煤礦塔式主井提升鋼絲繩更換施工安全質量技術研究

鄧亞東

（平煤股份一礦，河南 平頂山 467000）

摩擦式提升機因提升能力強、提升高度高、提升速度快、電動機功率消耗低、使用安全可靠等優(yōu)勢，在地下礦山開采中的應用越來越多。摩擦式提升機依靠提升鋼絲繩與摩擦輪襯墊間的摩擦力帶動提升容器在井筒中運行。鋼絲繩在運行中承受拉伸應力、扭轉應力、彎曲應力、接觸應力，以及各種沖擊載荷的綜合作用，同時受到井筒中淋水、潮氣的影響，使鋼絲繩產(chǎn)生斷絲、縮徑、銹蝕等損傷。當損傷超過標準規(guī)定時，就需要報廢或更換。提升鋼絲繩的使用壽命受多種因素的影響，需要綜合考慮礦井提升系統(tǒng)設計以及使用過程中的維護保養(yǎng)等方面的因素，以改善鋼絲繩的作業(yè)條件和受力狀況，達到延長使用壽命的目的。

一、鋼絲繩使用狀況介紹

某礦區(qū)煤業(yè)集團目前有12對生產(chǎn)礦井，在用64套摩擦式提升機。使用的立井摩擦式提升機鋼絲繩有國產(chǎn)的和進口的，進口鋼絲繩主要為英國、德國、南非等國企業(yè)生產(chǎn)，國產(chǎn)鋼絲繩為中美合資、中英合資企業(yè)生產(chǎn)；從結構上以三角股和圓股鋼絲繩為主。近年來隨著新建礦井深度的增加，從800m到1000m，提升循環(huán)次數(shù)大幅降低，一般在15萬次。單臺車年提升量在300萬t以上的礦井，鋼絲繩的使用壽命維持在一年左右，一個捻距內斷絲10根左右，達到6%，后期發(fā)展較快且有銹蝕，一般達不到合同約定的30萬次。

二、施工技術方案

（一）施工方案

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，確定更換首繩施工方案如下：在井口房內套架北側鋪設鋼板，用于支放繩盤架及保護地磚。將新繩盤連同繩盤架利用叉車叉運至鋼板上并進行固定。施工時新繩頭由井口向上第一層套架梁下方進入套架內，利用雙環(huán)結將新繩頭與舊繩連接，利用舊繩帶動新繩向上依次經(jīng)過導向輪、滾筒，再次到達井口，將新繩與舊繩分開并將新繩鎖在套架上。提升南側箕斗到井口位置，通過做臨時繩頭的方法將新繩頭與南側箕斗固定在一起，運行提升機，用舊繩帶動新繩下放。南側箕斗到井底后，用首繩起重裝置鎖住舊首繩，做北側箕斗永久繩頭。新、舊繩負荷轉換后，上提南側箕斗，利用新繩帶動舊繩，在井口北側回收舊繩。南側箕斗到井口后，利用座卡鎖住北側箕斗四根新首繩，利用首繩起重裝置上提南側箕斗后，拆除新繩臨時繩頭及對應舊繩頭，做南側箕斗新繩永久繩頭，下放南側箕斗回收剩余舊繩。最后運行調試，回收施工工器具，清理施工現(xiàn)場。

（二）提升系統(tǒng)合理設計

新建礦井要進行科學合理的設計，主要應注意以下方面。(1)條件允許時，采用較大的D/d比、較小的襯墊比壓，降低提升鋼絲繩彎曲應力和接觸應力。(2)采用井塔式提升機時，摩擦輪與導向輪中心高差宜在0.5~1.0倍提升速度值或200~400倍提升鋼絲繩直徑范圍內合理選取(按兩種方法下限計算出的較大值和按兩種方法上限計算出的較小值之間，合理取值)，減緩正反向彎曲對提升鋼絲繩的疲勞破壞[5]66-96。(3)在滿足防滑計算要求的前提下，在摩擦輪上提升鋼絲繩采用較小的圍抱角，降低提升鋼絲繩彎曲疲勞程度。

（三）日常維護管理

對井筒堿性出水進行治理。通過對井筒外圍進行注漿，封堵水源，同時對少量出水通過引水槽，將水引至井下，降低堿性水質對鋼絲繩的腐蝕。驗繩時發(fā)現(xiàn)斷絲一定要進行處理，防止斷絲經(jīng)過天輪、滾筒時因擠壓造成新的斷絲，而迅速演化成斷股。防止鋼絲繩銹蝕要定期涂油。在鋼絲繩使用后期，如有銹蝕現(xiàn)象要及時進行涂油(增摩脂)，減緩銹蝕速度。及時進行竄繩或降低加減速度。當某1根主繩斷絲明顯或比其他繩斷絲量增多時，可能是斷絲量多的鋼絲繩受力過大，可適當對其提升繩進行調整，使4根繩受力均勻。鋼絲繩斷絲情況發(fā)展較快，通過降低加速度，并減少一次提升量，可有效遏制斷絲快速發(fā)展。調整電控與閘控配合，使閘控在監(jiān)測到提升機達到停車位置，運行速度為零時驅動液壓抱閘機構準確施抱，消除因電控、閘控配合不合理，造成施閘時提升機運行速度不為零，而對鋼絲繩產(chǎn)生沖擊。變化停車位置。當提升機長時間不運行時，其停車位置不要固定在某一處，要適當變換停車位置，避免鋼絲繩最大受力點始終固定在某一段。

（四）施工質量技術措施

（1）所有施工前準備工作，必須在施工前一天完成，并將完成情況向施工總負責人匯報。施工所用的設備、工具、配件、材料等提前備齊，并認真檢查核對后運至施工現(xiàn)場。（2）施工前指定專人對起吊或緊固用的手拉葫蘆、鋼絲繩套、鋼絲繩夾等安全、制動裝置等進行全面細致檢查，確認無問題后方可使用。（3）施工現(xiàn)場照明亮度要充足，照明、電動工具等用的電纜要吊掛整齊，以不妨礙現(xiàn)場施工為原則。（4）帶新繩時，必須派1名專人監(jiān)視新繩、舊繩的運行情況，防止新舊繩纏繞，若鋼絲繩發(fā)生扭結和其他異常現(xiàn)象，立即停車處理。（5）提升機運行時，在滾筒及導向輪處安排專人觀察鋼絲繩入槽情況，嚴防擠傷新鋼絲繩。（6）看護鋼絲繩盤的施工人員要時刻警惕不得使繩盤轉動太快，以免使繩盤脫盤，造成鋼絲繩損傷或跑繩現(xiàn)象。（7）制作新繩臨時繩頭時，嚴格按照相關要求打設繩卡，繩卡在使用前必須進行檢查，嚴禁使用有缺陷、銹蝕嚴重的繩卡，繩卡規(guī)格必須與鋼絲繩匹配。（8）新鋼絲繩在截取前要認真計算并確認準確，防止繩過長或過短，影響施工質量及進度。（9）因施工需要所作的各種標記，必須清楚可靠，不得錯位。

結語

通過對煤礦主井提升鋼絲繩更換施工安全技術的研究，分析了施工技術、施工組織形式、施工步驟以及施工質量技術措施，研究對礦井安全生產(chǎn)提供了有力的保障。