千米深井多繩摩擦提升機(jī)首繩更換工藝

董 佩，盧如意，陳定永，陳景振

（上海大屯能源股份有限公司，江蘇 沛縣 221600）

孔莊煤礦混合井井筒直徑8.1m，井深1083m，井筒布置主副提兩套提升系統(tǒng)，副提提升機(jī)滾筒直徑4m，井架高度64m，裝備一個(gè)1t礦車(chē)雙層4車(chē)4繩非標(biāo)罐籠和非標(biāo)乘人平衡錘，提升鋼絲繩型號(hào)為Φ44-6×36WS-FC，長(zhǎng)度為4×1370m／根，單位質(zhì)量為7.31kg／m。

1 換繩工藝的比較

1.1 舊繩帶新繩、井口收繩的換繩工藝

在施工中需要采用多臺(tái)穩(wěn)車(chē)。主要施工步驟如下：

步驟一：①新繩與舊繩逐步捆綁；②舊繩帶新繩至井底；③新繩下放完成（見(jiàn)圖1）。

步驟二：①引繩、翻繩后，舊繩與新繩逐步松綁；②新繩帶舊繩至井口；③舊繩回收完成；④換繩工作完成（見(jiàn)圖2）。

圖1 換繩施工步驟一（放新繩）

該工藝有以下缺點(diǎn)：①新繩與舊繩、繩卡之間會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)，損傷新繩；②人員長(zhǎng)時(shí)間在井筒內(nèi)作業(yè)；③新舊繩之間打繩卡、拆繩卡的工作較多，勞動(dòng)強(qiáng)度大；④井口需要棚罐；⑤間歇式收放繩，不能連續(xù)。

圖2 換繩施工步驟二（收舊繩）

1.2 舊繩帶新繩、井底收繩的換繩工藝

在施工中需要采用放繩裝置。主要施工步驟如下：①井口、井底容器都棚住；②新繩與舊繩首尾相連，在井底收舊繩；③舊繩回收完成的同時(shí)，新繩下放完成；④連接井口、井底首繩，換繩工作完成（見(jiàn)圖3）。

該工藝主要利用了放繩裝置，放繩裝置由移動(dòng)式送繩機(jī)構(gòu)和固定式卡繩機(jī)構(gòu)組成，兩機(jī)構(gòu)交替抓繩、松繩，步進(jìn)式放繩。

圖3 舊繩帶新繩、井底收繩

主要存在以下缺點(diǎn)：①換繩時(shí)提升繩全部解開(kāi)，完全由放繩裝置提升；②井上、井下均需要人員工作；③步進(jìn)式放繩，棚罐且需要打多副長(zhǎng)板卡。

1.3 先收舊繩后放新繩的換繩工藝

在施工中需要采用德國(guó)西瑪格換繩車(chē)。主要施工步驟如下：

步驟一：①井口容器A 棚住、井底容器B 摘掉尾繩；②井口換繩車(chē)把4根舊首繩和井底容器一起提至井口；③舊繩回收完成。

步驟二：①井口換繩車(chē)把4根新首繩和容器B一起放至井底新繩下放完成；②連接容器A 首繩和容器B尾繩；③換繩工作完成。

該換繩工藝存在以下缺點(diǎn)：①換繩時(shí)提升繩全部解開(kāi)，完全由換繩車(chē)提升；②井上、井下均需要人員工作；③井口需要棚雙罐，井底需要拆裝尾繩。

1.4 雙繩交互式換繩工藝

（1）雙繩交互式換繩施工步驟（見(jiàn)圖4）

雙繩交互式換繩工藝一次換2 根繩，換2 次，2 次引繩；使用YHC 型換繩車(chē)，收舊繩的同時(shí)放新繩，實(shí)現(xiàn)新舊繩同步對(duì)換。在換繩施工中需采用YHC 型換繩車(chē)，主要施工步驟如下：

步驟一：井底容器B側(cè)斷開(kāi)的2根舊繩進(jìn)換繩車(chē)。

步驟二：穿過(guò)換繩車(chē)的2根新繩與另一側(cè)的井口容器A 連接。

步驟三：開(kāi)動(dòng)提升機(jī)，容器B 上提、容器A 下放，換繩車(chē)同步收舊繩、放新繩。

步驟四；當(dāng)容器B提至井口時(shí)，舊繩回收完成，新繩也隨容器A 下放至井底，2根繩更換完成。

步驟五：再以同樣的流程更換另外2根繩，換繩工作完成。

（2）雙繩交互式換繩工藝的優(yōu)點(diǎn)

該換繩工藝相對(duì)以上3種換繩工藝主要有以下優(yōu)點(diǎn)：①換繩過(guò)程中始終保持至少2根提升繩不斷開(kāi)，保證提升系統(tǒng)安全；②提升機(jī)主動(dòng)、換繩車(chē)隨動(dòng)，保持提升系統(tǒng)張力不變，避免提升機(jī)張力超差，保證提升機(jī)運(yùn)行的安全；③換繩車(chē)無(wú)損夾持，且收放繩的過(guò)程中不再需要拆裝繩卡，減少了鋼絲繩的意外損傷，增加了鋼絲繩的安全；④全部在井上作業(yè)，且人工作業(yè)時(shí)間短，降低了人員井筒作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。

通過(guò)對(duì)以上換繩工藝的分析和比較，根據(jù)孔莊煤礦混合井副井的現(xiàn)狀，方案四雙繩交互式換繩工藝為最佳選擇方案。

2 換繩施工步驟及方法

2.1 更換2＃、3＃（中間2根）鋼絲繩

2.1.1 停罐、卡繩、斷繩

圖4 雙繩交互式換繩工藝設(shè)備布置

平衡錘上提至井口合適位置，關(guān)閉平衡錘上2＃、3＃鋼絲繩張力平衡裝置截止閥，下放平衡錘，平衡錘運(yùn)行至井底，罐籠上盤(pán)在便于更換楔形繩環(huán)或張力平衡裝置位置下方約1m 處停車(chē)；在平衡錘側(cè)已布置的卡繩基礎(chǔ)梁上安裝4臺(tái)卡繩器并卡牢4根提升繩；利用調(diào)繩裝置上提罐籠1 m 左右，中間2＃、3＃鋼絲繩松弛。將2＃、3＃鋼絲繩繩分離出調(diào)繩裝置機(jī)械手，同時(shí)已過(guò)換繩車(chē)的2根新繩及2根引繩分別進(jìn)入井口對(duì)應(yīng)的導(dǎo)繩輪；利用慢速絞車(chē)把2根新繩牽引至截繩處，截?cái)?＃、3＃舊繩。

2.1.2 翻繩

開(kāi)動(dòng)換繩車(chē)收2根引繩，啟動(dòng)收繩滾筒收繩。指揮絞車(chē)司機(jī)以爬行速度（不超過(guò)0.3m／s）開(kāi)動(dòng)絞車(chē)（絞車(chē)轉(zhuǎn)向?yàn)楣藁\下放），進(jìn)行翻繩。當(dāng)新繩通過(guò)下天輪、絞車(chē)滾筒、上天輪并到達(dá)井口罐籠，且留有能夠與楔形繩環(huán)連接的回頭長(zhǎng)度時(shí)翻繩工作完成，整個(gè)翻繩過(guò)程絞車(chē)房、天輪處分別留專(zhuān)人觀察。

2.1.3 2＃、3＃新繩與罐籠連接，舊繩進(jìn)換繩車(chē)

拆除罐籠側(cè)2＃、3＃楔形繩環(huán)或楔形繩環(huán)楔體，已翻至井口的新繩與楔形繩環(huán)連接，已放至井口的平衡錘側(cè)2根舊繩，通過(guò)井口導(dǎo)繩輪后，從換繩車(chē)前端進(jìn)入并從尾部吐出，然后與收繩滾筒連接。

2.1.4 2＃、3＃新舊首繩交互對(duì)換

①換繩車(chē)?yán)o2根舊繩與2根新繩，拆除井口4臺(tái)卡繩器上方4只鋼絲繩板卡，準(zhǔn)備進(jìn)入新舊首繩交互對(duì)換工作。

②啟動(dòng)換繩車(chē)收舊繩、放新繩，同時(shí)啟動(dòng)收繩滾筒收繩，開(kāi)動(dòng)絞車(chē)慢速（0.3m／s左右）下放罐籠。絞車(chē)開(kāi)動(dòng)過(guò)程中，換繩車(chē)和收放繩滾筒連續(xù)收舊繩、放新繩，進(jìn)入新舊首繩交互對(duì)換工作。

③當(dāng)平衡錘楔形繩環(huán)上方整體式長(zhǎng)板卡運(yùn)行到接近卡繩基礎(chǔ)梁時(shí)，提升機(jī)停止；拆除井口卡繩器、卡繩器基礎(chǔ)梁及懸掛裝置上方的整體式長(zhǎng)板卡，繼續(xù)下放罐籠上提平衡錘，直至平衡錘運(yùn)行至容易拆裝其楔形繩環(huán)位置時(shí)停車(chē)。

2.1.5 做平衡錘側(cè)懸掛

4繩調(diào)繩裝置卡住罐籠側(cè)2＃、3＃新繩，并向上抽拉，當(dāng)抽拉力達(dá)到2根新繩自重加罐籠自重一半時(shí)停止；截?cái)嗥胶忮N上2＃、3＃兩根舊繩，換繩車(chē)內(nèi)2根新繩在井口留住并計(jì)算出預(yù)留連接長(zhǎng)度后截?cái)啵缓笈c2＃、3＃楔形繩環(huán)連接，連接后向2＃、3＃張力平衡裝置油缸打壓，直至新繩完全張緊。

2.2 更換1＃、4＃（外側(cè)2根）鋼絲繩

1＃、4＃鋼絲繩的更換，與步驟與上相同。

3 結(jié)語(yǔ)

采用雙繩交互式換繩工藝以后，大大縮短了換繩時(shí)間，減少了人員配置，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了換繩效率，安全、高效地完成了千米深井的換繩任務(wù)。

〔1〕李啟明.煤礦機(jī)械檢修工藝學(xué)〔M〕.北京：煤炭工業(yè)出版社，1991.

〔2〕李福國(guó).礦井提升與運(yùn)輸〔M〕.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2010.

〔3〕顧永輝.煤礦電工手冊(cè)（第二分冊(cè)）礦井供電（上）〔M〕.北京：煤炭工業(yè)出版社，1997.