一种矿山竖井设备下放通过性分析方法及装置技术领域
本发明涉及矿山竖井施工技术领域，具体地，特别涉及一种矿山竖井设备下放通
过性分析方法及装置。
背景技术
矿山竖井设备安装是矿山基础性建设的最后环节。矿山井巷起重技术因其自选环
节过多而复杂于一般的地表起重，因其单项针对性强而又异于大多的地表吊装，因其危险
性大、责任重而异于其它安装环节。在矿山竖井设备下放过程中，大件设备由竖井向平巷转
运过程是整个下放过程中一个极其重要的环节，对其通过性的分析决定着所下放设备的尺
寸和下放过程的成败。
在传统的矿山竖井设备下放过程中，往往是凭经验来判断能否通过竖井转入平巷
的过程，此种方法只能靠经验判断设备能否下放成功，容易出现偏差，施工效率低，不能对
设备下放过程进行通过性分析，进而预知能否一次性下放成功。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种矿山竖井设备下放通过性分析方法及装
置，对设备下放过程进行通过性分析，进而预知设备能否一次性下放成功，提高施工效率。
为了实现上述目的，本发明的一个方面，提供一种矿山竖井设备下放通过性分析
方法，包括：将设备简化为长方体结构，获取简化后设备的几何尺寸；根据简化后设备的几
何尺寸，计算井筒的等效直径、马头门的等效高度和设备的等效长度；根据井筒的等效直径
和马头门的等效高度，获取允许通过的设备最大长度；判断设备的等效长度与允许通过的
设备最大长度的大小关系，若设备的等效长度大于允许通过的设备最大长度，则设备不能
下放通过，若设备的等效长度小于或等于允许通过的设备最大长度，则设备可以下放通过。
为了实现上述目的，本发明的另一个方面，提供一种矿山竖井设备下放通过性分
析装置，包括：设备尺寸简化单元，将设备简化为长方体结构，获取简化后设备的几何尺寸；
等效尺寸计算单元，根据简化后设备的几何尺寸，计算井筒等效直径、马头门等效高度和设
备的等效长度；获取单元，根据井筒等效直径和马头门等效高度，获取允许通过的设备最大
长度；判断单元，判断设备的等效长度与允许通过的设备最大长度的大小关系，若设备的等
效长度大于允许通过的设备最大长度，则设备不能下放通过，若设备的等效长度小于或等
于允许通过的设备最大长度，则设备可以下放通过。
本发明的技术效果：通过将三维尺寸的设备简化为简单的长方体结构，以及对相
关尺寸进行等效处理，获取设备从竖井转入平巷的下放过程中允许通过的设备最大长度，
提前预知设备能否下放成功，为事先采取措施提供了依据。本发明相比于以往靠经验判断
设备能否通过竖井转入平巷，提高了准确率，进而提高施工效率。
附图说明
图1是井筒等效直径示意图；
图2是马头门等效高度示意图；
图3是设备等效长度示意图；
图4是允许通过的设备最大长度示意图；
图5是本发明所述矿山竖井设备下放通过性分析装置的一个实施例的构成框图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在
不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例
进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。
下面结合附图来详细说明本发明的实施例。
本发明所述矿山竖井设备下放通过性分析方法，包括：
将设备简化为长方体结构，获取简化后设备的几何尺寸，以便将复杂的设备几何
形状转化为简单的几何模型进行处理，使本发明所述方法适用于多种设备下放通过性分析
的情况；
根据简化后设备的几何尺寸，计算井筒的等效直径、马头门的等效高度和设备的
等效长度；
根据井筒的等效直径和马头门的等效高度，获取允许通过的设备最大长度；
判断设备的等效长度与允许通过的设备最大长度的大小关系，若设备的等效长度
大于允许通过的设备最大长度，则设备不能下放通过，若设备的等效长度小于或等于允许
通过的设备最大长度，则设备可以下放通过。
简化后的设备4为长方体结构，设备4具有一定宽度，而井筒1为圆形，在下放过程
中，直径单一方向上的直径尺寸无法满足设备二维尺寸的要求，也就不能直接用于验算。具
体地，如图1所示，以设备4的宽度和设备4吊起后投影长度方向的对角线尺寸作为井筒1的
等效直径，其中，D1为井筒1的实际直径，单位m，D为井筒1的等效直径，单位m。
设备4具有一定宽度和高度，而马头门2的顶板为弧形，所以不能以顶板最高点高
度作为马头门2的计算高度。具体地，如图2所示，以设备4两侧的宽度线与马头门2顶板的交
点连线的高度作为马头门2的等效高度，其中，H1为马头门2的顶板最高点高度，单位m，H为
马头门2的等效高度，单位m。
设备4在从井筒1转入平巷3的过程中，由于设备4具有一定高度，所以不能以其实
际长度作为计算长度。具体地，如图3所示，以设备4的长度和高度方向的对角线尺寸作为设
备的等效长度，其中，L1为设备4的实际长度，单位m，L为设备4的等效长度，单位m。
如图4所示，将井筒1和平巷3的三维尺寸均转化为简单的单一尺寸进行处理，则根
据井筒1的等效直径D和马头门2的等效高度H，获取允许通过的设备4的最大长度的方法，具
体为：
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令l′＝0，得：![]()
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D(sin x)3-H(cos x)3＝0
D(tan x)3-H＝0
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在设备4由井筒1转入平巷3的过程中，允许设备4通过的空间长度必然存在一个最
小值，当![]()
时，l达到最小值lmin，则Lmax＝lmin。
其中，l为允许设备通过的空间长度，单位m，D为井筒的等效直径，单位m；H为马头
门的等效高度，单位m；x为设备与平巷的夹角，单位度；l′为l的导数；lmin为l的最小值，单位
m；Lmax为允许通过的设备最大长度，单位m。
本发明的另一个方面，一种矿山竖井设备下放通过性分析装置，包括：
设备尺寸简化单元100，将设备简化为长方体结构，获取简化后设备的几何尺寸；
等效尺寸计算单元200，根据简化后设备的几何尺寸，计算井筒等效直径、马头门
等效高度和设备的等效长度；
获取单元300，根据井筒等效直径和马头门等效高度，获取允许通过的设备最大长
度；
判断单元400，判断设备的等效长度与允许通过的设备最大长度的大小关系，若设
备的等效长度大于允许通过的设备最大长度，则设备不能下放通过，若设备的等效长度小
于或等于允许通过的设备最大长度，则设备可以下放通过。
本发明相对于传统凭经验来判断设备能否顺利通过竖井转入平巷的过程，提高了
准确率，进而提高施工效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人
员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、
等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。