专利名称：在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法
技术领域：
本发明涉及一种起立大型钢结构永久井架的方法，属于起重方法技术领域。
背景技术：
在地下采矿矿井建设的施工中，竖立井口的井架是一项非常重要的工作。目前，大型永久井架起立，一般都是在施工场地条件完全具备、无任何障碍物的情况下进行的。采取的方法是小翻转法，首先在井口的一侧立起起重塔，然后利用起重塔将井架主斜撑起立，再利用主斜撑将副斜撑起立。采用这种方法，利用起重塔可以将井架一次起吊到井口位置，放置在事先打好的基础上，条件是井口无障碍物才能实现。但是在一些特殊的情况下，这种方法受到了限制。如在凿井期间，井口竖立着凿井井架，由于受到工期的限制，施工方受到零占井工期的施工要求，即不能拆除凿井井架后再起立永久井架，而要在保留凿井井架，并且不中断凿井工作的情况下起立永久井架，这就给施工单位提出了一个需要解决的课题。在解决这个施工问题时，要考虑永久井架的高度和重量、施工方的起重能力、施工的质量、施工需要的时间等。超高高度、大重量的箱式钢结构永久井架的零占井工期的施工方法尚未得到解决，解决此问题将大大改进大型箱式钢结构永久井架起立施工的工艺，创造显著的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，能够在凿井施工期间不拆除凿井井架，不中断凿井工作。
解决上述技术问题的技术方案是一种在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，它将大型箱式钢结构永久井架以井架中心线分为两个扇面对称部分，把这两个部分分别组装在井口中线的对称两侧，然后将这两部分分别起立，在空中合拢，焊接顶部横梁和其它水平横梁，完成井架的起立；其具体步骤如下①浇注井架基础，并在基础上预埋起立井架所使用的铰链；②将大型箱式钢结构永久井架以井架中心线分为A斜撑和B斜撑两个对称部分，A、B斜撑的底端与铰链连接，按照A、B斜撑在地面的组装中心线和各段的位置从底端开始，逐段向上进行；③在凿井井口的一侧立起重塔，起重塔位于A斜撑与凿井井架之间；④利用起重塔起吊A斜撑至75°-85°，连接好A斜撑前后两侧的揽风绳；⑤放倒起重塔，然后用揽风绳牵引A斜撑至垂直位置，将A斜撑上的起吊滑车组与B斜撑的吊点连接；⑥利用A斜撑起吊B斜撑至接近垂直位置，用B斜撑背后的揽风绳拉好；⑦利用两斜撑各自背后的揽风绳，慢送A、B斜撑至设计位置合拢，找正后完成顶部连接部位的焊接；⑧安装AB斜撑之间的各个水平横梁及梯子、平台栏杆。
上述在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，所述起重塔为两座，它们在凿井井口的同一侧，分别位于A、B斜撑轴线连线的两侧，距离轴线等距，两起重塔中心连线与轴线垂直。
上述在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，所述放倒起重塔的步骤如下①利用起重塔和起吊滑车组将A斜撑起吊至与地面成75°-85°角时，停止起吊；②调整起重塔背后的揽风绳和A斜撑背后的揽风绳，使起重塔和A斜撑同时转动5°-15°，让A斜撑到达垂直位置，起重塔有5°-15°的倾斜；③解除起重塔背后的揽风绳，拆除起重塔顶部的导向滑车；④利用A斜撑背后的揽风绳和A斜撑向前牵引滑车组调整A斜撑，使之继续转动2°-4°；
⑤利用连接起重塔根部的吊车向A斜撑的一侧牵动起重塔根部，逐渐放倒起重塔。
上述在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，起吊A、B斜撑均采用250t滑车组，首先250t滑车组连接起重塔顶部和A斜撑起吊点，吊起A斜撑，放倒起重塔后将绑栓在起重塔顶部的250t滑车组牵引到B斜撑的吊点位置与B斜撑连接好，利用A斜撑吊起B斜撑。
采用这种方法，解决了在保留凿井井架、并且不中断凿井施工的情况下起立永久井架的难题，创造了大型箱式钢结构永久井架的零占井工期的施工先例，大大提高了大型箱式钢结构永久井架起立施工的工艺水平，创造了显著的经济效益和社会效益。
图1是本发明中A、B斜撑的地面位置示意图；图2是图1的俯视图；图3是本发明的A、B斜撑起立铰链示意图；图4是本发明的井架起立过程的a状态示意图；图5是本发明的井架起立过程的b状态示意图；图6是本发明的井架起立过程的c状态示意图；图7是本发明的井架起立过程的d状态示意图；图8是本发明的井架起立过程的e状态示意图；图9是本发明的放倒起重塔过程的a状态示意图；图10是本发明的放倒起重塔过程的b状态示意图；图11是本发明的放倒起重塔过程的c状态示意图；图12是本发明的放倒起重塔过程的d状态示意图；图13是本发明的放倒起重塔过程的e状态示意图；图中标号如下凿井井架1、起重塔2、A斜撑3、B斜撑4、铰链5、揽风绳6、揽风绳7、起吊滑轮组8、导向滑车9、牵引滑车10、吊车11
具体实施例方式
本发明是一种在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，它将大型箱式钢结构永久井架以井架中心线分为两个扇面部分，把这两个部分分别组装在井口中线的两侧，然后将这两部分分别起立，在空中合拢，焊接顶部横梁和其它水平横梁，完成井架的起立。
本发明的一个实例如下凿井井架1为四斜撑亭式井架，井架四斜撑根部跨距14m×14m，井架天轮平台高度21.9m，起重架顶面高度25m。凿井井架1以井筒中心线为中安装，在井口的南北两侧安装有凿井提升绞车和稳车。所要起立的永久井架为对面双提升亭式井架，井架自重近840t，井架的起重架上平标高+69.00m，四斜撑根部中心距为32.840×36.988m。该井架除梯子、平台为螺栓连接外，其余全部为焊接结构。施工方案为，将该井架以井架中心线为中可分为A与B两个扇面部分，每个扇面约重340t，组装时改变原来占用井口的组装方法，把这两扇面分别组装在井中线的对称两侧，如附图1、2所示。考虑到因起重塔2的位置距离两斜撑的距离不同，用起重塔2起吊A、B斜撑的受力也不同，吊装B斜撑4的受力超过现有设备的起吊能力。同时，如若全部用起重塔2起吊A斜撑3与B斜撑4，起重塔2应放在井架中间，给以后的拆除起重塔2造成困难。因此采用起重塔2起吊A斜撑3，然后放倒起重塔2，再用A斜撑3吊装B斜撑4的方法。
起吊前，准备工作如下浇注井架基础，并在基础上预埋起立井架所使用的铰链5。
将大型箱式钢结构永久井架以井架中心线分为A斜撑3和B斜撑4两个对称部分，A、B斜撑的底端与铰链5连接，按照A、B斜撑在地面的组装中心线和各段的位置从底端开始，逐段向上进行。
凿井井口的一侧立起重塔2，起重塔2位于A斜撑3与凿井井架1之间。
图4-8显示的是具体实施步骤
a.利用起重塔2起吊A斜撑3至80°，连接好B斜撑4侧的揽风绳6和A斜撑3侧的揽风绳7。
b.放倒起重塔2，然后用揽风绳6和揽风绳7牵引A斜撑3至垂直位置，牵引A斜撑3上的起吊滑车组8与B斜撑4的吊点连接。
c.用A斜撑3起吊B斜撑4至接近垂直位置，用B斜撑4背后的绷绳7拉好。
d.用两斜撑各自背后的揽风绳7，慢送A、B斜撑至设计位置合拢，找正后完成顶部连接部位的焊接。
e.安装A、B斜撑之间的各个水平横梁及梯子、平台栏杆。
在起吊过程中，需要放倒起重塔2。在放倒起重塔2的过程中，利用两座起重塔2将A斜撑3起吊到一定位置后，利用A斜撑3和起吊A斜撑3的250t起吊滑车组8把起重塔2放倒，其过程、顺序如附图9-13所示，各步骤如下a.利用起重塔起吊A斜撑至适当位置，在与地面成80°角时，停止起立，如A所示。
b.调整塔背后揽风绳7和A斜撑背后揽风绳7，使起重塔与A斜撑同时转动约10°。
c.解除塔背后揽风绳7，拆除起重塔顶部30t导向滑车。
d.利用揽风绳7和牵引滑车10调整A斜撑，使之继续转动2°-4°。
e.利用50t吊车11向外侧牵动起重塔根部，逐根放到起重塔。
在本实例的施工中，从基础预埋件的设置、铰链安装到构件组装中尺寸的测量均用全站仪进行最后校核，从而满足了A、B两斜撑合拢的尺寸要求。达到主要关键技术要求尺寸+53.05m、+59.55m，天轮平台的井架中心线的设计中心线误差仅为3mm的结果。
施工中还采用了粗直径长绳索配合三角板、多个小吨位滑车组代替大吨位滑车组、过长钢丝绳技术。本次施工的钢结构井架因高度、吨位均较大，在起吊A斜撑、B斜撑过程中的背后揽风绳按以往常规方法需要长度3000m的钢丝绳和大吨位的滑车组，采用本技术后充分利用了现有设备材料，从而节约了工程投资，降低了成本。
实际效果与价值该项工程各项技术指标均达到设计要求，实现了预期不占用井筒施工工期的目标。按占井工期13天计算，年产400万吨的矿井每一天的经济效益是相当可观的。一般该类井架的合理占井工期为30天左右，这样计算提前投产的经济效益就更大了。
因为该井架的起立是在凿井工程正在进行的情况下进行的，重量大，斜长高度又达70多米，施工难度非常大，成功的完成该项工程，推广该项工艺，有广泛的经济与社会效益。
权利要求
1.一种在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，其特征是它将大型箱式钢结构永久井架分为两个扇面部分，把这两个部分分别组装在井口两侧，然后将这两部分分别起立，在空中合拢，焊接顶部横梁和其它水平横梁，完成井架的起立；其具体步骤如下①.浇注井架基础，并在基础上预埋起立井架所使用的铰链[5]；②.将大型箱式钢结构永久井架分为A斜撑[3]和B斜撑[4]两个部分，A、B斜撑的底端与铰链[5]连接，按照A、B斜撑在地面的组装中心线和各段的位置从底端开始，逐段向上进行；③.在凿井井口的一侧立起重塔[2]，起重塔[2]位于A斜撑[3]与凿井井架[1]之间；④.利用起重塔[2]起吊A斜撑[3]至75°-85°，连接好B斜撑[4]侧的揽风绳[6]和A斜撑[3]侧的揽风绳[7]；⑤.放倒起重塔[2]，然后用揽风绳[6]和揽风绳[7]牵引A斜撑[3]至垂直位置，连接A斜撑[3]上的起吊滑车组[8]与B斜撑[4]的吊点；⑥.利用A斜撑[3]起吊B斜撑[4]至接近垂直位置，用B斜撑[4]背后的绷绳[7]拉好；⑦.利用两斜撑各自背后的揽风绳[7]，慢送A、B斜撑至设计位置合拢，找正后完成顶部连接部位的焊接；⑧.安装A、B斜撑之间的各个水平横梁及梯子、平台栏杆。
2.根据权利要求1所述的在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，其特征是所述起重塔[2]为两座，它们在凿井井口的同一侧，分别位于A、B斜撑轴线连线的两侧，距离轴线等距，两起重塔[2]中心连线与轴线垂直。
3.根据权利要求2所述的在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，其特征是，所述放倒起重塔[2]的步骤如下①.利用起重塔[2]和起吊滑车组[8]将A斜撑[3]起吊至与地面成75°-85°角时，停止起吊；②.调整起重塔[2]背后的揽风绳[7]和A斜撑[3]背后的揽风绳[7]，使起重塔[2]和A斜撑[3]同时转动5°-15°，让A斜撑[3]到达垂直位置，起重塔[2]有5°-15°的倾斜；③.解除起重塔[2]背后的揽风绳[7]，拆除起重塔[2]顶部的导向滑车[9]；④.利用A斜撑[3]背后的揽风绳[7]和A斜撑[3]向前牵引滑车[10]调整A斜撑[3]，使之继续转动2°-4°；⑤.利用连接起重塔[2]根部的吊车[11]向外侧牵动起重塔[2]根部，逐渐放倒起重塔[2]。
4.根据权利要求3所述的在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，其特征是起吊A、B斜撑均采用250t滑车组，首先250t滑车组连接起重塔[2]顶部和A斜撑[3]起吊点，吊起A斜撑[3]，放倒起重塔[2]后将绑栓在起重塔[2]顶部的250t滑车组牵引到B斜撑[4]的吊点位置与B斜撑[4]连接好，利用A斜撑[3]吊起B斜撑[4]。
全文摘要
一种在凿井期间起立大型箱式钢结构永久井架的方法，属于起重方法技术领域，提供了一种能够在凿井施工期间不中断施工，在凿井井口竖立起大型箱式钢结构永久井架的方法。技术方案是，将大型箱式钢结构永久井架分为A、B斜撑两个扇面部分，把这两个部分分别组装在井中线的对称两侧；在井口的一侧立起重塔，起重塔位于A斜撑与凿井井架之间；利用起重塔起吊A斜撑；放倒起重塔；利用A斜撑起吊B斜撑；利用揽风绳送A、B斜撑合拢，完成顶部连接部位的焊接。这种方法解决了不中断凿井施工的情况下起立永久井架的难题，大大提高了大型箱式钢结构永久井架起立施工的工艺水平，创造了显著的经济和社会效益。
文档编号E04H12/26GK1944920SQ200610102078
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月25日 优先权日2006年10月25日
发明者宋世宏, 张瑞, 张宝峰, 李岳, 姜经纬, 邢贵坡, 屈福民 申请人:唐山开滦建设(集团)有限责任公司