CN108821082B - 矿用钢结构井架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿用钢结构井架，包括立架和斜支架，立架包括竖向从下向上依次设置的首层框架单元、标准层框架单元和天轮平台层框架单元；首层框架单元包括第一罐道子单元，标准层框架单元包括第二罐道子单元，天轮平台层框架单元包括天轮安装位子单元；第一罐道子单元和第二罐道子单元竖向对应连通，以使天轮安装位子单元安装天轮后，连接于绕在天轮上的拉绳竖直向下的一端上的罐笼在第一罐道子单元和第二罐道子单元中上下移动；斜支架沿绕在天轮上的拉绳的另一端斜向向下拉紧方向上的斜向绳段位置倾斜设置，且使斜向绳段位于斜支架的上表面上，斜支架下端固定在地面上且上端固定在立架上。该井架采用单元加工组装，施工速度快、占地面积小。

Description

矿用钢结构井架

技术领域

本发明涉及矿用生产设备技术领域，尤其是涉及一种矿用钢结构井架。

背景技术

钢结构井架作为矿山提升系统中地面最为重要的建筑物，在提升系统中起着至关重要的作用，目前现有的钢结构井架主要有橹式单斜撑式钢井架和双斜撑式钢井架，在钢结构井架的建造和使用过程中，单斜撑橹式钢井架存在着无法兼顾井筒施工、钢结构组装速度慢，占用井口时间长等问题；双斜撑式钢井架则存在占用建筑场地过大，构件体积和重量较大，安装复杂等问题。

传统的钢结构井架的斜撑不仅要承受矿井工作时斜向的提升荷载，而且还要承受井架本身的重力荷载，斜架为多重受力构件，多采用大型箱型断面，为保证箱型壁板的稳定性，内部要增设纵横加筋肋板，导致斜架重量过大，且箱型断面为闭口截面，构造复杂，焊接工作量大、加工制作周期长。斜架安装时多采用整体吊装或反转式施工方式，安装难度大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种组装速度快、占地面积小、单元化加工组装的矿用钢结构井架。

根据本发明实施例的矿用钢结构井架，包括：立架，所述立架包括竖向从下向上依次固定设置的首层框架单元、标准层框架单元和天轮平台层框架单元；所述首层框架单元包括第一罐道子单元，所述标准层框架单元包括第二罐道子单元，所述天轮平台层框架单元包括天轮安装位子单元；其中，所述第一罐道子单元和所述第二罐道子单元竖向对应连通，以使所述天轮安装位子单元安装天轮后，以使连接于绕在所述天轮上的拉绳竖直向下的一端上的罐笼在所述第一罐道子单元和所述第二罐道子单元中上下移动；

斜支架，所述斜支架沿绕在所述天轮上的拉绳的另一端斜向向下拉紧方向上的斜向绳段位置倾斜设置，且使所述斜向绳段位于所述斜支架的上表面上，所述斜支架的下端固定在地面上，所述斜支架的上端固定在所述立架上。

根据本发明实施例的矿用钢结构井架，首层框架单元、标准层框架单元和天轮平台层框架单元的构件由工厂加工成标准件，将标准件在工地地面拼装组装成首层框架单元层、标准层框架单元和天轮平台层框架单元后，再将首层框架单元设置在井筒锁口盘的上方，将标准层框架单元和天轮平台层框架单元从下向上竖向层叠设置组装固定成立架，斜支架基于天轮上斜向向下拉紧的斜向绳段的位置而布局，且使斜向绳段位于斜支架的上表面上，从而实现了构件由工厂加工、单元由工地地面拼装、井架由单元空中吊装拼接而成，避免了构件高空拼接和组装带来的危险，且具有运输方便，安装简单，施工速度快、占地面积小。

井架使用时，由于首层框架单元设有第一罐道子单元，标准层设有第二罐道子单元，且第一罐道子单元和第二罐道子单元竖向对应连通，而天轮平台层框架单元上设有天轮安装位子单元，在天轮安装位子单元安装天轮后，拉绳绕在天轮上且拉绳竖直向下的一端连接罐笼，拉绳另一端被斜向向下拉紧，当罐笼被拉绳拉着沿第一罐道子单元和第二罐道子单元上下移动时，立架需要承受矿井工作时的提升荷重，斜支架则需要承受斜向拉绳的作用力，这样就分散了整体受力，使各构件断面受力分配更加均匀，受力更加合理，减小了断面受力。

由于立架为整个井架结构的主体部分，相对整个井架来说，立架平面面积较大，这样增大了立架结构的整体刚度，同时减小了斜支架本身的重量，因此能够大大减小井架安装完毕后由于井架自重产生的结构顶点水平位移，施工精度更高。

由于井架的立架平面面积较大，使得立架的第一钢柱位于井筒锁口盘之外的范围，可以先于井筒锁口盘施工而不影响井筒结构，立架首层框架单元施工完毕后同时还能作为凿井平台加以利用，大大提高了井筒及井口的施工效率。

由于井架采用了标准的单元化布置，使得井架结构高度的调整更为便利，可以通过调整标准层框架单元的数量来实现井架的天轮平台层单元的高度调整，满足工艺布置的要求，结构布置更为灵活。

根据本发明的一个实施例，还包括位于所述天轮平台层框架单元的顶部的吊装检修单元，所述吊装检修单元包括导轨梁和设置在导轨梁上的吊车，所述吊车可沿所述导轨梁移动。由于天轮平台层框架单元上安装的天轮一般重量较重，当需要安装天轮或对天轮维修时，利用吊装检修单元的导轨梁上的吊车可以搬动天轮，使天轮设备或其它部件的安装或维修更为方便。

根据本发明的一个实施例，所述首层框架单元包括第一楼梯单元，所述标准层框架单元包括第二楼梯单元，所述天轮平台层框架单元包括第三楼梯单元。通过设置第一楼梯单元、第二楼梯单元和第三楼梯单元，使作业人员及设备的上下提供便利。

根据本发明的一个实施例，所述首层框架单元包括第一电梯井单元，所述标准层框架单元包括第二电梯井单元，所述天轮平台层框架单元包括第三电梯井单元，其中，所述第一电梯井单元、第二电梯井单元和第三电梯井单元竖向对应连通。通过设置第一电梯井单元、第二电梯井单元和第三电梯井单元，可以使得电梯在第一电梯井单元、第二电梯井单元和第三电梯井单元中运行，使作业人员及设备的上下更加便利。

根据本发明的一个实施例，所述首层框架单元包括用于安装在井筒锁口盘外的至少四根第一钢柱和位于至少四根所述第一钢柱顶端的第一检修平台；所述标准层框架单元包括至少四根第二钢柱和位于至少四根所述第二钢柱顶端的第二检修平台；所述天轮平台层框架单元包括至少四根第三钢柱和位于至少四根所述第三钢柱顶端的第三检修平台；其中，至少四根所述第一钢柱、至少四根所述第二个钢柱和至少四根所述第三钢柱分别一一竖向对应。通过设置第一检修平台、第二检修平台、第三检修平台，方便施工人员对井架进行作业或维修；通过第一钢柱、第二钢柱和第三钢柱一一竖向对应固定，可以提高立架承受矿井工作时的提升荷重的刚度和强度。

进一步地，所述第一钢柱、所述第二钢柱、所述第三钢柱的断面均为开口的十字形。这样更有利于第一钢柱、第二钢柱和第三钢柱的加工、运输和安装，而且可以通过螺栓就能够实现工地等强拼接，提高了安装的工作效率，加快了施工进度。

进一步地，所述第一检修平台包括固定在至少四根所述第一钢柱上的多根第一横梁和铺设在多根所述第一横梁上的第一钢板；所述第二检修平台包括固定在至少四根所述第二钢柱上的多根第二横梁和铺设在多根所述第二横梁上的第二钢板；所述第三检修平台包括固定在至少四根所述第三钢柱上的多根第三横梁和铺设在多根所述第三横梁上的第三钢板；其中，所述第一横梁、所述第二横梁和所述第三横梁的截面均为H形。这样更有利于第一横梁、第二横梁和第三横梁的加工、运输和安装，而且可以通过螺栓就能够实现工地等强拼接，提高了安装的工作效率，加快了施工进度。

进一步地，两两相邻的所述第二钢柱之间设有多个第一加强支撑件，两两相邻的所述第三钢柱之间设有多个第二加强支撑件。这样进一步地提高了标准层框架单元和天轮平台层单元的强度。

根据本发明的一个实施例，所述斜支架包括多个斜支架子单元，所述斜支架子单元包括两个节柱和设置在两个节柱之间的第三支撑件，所述节柱的两端设有拼接部，两两所述斜支架子单元在所述拼接部固定连接。这样不仅实现了斜支架的单元化加工组装，同时还可以根据斜支架实际需要的长度来确定使用斜支架子单元的个数。

进一步地，所述拼接部位设有矩阵孔。由于拼接部位设有矩阵孔，一方便可以通过多个螺栓在拼接部位的矩阵孔中固定连接，以增加斜支架子单元连接部位的强度，另一方便还可以灵活地调节斜支架的整体长度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的矿用钢结构井架的整体结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的矿用钢结构井架的首层框架单元的俯视图。

图3是根据本发明一个实施例的矿用钢结构井架的首层框架单元的第一钢柱的断面示意图。

图4是根据本发明一个实施例的矿用钢结构井架的标准层框架单元的俯视图。

图5是根据本发明一个实施例的矿用钢结构井架的天轮平台层框架单元的俯视图。

图6是根据本发明一个实施例的矿用钢结构井架的吊装检修单元的侧面示意图。

图7是根据本发明一个实施例的矿用钢结构井架的吊装检修单元的侧支撑架的平面示意图。

图8是根据本发明一个实施例的矿用钢结构井架的斜支架的结构示意图。

图9是根据本发明一个实施例的矿用钢结构井架的斜支架的拼接示意图。

附图标记：

井架100

首层框架单元1 第一钢柱11 第一检修平台12 第一罐道子单元14

第一电梯井单元15 第一楼梯单元16 第一横梁17 第一钢板18

标准层框架单元2 第二钢柱21 第二检修平台22 第一加强支撑件23

第二罐道子单元24 第二电梯井单元25 第二楼梯单元26 第二横梁27

第二钢板28

天轮平台层框架单元3 第三钢柱31 第三检修平台32 第二加强支撑件33

天轮安装位子单元34 第三电梯井单元35 第三楼梯单元36 第三横梁37

第三钢板38

吊装检修单元4 侧支撑架41 第四横梁42 导轨梁43 吊车44

斜支架5 斜支架子单元50 节柱51 第三支撑件53 矩阵孔54

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-9描述根据本发明实施例的矿用钢结构井架。

如图1-9所示，根据本发明实施例的矿用钢结构井架100，包括立架和斜支架5。立架包括竖向从下向上依次固定设置的首层框架单元1、标准层框架单元2和天轮平台层框架单元3；首层框架单元1包括第一罐道子单元14，标准层框架单元2包括第二罐道子单元24，天轮平台层框架单元3包括天轮安装位子单元34；其中，第一罐道子单元14和第二罐道子单元24竖向对应连通，以使天轮安装位子单元34安装天轮后，连接于绕在天轮上的拉绳竖直向下的一端上的罐笼在第一罐道子单元14和第二罐道子单元24中上下移动；斜支架5沿绕在天轮上的拉绳的另一端斜向向下拉紧方向上的斜向绳段位置倾斜设置且使该斜向绳段位于斜支架5的上表面上，斜支架5的下端固定在地面上，斜支架5的上端固定在立架上，优选地，斜支架5的上端固定在天轮平台层框架单元3上。

根据本发明实施例的矿用钢结构井架100，首层框架单元1、标准层框架单元2和天轮平台层框架单元3的构件由工厂加工成标准件，将标准件在工地地面拼装组装成首层框架单元层1、标准层框架单元2和天轮平台层框架单元3后，再将首层框架单元1设置在井筒锁口盘的上方，将标准层框架单元2和天轮平台层框架单元3从下向上竖向层叠设置组装固定成立架，斜支架5基于天轮上斜向向下拉紧的斜向绳段的位置而布局，且使斜向绳段位于斜支架5的上表面上，从而实现了构件由工厂加工、单元由工地地面拼装、井架100由单元空中吊装拼接而成，避免了构件高空拼接和组装带来的危险，且具有运输方便，安装简单，施工速度快、占地面积小。

井架100使用时，由于首层框架单元1设有第一罐道子单元14，标准层设有第二罐道子单元24，且第一罐道子单元14和第二罐道子单元24竖向对应连通，而天轮平台层框架单元3上设有天轮安装位子单元34，在天轮安装位子单元34安装天轮后，拉绳绕在天轮上且拉绳竖直向下的一端连接罐笼，拉绳另一端被斜向向下拉紧，当罐笼被拉绳拉着沿第一罐道子单元14和第二罐道子单元24上下移动时，立架需要承受矿井工作时的提升荷重，斜支架5则需要承受斜向拉绳的作用力，这样就分散了整体受力，使井架100各构件断面受力分配更加均匀，受力更加合理，减小了断面受力。

由于立架为整个井架100结构的主体部分，相对整个井架100来说，立架平面面积较大，这样增大了立架结构的整体刚度，同时减小了斜支架5本身的重量，因此能够大大减小井架100安装完毕后由于井架100自重产生的结构顶点水平位移，施工精度更高。

由于井架100的立架平面面积相对较大，使得立架的第一钢柱11位于井筒锁口盘之外的范围，可以先于井筒锁口盘施工而不影响井筒结构，立架首层框架单元1施工完毕后同时还能作为凿井平台加以利用，大大提高了井筒及井口的施工效率。

由于井架100采用了标准的单元化布置，使得井架100结构高度的调整更为便利，可以通过调整标准层框架单元2的数量来实现井架100的天轮平台层单元的高度调整，满足工艺布置的要求，结构布置更为灵活。

根据本发明的一个实施例，还包括位于天轮平台层框架单元3的顶部的吊装检修单元4，吊装检修单元4包括导轨梁43和设置在导轨梁43上的吊车44，吊车44可沿导轨梁43移动。由于天轮平台层框架单元3上安装的天轮一般重量较重，当需要安装天轮或对天轮维修时，利用吊装检修单元4的导轨梁43上的吊车44可以搬动天轮，使天轮设备或其它部件的安装或维修更为方便。

根据本发明的进一步示例，吊装检修单元4为门式结构，吊装检修单元4包括两个相对竖向设置的侧支撑架41和在两个侧支撑架41的内侧各设一个导轨梁43，吊车44架设在两个导轨梁44上，两个侧支撑架41的顶端通过第四横梁42固定。

根据本发明的一个实施例，首层框架单元1包括第一楼梯单元16，标准层框架单元2包括第二楼梯单元26，天轮平台层框架单元3包括第三楼梯单元36。通过设置第一楼梯单元16、第二楼梯单元26和第三楼梯单元36，使作业人员及设备的上下提供便利。

根据本发明的一个实施例，首层框架单元1包括第一电梯井单元15，标准层框架单元2包括第二电梯井单元25，天轮平台层框架单元3包括第三电梯井单元35，其中，第一电梯井单元15、第二电梯井单元25和第三电梯井单元35竖向对应连通。通过设置第一电梯井单元15、第二电梯井单元25和第三电梯井单元35，可以使得电梯在第一电梯井单元15、第二电梯井单元25和第三电梯井单元35中运行，使作业人员及设备的上下更加便利。

根据本发明的一个实施例，首层框架单元1包括用于安装在井筒锁口盘外的四根第一钢柱11和位于四根第一钢柱11顶端的第一检修平台12；标准层框架单元2包括四根第二钢柱21和位于四根第二钢柱21顶端的第二检修平台22；天轮平台层框架单元3包括四根第三钢柱31和位于四根第三钢柱31顶端的第三检修平台32；其中，四根第一钢柱11、四根第二个钢柱和四根第三钢柱31分别一一竖向对应。通过设置第一检修平台12、第二检修平台22、第三检修平台32，方便施工人员对井架100进行作业或维修；通过第一钢柱11、第二钢柱21和第三钢柱31一一竖向对应固定，可以提高立架承受矿井工作时的提升荷重的刚度和强度。需要说明的是，在其它的实施例中，第一钢柱11、第二钢柱21、第三钢柱31的数量也可以均为五根、六根、七根或更多根。

根据本发明的进一步示例，第一钢柱11、第二钢柱21、第三钢柱31的断面均为开口的十字形。具体地，该断面形状为两个工字形呈十字交叉状态而呈现的具有开口的十字形。这样更有利于第一钢柱11、第二钢柱21和第三钢柱31的加工、运输和安装，而且可以通过螺栓就能够实现工地等强拼接，提高了安装的工作效率，加快了施工进度。

根据本发明的进一步示例，第一检修平台12包括固定在四根第一钢柱11上的多根第一横梁17和铺设在多根第一横梁17上的第一钢板18；第二检修平台22包括固定在四根第二钢柱21上的多根第二横梁27和铺设在多根第二横梁27上的第二钢板28；第三检修平台32包括固定在四根第三钢柱31上的多根第三横梁37和铺设在多根第三横梁37上的第三钢板38；其中，第一横梁17、第二横梁27和第三横梁37的截面均为H形。这样更有利于第一横梁17、第二横梁27和第三横梁37的加工、运输和安装，而且可以通过螺栓就能够实现工地等强拼接，提高了安装的工作效率，加快了施工进度。

根据本发明的进一步示例，两两相邻的第二钢柱21之间设有多个第一加强支撑件23，两两相邻的第三钢柱31之间设有多个第二加强支撑件33。第一加强支撑件23和第二加强支撑件33可以是各种形状布局，如X形布局，八字形布局等。本实施例的第一加强支撑件23和第二加强支撑件33呈八字形布局(如图1所示)。这样进一步地提高了标准层框架单元2和天轮平台层单元3的强度。

根据本发明的一个实施例，斜支架5包括多个斜支架子单元50，斜支架子单元50包括两个节柱51和设置在两个节柱51之间的第三支撑件53，第三支撑件53为K字形且K字形的开口向下，节柱51的两端设有拼接部52，两两斜支架子单元50在拼接部52固定连接。需要说明一下，这里拼接部52固定连接，可以理解为通过焊接、螺栓等多种方式在拼接部52处固定连接。这样不仅实现了斜支架5的单元化加工组装，同时还可以根据斜支架5实际需要的长度来确定使用斜支架子单元50的个数。

根据本发明的进一步示例，拼接部位设有矩阵孔54。由于拼接部52设有矩阵孔54，一方便可以通过多个螺栓在拼接部位的矩阵孔54中固定连接，以增加斜支架子单元50连接部位的强度，另一方便还可以灵活地调节斜支架5的整体长度。

根据本发明的进一步示例，节柱51的断面为H形。这样更有利于节柱51的加工、运输和安装，而且可以通过螺栓就能够实现工地等强拼接，提高了安装的工作效率，加快了施工进度。

根据本发明的一个实施例，井架100还包括第四支撑件6，第四支撑件6设置在斜支架5和立架之间。第四支撑件6可以使得当斜支架5整体长度较长时提高斜支架的强度。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种矿用钢结构井架，其特征在于，包括：

立架，所述立架包括竖向从下向上依次固定设置的首层框架单元、标准层框架单元和天轮平台层框架单元；所述首层框架单元包括第一罐道子单元，所述标准层框架单元包括第二罐道子单元，所述天轮平台层框架单元包括天轮安装位子单元；其中，所述第一罐道子单元和所述第二罐道子单元竖向对应连通，以使所述天轮安装位子单元安装天轮后，以使连接于绕在所述天轮上的拉绳竖直向下的一端上的罐笼在所述第一罐道子单元和所述第二罐道子单元中上下移动；

斜支架，所述斜支架沿绕在所述天轮上的拉绳的另一端斜向向下拉紧方向上的斜向绳段位置倾斜设置，且使所述斜向绳段位于所述斜支架的上表面上，所述斜支架的下端固定在地面上，所述斜支架的上端固定在所述天轮平台层框架单元上；

所述首层框架单元包括用于安装在井口锁盘外的至少四根第一钢柱和位于至少四根所述第一钢柱顶端的第一检修平台；所述标准层框架单元包括至少四根第二钢柱和位于至少四根所述第二钢柱顶端的第二检修平台；所述天轮平台层框架单元包括至少四根第三钢柱和位于至少四根所述第三钢柱顶端的第三检修平台；其中，至少四根所述第一钢柱、至少四根所述第二钢柱和至少四根所述第三钢柱分别一一竖向对应。

2.根据权利要求1所述的矿用钢结构井架，其特征在于，还包括位于所述天轮平台层框架单元的顶部的吊装检修单元，所述吊装检修单元包括导轨梁和设置在导轨梁上的吊车，所述吊车可沿所述导轨梁移动。

3.根据权利要求1所述的矿用钢结构井架，其特征在于，所述首层框架单元包括第一楼梯单元，所述标准层框架单元包括第二楼梯单元，所述天轮平台层框架单元包括第三楼梯单元。

4.根据权利要求1所述的矿用钢结构井架，其特征在于，所述首层框架单元包括第一电梯井单元，所述标准层框架单元包括第二电梯井单元，所述天轮平台层框架单元包括第三电梯井单元，其中，所述第一电梯井单元、第二电梯井单元和第三电梯井单元竖向对应连通。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的矿用钢结构井架，其特征在于，所述第一钢柱、所述第二钢柱、所述第三钢柱的断面均为十字形。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的矿用钢结构井架，其特征在于，所述第一检修平台包括固定在至少四根所述第一钢柱上的多根第一横梁和铺设在多根所述第一横梁上的第一钢板；所述第二检修平台包括固定在至少四根所述第二钢柱上的多根第二横梁和铺设在多根所述第二横梁上的第二钢板；所述第三检修平台包括固定在至少四根所述第三钢柱上的多根第三横梁和铺设在多根所述第三横梁上的第三钢板；其中，所述第一横梁、所述第二横梁和所述第三横梁的截面均为H形。

7.根据权利要求1-4中任意一项所述的矿用钢结构井架，其特征在于，两两相邻的所述第二钢柱之间设有多个第一加强支撑件，两两相邻的所述第三钢柱之间设有多个第二加强支撑件。

8.根据权利要求1-4中任意一项所述的矿用钢结构井架，其特征在于，所述斜支架包括多个斜支架子单元，所述斜支架子单元包括两个节柱和设置在两个节柱之间的第三支撑件，所述节柱的两端设有拼接部，两两所述斜支架子单元在所述拼接部固定连接。

9.根据权利要求8所述的矿用钢结构井架，其特征在于，所述拼接部位设有矩阵孔。