井筒装备文档(基础知识)

井筒装备生产矿井和新建矿井的生产能力，主要取决于井筒提升的通过能力。

井筒装备是煤矿生产系统的重要组成部分，它不仅关系到提升能高速、安全运行，而且也直接影响着矿井工人的生命安全。

根据生产的需要和矿井的具体情况，井筒装备的形式也不相同。

且随着科学技术的发展，一些先进的技术和工艺也在井筒装备中不断地得到推广和应用。

井筒装备合理的设计和高质量的安装，不仅可延长其使用寿命，减少大量的维护工作量，并且还能节约大量的优质钢材，同时也有利于保证生产的安全运行。

本课程的内容主要包括井筒装备基础知识和井筒装备的安装两大部分内容。

井筒装备基础知识部分主要介绍了立井井筒装备，其中有刚性井筒装备的结构和井筒柔性装备；井筒装备安装部分主要介绍了井筒装备的安装工艺和方法、质量标准、注意事项及要求等。

井筒装备基础知识一、矿山井筒分类1、按照形状分：斜井和立井斜井：主要适用于矿藏离地表较浅且矿藏比较集中的矿井。

如山西平朔东坡煤矿主斜井筒，内蒙黄玉川煤矿主斜井筒等。

立井：主要使用于矿藏离地表较深，且矿藏分部在不同平面上。

所以一个矿井进行初步设计要考虑矿藏分部、年产量、提升能力、投入成本预算等诸多因素，决定开凿是立井还是斜井。

2、斜井按用途和功能分：主斜井、副斜井。

3、立井井筒分类：1）立井井筒：立井井筒上接地面工业广场，下连矿井各开采水平，是整个矿井通达地面的主要进出口。

在矿井生产期间用来提升煤炭（或矸石），井下人员，运送材料设备、提升矸石、通风和排水。

2）立井的分类是：（1）按用途不同分为：提升井、通风井、管路井等。

（2）按提升设备不同分为：箕斗井、罐笼井。

（3）按功能和所占的垂直地位不同分为：主井、副井、风井、混合井。

主井：主要作用为矿石提升运输，在煤矿中，通常把提升煤炭的立井成为主井一般井筒内布置两台（或四台）箕斗。

副井：通常把升降人员、材料和设备以及提升矸石的立井称为副井。

副井内装备一对或两对罐笼。

风井：通常作通风用或作紧急通道。

井筒内一般设计为一趟梯子间，若干趟管路，井口设计有两台大型风机其中一台备用，井口有预留风道。

混合井：顾名思义混合提升，井筒内一般布置箕斗和罐笼两套提升系统。

或者还可用以通风井。

该井筒特点为：断面较大，提升系统设计为双提升系统。

两套提升夹角900或1800。

二、立井井筒结构1、整个井筒的全深由井颈、井身和井窝三部分组成。

井颈是井筒最上段直通地表、井壁需要加厚的部分，其深度主要决定于表土的厚度、性质以及井架或井塔的影响范围而定。

井身是井底车场罐笼进出车水平（或箕斗装载水平）以上井颈以下的这段井筒。

它是立井井筒的主干部分。

井窝是指井底车场进出车水平（或箕斗装载水平）以下的井筒部分。

这三部分的总和就是井筒的全深。

2、井筒的深度主要根据煤层的赋存深度及开拓方式而定。

我国一些矿区井筒深度达800~1000米左右。

近年来由于深部资源的开发、井筒深度不断地增大，提升设备由过去的单绳缠绕式提升发展为适中深井需要的多绳摩擦轮提升和适应深井（井深在2000米以上）需要的多绳缠绕式提升机，从而引起井筒装备结构和井筒安装施工的一系列改革。

3、我国煤矿中，立井井筒断面大部分都是圆形。

4、立井井筒断面内，一般设有专为布置提升容口的提升开间，另外，根据井筒的用途和需要，还设有梯子间、通风间以及延深间等。

5、井筒断面尺寸的大小，通常根据提升容器的类型、数量和外形尺寸，井筒装备的类型和规格；提升容器之间和提升容器与并壁、罐梁之间的安全间隙，梯子间、管路、电缆的平石布置尺寸，以及所需通过的风量来决定。

但是在井深超过千米的矿井，井下温度增高需要增加风量。

因此，改进井筒装备，减少通风阻力，满足井下风量的要求，成为确定井筒断面尺寸的主要依据。

三、立井井筒装备内容1、立井井筒装备包括：罐道、罐道梁（托架）、梯子间、管路、电缆、井底金属支承结构以及托管梁、电缆支架、防过卷装置等。

2、罐道和罐道梁（通常称井筒装备）是立井井筒装备的主要组成部分，是保证提升容器安全运行的导向设施，其作用是消除容器在提升过程中所产生的横向摆动。

3、井筒装备按其罐道的结构不同，可分为刚性装备（即刚性罐道）和柔性装备（即钢丝绳罐道）两种。

刚性装备主要由罐道和罐道梁组成，安设在整个井筒的全深，拼成空间弹性结构，作为提升容器安全运行的导向，刚性罐道一般由方木，钢轨和型钢组合而成，固定在沿井筒纵向、按一定距离设置的水平罐道梁上。

罐道梁由型钢制成，梁端与井壁固定或相互联结排成水平层格结构，相邻水平层格结构之间的距离称为罐道梁层间距。

柔性装备系统它是由悬挂在井筒中做提升容器导向的钢丝绳和设在地面井架（或井底）的固定装置以及井底（或地方井架）的拉紧装置等组成。

四、井筒刚性装备（一）、罐道1、罐道的定义：罐道是提升容器在井筒中上、下运行的导向轨道。

2、罐道的分类：根据提升容器终端荷载和提升速度的不同，可分别采用木质矩形罐道、钢轨罐道、型钢组合罐道、矩形空心（方钢）罐道，以及专门轧制的异型罐道等。

3、木罐道：过去，在升降人员的罐笼副井中，多采用木罐道防坠器（即切割式防坠器），因为木罐道结构简单，更换方便，既可作为容器运行的导向，也可作为断绳时防止罐笼下坠的支承构件，所以，使用的比较广泛。

随着制动钢丝绳式和断绳防坠器试制成功以及多绳摩擦式提升机的应用，钢轨罐道、型钢组合罐道及钢丝绳罐道已逐渐取代了木罐道，现在大多矿井用方钢罐道（玻璃钢罐道）。

木罐道强度低，使用限期短，一般适用于提升终端都承载不大，服务年度不长的井筒中，现用于楔形罐道，并逐步淘汰。

木罐道一般多用木质密致、强度较大的松木或杉木制作，也有使用水曲柳、橡木制作罐道。

1）木罐道接头：木罐道的接头位置可设在罐梁上，也可设在两层罐梁之间，当两根木罐道安设在同一罐梁时，接头处应错开。

一个罐笼的两根罐道接头也不应设在一个水平。

接头处要用木块垫实，并用平头螺栓固定，使罐道具有足够的强度和刚度，保证罐笼断绳制动时，接头处正常工作。

接头处还应平滑，使罐笼能畅通无阻，减少振动。

为此，在接头处，将罐道木削成长100~150毫米，厚3毫米的梢头，连接螺栓埋入木罐道后净深不得小于15毫米。

木罐道的接头方式较多，最常用的有简易接头方式，这种方式内搭接接头，构造简单，安装方便。

另一种是公母榫接头方式，这种方式为对接接头，公榫向上，母榫向下，井筒淋水不易积聚在榫头缝隙之间，可减少罐道接头处的腐朽，延长使用期限。

2）木罐道与罐梁的连接：木罐道沿井筒纵向每隔2米（或3米）用平头螺栓固定在罐梁上，其间隙应用垫木紧密填实，螺栓头埋入木罐道内不小于15毫米。

4、钢轨罐道钢轨罐道强度较大，使用期限较长，适应于提升终端荷载较大的井筒中，我国煤矿以前在箕斗立井中广泛采用钢轨罐道，由于钢丝绳防坠器使用成功，在升降人员的罐笼副井中也有使用，我国矿井多采用38公斤的钢轨做罐道，钢轨罐道每根长12.5米，考虑到罐道的热胀冷缩作用，在钢轨罐道接头之间应留4~5毫米的伸缩间隙。

1）钢轨罐道接头：为了使提升容器通过罐道接头时顺利滑行，减少振动和罐耳的磨损，在接头处通常将罐道的轨头部分削减成长100~150毫米，厚3毫米梢头。

钢轨罐道的接头位置，通常设在罐道与罐道梁连接的地方（即设在一根罐梁的中间）。

为了安装方便和提高接头的可靠性，以往常采用销子接头，这种接头方式，更换罐道极不方便，销子在使用过程中也容易脱落和剪断，所以现在一般都不用销子接头，一种是锻造制成与轨道底形状一致的长方形铁夹子接头，铁夹子接头具有足够的强度，检修时更换、调整都较方便，使用效果良好。

钢轨罐道的接头位置，设在罐梁上，这种接头方式与罐梁中间接头相比，结构简单节省钢材，既解决了罐道接口，解决了罐道与罐梁的连接减少一道罐道卡。

2）钢轨罐道与罐梁的连接：罐道与罐梁的连接时否靠牢、稳定，直接影响提升工作能否正常进行。

因此连接方法必须保证有足够的刚度和强度，而且还需要构造简单，安装和维修方便。

钢轨罐道通常利用特制的罐道卡和螺栓固定在罐梁上。

为了防止罐道在罐梁上移动，一般用钢板作凹槽内。

垫板（即缺口板）焊在罐梁上移动，罐道轨底卡在垫板的凹槽内。

垫板在凹槽处的宽度，不应比罐梁宽度大得太多，以免增大罐梁的扭矩和纵向弯矩；钢轨罐道在提升过程中，主及承受水平荷载作用，因此，一般垫板厚度≥10mm，凹槽深度＞5mm；否则凹槽两侧产生应力集中时勿破坏垫板。

此外，罐道轨底与垫板凹槽两侧的间隙应为最小限度（一般≦2mm），以免罐道的活动间隙过大，使作用于罐道梁的动荷载急剧增大。

单面钢轨罐道与罐梁的连接方法是在罐梁的另一面装—伪罐道，用罐道卡固定。

伪罐道长度一般约为540~650毫米。

为防止伪罐道掉下和安装方便，常在伪罐道上、下端各焊角钢。

5、型钢组合罐道从刚性罐道使用的历史发展来看，过去多采用木质和钢轨罐道。

由于大型矿井和深井要求提升容器加大，提升速度增变，钢轨罐道在侧向水平载荷的作用下，由于侧向刚性和载面系数过小，容易造成严重的容器横向摆动。

因而逐渐改用侧面刚性和载面系数较大的矩形空心钢罐道。

矩形空心钢罐道通常用槽钢或角钢焊接而成而成，故称为型钢组合罐道。

在我国多采用16#槽钢加扁钢焊成组合罐道，故又称槽钢组合罐道。

型钢组合罐道的侧向弯曲和扭转阻力大，刚性强，可配合使用摩擦系数小的滚动罐耳，是一种比较好的刚性罐道。

1）槽钢组合罐道的接头方式：槽钢组合罐道的接头，应尽量设在罐道与罐梁联结的地方，接头之间应留了3～5mm的伸缩缝。

接头方式主要有扁钢销子，磨小罐道头及导向板法等。

2）槽钢组合罐道与罐梁的连接槽钢组合罐道与钢罐道梁的连接方式，主要有螺栓连接。

用普通螺栓把焊于槽钢组合罐道靠近罐梁一侧接连板得钻孔和罐梁上（或罐梁连接板上）的钻孔连接起来。

这种连接方式的优点是罐道的加工及安装都要求很精确，罐梁层间距必须严格保证。

6、整体轧制罐道（方钢罐道）近十年来一些矿井使用槽钢组合罐道的实践证明，这类组合钢罐道在组装、加工方面消耗较大的人力和物力、加工时引起的罐道变形，虽然校正，其误差还是较大，影响安装质量。

整体轧制罐道不仅可以节约组装加工的人力、物力，而且还可减轻罐道自身重量，保证罐道的安装质量，加快施工进度，符合经济合理、结构简单的原则。

上述整体轧制罐道的截面形式，从耐腐蚀观点分析，方管形截面罐道在井筒中仅外表面受淋水腐蚀，可延长使用寿命。

7、钢性结构罐道的布置形式罐道的布置形式根据罐道与提升容器在井筒中的相对位置的不同，主要有以下几种：1）双侧布置罐道布置在提升容器的两侧，适用于提升容器长宽尺寸不一，采用钢轨罐道的箕斗井筒或采用木罐道的罐笼井筒。

虽然以前大多数矿井采用了双侧布置形式，但国内、外生产实践证明缺点很多。

例如：罐道布置在提升容器旋转中心，不易限制容器绕垂直轴线的摆动和扭转。

在木罐道磨损后，或在采用单层双车罐笼时，因容器产生扭转偏角较大，摇台不易搭接，所以一些矿井弃摇台而用罐座。