礦用多繩摩擦式提升機換鋼絲繩技術研究

武 琳

（晉能控股煤業集團同家梁礦，山西 大同 037025）

引言

通過分析煤礦安全規程可以發現，煤礦用摩擦輪鋼絲繩的使用時間不能超過2 年，而相應的平衡鋼絲繩的使用時間少于4 年。由此需要及時更換鋼絲繩。對于YHC型換繩車而言，其主要應用于摩擦提升繩的專用更換設備，不僅可以由垂直容器一側更換鋼絲繩，而且可以從進出罐的方向更換鋼絲繩。在首繩張力不變的狀態下，可以開展新舊首繩同時更換。

1 傳統換繩工藝主要流程

1）可以在井底搭建平臺穩罐，同時在其頂部設置兩層平臺，主要有如下幾個方面的功能：割斷舊首繩；安裝分繩器；連接新繩[1]。罐籠底部井架上鋪設2根400 mm 工字鋼，這時可以由工作人員緩緩操作提升機，同時需要將主罐放在工字鋼上方，圖1 表示多繩摩擦式提升機更換首繩。

圖1 多繩摩擦式提升機更換首繩圖

2）可以在原有的過卷裝置平臺構建新的平臺，從而實現井口搭架、掛罐以及相應的所繩，通常可以設置四個5 t 倒鏈罐在第五層橫梁的鋼絲繩上，從而能夠將舊繩鎖緊。同時可以在井口井架第四層橫梁位置設置搭建平臺，一般可以在兩根橫梁位置設置6 個10 t 倒鏈，接著可以拉動10 t 倒鏈，圖2 表示相應的井底搭設平臺穩罐圖。

圖2 井底搭設平臺穩罐示意圖

一般需要在第五層橫梁位置設置平臺，這樣便于操作人員割舊繩以及將新繩連接起來。

3）當已經完成井底割舊繩平臺的搭建，可以完成井底割斷首繩。

4）井口鎖繩以及割舊繩架上罐籠位置的鋼絲繩以及相應的提升機位置所指的鋼絲繩。在井口位置更換裝置，通常首先借助換繩裝置更換繩子，然后通過設置在墻上的繩孔，將其送入到井口房內。一般可以采用Φ45 mm的繩卡進行連接，等到連接完成之后能夠拉動5 t的倒鏈，這樣能夠將舊首繩設置在松弛的狀態，同時需要選用楔形裝置將繩固定，最終可以選用氧氣乙炔對鋼絲繩進行切割[2]。

5）當已經割斷了四根鋼絲繩后，可以在井口位置下方繩子，同時需要設置兩個工人沿著梯子，并且需要與鋼絲繩同步下滑至井底罐籠頂部，工人需要切割鋼絲繩頭，并且將其放置到井底車間。

6）當新繩到達井底后，可以設置一個井底繩頭，接著在設置衣蛾井口繩頭。

2 傳統換繩工藝流程中出現的問題

1）經過工程實踐發現，傳統換繩工藝相對繁瑣，與此同時在換繩的過程中，至少需要25 個人參與；

2）操作人員進行作業時，需要將模板設置在3、4 以及井底平臺上，與此同時必須對平臺進行反復拆除以及搭建，假如井底平層高度達到了290 m，那么將出現高空作業不安全的問題；

3）在進行工藝準備的過程中花費較多的時間以及收舊繩子時間較長，與此同時在井底對繩進行切割時，需要借助燒焊進行作業；

4）在對首繩進行更換時，相關人員必須借助副斜井進行上下井作惡，由于副斜井長度往往在800 m左右，因此將導致工作人員額外花費2 h的時間，與此同時對材料的運輸也構成一定的影響，因此給煤礦作業帶來一定的安全隱患。

3 借助換繩車的換繩工藝優化

在多繩摩擦提升機上面設置由四根首繩，通常需要更換1 號、4 號首繩，最后在對2 號、3 號首繩進行更換。

3.1 設置換繩車，調整主罐位置

圖3 表示換繩車就位示意圖。首先把主罐提高到井口位置，接著調整各個油罐，并將伸出距離為200 mm，最后關閉設置在鋼絲繩張力裝置上的截止閥。

圖3 換繩車就位示意圖

3.2 連接引繩，斷副罐舊繩

通過分析如圖4 所示的連接引繩示意圖可以發現，首先將主罐下放到井底，同時下放副罐到合適的位置，這時可以完成停車。其次，將平衡油缸伸出20 mm，同時需要將設置在副罐鋼絲繩張力平衡裝置的截止閥置于關閉狀態。同時可以把引繩借助換繩車替換相應的舊繩，在進行緊固連接時，可以借助6 副鋼絲繩進行更換。借助換繩車開始下放引繩，同時提升絞車能夠以0.2 m/s 提升副罐到井口位置。一般情況下對于主罐側鋼絲繩往往可以借助卡繩裝置將其卡住，而對于副罐側鋼絲繩而言，可以借助鋼絲繩張力平衡裝置油壓實現，從而能夠進行保證鋼絲繩松弛[3]。

圖4 連接示意圖

3.3 收引繩

在收引繩時，根據換繩車上面的系統壓力，可以實現持續收緊引繩的效果，從而可以開動提升機將主罐提升上去。假如舊繩與引繩連接點運動到導向輪前端時，可以停止運行，同時可以借助卡繩裝置卡死主罐側鋼絲繩。一般而言，在拆除引繩與舊首繩連接卡后，同時提出換繩車，以及完成穿舊繩的工作，并且需要拆除舊繩上面的留繩子。在換繩車收緊舊繩后，這時需要借助提升機提升主罐，一直將主罐提升到井口位置。

3.4 斷繩、翻繩

可以借助換繩車將舊繩置于放松的狀態，與此同時反向設置繩子。當完成切除留在換繩車前面的鋼絲繩時，那么將可以退出舊繩，同時將新繩連接到舊繩上面，以及將舊繩頭與副罐上面的舊繩進行連接。當完成斷開設置在副罐一側的舊繩后，可以設置懸掛固定裝置。可以借助鋼絲繩套把相應的主罐一側的天輪和鋼絲繩進行固定，這時可以使得提升機動作，進而可以保證提升機主罐下放，與此同時可以在換繩車方面設置新繩，其繩可以隨著換繩車動作。

3.5 新繩與主罐連接

通常情況下，新繩需要連接在懸掛上。當完成連接時可以需要收緊換繩車新繩，這樣能夠有效地保證平衡油缸處于最佳的工作狀態。

3.6 下放新繩

一般而言，可以通過換繩車對放繩過程中的阻力進行調整。通常可以設置換繩車對新繩的狀態進行調整，同時需要使得提升機動作，進而能夠使得主罐處于下放的狀態。提升機停止工作判斷依據為：副罐楔形繩環繞上方整體長板平臺。

3.7 新繩與副罐連接

通常需要在副罐一側設置一個手拉葫蘆，其參數為2 t。這樣能夠固定1 號、4 號首繩楔形，同時需要將設置在2 號、3 號首繩張力平衡截止閥置于關閉的狀態。一般，可以借助手拉葫蘆將設置在1 號、4號首繩張力平衡裝置設置到最長的位置，與此同時必須拆除設置在1 號、4 號首繩楔形繩環。

在進行步驟6、7的過程中，地面工作人員要同步進行，主要需要做拆除收放繩滾筒、連接對換繩盤等工作，這樣能夠便于更換另外的2 根繩。

4 借助換繩車的接繩工藝的優勢

1）能夠有效地優化高空作業危險系數，由于傳統作業流程需要在井底以及相應的井口位置構建工作平臺，因此大大增加了危險系數，而對于新工藝而言僅僅需要在井口平層構建一個一層平臺即可實現全部作業；

2）通過對鋼絲繩更換工藝進行改造，大大降低了維修時間，經過實踐發現在對鋼絲繩進行更換時，新工藝只需要16 h，相比于傳統工藝減少了32 h，進而提高了工作效率；

3）新工藝在換繩時，僅僅需要在地面即可完成，同時能夠介質繩盤將舊鋼絲繩進行回收，從而可以對舊繩回收工藝進行優化，能夠有效地減少工作時間，其數值可以達到36 h；

4）對于換繩操作人員而言，傳統的換繩工藝需要30 個工作人員共同參與，同時井上與井下不能同時作業，不僅造成人員的浪費，而且降低了勞動效率，而新工藝則需要12 個人，并且能夠實現同時作業。