井筒臨時提升期間起吊大型箱型鋼結構井架施工技術

摘要：結合謝橋礦矸石井井架安裝實例，針對施工現場特殊和障礙物影響，采用雙桅桿并聯使用、翻轉和倒桿操作相結合方式介紹井架施工工藝，謝橋礦矸石井井架安裝方法創新，做到井架與臨時提升同時進行，保證了施工安全，確保了工期。

關鍵詞：鋼結構井架 雙桅桿并聯 翻轉吊裝 創新

1 工程概況

謝橋礦矸石井為纏繞式絞車臨時提升系統，已使用15年，隨著礦井產能提升和礦井采場向深部延伸，臨時提升系統不能滿足要求，需改為箱型永久鋼結構井架和落地式摩擦多繩提升機提升系統。根據改造順序，先安裝箱型永久鋼結構井架，井架高67.8m，重約570t。井架設+52.1m、+58.6m天輪平臺，以及+68.0m井架頂部平臺。主副斜架跨距為27m*27m。主、副斜架及平臺截面為箱形體結構。而矸石井周圍永久建筑多，施工空間有限，施工場地極為復雜。

2 現場特點及總體施工工藝

2.1 工程特點：矸石井井架施工條件與新建礦井不同，一是應減少影響臨時提升系統提升，減少跨越臨時鑿井井架施工。二是矸石井周圍是礦車運輸主干道，應減少影響軌道運輸。三是矸石井周圍廠房車間多，要保持車間正常生產。四是矸石井周圍只有北側有有限施工空間，在礦車軌道運輸環形道內。而南北只有98m空間，東西只有102m空間。

2.2 總體施工工藝：針對施工現場復雜條件，結合井架結構特點，將井架分為主斜架（重386t，高68m）副斜架（重184t，高56m）兩吊裝單元，在井口北邊施工場地距井口中76m，沿東西方向組對吊裝兩座52m桅桿，用桅桿將主斜架吊裝至45°后，然后用桅桿倒桿扳吊將主斜架吊至60°至63°左右。再利用設在主斜架頂部1套繩鎖具，即起吊副斜架起吊繩，將主斜架吊裝至85°左右即設計位置。最后將副斜架吊裝到位。

3 井架安裝施工工藝

3.1 桅桿選擇和豎立創新

3.1.1 站位選擇：一般吊裝井架桅桿站位在主斜架基礎附近，為保證桅桿安全豎立，以桅桿站位點為圓心，以R≥50m為半徑范圍內設纜風繩。結合現場條件，如桅桿站在主斜架基礎旁，桅桿南側纜風繩和主纜風繩要跨越臨時鑿井井架、提升機主提升繩、軌道等。根據現場北側場地尺寸只有將桅桿布置在主斜架腿外側，距主斜架基礎中心線向北方向50m位置。桅桿主纜風繩一端在副斜井基礎上，這樣桅桿主輔纜風繩均不跨越矸石井臨時井架等。

3.1.2 高度選擇:桅桿應滿足兩個要求。一是用桅桿將主斜架抬頭至45°，然后倒桿將主斜架吊裝大于60°，這樣吊裝副斜架繩索繼續扳吊主斜架時副斜架基礎受力小，同時吊裝副斜架繩索受力后在鑿井井架上方壓不住提升繩。二是桅桿應盡量高，且組對時不超過環形軌道。綜合上述因素桅桿規格為：兩根斷面尺寸為1.6m×1.6m、高度為H=52m、主肢角鋼為∠200×200×20角鋼格構式金屬桅桿并聯使用。

3.1.3 桅桿組對：根據現場情況，桅桿沿東西方向組對頭部向西，先組對1#桿后組對2#桿。組對后將吊主斜架的機索具和起吊桅桿的鎖具布置在桅桿上。

3.1.4 1#桅桿豎立：1#桅桿豎立除自身纜風繩外另增加2根臨時纜風繩，桅桿豎立時，用100t汽車吊將桅桿抬頭與地面的夾角≥30°，再用兩臺穩車將其扳起。起吊滑車組為H80×5D，滑車組跑繩為一根 L=1000m φ28-6×37-1570。跑繩為雙出頭，滑車上拖拉繩為一根L=140m φ56-6×37-1870(雙股)鋼絲繩。

3.2 井架吊裝工藝

3.2.1 主斜架地面組對：主斜架組對從基礎鉸鏈處向頭部進行，組裝前先測出井筒中心線、基礎中心線、絞鏈中心線及標高，再放出斜架組裝位置中心線及構件位置標高，確定組裝高度架好道木垛子。構件用吊車配合進行，組裝各接頭用手拉葫蘆及千斤頂等進行調整。井架組裝中心線位置以井架中心線為基準，用全站儀等測量偏差。

3.2.2 副斜架組裝：副斜架腿構件同樣從基礎鉸鏈處向頭部進行，井架平臺方向朝上。組裝方式同主斜架，為不影響臨時提升，副斜架組裝在主斜架起吊到位后進行。此種方式可以減少占用井口時間，但井架吊裝需延長7天。

3.2.3 井架吊裝工藝過程

①主斜架吊裝：采用二根52m桅桿旋轉法整體扳吊，吊裝采用1套12－11走22雙出頭跑繩的滑車組。即上滑車為（4H50×2w+2H20×1KL+2H32×1KL），下滑車為（4H50×2W +4H20×KL），每組滑車跑繩為L=1600m φ36－6×37-1870鋼絲繩。滑車組采用雙出頭，跑繩從桅桿頂引下經導向滑車（H20×1L）引向兩臺16t鑿井穩車。為了平衡對桅桿的力，桅桿設了兩套主纜風繩，主錨點設在副斜腿上。將主斜架吊到30°后，再利用桅桿主纜風繩將桅桿倒桿至21°，這樣將主斜架扳吊至45°。再次啟動另兩鑿井穩車將主斜架吊到48°，然后再次倒桿至23°將主斜架扳吊至51°。

②利用副斜架基礎為錨點和起吊副斜架繩索，將主斜架扳吊至95°，上滑車組為2H32×1KL +4H50×2w+2H20×1KL，掛在主斜架頂部。下滑車組為4H50×2w+2H20×1KL，設在副斜架頂部，跑繩為一根L=3200m鋼絲繩，中間設平衡滑車。

③主斜架吊到95°時會因自重產生回轉力矩繼續向副斜架方向傾到，為此主斜架上設1套溜繩[（4H50×2w+1H20×1KL）+（4H50×2w）]進行溜放，將主斜架溜放到設計角度。

3.2.4 副斜架吊裝：副斜架利用主斜架整體扳吊。起吊滑車組為起吊主斜架滑車組。副斜架旋轉到85°左右時，會依靠副斜架自重產生回轉力矩繼續向主斜架方向旋轉，因此副斜架須設后2套H32×3D后留滑車，上段拖拉繩為L=100m二股φ43－6×37-1870鋼絲繩。下段滑車繩為L=500m φ24-6×37-155鋼絲繩。副斜架吊裝總重量為184t，重心距斜腿根部旋轉絞鏈中心的距離為35.0m，總起吊長度為58.5m。

3.3 井架吊裝施工技術創新

3.3.1 平衡技術應用

大型構件或設備吊裝時，為滿足吊裝要求使用二套及以上起吊滑車組，因此應考慮兩套吊裝受力系統受力平衡，以避免某一個受力系統超負荷而產生安全問題，從而引起構件平面扭曲變形。本井架吊裝為解決井架吊裝時受力平衡，在主纜風繩上采用了平衡板技術。副斜架吊裝為解決吊裝平衡，在起吊滑車組裝置上設置平衡滑車，使平衡輪兩邊滑車組受力基本一致。

3.3.2 絞鏈設置位置與構造件的改進

在翻轉起吊設備中，一般安裝翻轉支撐鉸鏈。井架安裝過程中，斜架翻轉鉸鏈一般設在主斜架正前方，這種結構形式鉸鏈受力最大，鋼構件承受彎距，各部應力較大，矸石井架施工鉸鏈設計在主斜架底板位置，在斜架受力最大位置時，鉸鏈承受力為壓應力，從而改善了斜架在吊裝過程中受力狀態，保證了施工吊裝過程中安全。

3.3.3 井架吊裝工藝創新

井架吊裝施工現場為臨時鑿井井架提升，以及工廣礦車軌道運輸，為減少施工對臨時提升和對工廣運輸影響，采取桅桿站位在主斜井頭部位置，將主斜井吊裝至≥60°，利用副斜架吊裝鎖具和基礎錨點相結合，通過一系列輪系將主斜架吊裝至設計位置。這種井架吊裝工藝創新，減少了井架起吊對臨時提升影響，對井架的安全起吊起到了決定的作用。

4 結語

謝橋礦矸石井井架安裝工程，采用該吊裝工藝，一次性的節省工期8天，針對井架在現場條件跨越鑿井井架的特點，吊裝采用了雙桅桿并聯使用，分片整體旋轉法扳吊與桅桿倒桿操作相結合等施工工藝。該施工工藝安全可靠、操作方便、占用井口所用的施工工期大幅度縮短、質量得到保證，為礦井生產取得了好的經濟效益。