YHC換繩車在立井多繩摩擦式提升系統(tǒng)鋼絲繩更換工作中的應用

摘 要：近年來，由于煤炭市場的繁榮，礦井開采規(guī)模和井筒深度的較大增加，摩擦式提升系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中得到了廣泛應用。更換摩擦式提升系統(tǒng)鋼絲繩一直是一項人力投入大、有較大安全風險的工程，利用換繩車更換摩擦式提升系統(tǒng)鋼絲繩是對原有換繩工藝的革新，有較好的發(fā)展前景。文章介紹了利用YHC換繩車更換立井多繩摩擦式提升系統(tǒng)鋼絲繩的工藝及建議。

關(guān)鍵詞：換繩車；立井多繩摩擦式提升系統(tǒng)；鋼絲繩更換；應用

中圖分類號：TD534 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）12-0173-02

胡家河礦業(yè)有限公司是陜西彬長礦業(yè)集團下屬原煤生產(chǎn)單位之一，設(shè)計生產(chǎn)能力800萬 t/a，副立井井筒直徑8.5 m，深度560 m。安裝一臺JKMD-5X4（Ⅲ）E型多繩摩擦式提升機，最大提升速度9.42 m/s，提升最大高度538.2 m，提升鋼絲繩4根，規(guī)格6 V×43+FC1770SS（ZZ）18601180直徑54 mm，每根長度715 m，鋼絲繩單量11.8 kg/m；兩種規(guī)格的平衡尾繩，其中196×31ZBB PD8×4×191370 26201740型扁鋼絲繩2根，單重17.40 kg/m；166×26ZBBPD8×4×191370 18901260型扁鋼絲繩1根，單重12.60 kg/m，尾繩每根長度610 m；采用雙層大小罐籠提升，2013年10月第一次更換了提升鋼絲繩。

多繩摩擦式提升系統(tǒng)換繩是在停止提升情況下進行，影響礦井的正常生產(chǎn)。傳統(tǒng)換繩工藝一是存在井上井底多處作業(yè)，危險性高，二是需要一只有經(jīng)驗的專業(yè)隊伍和設(shè)備。該礦是新建礦井，缺乏有經(jīng)驗、有技術(shù)的機電職工，增加了換繩工作的難度。經(jīng)過考察論證引進了YHC換繩車順利的完成了副立井鋼絲繩更換。

1 YHC換繩車換繩準備工作及主要設(shè)備實施安裝

1.1 換繩方案確定

換繩方案包括確定施工設(shè)備設(shè)施位置、設(shè)備基礎(chǔ)澆注、井口導向輪組固定鋼梁設(shè)計安裝、井架上雙碼擇繩調(diào)換智能保護裝置等設(shè)備設(shè)施安裝以及工序制定等。

1.2 主要設(shè)備、設(shè)施安裝

①下天輪平臺安裝@TT型雙碼擇繩調(diào)換智能保護裝置。

②井口西側(cè)安裝2臺JH—20型回柱絞車，作為舊繩回收輔助牽引設(shè)備，減輕換繩車工作期間的拉力。

③井口東測安裝一臺JH—8型回柱絞車，作用是在井架內(nèi)牽引新繩。

④在井口北側(cè)井架上安裝導向輪組，新舊繩進出井架時起導向作用。

⑤換繩車位置布置在井口的北側(cè)廣場，是運送鋼絲繩的主要設(shè)備。

所有設(shè)備均采用混凝土基礎(chǔ)，提前施工。

1.3 設(shè)備檢查調(diào)試

為了確保換繩工作安全順利進行，設(shè)備安裝后必須進行工作狀態(tài)調(diào)試，并對施工設(shè)備設(shè)施進行檢查驗收，排除隱患。

2 換繩工藝

以更換1#、4#提升首繩為例，介紹如下。

2.1 停罐、卡繩、斷繩、翻繩

①小罐提至井口合當位置，關(guān)閉1、4#鋼絲繩張力平衡裝置截止閥，在楔形繩環(huán)上方用整體式長板卡卡住四根提升鋼絲繩。

②下放小罐，待長板卡稍低于卡繩梁生根梁上平面時停車；小罐側(cè)井口導繩輪旋轉(zhuǎn)就位、固定，并在小罐上方卡繩梁生根梁上安裝卡繩梁。

③在井口上方+3.9 m鋼梁上掛繩套、將手拉葫（位置與1、4#楔形裝置位置對應），關(guān)閉大罐上1、4#張力平衡截止閥后大罐下放。

④大罐在便于更換楔形繩環(huán)或張力平衡裝置位置下方1 m處停車。

⑤在小罐側(cè)的卡繩梁上安裝4臺卡繩器，卡牢4根提升首繩，每臺卡繩器上方打上一副板卡卡住鋼絲繩，并做好標記；同時在井口大罐上方井架梁上搭建拆裝楔形繩環(huán)工作平臺。

⑥雙碼擇繩調(diào)換裝置的機械手卡住大罐側(cè)2、3#鋼絲繩，上提罐籠1 m左右，1、4#鋼絲繩松弛，將1、4#鋼絲繩分離出調(diào)繩裝置機械手；新繩和引繩穿過換繩車及井口對應的導繩輪，利用JH—8型慢速絞車將新繩牽引至小罐側(cè)+

19.5 m截繩處。

⑦在小罐側(cè)+19.5 m處，用2副扳卡和φ18×1.5 m繩套連接小罐上1#舊首繩并向下拉緊。慢速絞車牽引1#新首繩繩頭到截繩處，用繩套將1#新繩舊繩連接牢固，慢速絞車繩頭與1#新首繩連接斷開。在連接處下方截斷1#舊繩，用U型繩卡連接1#新、舊繩頭，然后用慢速絞車將截斷的舊繩下放到（4#新舊首繩連接與1#程序相同）。

⑧施工人員在工作平臺上固定好1、4#楔形裝置，打開1、4#張力平衡截止閥并把張力平衡裝置拉至最長位置，在楔形繩環(huán)上方截斷1、4#鋼絲繩，拆除楔形繩環(huán)。

⑨將截斷的鋼絲繩穿過對應的大罐南側(cè)生根長鋼梁上2個φ500 mm導向輪，用大罐惻1#、4#舊鋼絲繩導向引出，用鋼絲繩卡子連接兩根舊繩與兩根引繩。在絞車房內(nèi)將絞車滾筒上2、3#鋼絲繩撥離出繩槽（撥離繩槽前絞車滾筒與鋼絲繩上做好標記）準備翻繩。

⑩調(diào)整放繩滾筒放繩阻力（收引繩單元體拉力不宜過4 T）。穿入新繩的換繩車單元體不夾持鋼絲繩，兩根引繩穿過換繩車兩個收繩孔與大罐惻1、4#舊鋼絲繩頭連接。開動換繩車收引繩、啟動收繩滾筒收繩。

絞車以不超過0.3 m/s速度下放大罐、翻繩，直至新繩通過上天輪、絞車滾筒、下天輪并到達井口大罐，翻繩工作完成。整個翻繩過程絞車房、天輪處均設(shè)留專人監(jiān)護。

2.2 1#、4#新繩與大罐連接

①在井口連接新繩與楔形裝置，用手拉葫蘆拉緊楔形繩環(huán)上方新繩。絞車滾筒與天輪之間新繩松弛度小于兩根舊繩松弛度，并使張力平衡裝置處于最長位置，否則，應反向開動絞車調(diào)整（新繩與楔形繩環(huán)連接期間，舊繩退出換繩車）。

②調(diào)繩機上提大罐側(cè)1、4#新繩（舊繩伸長量+新繩預計伸長量），拆除大罐側(cè)1、4#楔形繩環(huán)楔體，將1、4#繩調(diào)整至最短后繩與楔形繩環(huán)連接，連接完后舊繩退出調(diào)繩機；開動換繩車拉緊兩根新繩，直至絞車滾筒與天輪之間新繩松弛度稍小于兩根舊繩松弛度，然后將絞車滾筒上2、3#鋼絲繩撥進繩槽。

③敞開絞車盤形閘，調(diào)繩機下放大罐。當小罐側(cè)2、3#鋼絲繩卡繩器上方板卡向上移動100 mm左右時停止下放，關(guān)閉絞車盤形閘，繼續(xù)下放大罐，四繩完全受力退出調(diào)繩裝置，向大罐上1、4#張力平衡裝置油缸打壓，新繩張緊后關(guān)閉1、4#張力平衡裝置油缸截止閥，打開2、3#張力平衡裝置油缸截止閥。

④拆除大罐側(cè)工作平臺。在大罐楔形繩環(huán)上方安裝整體式四繩扳卡，卡住兩根舊繩與兩根新繩，并在四繩板卡上安裝無線視頻攝像裝置，并調(diào)整最佳觀察角度與位置。

⑤小罐側(cè)舊首繩通過井口導繩輪、換繩車，與收繩滾筒連接。

2.3 1#、4#新舊首繩交互對換

新舊繩對換過程絞車房、天輪、換繩車、井口及收放繩滾筒位置設(shè)專人負責，指揮人員在換繩車上指揮。

①換繩車拉緊4根舊繩、新繩，拆除井口4臺卡繩器上方4只鋼絲繩板卡。

②啟動換繩車、收繩車和絞車，慢速下放大罐，收舊繩的同時放新繩，實現(xiàn)新舊首繩交互對換。

③小罐楔形繩環(huán)上長板卡接近卡繩梁時，絞車停止運行。拆除井口小罐側(cè)卡繩裝置及整體式長板卡，繼續(xù)下放大罐上提小罐，小罐運行到方便拆卸楔形繩環(huán)位置時停車，換繩車緩慢松開兩根舊繩。

2.4 1#、4#新首繩與小罐連接

①用3 T手拉葫蘆將1、4#楔形裝置固定好，關(guān)閉2、3#張力平衡截止閥，打開1、4#張力平衡截止閥及張力平衡裝置總路截止閥。

②調(diào)繩機卡住大罐側(cè)1、4#新繩向上抽拉，當拉力達到兩根新繩重的1.5倍時停止。

③截斷小罐上1、4#舊繩，張力平衡裝置拉至最長位置，拆除1、4#楔形繩環(huán)。將換繩車內(nèi)兩根新首繩在井口截斷，與1、4#楔形繩環(huán)連接，連接后向1、4#張力平衡裝置油缸打壓，使新繩完全張緊。

④調(diào)繩機下放大罐，四繩受力后，撤出調(diào)繩裝置，打開各張力平衡裝置油缸截止閥，恢復提升系統(tǒng)，1#、4#兩根鋼絲繩更換完成。以相同的方法完成3、2#提升首繩更換。

3 換繩影響分析

這次換4根提升繩，從副立井停產(chǎn)到恢復生產(chǎn)，用時96 h，比計劃時間多了24 h，主要原因：

①工作人員以礦方為主，設(shè)備廠方人員協(xié)調(diào)指揮。施工人員對工藝、環(huán)節(jié)不熟練，整體配合不默契，環(huán)節(jié)銜接欠緊湊。

②設(shè)備故障影響較大。雙碼擇繩調(diào)換智能保護裝置工作時發(fā)生油管損壞、接頭漏油影響了8 h；1#卡繩器側(cè)襯板斷裂，在1#、4#更換后，鋼絲繩松弛4 m，無法緊繩，調(diào)繩工作用時16 h。

③鋼絲繩通過天輪、滾筒難度大，耗時長。新舊鋼絲繩連接采用三道54#U型繩卡通過滾筒和天輪時卡、拌地點多，造成了鋼絲繩松弛與絞車滾筒摩擦力減小、過繩困難；1#天輪為“固定天輪”，轉(zhuǎn)動阻力大，鋼絲繩松弛時過繩困難。這次1#、4#翻繩共計用時21 h。

④連續(xù)作業(yè)，施工人員極度疲勞體力透支，一定程度影響進度，也埋下了較大的安全隱患。

⑤導向輪組安裝基礎(chǔ)梁受力分析不準確，梁橫向受力考慮不足，收、放鋼絲繩時，導向輪組承受力方引起固定梁變形，加固鋼梁影響進度。

針對以上問題提出的建議：

①設(shè)備主要部件進行探傷消除內(nèi)部缺陷并現(xiàn)場適當備用易損件。

②可以采取新舊繩進行軟連接方式，避免翻繩卡拌現(xiàn)象，在天輪處安裝托繩裝置等方法，縮短翻繩時間。

4 結(jié) 語

換繩車更換摩擦式提升系統(tǒng)鋼絲繩繩是對原有換繩工藝的改進，較傳統(tǒng)換繩方法節(jié)省人員（井底無作業(yè)人員）、地面施工安全程度高、不損傷鋼絲繩、收舊繩與安裝新繩同時進行。通過提高設(shè)備性能優(yōu)化工藝可進一步縮短施工時間的特點。它必將在摩擦式提升系統(tǒng)鋼絲繩安裝、更換中得到廣泛應用。

上文論述了換繩車更換摩擦式提升系統(tǒng)首繩工藝，并對換繩工作中出現(xiàn)的問題提出了相應得改進意見，期望能對更換摩擦式提升系統(tǒng)鋼絲繩提供一定的幫助。

參考文獻：

[1] 胡寶銅，邵學敏，李緒強.胡家河礦副立井井筒凍結(jié)法施工技術(shù)研究[J].陜西煤炭，2010，（4）.