4321E E E E 、、、—罐道梁与罐道连接部分尺寸。
根据初选的罐道、罐道梁参见表2-1选取。
分别取为：；mm E E E mm E 203,1994321====21B B 、—两侧罐道之间的距离，mm 。
其值可按提升容器类型查表2-4、表2-5，该井筒使用#4单层双罐笼，由表2-5查得此间距为mm B B 153021==。
故：mmC mm C 193620315302031932203153019921=++==++=梯子间的尺寸1C 、M 、N 用下列公式计算：式中：600—梯子孔宽度，mm ；m —梯子孔至2号罐道梁的距离，mm ，取100m ； S —2号罐道梁的宽度，mm ，查表2-2，S=130mm.。
金属地下矿山竖井确定方法步骤
竖井井筒断面设计1、井筒断面形状的选择井筒是矿井通达地表的主要进出口，是矿井生产期间提升矿石、运送人 员和材料设备、通风、排水的主要通道。
井筒断面形状一般为圆形，圆形断 面有利于维护。
2、井筒断面尺寸确定（1）提升容器的选择根据矿车的规格YGC2(6),且井筒提升高度大，绳端荷载重，井内管线较 多，还需要布置梯子间，因此选用刚性罐道。
井筒年提升量60万吨，且提 升距离较长，且还需提升人员，兼做主副井，故选用多绳罐笼提升。
采用 单罐笼提升并用钢筋混凝土支护，井筒断面为圆形。
盲竖井年生产能力：t 752.0130020001万=-⨯=-⋅=x x n D Q A ρ 式中：n A ——盲竖井年生产能力x Q ——选厂合格矿石日处理量，取x Q =2000t/dD ——选矿厂年工作日，取D=300dx ρ——手选废石率，取x ρ=20%盲竖井年提升量：5.82)1.01(75)1(=+⨯=+=αn nz A A 万t式中：nz A ——盲竖井年生产总量，万tα——废石占矿石的百分比，罐笼兼提升矿石和废石时，一般按掘进 巷道所出的废石量，取α=10%盲竖井小时提升量s A ：nr n s t t CA A = 式中：C ----不均匀系数，罐笼提升时取C=1.25；n A 错误!未找到引用源。
----矿石年提升量，75万t/a ；r t -----年工作天数，取330d/a;n t - ----每日工作小时数，只提升多种矿石取16.5h 。
代入数值得：h t A s 4.189=（2）罐笼提升速度及循环初算根据国内有关资料的统计，实际最大提升速度可按下式计算：s m H v m /49.84504.04.0=⨯==式中：H ——提升高度，H=450m平均提升速度：1.72.15.8===λm p v v m/s 式中：λ——速度乘数，对于一般交流电动机的提升设备，有利的速度 乘数λ=1.2一次提升运行时间：s v H T p y 4.631.7450=== 一次提升循环时间：s T T y 167)204.63(2)(2=+⨯=+=θ式中：θ——装卸矿车停歇时间，查表得θ=20s（3）罐笼容积和大小ms C P Q V '=' 式中：错误!未找到引用源。
一建-矿业工程管理与实务-精-6-1
精讲班
1G416010 矿山开拓与设计
（二）矿井施工的通风方式 1、压入式通风
2、抽出式通风
3、混合式通风
1G416010 矿山开拓与设计
1、压入式通风 压入式通风是局部风机把新鲜空气用风筒压
入工作面，污浊空气沿井巷流出。在通风过程中
炮烟逐渐随风流排出。 局部扇风机必须安设在有新鲜风流中，距掘 进巷道回风口不小于10m，以免产生循环风流。 风筒口距工作面的距离一般以不大于10m为宜。
答案：BCD（ 根据对顶板和围岩地压管理方法不同，采
矿方法分空场采矿法、充填采矿法、崩落采矿法。）
1G416020 立井井筒表土施工
此部分为第四版新增章节，最大变化是 将原来第四节特殊凿井法纳入本节，其次新
增了立井表土施工方法的内容，尤其是表土
提升工作内容为全新。 需忘记第三版，重新理顺。
1G416020 立井井筒表土施工
1G416010 矿山开拓与设计
2、充填采矿法：用废石、尾砂等充填材料充填采 空区，由充填体支撑围岩。
3、崩落采矿法：是随着回采工作面的推进，崩落
围岩，利用崩落的围岩管理和控制地压。采用崩落 采矿法前提是覆岩容易破坏和地表允许塌陷。
1G416010 矿山开拓与设计
二、矿井设计 （一）矿山设计工作的阶段划分
1G416010 矿山开拓与设计
7、矿井供电和供配电系统、通讯及运输调度，矿井的 安全和生产监控与计算机管理系统；
8、地面建筑设计所需的数据资料；
9、全矿给排水、暖通和供热，消防系统； 10、矿井环保标准和环境保护的设计依据与要求； 11、工业卫生设施与绿化规划； 12、井巷工程量、施工顺序、进度指标和工期；
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竖井井筒净断面尺寸的确定
A 净断面尺寸主要以下步骤确定
(1) 选择提升容器的类型、规格、数量；
(2) 选择井内其他设施；
(3) 计算井筒的近似直径；
(4) 按通风要求核算井筒断面尺寸。
B 净断面尺寸确定实例
下面以刚性罐道罐笼井为例，介绍竖井断面尺寸计算的步骤和方法。
图5-5是一个普通罐笼井的断面布置及有关尺寸。
图中各参数的计算如下：
图5-5 作图法确定井筒直径
a 罐道梁中心线的间距
l1=C+E1+E2
(5-3)
l2=C+E1+E3
(5-4)
式中l1—1、2号罐道梁中心线距离，mm；
l2—1、3号罐道梁中心线距离，mm；
C—两侧罐道间间距，mm；
E1、E2、E3—1、2、3号罐道梁与罐道连接部分尺寸，由初选的罐道、罐道梁类型及其连接部分尺寸决定。
b
梯子间尺寸
梯子间尺寸M、H、J由以下方法确定：
M=600+600+s+a2 （5-5）式中 600—一个梯子孔的宽度，mm；
s —梯子孔边至2号罐梁的板壁厚度，一般木梯子间s=77mm；
a2—2号罐梁宽度之半。
H=2（700+100）=1600mm
式中 700——梯子孔长度，mm；
100——梯子梁宽度，mm；
如图5-5所示，左侧布置梯子间，右侧布置管缆间，一般取J=300～400mm，因此
N=H－J=1200～1300mm
c 图解法求竖井近似直径
竖井断面的近似直径可用图解法或解析法求出。
图解法比解析法简单，而且可以满足设计要求。
其步骤如下：
（1）用已求出的参数绘制梯子间和罐笼提升间的断面布置图；
（2）由罐笼靠近井壁的两个拐角点A′和B′，沿对角平分线方向即图中R方向，向外量距离b（罐笼与井壁间的安全间隙），可得井壁上A、B两点；
（3）由A、B、C、三点可求出井筒的圆心（O）和半径R=OA=OC，同时量取井筒中心线和1号罐道梁中心线间的间距d。
求出R和d后，以0.2m为进级，即可确定井筒的近似净直径；
（4）验算安全间隙b及梯子间尺寸M，直到满足设计要求为止。
（5-6）
（5-7）
式中 b——安全间隙，mm；
M——梯子间尺寸，mm；
f——罐笼纵轴中心线至罐笼端部距离，f=L/2－Δx；
Δx——罐笼拐角收缩尺寸，Δr=0时为直角，mm；
（5）风速校核。
按上述方法确定的井筒直径，还需要用风速验算，如不满足要求，可加大井筒直径，直至满足风速要求为止。
（5-8）
式中v——通过井筒的风速，m/s；
Q——通过井筒的风量，m3/s；
S0——井筒有效通风断面积，m2 ，S0=0.8S；
S——井筒净断面积，m2；
V y——规定井巷允许通过的最大风速，表1-10为冶金矿山井巷允许通过的最大风速。
（6）钢丝绳罐道竖井尺寸的确定方法与上述刚性罐道竖井断面尺寸的确定方法基本相同，由于绳罐道的特点，考虑以下几点：
1）为减少提升容器的摆动和扭转，罐道绳应尽量远离提升容器的回转中心，且对称于提升容器布置，一般设4根，井较深时可设6根，浅井可设3根或2根。
2）适当增大提升容器与井壁及其他装置的间的间隙。
3）当提升容器间的间隙较小、井筒较深时，为防止提升容器间发生碰撞，应在两容器间设防撞钢丝绳。
防撞绳一般为2根，提升任务繁重可设4根。
防撞绳子间距约为提升容器长度的3/5～4/5。
4）对于单绳提升，绳罐道以对角布置为好；多绳提升，以单侧布置为好。
单侧布置时容器运转平稳，且有利于增大两容器间的间隙。
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