鑿井井架也稱掘進井架，是一種臨時井架，主要用來支承天輪平台並承受立井施工時提升矸石、運送人員和物料的荷載，以及懸吊鑿井設備的荷載。當井筒施工完成後，一般要經過改絞，將鑿井井架換成生產井架，以滿足礦井生產提升的需要，因此它是煤礦建井工程中最重要的施工結構物之一。鑿井井架是鑿井專用的井口大型立體結構物，滿足各種井徑立井鑿井設備的布置和施工工藝的要求。鋼鑿井井架主要由天倫房、主體架、卸矸台、扶梯以及基礎組成。還詳細介紹了鑿井井架的適用範圍、特點、施工工藝以及井架設計的要求等。
基本介紹
- 中文名：鑿井井架
- 外文名：sinking tower
- 別名：掘進井架
- 類型：臨時井架
- 領域：能源
- 學科：礦業、機械
簡介,鋼鑿井井架的型式,鋼鑿井井架的構造,天輪房,主體架,卸矸台,扶梯,基礎,鑿井井架的適用範圍及特點,鑿井井架設計要求,足夠的承載能力,足夠的過卷高度,角跨距和天輪平台尺寸滿足施工要求,施工工藝,準備工作,測量放線,基礎開挖,混凝土澆築,鑿井井架系列,
簡介
鑿井井架也稱掘進井架，是一種臨時井架，主要用來支承天輪平台並承受立井施工時提升矸石、運送人員和物料的荷載，以及懸吊鑿井設備的荷載。當井筒施工完成後，一般要經過改絞，將鑿井井架換成生產井架，以滿足礦井生產提升的需要，因此它是煤礦建井工程中最重要的施工結構物之一。
鋼鑿井井架的型式
鑿井井架按所用的材料來分，主要有木製的和鋼製的兩種。木井架由於防火性能和承載能力較差已經被淘汰，因此目前工程中主要採用鋼製鑿井井架，鋼鑿井井架的型式以亭式為主。
鑿井井架結構型式首先必須滿足鑿井施工工藝的技術要求，此外還應滿足以下幾個方面的要求：結構簡單，桿件數量少；重量輕，用料省；加工製造容易；運輸、安裝和拆卸方便；受力性能好；整體穩定性好等。
亭式鋼鑿井井架由於良好的生產、施工及力學性能，在實際工程中套用最為廣泛。
鋼鑿井井架的構造
天輪房
天輪房位於井架的頂部，它主要用來安裝和檢修天輪，以及保護天輪平台，防止雨雪侵襲，因此天輪房上通常還覆以層面部分。在結構上天輪房主要由4根角柱、上部橫樑、交叉連桿及兩條鋼軌起重梁組成。
天輪房結構淨高一般取D/2+2m（D為主提升天輪直徑），其平面尺寸與天輪平台相同。
天輪房各構件一般採用型鋼，當沒有適合的型鋼時也可以根據設計採用焊接截面。角柱通常採用由兩個角鋼組成的十字形截面上部橫樑採用兩個槽鋼組成的工字形截面；水平交叉連桿可採用單角鋼或兩個角鋼組成的T字形截面；斜撐由於受力較小通常採用單角鋼。
主體架
主體架主要用來承受天輪平台的荷載，並將其傳遞給基礎。主體架是一個由4片梯形桁架組成的空間結構，上部用螺栓與天輪平台的中梁及邊梁連線，下部則立於井架基礎上。
主體架沿高度的節間劃分，主要決定於主體架本身和卸矸台的高度，此外還應儘量沿高度大致相等。這樣可使角柱在各節間的自由長度相等，以便合理選擇角柱截面。
主體架的角柱和腹桿，通常採用無縫鋼管，因為主體架的主要構件都是按軸心受壓計算的，而無縫鋼管恰好在各個方向都具有相等的穩定性，能夠充分的發揮鋼材的力學性能。
為保證井架具有較好的空間穩定性，在主體架內部受力較大的第一層水平高度處，設定水平連桿，從而形成一個格線狀結構）。水平連桿還可用來支承卸矸台。為了縮短連桿的跨度和傳遞卸矸台的荷載，還採用四根斜向拉桿將水平連桿懸吊在主體架的上部第二層的四個角節點上。
卸矸台
卸矸台是用來翻卸矸石的工作平台，通常布置在主體架的下部第一層水平連桿上。根據受力大小它的主梁和次梁可採用工字鋼或槽鋼。樑上設定方木，用U形螺栓卡緊，然後鋪設木板。
扶梯
扶梯時主體架內上下各平台之間的聯繫部分，通常由3個梯段組成，其中第一段梯子平台設在卸矸上。梯梁採用扁鋼，踏步採用圓鋼，扶手和欄桿採用扁鋼或角鋼，梯子平台採用槽鋼和網紋鋼板。
基礎
鑿井井架由於結構型式比較簡單，荷載較小，因此在4個柱腳處各設一個獨立基礎。獨立基礎施工比較簡單，但承載力和整體性較差，各基礎間缺乏聯繫，容易使結構產生不均勻沉降。
獨立基礎一般設在柱下，常用斷面形式有踏步形、錐形、杯形，鑿井井架基礎採用截錐形，分別支承主體架的。基礎混凝土的強度等級不應低於C20。由於柱腳與地面有一定的傾斜角度，因此基礎頂面應是傾斜的，並與角柱中心線垂直，而基礎底面是水平的。
鑿井井架的適用範圍及特點
鑿井井架設計要求
足夠的承載能力
井架設計要結構合理,有一定的強度、剛度和穩定性,以滿足施工中的需要。
根據井筒施工時懸吊荷載及衝擊荷載較小,4台懸吊穩車兩面布置,提升中心線與井架地面中心線夾角大於15度角,因此該井架在結構上要保證兩面穩定性相同,天輪平台可以兩面出繩。
足夠的過卷高度
井架設計時,要合理的確定高度,以保證提升系統有足夠的過卷高度,防止提升時滑架與天輪平台梁相撞或發生跑車事故。又因該井架需設翻矸設施,故設計時考慮吊桶翻轉高度。為此,井架設計高度包括井蓋門開啟所需高度、過卷高度、吊桶、鉤頭、連線裝置和滑架高度、提升天輪公稱半徑等,以滿足設計要求。
角跨距和天輪平台尺寸滿足施工要求
井架角跨距和天輪平台尺寸應與施工時鑿井懸吊設施、井筒的斷面相適應,為此設計尺寸能滿足井筒施工材料、設備的運輸、吊盤的吊掛、鎖口盤的安裝以及鑿井設備懸吊天輪均能布置在天輪平台上。
施工工藝
準備工作
（1）提前做好材料、設備及工器具準備工作。
（2）做好場地物料挪移工作，對影響施工的設施、材料提前清理。
（3）做好施工人員準備工作。
測量放線
測量人員根據設計圖紙要求給出井架中心線，中心線用木樁打入地下，周圍用混凝土澆築，防止施工過程中移動。技術人員繪製施工圖並貫徹交底。
基礎開挖
（1）開挖範圍
由於現場地形東高西低，井架靠東側兩個基礎位置高於設計場地標高，場地提前已經進行挖填方處理，開挖後的基礎位岩石為強風化角礫岩，而靠西側兩個基礎上部位於，主要由碎石、粘性土組成的鬆散岩類。故在開挖時東側兩個基礎可按設計開挖，西邊兩個基礎為防止開挖過程中周圍土石滾落，基礎上部可根據現場邊坡穩定情況進行放坡。
（2）開挖方式
基礎開挖採用機械挖掘為主，人工挖掘、刷坡為輔。開挖配備採用EX300挖掘機一台，Z50裝載機輔助裝車，排矸車進行運輸，挖出的土石方運至業主指定位置。開挖方式採用後退式，由前至後一次挖夠深度。如果現場岩石堅硬挖掘困難時，可採用挖掘機破碎錘刷掘，必要時放震動炮處理。
（3）開挖技術要求
①開挖前用白灰灑出基礎邊線、中線，明確開挖位置及深度，並在施工中隨時檢查。
②開挖坡度要準確，不得亂挖、超挖。
③開挖後要經常觀查基礎邊坡變形情況,必要時採用打入鋼管、護板、鋼筋網對邊坡進行防護。
④開挖後及時測量規格尺寸，並對基礎進行修整。
①開挖前用白灰灑出基礎邊線、中線，明確開挖位置及深度，並在施工中隨時檢查。
②開挖坡度要準確，不得亂挖、超挖。
③開挖後要經常觀查基礎邊坡變形情況,必要時採用打入鋼管、護板、鋼筋網對邊坡進行防護。
④開挖後及時測量規格尺寸，並對基礎進行修整。
混凝土澆築
施工程式：
基礎開挖→找線→修整基礎→支設基礎底座模板→澆築基礎底座混凝土→支設基礎模板→支設、固定預埋管→檢查預埋管尺寸→澆築混凝土→拆模→灑水養護。
鑿井井架系列
井架型號 天輪平台平面尺寸 底部跨距 基礎頂面至天輪頂面高度 基礎頂面至翻矸平台的高度
鑿井井架Ⅰ型 5.5*5.5 10*1016.2425
鑿井井架Ⅱ型 6.0*6.0 12*1217.250 5.8
鑿井井架Ⅲ型 6.5*6.5 12*12 17.346 5.9
鑿井井架Ⅲ（G)型 6.5*6.512.83*12.83 19.846 8.4
鑿井井架Ⅰ型 5.5*5.5 10*1016.2425
鑿井井架Ⅱ型 6.0*6.0 12*1217.250 5.8
鑿井井架Ⅲ型 6.5*6.5 12*12 17.346 5.9
鑿井井架Ⅲ（G)型 6.5*6.512.83*12.83 19.846 8.4
