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。