GB 50384-2007 煤矿立井井筒及硐室设计规范.pdf
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1、P中华人民共和国国家标准GB 503842007煤矿立井井筒及硐室设计规范Code for design of coal mine shaft and chamber20070124发布 20070801实施宰华芰民金和星国萎质:监暑检萎检差总詈联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 一”中华人民共和国国家标准煤矿立井井筒及硐室设计规范Code for design of coal mine shaft and chamberGB 50384-2007主编部门:中国煤炭建设协会批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:2 0 0 7年8月1日中国计划出版社2007北 京中华人民共和国建设
2、部公告第566号建设部关于发布国家标准煤矿立井井筒及硐室设计规范的公告现批准煤矿立井井筒及硐室设计规范为国家标准。编号为GB 50384 2007,自2007年8月】日起实施。其中,第536(3)、541(1、3)、621(1、5)、638(】、3)、6321(1)条(款)为强制性条文,必须严格执行。本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国建设部二oo七年一月二十四日刖 昂本规范是根据建设部关于印发“2005年工程建设标准规范制定、修订计划(第批)”的通知建标函20051 24号文的要求,由中煤国际工程集团南京设计研究院会同有关单位编制而成。本规范在编制过程中。认
3、真分析、总结和吸取了多年来我国煤炭系统立井井筒和硐室设计、施工的实践经验引入了经实践检验已成熟的新技术、新工艺及新的科研成果。征求意见稿提出后,以多种形式广泛征求了设计、科研教学、建设、管理等单位的意见,对有关问题进行了修改最后经组织审查定稿。本规范共7章,9个附录。主要内容有总则,术语、主要符号,基本规定,材料,井简装备,井筒支护,硐室等。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文必须严格执行。本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中煤国际T程集团南京设计院负责具体内容解释。本规范在执行过程中,请各单位结合设计、施丁、生产实践,注意总结经验和积累资料需要修改和补充之处。请将意见和有关资料
4、寄交中煤国际丁程集团南京设计研究院(地址:江苏省南京市浦口区浦东路20号;邮编:21 0031;传真:02585046441),以便今后修订时参考。本规范主编单位、参编单位和主要起草人:主编单位:中煤国际丁程集团南京设计研究院参编单位:安徽理工大学煤炭工业合肥设计研究院主要起草人:李现春林鸿苞江新春孔祥国陈长臻陈招宣赵汝顺王经东王仲民吴文彬1周秀忠由胜武陈元艳黄忠于为芹刘晓群李吉太翟坊中123456总 则术语、主要符号-21术语2 2主要符号基本规定材 料41混凝土-42钢筋-43钢材一44玻璃钢45其他常用材料井简装备-一51井筒平面布置。5 2钢丝绳罐道53刚性罐道和罐道梁-54梯子间55
5、过放保护和稳罐装置56管路及电缆的敷设-井筒支护-61普通法凿井井筒支护62冻结法凿井井筒支护63钻井法凿井井筒支护64沉井法凿井井筒支护65帷幕法凿井井筒支护目 次(1)(2)(2)(3)(8)(1 0)(1 0)(1 1)(1 2)(1 2)(1 4)(1 6)(I 6)(1 6)(1 7)(2I)(2 2)(2 4)(2 6)(2 6)(31)(3 5)(4 3)(4 8)17硐 室71马头门-7 2井底煤仓及箕斗装载硐室 -7 3箕斗立井井底清理撒煤硐事74罐笼立井井底水窝及清理 75立风井井KI及井底布置附录A土的平均物理、力学性质指标附录B岩石物理力学性质附录C混凝土井壁内力及承载
6、力计算附录D井塔(架)影响段井壁计算附录E法兰盘的连接及计算附录F不均匀压力作用下的井壁圆环内力及钢筋配筋计算附录G半球和削球式井壁底计算附录H半椭圆回转扁球壳井壁底计算附录J 钻井法凿井井筒钢板 混凝土复合井壁计算本规范用词说明-附:条文说明-(8 o)(8 4)12;7O,208555555666771总 则1o1 为统一煤矿立井井筒、井筒装备及相关硐室丁程设计标准,提高设计质量,特制定本规范。io2本规范适用于煤矿立井井筒及相关硐室工程的设计。1o3煤矿立井井筒及硐室设计,应体现技术先进、安全可靠、经济合理的原则,积极推广应用经过实践检验成熟的科研成果,因地制宜地采用新技术、新工艺、新材
7、料提高设计的综合效益。1o4煤矿立井井筒及硐室工程设计,必须具有符合设计要求的井筒检查钻孔资料,根据有关资料进行多方案的技术、经济比较,确定最优方案。1o5煤矿立井井筒及硐室丁程所采用材料的性能、规格、质量应符合国家有关标准。1o6煤矿立井井筒及硐室工程设计除应符合本规范外尚应符合国家现行有关标准的规定。2术语、主要符号21术 语211罐道guide罐道是立井井筒中提升容器运行的导向设施。常用的柔性罐道有钢丝绳罐道,刚性罐道有钢轨罐道、型钢组合罐道、冷弯方型型钢罐道、冷拔方管型钢罐道、玻璃钢复合罐道、木罐道等。212冲积层alluvium覆盖于基岩之上的第四系、未成岩的第三系地层。213单层井
8、壁singlelayer lining井壁为一层钢筋混凝土、混凝土或由钢板和钢筋混凝土(或混凝土)复合而成的构筑物,随井筒分段掘进后现浇筑或在地面预制而成。其厚度和强度应能承受临时荷载及永久地压的作用。214双层井壁doublelayer lining由外层井壁和内层井壁组合而成。外层井壁由上而下随井筒短段掘砌至一定深度,内层井壁由下而上浇筑。外层井壁应能承受冻结压力的作用;内层井壁应能承受静水压力的作用;内、外层井壁的厚度和强度应能承受永久地压及竖向附加力的作用。215竖向附加力add load of vertical地层因疏水等原因产生沉降而作用于井壁上的竖直向下的力。216荷载标准值ch
9、aracteristie value of load未考虑结构安全系数的荷载值。217荷载计算值effective value of load标准荷载乘以安全系数后的荷载值。218承载力loadcarrying2井壁承受荷载(或内力)的能力。219薄壁圆筒thin shell tube壁厚与内半径之LI,于规定数的圆筒。立井井筒中,井壁厚度与井筒井壁中心半径r。之比小于lo(即孝300 204钢筋保护层(钢筋外边缘至混凝土表面的距离)Ri度,内缘钢筋宜为50mm;夕h缘钢筋宜为70ram。6I1l 井壁纵向承载力应按下式计算:Qz,k,。A。+,A。 (6111)式巾A。 竖向钢筋横截面积(m
10、2);A。计算截面井壁横截面面积(m2);,普通钢筋抗拉强度设计值(MNm2)。6112井塔(架)影响段井壁应按本规范附录D的规定计算。6I13基岩段井筒的井壁厚度可按以下规定确定:1按类比法确定。2采用表6113推荐的经验数值。3有条件时,可按本规范第613条、618条及附录c巾C11和C12中有关公式计算。表6113基岩井壁厚度经验数值井筒直径 井壁厚度(mm) 壁后充填厚度混凝土 料石 混凝土砌块3 04 5 3003504 55 0 350400 混凝土砌块、料石井壁5 06 0 4004 50 500 的壁后充填为1 00ram;6 07 0 450500 现浇混凝土为07 08 0
11、 500注:l本表厚度不包括壁后充填。2混凝土强度等级不得低于C2 5。3本袅适用于深度不大于600m的井筒对于深度大于600m的井筒可适加大井壁厚度或提高混凝土强度等级。3062冻结法凿井井筒支护621冻结法凿井井筒支护应符合下列规定:1 冻结法凿井井筒掘砌深度必须进入稳定基岩定距离作为壁基。壁基高度由计算确定,并不应小于10m。2采用如图621所示井壁结构形式时,壁基高度应按下式计算:习 4 4: q -日4+l i可 井1 a 。: 夕 草心线R,日4二 rnw(R。)A j414一、q日4、沁 Lr稿 薅:窖j+L旯。R l图621壁基、壁座高度计算简图外井壁;2一冲积层;3泡沫塑料板
12、;4基岩5内井壁;6塑料夹层;7壁基;8壁座Hb型虹哗豪等皋业z小,式中H。壁基高度(m)5G一一壁基以上井筒内、外井壁的计算重量(MN);t壁基以上井筒所受到的竖向附加力计算值(MN);r 井筒内半径(m);R。外井壁内半径(m);尺一外井壁(壁基)外半径(m);RF基岩段井壁外半径(m);G。每延米壁基的计算重量(MN);ra壁基下部围岩容许压应力(MPa);坚硬致密的岩层,d=3035MPa;中等硬度的岩层,口=25MPa;软岩层,d一20MPa;J。 壁基外缘与围岩的黏结强度(MPa),d。一0520MPa,混凝土强度等级高、围岩岩性好,a。取上限,反之取下限。3冻结法凿井井简掘砌深度
13、应在井筒冻结深度之上58m,井筒净直径、井筒冻结深度较大时,可适当加大。4冻结法凿井的井筒宜采用复合井壁、双层钢筋混凝土或混凝土井壁支护。5冻结法凿井井筒掘砌的底部必须将一定高度的内、钋层井壁整体浇筑作为壁座。6整体壁座应符合下列规定:1)壁座的结构形式应根据围岩强度、壁座所承受的荷载、井壁结构形式等经计算确定。2)采用如图621所示井壁及壁座的结构形式时壁座厚度不应小于内、外层井壁厚度之和;其高度应按下式计算,但不应小于4m。门bF等可(6212)r nw LJl J式中 。内外井壁整体浇筑段高度(m);G。整体浇筑段以上井筒内井壁的计算重量(MN);r。内井壁外半径(ITI); 混凝土容许
14、抗剪强度(MNm2)。3)内、外层井壁整体浇筑部分以下井壁应渐变至正常基岩段井壁厚度。327冻结壁与现浇混凝土外层井壁之间,宜根据冻结壁的位移量铺设2575mm厚的泡沫塑料板。8宜在内外层井壁之间铺设塑料夹层,厚度以1530mm为宜,也可铺设二层柔韧性较好的沥青油毡。9冻结段井筒双层井壁之间宜进行注浆防水。10冻结段井筒内层、外层井壁厚度均不应小于300ram。622冻结法凿井井壁钢筋配置应同时满足以下要求:1 井壁配筋率应根据计算确定。最小配筋率应符合本规范第6110条有关规定。2竖向钢筋宜优先选用直螺纹或锥螺纹连接,连接质量应符合国家现行标准钢筋机械连接通用技术规程)JOJ 107中有关规
15、定的最高等级;钢筋搭接长度应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB 50010有关规定。3钢筋间距宜控制在150330mm。构造钢筋配置应符合本规范表6110规定。623井壁所受径向荷载标准值应按下列公式计算:1 内、外层井壁整体所受径向荷载标准值计算:1)均匀荷载标准值应按本规范6131式计算。2)不均匀荷载标准值:PA kPk (623一1)PBkPAk(1+p) (6232)式中区冲积地层不均匀荷载系数冻结法凿井时,且一0203。2 内、外层井壁分别承受的径向荷载标准值计算:1)内层井壁荷载标准值:Pnk一001k:H (623 3)式中P。一一内层井壁所承受的荷载标准值(MPa);k:
16、荷载折减系数,一般取081100;001水的似重力密度(MNm3)。332)外层井壁荷载外层井壁承受的冻结压力Pd。可按本规范表623选取。表623不同深度黏土层的冻结压力标准值表土层深度(m) 200400l冻结压力Pdk(MPa) 12l 5 1 51 8 0 01H (0 0ln012)H注:表中H为冲积地层探厦(m)。624井壁所受的竖向荷载标准值应按本规范6141式计算。625井塔荷载应按本规范第615条执行。626冻结法凿井井筒支护强度应满足下列要求:l 井筒支护强度应符合下列要求:1)承受径向均匀荷载的作用。2)承受径向不均匀荷载的作用。3)承受竖向荷载的作用。4)保证井筒整体的
17、稳定性。2内层井壁强度应满足作用在内层井壁上荷载的要求。3外层井壁强度应满足冻胀荷载作用力及井壁吊挂、抗裂、稳定性计算的要求。4当井塔直接支承在井筒上时,井塔影响段井筒必须采用经计算确定的双层钢筋混凝土井壁结构。627 冻结法凿井井筒的井壁结构承载力设计应采用本规范式(616一1)和式(6162)。628 冻结法凿井井壁不同受力状态下的安全系数选取应符合表302的规定。629冻结法凿井井筒的井壁厚度应按下式计算初步拟定:f厂F_9“l万。1 J混凝土井壁:f。一085,c钢筋混凝土井壁:,s一09(f。+n。f;)34(6291)(6292)PhPk (6294)式中P计算处作用在井壁上的设计
18、荷载计算值(MPa)。根据不同受力状况,采用冻土压力、均匀水土压力、静水压力等相应的荷载计算值。6210均匀压力作用下的井壁圆环内力及承载力应按本规范附录C中C11的规定计算。6211 不均匀压力作用下的井壁整体圆环内力及承载力应按本规范附录C中c12的规定计算。6212井壁纵向承载力应按下列规定计算:1 井壁在自重力和附加力等共同作用下的纵向承载力应按本规范第6111条的有关规定计算。2外层井壁在吊挂力作用下的承载力应按下列公式计算:Nd,vA: (6212 1)Ndk=yhhd(R;。一R;。) (62122)NdhNdk (6212-3)式中 N。井壁吊挂力的计算值(MN);普通钢筋抗拉
19、强度设计值(MNm2);N一井壁吊挂力的标准值(MN);hd井壁吊挂段高(m),取h d一1520m;yh混凝土(或钢筋混凝土)的重力密度(MNm3)。6213井塔(架)影响段井壁应按本规范附录D的有关规定计算。6214井壁环向稳定性应按本规范附录c中C2的规定计算。6215三向应力作用下井壁的承载力可按本规范附录c中的C3的规定计算。63钻井法凿井井筒支护631钻井法凿井的井壁结构应按所受地压进行设计,并应考虑竖向荷载对井壁的影响;井壁底应按井壁悬浮下沉时所受到的内35外压力进行设计。632井筒支护深度必须进入不透水的稳定基岩,进入深度应根据所需抵抗井壁下滑的围抱力等因素确定,但不得小于10
20、m。633提升井筒设计净直径应按下列规定计算。1 当井筒中心的坐标可按成井实测位置调整时:D。一D,+H口 (633 1)2当井筒中心的坐标不允许按成井实测位置调整时:D,一D,+2H-” (633 2)式中 D。井筒净断面的设计直径(m);D,井筒净断面的有效直径(m);H井壁设计深度(m);设计采用的成井偏斜率(fro)提升井口o4;非提升井O8。634根据井筒支护材料及结构不同,井壁结构可分为钢筋混凝土井壁和钢板混凝土复合井壁等类型,应优先选用钢筋混凝土井壁。635钢筋混凝土井壁的混凝土强度等级不宜小于C30;受力钢筋宜采用HRB335级、HRB400级、RRB400级钢筋,联系筋可采用
21、HPB235级钢筋;法兰盘宜采用Q235钢。636钢板一混凝土复合井壁的混凝土强度等级不宜低于C45;受力钢筋宜采用HRB335级、HRB400级、RRB400级钢筋,联系筋可采用HPB235级钢筋;钢板筒宜采用Q235钢或1 6Mn钢,钢板厚度除满足计算要求外,还应预留有2mm的腐蚀层,钢板厚度宜为1 550mm。637钢板一混凝土复合井壁根据钢板位置不同可分为内层钢板和外层钢筋混凝土复合井壁、双层钢板和混凝土夹层复合井壁等。设计中应根据地压大小、井筒特征、技术经济因素等合理选用。638 内层钢板筒的设置应符合以下规定:l钢板筒内侧必须进行防腐蚀处理。2钢板筒外侧应设置锚固件。363必须设置
22、若干个直径1020mm的泄水孔。4泄水孔孔间距以25m为宜。639井壁的节高应按提吊设备能力确定,并应与井筒装备罐道粱层间距相适应除最上部一节外,最小节高不宜小于3m,宜控制在358m。6310每节井壁应设上法兰盘和下法兰盘。法兰盘可采用单钢板法兰盘、型钢法兰盘和梁板式法兰盘等型式。单钢板和梁板式法兰盘板厚不宜小于15ram,型钢法兰盘槽钢型号不宜小于l 6号普通槽钢,角钢宜选用边长80lOOmm的角钢。加劲肋板厚度不宜小于lOmm,间距宜为200300ram。6311 井壁应进行节间注浆,并应在钢筋混凝土井壁的下法兰盘上留设注浆管在钢板混凝土井壁的下端留有节问注浆孔;当钢筋混凝土井壁采用节间
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