4.3.1 刚性罐道可选用方形冷弯空心型钢罐道、玻璃钢复合罐道、钢木复合罐道或木罐道等,并应符合下列规定:
1 刚性罐道应根据提升容器要求、终端荷载、提升速度及结构布置等计算确定,并应验算强度、刚度等。
2 方形冷弯空心型钢罐道技术参数应符合现行国家标准《结构用冷弯空心型钢尺寸、外形、重量及允许偏差》GB/T 6728的有关规定。
3 玻璃钢复合罐道应采用内衬厚度不小于6mm钢芯、外包厚度不小于4mm的玻璃钢经模压热固化处理而成。玻璃钢性能应符合现行国家标准《煤矿井下用玻璃钢制品安全性能检验规范》GB 16413的有关规定。
4 钢木复合罐道应采用型钢和木材为基材由粘结剂和内螺栓复合而成,应具有较强的抗腐蚀性能。
5 木罐道宜采用木质致密、强度高的红松制作,并应进行防腐处理。当采用其他木材时,其顺纹、横纹的抗压强度不应低于东北红松,收缩率不应大于东北红松。
6 罐道荷载可按下列公式计算:
P y,k =Q k /12(4.3.1-1)
P x,k =0.8P y,k (4.3.1-2)
P v,k =0.25P y,k (4.3.1-3)
式中: Q k ——提升绳端荷重(包括容器自重、滚动罐耳、首绳悬挂装置、尾绳悬挂装置及载重之和)标准值(MN);
P y,k 、P x,k 、P v,k ——罐道与罐道梁正面水平力、侧面水平力、垂直力标准值(MN)。
7 钢罐道的强度、刚度宜按下列公式验算:
式中:M x1 ——在正面水平力作用下罐道的最大弯矩设计值(MN·m);
M y1 ——在侧面水平力作用下罐道的最大弯矩设计值(MN·m);
W x1 、W y1 ——对x轴、y轴的净截面抵抗矩(m 3 );
f 1 ——罐道材料的强度设计值(MN/m 2 );
Z 1 ——罐道的挠度(m);
L 1 ——罐道的跨度(m)。
8 罐道断面尺寸(型号)可按表4.3.1选用。
表4.3.1 罐道断面尺寸(型号)
井筒装备刚性罐道包括方形空心型钢、钢轨、型钢组合等钢质罐道及木质罐道和钢木复合罐道。近些年,钢轨罐道和型钢组合罐道已基本不再采用;木罐道因其所用东北红松的匮乏,价格昂贵,除特殊情况外使用也越来越少。
钢木复合罐道是将木材通过胶合剂粘结在型钢上的一种钢芯木罐道,解决了纯木质罐道强度小、罐道梁层间距小、井筒安装工作量大的问题,是纯木质罐道的替代品,钢木复合罐道已实现工厂化生产。
近些年,玻璃钢罐道因其耐腐蚀性能好、服务年限长的优点,在煤矿应用较多,金属矿山应用甚少。煤矿对玻璃钢制品及罐道已有较为严格的标准和规定,金属矿山可参照执行。
4.3.2 采用钢丝绳罐道时,应符合下列规定:
1 单绳提升人员的罐笼应装备防坠器。
2 宜选用密封式钢丝绳。每根罐道绳的最小刚性系数不应小于500N/m。同一提升容器各罐道绳张紧力应相差5%~10%,内侧张紧力应大,外侧张紧力应小。
3 井底应设罐道绳的定位装置。采用重锤拉紧时,重锤的最低位置到井底水窝最高水面的距离不应小于1.5m。
4 罐道绳应有20m~30m的备用长度。
5 采用钢丝绳罐道的罐笼提升系统,中间各中段应设置稳罐装置。
与刚性罐道比较,钢丝绳罐道结构简单、节省钢材、安装和维护方便;井内不设罐道梁,减少了井壁负荷,也有利于提高井壁的整体性和防水性能、井筒通风阻力小;提升容器运行平稳,没有冲击碰撞和噪声,可允许较高的提升速度。但要求提升容器之间、容器和井壁之间的安全间隙较大,因而井筒断面一般要加大;由于罐道绳多采用重锤拉紧,井底深度也要求较大;当容器为罐笼时,需在中间水平设停罐稳罐装置。因此,钢丝绳罐道多用于箕斗提升竖井。
4.3.3 罐道接头位置应符合下列规定:
1 型钢罐道及复合罐道的接头应设置在罐道梁中间,接头间应留有2mm~4mm的间隙。
2 木罐道接头位置宜设置在罐道梁上,当不在罐道梁上时,应采取补强措施。木罐道接头的间隙不应大于5mm。
3 同一提升容器的两根罐道接头位置不应设在同层罐道梁上;当几根罐道安装在同一根罐道梁上时,相邻两根罐道及同一容器同侧两根罐道的接头也应错开。
4 罐道与罐道梁的连接应有足够的强度,并应结构简单、安装和维修方便。
木罐道的接头位置宜放在罐道梁上,其优点是接头强度高,连接件易固定,但木材利用率低;为了提高木材的利用率,可将罐道接头设在非罐道梁位置,但木罐道的接头应采取加强措施,接头位置也应符合条文中的规定。
4.3.4 罐道梁可采用工字钢、槽钢、H型钢等,设计应符合下列规定:
1 罐道梁的层间距,木罐道不宜大于2.5m,型钢罐道和复合罐道宜为4m~6m。
2 采用悬臂梁时,梁的长度不宜超过600mm。
3 罐道梁的截面选择应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定设计,并应对罐道梁的强度和刚度进行验算。
4 罐道梁的总挠度与跨度之比不应大于1/400。
罐道梁的层间距应根据提升容器终端荷载、提升速度及罐道型材的长度确定,合理的层间距可以提高罐道材料的利用率。
4.3.5 井壁为竖向可压缩结构时,井筒内竖向安装的罐道、管路等应采用适应井壁沉降的结构。
为了避免井筒发生竖向压缩,导致罐道、管路等出现变形而影响正常生产,对罐道和管路也应采取适应压缩的结构。
4.3.6 井筒中钢梁不宜设接头;管路支承大梁、楔形罐道挡梁、挡罐梁、箕斗装矿点大梁、起吊梁等受力较大的梁不得有接头。当钢梁必须设接头时,应符合下列规定:
1 每根梁应只允许1个接头,接头应设在弯矩较小的地方。
2 上下两层梁的接头应错开布置,并不得设在罐道连接处。
3 两段钢梁宜采用夹板焊接或螺栓连接,连接处的强度不应小于钢梁的强度。
井筒中钢梁利用型钢加工而成,应尽可能不设接头。为了提高型钢的利用率,允许部分钢梁设1个接头,本规范对接头的要求作出规定。当一根罐道梁由两段梁连接组成时,无论采用夹板焊接还是螺栓连接,均应对连接处的强度进行验算,连接处的强度不得小于正常罐道梁的强度。
4.3.7 梯子间设计及管缆敷设应符合下列规定:
1 梯子间上下两层平台间距不应大于8m;梯子倾角不应大于80°;梯子宽度不应小于0.4m;梯子蹬间距不应大于0.3m;梯子上端应高出平台1m,梯子下端距井壁不应小于0.6m;上下相邻平台梯子孔应错开布置,平台梯子孔的尺寸不应小于0.6m× 0.7m。
2 梯子间与提升间、管子间、电缆间之间应设置安全隔网,安全网可用玻璃钢复合材料或金属材料制作。
3 梯子平台板应防滑。
4 管道布置应便于安装、检修与更换。
5 竖井内电缆悬挂点的间距不应大于6m。
梯子间的规定系根据现行国家标准《金属非金属矿山安全规程》GB 16423制订。竖井设置梯子间,一方面是满足作为安全出口时所必需的;另一方面也是一旦出现紧急情况,如发生较长时间的停罐,使罐笼中的乘罐人员能从梯子间撤离到安全的地方。为使梯子间使用方便,当井筒深度超过300m时,宜每隔约200m在稳定围岩中设置1个休息室,休息室宽度可为1.5m,长度2.0m。梯子间应有安全隔网,保护人员在其中的通行安全;安全网、梯子等可用玻璃钢等耐腐蚀材料制作,采用钢材加工时应做好防腐处理。
竖井内动力电缆应与信号电缆分开布置,间距应符合规定。电缆悬挂在井筒钢梁上时,电缆竖向固定间距与钢梁层间距(不大于6m)一致;当设置锚杆单独固定电缆架(夹)时,间距5m为宜,最大不得超过6m。
4.3.8 井筒中各种钢梁与井壁的连接宜采用锚杆托架(板)、预埋钢板或梁窝固定,并应符合下列规定:
1 锚杆规格和托架(板)强度应计算确定。锚杆应采用快硬水泥卷锚固或树脂锚固方式,锚杆的锚固长度应满足锚固力要求。
2 锚杆的锚固长度,树脂锚杆在单层井壁中不应超过井壁厚度的3/5,双层井壁中不应超过内层井壁厚度的4/5;其他锚杆在双层井壁中,也不宜超过内层井壁厚度的4/5。
3 井筒内淋水大于6m 3 /h或存在集中出水的位置,应在处理淋水后再用锚杆方式连接。
4 在不稳定的含水冲积层内设置梁窝时,应预先进行防水处理。
5 管路支承大梁和次梁、马头门的托罐梁、井底装矿点钢梁、楔形罐道挡梁、挡罐梁、设备安装和检修起吊梁等应采用梁窝埋入式固定。钢梁埋入井壁的深度不应小于井壁厚度的2/3,且不应小于梁的高度。
钢梁与井壁的联接,除承受较大荷载的管路支撑梁、挡罐梁、起吊梁等外,宜优先采用施工简单、安装方便快速的锚杆托架固定形式;锚杆可采用快硬水泥(卷)和树脂锚固剂,托板应贴紧井壁。钢梁和托架的联结处宜设计成十字交叉的长孔以便于安装,钢梁沿长度方向开长孔,托架开另一个方向的长孔。