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基于ANSYS的立井井筒管路托管梁力学分析
发布日期:2018-01-08  来源:力学与实践   浏览次数:32
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立井井筒是是煤矿井下通往地面的主要通道,承担着提升物料及人员、矿井通风和排水、井下压缩空气及注氮输送重要功能。立井井筒管路的布置及梁的设计关系到井筒其它装备的摆放,对确保井下人员及设施的安全起到至关总要的作用。托管梁截面选取太小则无法满足力学要求,截面太大不仅笨重而且有悖于经济合理原则。本文以某矿井副立井井筒管路布置最底层最危险面托管大梁为模型,运用ansys有限元软件进行分析,直观地反映出应力及应变分布规律,通过对比传统选梁方法,结果更直观,为设计和施工提供了参考依据。


图1 副立井井筒管路布置平面图
1 梁的布置
矿井绝对标高+678.300m,管子道绝对标高+202.000m,马头门绝对标高+188.000m。井筒内共设6趟管路,D377×14排水管路3趟,D219×6压缩空气管路1趟,D219×8消防洒水管1趟,D159×7设备用水管1趟,管路布置平面图如图1。
因考虑井筒较深,管路较多,该矿井共设四组大梁,每组大梁三根组合H型钢。最底层托管梁立面图如图2,已知最底层中间梁为最危险梁,本文仅就此梁分析其受力情况。

图2 最底层托管梁局部立面图
2 受力分析
根据《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》相关规定,排水管路梁的载荷需考虑永久载荷、可变载荷以及水锤力的作用,消防洒水管路水流自上到下,因此可以忽略水锤力的作用。
2.1永久载荷标准值
永久载荷标准值需考虑支撑梁自重、相应管路段管子和连接件以及防腐蚀材料自重,本文将连接件及防腐蚀材料自重折合为1.2的系数。

2.2水柱重标准值


2.3温度变化标准值
考虑矿区自然条件以及井下特殊环境,取温差6度计算。
 
 
 
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