煤礦主提升機平衡尾繩更換工藝研究

龍新平

（潞安化工集團五陽煤礦， 山西 長治 046200）

引言

潞安化工集團某礦礦井具有半徑為3.75 m 的井筒，使用兩套提升設備（雙鉤箕斗提升系統）來進行工作，礦井井道高412.76 m。為了滿足配套需求，準備了相應的主井提升機房，機房內包括2 套多繩提升機，型號為 JKMD-4×4 （Ⅲ）E 型，內部電機為TDBS3000-24 型，此交流變頻電機功率為3 000 kW。為了保障其使用的安全性，采用了西門子的多通道液壓制動系統。主導輪和調節方向的天輪直徑都為4 m，其具有10.47 m/s 的運行速度。與提升機配套的平衡尾繩種類為扁鋼絲繩，每套提升機設備包含兩根鋼絲繩，質量為11.2 kg/m，寬157 mm，厚25 mm，其強度極限為1 370 MPa，最小拉力需達到1 670 kN 才能避免鋼絲繩破壞。

1 施工準備

1.1 礦井提升機尾繩更換工藝

1.1.1 施工方法和工具準備

更換平衡尾繩前，需要進行一系列的準備工作，確保工具齊全，考慮好選用什么方法施工。為了滿足在施工過程中的速度和質量，前期的工作要準備充足，防止在工作過程中由于準備不足而無法繼續開展工作。在開始前，首先對鋼絲繩外觀和長度進行校核，檢查好新的鋼絲繩是否按照規定纏好。各兩份的氧氣、乙炔、風動扳手及其配套風管。另準備手拉葫蘆、鋼絲繩套、兩條長吊裝帶、10 副尾繩板卡、2 副帶吊環的專用板卡及螺栓?？紤]到在作業時，為了操作方便，需要準備10 塊60 mm×300 mm×2 000 mm 木板來進行搭設井筒平臺。另外，為了操作時的溝通和安全，需準備專用的通信設備進行通信，準備報警裝置防止意外。在進行作業前，作業區周圍的煤礦需清除掉。在專用的尾繩更換巷道內，保持一定的距離[1]。

纏繩車在進行工作前，先確保電機正常運轉，制動系統正常制動。檢查完畢后給纏繩車上電，準備好扳手、大錘、撬棍等工具，并把纏繩車運往專用巷道。尾繩更換時，拆除舊繩更換新繩，同時進行舊繩的回收。

1.1.2 尾繩更換基本方法及基本要求

尾繩在進行更換操作時，將新鋼絲繩順著壓繩器和導向輪的通路中穿過，之后再穿入箕斗，在新繩的一端和舊鋼絲繩的一端連接。新的鋼絲繩一端向下，用木板來置于磨繩的下方，壓繩器置于新繩的上方壓牢，然后操作人員來進行調節下放運行速度。提前做一些記號，幫助在下放時更準確地定位。尾繩在下放中不能發生出現反面的情況，為了實現目標，要檢查連接尾繩的板卡接觸是否緊實，螺栓的上緊也要檢查，最好留有兩個左右適當的螺距。各個板卡需留有一定的距離，第一個板卡與邊緣的距離50 mm，最后一個板卡距離鋼絲繩端300 mm，中間間距均勻分布。在換繩的過程中，提升機與纏絲繩車一起啟動，所以提升機電機的速度應與纏絲繩車的速度相同。為了保證操作者的安全，在司機進行任務時至少需要一名其他工作人員看護。

1.2 所需材料

調度絞車兩臺，100 m、12.5 mm 直徑鋼絲繩兩條，配套鋼絲繩套 5 個，風動扳手，梅花扳手 4 個，5 t、3 t、1 t 手拉葫蘆各兩臺，12 號鐵絲 50 kg，5 t 起吊帶兩條，12 號 U 形環 10 個，5 t 滑輪 2 個，氧氣乙炔瓶 10個，3 號氧氣乙炔帶 2 條，3 號割嘴 20 個，GO1～100割槍 4 把，1.5 m 撬棍 3 根，10 號 6 m×2 m 工字鋼兩塊，3 000 mm×300 mm×42 mm 木板 8 塊，100 mm×2 500 mm 圓鋼，對講機 4 個，尼龍繩 20 m，157 mm×25 mm 板卡 4 個。

1.3 準備工作

將準備材料順著副井往下運送，工作人員將其移動到主井裝載室內。將新尾繩的繩盤找出，放置于三角支架上，把其固定于裝載皮帶機尾部后10 m 遠的地方，三角支架可通過地錨來進行固定。然后將絞車運到皮帶張緊油缸后一側，并通過螺栓固定防止溜動。導向托輥放置在離井筒半米遠、又沿皮帶中間通道的位置并進行加固；對搭建的主井平臺進行整理，清除提升系統中的灰塵煤渣，地面澆水保持濕潤。在更換作業前，在周圍適當設置警戒線，防止非工作人員進入作業區；用木板和工字鋼搭建平臺時，為了保證安全，使用多道鐵絲進行綁緊。

2 工藝流程

本工藝主要包括以下兩個工藝流程：舊繩回收和新繩上提。第一步是利用絞車將北箕斗向上拉升，拉升速度為0.2 m/s，同時還要將南箕斗下放至距離工作臺2 m 處；第二步需要對北箕斗的繩尾進行標記；第三步需要將南箕斗向上提升到尾繩輪上方1 m 處，同時下放北箕斗到上一步所做的標記處；第四步需要在尾繩輪上沿著之前所做的標記截斷北箕斗的尾繩；第五步需要利用絞車調整南北箕斗的相對位置，使南箕斗位于北箕斗的上方，此時它們的尾繩應該處于同一高度，關閉絞車；第六步需要將回柱絞車的鋼絲繩與南箕斗的尾繩末端連接，同時取下舊尾繩，換上新尾繩；第七步需要在南箕斗尾繩換好后，再將回柱絞車的鋼絲繩與北箕斗的尾繩末端連接，然后將調度絞車的鋼絲繩與南箕斗的新尾繩末端連接，將其提升到井口，穿過導向孔，同時控制調度絞車和手拉葫蘆，將新尾繩正確的固定在尾繩懸掛裝置上。圖1 為新尾繩的導向示意圖。

圖1 新繩穿過導向托輥

完成上述工作之后，通過絞車控制提升南箕斗，下放北箕斗，利用同樣的原理取下北箕斗的舊繩尾，然后新繩隨著南箕斗一塊向上提升；絞車將北箕斗下放至一預定位置上時，將北箕斗的舊尾繩取下來并進行回收，從繩頭處截取90 cm 的新尾繩，把新尾繩一端穿過送繩小車的滾筒，操控滑輪以及調度絞車使尾繩穿過導向孔，提升至一預定的平臺上，圖2 是它們的連接與相對示意圖。然后為了使新尾繩連接到北箕斗的尾繩懸掛上，需要調動調度絞車，絞車將送繩小車傳送到尾繩輪平臺位置，放下新尾繩的一端；控制絞車提升送繩小車，當其到達導向托輥的位置時，拆除小車的滾筒與導向托輥的托輥，將新尾繩正確下放至井筒內部；同時控制調度絞車和手拉葫蘆，將新尾繩正確的固定在北箕斗的尾繩懸掛裝置上，完成全部工作。

圖2 新尾繩與調度絞車連接

3 注意事項

3.1 高空作業

高空作業由于施工位置高，危險系數大，因此必須要保證工作平臺的結構牢固可靠，穩定性強。本作業平臺選用工程鋼板工字鋼與高強度木板進行搭設，利用高強度扣件完成主體鋼材的搭接，在其上鋪設木板，木板通過鐵絲固定在架子上，防止踩偏可能引起的木板傾倒、翻轉；作業人員進入作業區，必須時刻戴好安全帽，穿好工作服，系好安全繩，施工之前必須進行例行檢查，發現問題必須停工維護；對于施工細則，參照國內同類高空作業作業規范進行約束[2]，例如嚴禁拋擲作業工具、收工清理工作平臺、清點作業工具等。

3.2 起吊作業

由于起吊作業工作范圍大，內容繁瑣，各個部門需要其進行物料的傳輸，所以起吊作業必須設立專人負責，嚴禁嬉笑打鬧。在進行作業時，必須確保工作斗下無人，工作斗連接牢固，工作區間無遮擋物，指令清晰，目標明確。使用手拉葫蘆進行起吊作業時，必須要保證懸吊梁的強度足夠，結構可靠，穩定性強。具體操作時，應該雙手拉動小鏈，盡量保證迅速提升或下放，尤其在下放過程中不得松開雙手使其自由下落，在接近地面時再猛地拉??；起吊重物需要懸停時，應該做好固定措施，人不可長時間處于拉持狀態；起吊前應該做好檢查工作，確保各機構都能夠正常工作；起吊時，應該逐漸繃緊繩索，在重物脫離地面時，要觀察重物是否傾斜，是否會發生翻轉，捆綁是否牢固，若是存在問題，應立即停止吊運，將物體放回原處進行處理。

3.3 井筒作業

在進行井筒作業時，需要在以井筒為圓心，10 m半徑范圍內、井底裝載室門口以及井底撤煤巷道20 m范圍內設立警戒線，并確保時刻有人看護，禁止無關人員進入施工場地；周期清理井筒套上的浮煤和巷道的煤塵，保持地面的濕潤以減少煤塵的積攢，降低空氣中可吸入顆粒物的數量，保證工人的安全，降低塵肺的發生概率。

4 結語

本文參照具體工作情況，對某集團礦尾繩的更換工藝進行了優化，提出了一種新的尾繩更換方案。本方案較傳統的尾繩更換方式不僅節省了大量時間，而且操作簡單、結構可靠、效率更高、費用更低、適用范圍更廣，對于工人的技術要求更低，更加安全可靠。對于同類的井下施工，可以將本方案作為一個參考。