冶金矿山大型钢井架模块化设计研究与应用.pdf

第 3 6卷 第 4 期 有 色 冶 金 设 计 与 研 究 2 0 1 5正 8 月 冶金矿山大型钢井架模块化设计研究与应用 王建群， 李大浪， 黄恒平， 刘荣乐 中 国瑞 林工 程技 术有 限公 司 ， 江 西南 昌 3 3 0 0 3 1 [ 摘 要] 某国外矿 山大型钢井架总高 6 5 m ， 结构型式为圆钢管双斜柱钢井架， 采用模块化设计技术。本 文介 绍 了钢 井架 的结 构设 计和 模 块化技 术 全过 程， 并重 点对 钢 井架 的结 构选 型 、 模 块 划 分及组 装进 行 了较 为 详 细的 阐述 。 工程 应 用结 果表 明， 该新 型钢 井 架节约 用材， 施 工 简便 ， 具有 明显 的综合 经济效 益 。 [ 关键词 ] 钢井架； 圆铜管斜柱 ； 主体结构设计 ； 模块化分割； 模块化安装 中图分类号 T F 0 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 4 3 4 5 2 0 1 5 0 4 0 0 4 9 0 4 Re s e a r c h a n d Ap p l i c a t i o n o f La r g e S t e e l He a d g e a r M o d u l a r i z a t i o n De s i g n f o r M e t a l l u r g i c a l M i n e W ANG J i a n q u n ， L I Da l a n g ， HUANG He n g p i n g ， L I U R o n g l e C h i n a Ne ri n E n g i n e e rin g Co ． ， L t d ． ， Na n c h a n g ， J i a n g x i 3 3 0 0 3 1 ， C h i n a Ab s t r a c t T o t a l h e i g h t o f l a ne s t e e l h e a d g e a r i n a f o r e i g n mi n e i s 6 5 m， t y p e o f s t r u c t u r e i s c i r c u l a r s t e e l t u b e d o u b l e i n c l i n e d c o l u mn s t e e l h e a d g e a r ， t e c h n o l o g y o f mo d u l a r i z a t i o n d e s i g n i s a d o p t e d ． T h e p a p e r i n t r o d u c e s s t ruc t u r e d e s i g n o f s t e e l h e a d g e a r a n d o v e r a l l p r o c e s s o f mo d u l a r i z a t i o n t e c h n o l o g y ，a n d f o c u s e s o n d e s c rip t i o n o f s t ruc t u r e t y p e s e l e c t i o n o f s t e e l h e a d g e a r ，mo d u l a r i z a t i o n d i v i s i o n a n d a s s e mb l i n g ．Re s u l t o f e n g i n e e rin g a p p l i c a t i o n s h o ws t h a t t h e n e w s t e e l h e a d g e a r h a s t h e p r o p e r t i e s o f ma t e r i a l s s a v i n g ， c o n ve ni e nt c o ns t ruc t i o n a nd o b v i o u s co mp r e he n s i v e e c o n o mi c b e ne f i t ． Ke y wo r d s s t e e l h e a d g e a r ； c i r c u l a r s t e e l t u b e i n c l i n e d c o l u mn ； d e s i g n o f ma i n s t ruc t u r e ；mo d u l a r i z a t i o n d i v i s i o n ； mo d u l a r i z a t i o n i n s t a l l a t i 0 n 井架作 为矿山竖井提升 的主要构筑物。 主要用 于支承提升天轮 、 固定提升套架和承受矿井提升荷 重。 目前矿山竖井井架一般采用大型箱型体钢结构。 传统的井架安装方法 将钢井架划分为主、 副斜架吊 装单元， 采用地面分片组对， 使用 吊装设备将主 、 副斜 架竖立就位并完成对接，拼接部位高空焊接固定完 毕后， 再将设备吊运到位进行安装 。由于大型箱型钢 结 构 井 架 构 造 复 杂 、 用 钢 量 多 、 焊 接 工 作 量 大 ， 且 加 工制作周期长， 施工过程中存在对 吊装设备要求高、 现场焊接质量难以保证、 施工措施费用高 、 安装难度 大且精度差等缺点。本文结合具体工程， 对传统的双 斜撑式钢井架进行截面选型优化， 并 将模块化技术 理 念 引 人 到 钢井 架 的设 计 与 施 工 中。 提 出一 种 节 约 用 材 、 施 工简 便 的新 型 圆钢管斜 柱 钢井 架 。 收稿 日期 2 0 1 5 0 5 3 0 基金项 目 中国中冶重大科技专项项 目f 0 0 1 2 0 1 2 0 0 5 。 作者简介 王建群 1 9 7 9 一 ， 男， 工程师， 主要从事结 构设计 丁作 。 1 工程概况 某铜矿项 目位于土耳其北部卡斯塔莫努 区， 该 矿区属高原 区 山峰起伏 ， 钢井架建于海拔 1 1 0 0 m 的高山顶峰。 设计年提升量 1 5 0 0 k t 。钢井架总高度 为 6 5 ． 0 i n ， 井架底部平面尺寸 2 4 mx 3 6 m ， 井架沿竖 向设 7层 平 台， 标 高 1 8 ． 0 m 为 卸 载平 台； 3层 罐道 平 台标高分别 为 标 高 2 8 ． 5 0 m、 3 6 ． 0 m ， 4 5 ． 0 m； 2层天 轮平 台分别 为 下天 轮平 台标 高为 5 1 ． 1 In、 上 天轮 平 台标高 5 7 ． 6 m 顶层为天轮安装检修平台， 其标高为 6 5 ． 0 in。井架主结构为塔形钢架结构， 主斜柱采用 圆 钢管格构柱， 副斜柱采用单 圆管钢柱， 斜柱基础采用 独 立 基 础 ， 钢 井 架 采 用 欧洲 标 准 规 范 和 中 国规 范 双 控方式进行设计。项 目的效果图见图 l ， 整体结构三 第 4期 昌九一体化城镇体系发展策略研究 ． 5 5． 鄱阳湖湖体及九岭 山、幕阜 山等区内丰富的河湖网 状水系与优越的森林绿带脉络 ， 形成 “ 蓝网绿脉 ” 生 态结构。将各级 自然保护区、 水源保护地、 历史文物 古迹保护 区、 风景名胜区 、 森林公 园、 地质公园 、 世界 遗 产 、 湿地 公 园 、 国 际和 国家 重要 湿 地 ， 以及 具 有鲜 明地方特色的 自然和人文景观等区域划入禁止开发 区。突出生态经济特色 ， 坚持生态优先原则 ， 严格控 制开发强度 ． 在不损害生态系统前提下 ， 适度发展休 闲旅游 、 绿色农业等生态型产业 。 4 ． 5 空 间发展 策略 城 乡一体 、 抱 团群起 优化城镇化模式 ， 环绕双核 ， 发展壮大一批 中小 城市和小城镇 ． 引导不 同层次的城镇在相对密集的 空 间范围内相互联动 。 引导城市从单 中心向多核心 发展。依托现有产业基础 ， 建设 由工业重镇 、 商贸集 镇 、 交通枢纽型城镇 、 物 流集散型城镇 、 旅游带动型 城镇 、 农业产业化带动型城镇等多种类型构成 的城 镇 网络 ， 建立城乡空间统筹 、 特色各异 的发展格局 。 按 照 近郊 地 区 、 远 郊 地 区 、 偏 远 丘 陵地 区 、 山林 地 区 等类型合理划分城乡空间， 推进沿线空间对接 。 填补 发展“ 洼地” ， 实现点轴联动和 区域一体化 ， 逐步形成 大、 中、 小城市布局合理 、 功能互补 的城镇密集区 ， 实 现 网络化 发展 。 4 ． 6 近期 发展 策 略 交通 先 行 、 适 度超 前 合理制定开发时序 ． 近期重点发挥交通运输基 础性导向作用 。 优化布局 、 外联内聚、 打通廊道 、 建设 枢纽 ， 提升参与区域分工合作能力 。 通过交通一体化 促进区域融合 ． 引导城镇相向同城发展 。目前 ， 昌九 城际走廊扩容要求迫切 ． 在理念上应 由注重偿还历 史欠帐转向适度超前 ， 构建多元体系 ， 积极促进一体 化发展战略 目标的实现[ 5 1 。 实现区域交通建设由配合 城镇群发展向引导城镇群发展转变 ， 区域交通 网络 建设重点 由普通公路、 铁路建设 向城际公路 、 铁路转 变 ， 交通方 式 由单一 模 式 向多模 式集 成转变 。 通 过 多 线路 结构 设计 保 障交通 密集 区的通 行可 靠性 和 安全 性 ， 发挥交通运输基础性导向作用 ， 引导沿线城镇 空 间开发由点状布局向带状纵深辐射转变。 5 结语 中部地区区位交通条件特殊 、山水 自然环境差 异较大 、 区域发展不均衡 、 城镇联合发展基础薄弱 ． 单核中心城市发展能级带动有限 ， 需因地 、 因时制宜 高效整合资源。突出各级城镇环境背景 、 比较优势 ， 实施包括生态优先 的环境保护战略与核心集聚的经 济发展战略 ， 遵循“ 合理布局、 突出节点 、 无缝对接 、 联动发展 ” 的思路 ， 通过双核或多核耦合推进一体化 发展 ， 分类 、 分区、 分序制定发展策略 ． 可以发挥不同 中心城市的趋中性带动功能与边缘性交往功能的有 机结合 ， 推动区域主体构架与规划实质性合作 ． 形成 地域特色鲜明、 主次清晰 、 优势互补的发展格局。 参考 文献 川 1 国家发 展改革委 员会．国家新 型城镇 化规划 2 0 1 4 2 0 2 0 [ Z ] ． 2 01 4． 【 2 ] 李晓江． “ 钻石 结构” 试论 国家空 间战略演进[ J 1 ． 城市规 划学 刊 ， 2 0 1 2 2 1 - 8 ． [ 3 ] 国家发展改革委员会． 综合交通网 中长期发展规划[ z 】 ． 2 0 0 7 ． 【 4 ] 江西省人 民政府． 昌九一体化发展规划 2 0 1 3 --2 0 2 0 [ Z ] ． 2 0 1 4 ． 【 5 】 陈小鸿 ．区域一体化发展 的道路规划理念与规划体系研究一 以 长三角为例[ C ] ／ ／ 中国城市交通规划 2 0 0 3年年会 暨第 2 0次学术 研讨会． 2 0 0 3 ． 上接第 5 1页 6 模 块 的制作 、 安装 6大模块及其子模块分别 由制造厂完成制作 。 并 将 相 应 的设 备 根 据设 计 安 装 在对 应 的模块 上 ， 然 后整体运输 至现场 其它辅助钢平 台构件 由工厂加 工， 并以散件形式运输至现场 ； 现场地面进行卸载平 台各 子 模块 和辅 助 平 台组 装 ； 钢井 架 的模 块 化 安 装 采用搭积木式安装模式 ． 由下至上将模块依次 吊装 就位 ， 通过钢斜柱法兰拼接安装固定。 7 结语 通过钢井架进行截面选型优化 ． 采用 圆钢管格 构主斜 柱 和型 钢组 合 的桁架 大跨 度梁 替换 传 统钢 井 架设计 的箱型截面 ， 即以圆钢管空间单元结构体系 代替传 统的大型箱型钢结构平面单元拼装结构 体 系， 可以节省钢材 ， 加工简便 ， 大大减少焊接工作量 ； 采用模块化设计与施工技术 ， 使钢井架实现集成化 、 模块化 ， 很好地解决 了大型钢构件运输 、 吊装难题 ． 可进行设备预安装 ， 减少 了钢井架结构及提升设备 安装所需 的大量现场人工时 ， 缩短了现场安装工期 ． 提高了安装精度 ， 降低了安装成本。 该项技术创新已 经成功地 申请了国家专利 ， 具有 良好的应用前景 。 参 考 文献 [ 1 】 E N1 9 9 1 ， A c t i o n s O i l s t r u c t u r e s【 S ] ． f 2 】 姜智岭 ， 荣峰． 矿 山竖井钢井架设计l J 1． 铀矿冶，2 0 1 0 3 1 2 5 1 2 9 ． [ 3 】 G B 5 0 3 8 5 - 2 0 0 6 ， 矿 山井架设计规范【 S ] ． [ 4 ] E N1 9 9 3 ， D e s i g n o f s t e e l s t r u c t u r e s[ s 】 ． [ 5 ] 李 大 浪， 雷存 友， 王建 群， 等． 模块 化 选矿 厂磨 矿 车 间的设 计 研 究『 J ] ． 有色冶金设计与研究， 2 0 1 3 4 1 5 1 7 ．