论文部分内容阅读
摘 要：近年来，由于煤炭市场的繁荣，矿井开采规模和井筒深度的较大增加，摩擦式提升系统在煤矿生产中得到了广泛应用。更换摩擦式提升系统钢丝绳一直是一项人力投入大、有较大安全风险的工程，利用换绳车更换摩擦式提升系统钢丝绳是对原有换绳工艺的革新，有较好的发展前景。文章介绍了利用YHC换绳车更换立井多绳摩擦式提升系统钢丝绳的工艺及建议。
关键词：换绳车；立井多绳摩擦式提升系统；钢丝绳更换；应用
中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）12-0173-02
胡家河矿业有限公司是陕西彬长矿业集团下属原煤生产单位之一，设计生产能力800万 t/a，副立井井筒直径8.5 m，深度560 m。安装一台JKMD-5X4（Ⅲ）E型多绳摩擦式提升机，最大提升速度9.42 m/s，提升最大高度538.2 m，提升钢丝绳4根，规格6 V×43+FC1770SS（ZZ）18601180直径54 mm，每根长度715 m，钢丝绳单量11.8 kg/m；两种规格的平衡尾绳，其中196×31ZBB PD8×4×191370 26201740型扁钢丝绳2根，单重17.40 kg/m；166×26ZBBPD8×4×191370 18901260型扁钢丝绳1根，单重12.60 kg/m，尾绳每根长度610 m；采用双层大小罐笼提升，2013年10月第一次更换了提升钢丝绳。
多绳摩擦式提升系统换绳是在停止提升情况下进行，影响矿井的正常生产。传统换绳工艺一是存在井上井底多处作业，危险性高，二是需要一只有经验的专业队伍和设备。该矿是新建矿井，缺乏有经验、有技术的机电职工，增加了换绳工作的难度。经过考察论证引进了YHC换绳车顺利的完成了副立井钢丝绳更换。
1 YHC换绳车换绳准备工作及主要设备实施安装
1.1 换绳方案确定
换绳方案包括确定施工设备设施位置、设备基础浇注、井口导向轮组固定钢梁设计安装、井架上双码择绳调换智能保护装置等设备设施安装以及工序制定等。
1.2 主要设备、设施安装
①下天轮平台安装@TT型双码择绳调换智能保护装置。
②井口西侧安装2台JH—20型回柱绞车，作为旧绳回收辅助牵引设备，减轻换绳车工作期间的拉力。
③井口东测安装一台JH—8型回柱绞车，作用是在井架内牵引新绳。
④在井口北侧井架上安装导向轮组，新旧绳进出井架时起导向作用。
⑤换绳车位置布置在井口的北侧广场，是运送钢丝绳的主要设备。
所有设备均采用混凝土基础，提前施工。
1.3 设备检查调试
为了确保换绳工作安全顺利进行，设备安装后必须进行工作状态调试，并对施工设备设施进行检查验收，排除隐患。
2 换绳工艺
以更换1#、4#提升首绳为例，介绍如下。
2.1 停罐、卡绳、断绳、翻绳
①小罐提至井口合当位置，关闭1、4#钢丝绳张力平衡装置截止阀，在楔形绳环上方用整体式长板卡卡住四根提升钢丝绳。
②下放小罐，待长板卡稍低于卡绳梁生根梁上平面时停车；小罐侧井口导绳轮旋转就位、固定，并在小罐上方卡绳梁生根梁上安装卡绳梁。
③在井口上方+3.9 m钢梁上挂绳套、将手拉葫（位置与1、4#楔形装置位置对应），关闭大罐上1、4#张力平衡截止阀后大罐下放。
④大罐在便于更换楔形绳环或张力平衡装置位置下方1 m处停车。
⑤在小罐侧的卡绳梁上安装4台卡绳器，卡牢4根提升首绳，每台卡绳器上方打上一副板卡卡住钢丝绳，并做好标记；同时在井口大罐上方井架梁上搭建拆装楔形绳环工作平台。
⑥双码择绳调换装置的机械手卡住大罐侧2、3#钢丝绳，上提罐笼1 m左右，1、4#钢丝绳松弛，将1、4#钢丝绳分离出调绳装置机械手；新绳和引绳穿过换绳车及井口对应的导绳轮，利用JH—8型慢速绞车将新绳牵引至小罐侧+
19.5 m截绳处。
⑦在小罐侧+19.5 m处，用2副扳卡和φ18×1.5 m绳套连接小罐上1#旧首绳并向下拉紧。慢速绞车牵引1#新首绳绳头到截绳处，用绳套将1#新绳旧绳连接牢固，慢速绞车绳头与1#新首绳连接断开。在连接处下方截断1#旧绳，用U型绳卡连接1#新、旧绳头，然后用慢速绞车将截断的旧绳下放到（4#新旧首绳连接与1#程序相同）。
⑧施工人员在工作平台上固定好1、4#楔形装置，打开1、4#张力平衡截止阀并把张力平衡装置拉至最长位置，在楔形绳环上方截断1、4#钢丝绳，拆除楔形绳环。
⑨将截断的钢丝绳穿过对应的大罐南侧生根长钢梁上2个φ500 mm导向轮，用大罐恻1#、4#旧钢丝绳导向引出，用钢丝绳卡子连接两根旧绳与两根引绳。在绞车房内将绞车滚筒上2、3#钢丝绳拨离出绳槽（拨离绳槽前绞车滚筒与钢丝绳上做好标记）准备翻绳。
⑩调整放绳滚筒放绳阻力（收引绳单元体拉力不宜过4 T）。穿入新绳的换绳车单元体不夹持钢丝绳，两根引绳穿过换绳车两个收绳孔与大罐恻1、4#旧钢丝绳头连接。开动换绳车收引绳、启动收绳滚筒收绳。
绞车以不超过0.3 m/s速度下放大罐、翻绳，直至新绳通过上天轮、绞车滚筒、下天轮并到达井口大罐，翻绳工作完成。整个翻绳过程绞车房、天轮处均设留专人监护。
2.2 1#、4#新绳与大罐连接
①在井口连接新绳与楔形装置，用手拉葫芦拉紧楔形绳环上方新绳。绞车滚筒与天轮之间新绳松弛度小于两根旧绳松弛度，并使张力平衡装置处于最长位置，否则，应反向开动绞车调整（新绳与楔形绳环连接期间，旧绳退出换绳车）。
②调绳机上提大罐侧1、4#新绳（旧绳伸长量+新绳预计伸长量），拆除大罐侧1、4#楔形绳环楔体，将1、4#绳调整至最短后绳与楔形绳环连接，连接完后旧绳退出调绳机；开动换绳车拉紧两根新绳，直至绞车滚筒与天轮之间新绳松弛度稍小于两根旧绳松弛度，然后将绞车滚筒上2、3#钢丝绳拨进绳槽。 ③敞开绞车盘形闸，调绳机下放大罐。当小罐侧2、3#钢丝绳卡绳器上方板卡向上移动100 mm左右时停止下放，关闭绞车盘形闸，继续下放大罐，四绳完全受力退出调绳装置，向大罐上1、4#张力平衡装置油缸打压，新绳张紧后关闭1、4#张力平衡装置油缸截止阀，打开2、3#张力平衡装置油缸截止阀。
④拆除大罐侧工作平台。在大罐楔形绳环上方安装整体式四绳扳卡，卡住两根旧绳与两根新绳，并在四绳板卡上安装无线视频摄像装置，并调整最佳观察角度与位置。
⑤小罐侧旧首绳通过井口导绳轮、换绳车，与收绳滚筒连接。
2.3 1#、4#新旧首绳交互对换
新旧绳对换过程绞车房、天轮、换绳车、井口及收放绳滚筒位置设专人负责，指挥人员在换绳车上指挥。
①换绳车拉紧4根旧绳、新绳，拆除井口4台卡绳器上方4只钢丝绳板卡。
②启动换绳车、收绳车和绞车，慢速下放大罐，收旧绳的同时放新绳，实现新旧首绳交互对换。
③小罐楔形绳环上长板卡接近卡绳梁时，绞车停止运行。拆除井口小罐侧卡绳装置及整体式长板卡，继续下放大罐上提小罐，小罐运行到方便拆卸楔形绳环位置时停车，换绳车缓慢松开两根旧绳。
2.4 1#、4#新首绳与小罐连接
①用3 T手拉葫芦将1、4#楔形装置固定好，关闭2、3#张力平衡截止阀，打开1、4#张力平衡截止阀及张力平衡装置总路截止阀。
②调绳机卡住大罐侧1、4#新绳向上抽拉，当拉力达到两根新绳重的1.5倍时停止。
③截断小罐上1、4#旧绳，张力平衡装置拉至最长位置，拆除1、4#楔形绳环。将换绳车内两根新首绳在井口截断，与1、4#楔形绳环连接，连接后向1、4#张力平衡装置油缸打压，使新绳完全张紧。
④调绳机下放大罐，四绳受力后，撤出调绳装置，打开各张力平衡装置油缸截止阀，恢复提升系统，1#、4#两根钢丝绳更换完成。以相同的方法完成3、2#提升首绳更换。
3 换绳影响分析
这次换4根提升绳，从副立井停产到恢复生产，用时96 h，比计划时间多了24 h，主要原因：
①工作人员以矿方为主，设备厂方人员协调指挥。施工人员对工艺、环节不熟练，整体配合不默契，环节衔接欠紧凑。
②设备故障影响较大。双码择绳调换智能保护装置工作时发生油管损坏、接头漏油影响了8 h；1#卡绳器侧衬板断裂，在1#、4#更换后，钢丝绳松弛4 m，无法紧绳，调绳工作用时16 h。
③钢丝绳通过天轮、滚筒难度大，耗时长。新旧钢丝绳连接采用三道54#U型绳卡通过滚筒和天轮时卡、拌地点多，造成了钢丝绳松弛与绞车滚筒摩擦力减小、过绳困难；1#天轮为“固定天轮”，转动阻力大，钢丝绳松弛时过绳困难。这次1#、4#翻绳共计用时21 h。
④连续作业，施工人员极度疲劳体力透支，一定程度影响进度，也埋下了较大的安全隐患。
⑤导向轮组安装基础梁受力分析不准确，梁横向受力考虑不足，收、放钢丝绳时，导向轮组承受力方引起固定梁变形，加固钢梁影响进度。
针对以上问题提出的建议：
①设备主要部件进行探伤消除内部缺陷并现场适当备用易损件。
②可以采取新旧绳进行软连接方式，避免翻绳卡拌现象，在天轮处安装托绳装置等方法，缩短翻绳时间。
4 结 语
换绳车更换摩擦式提升系统钢丝绳绳是对原有换绳工艺的改进，较传统换绳方法节省人员（井底无作业人员）、地面施工安全程度高、不损伤钢丝绳、收旧绳与安装新绳同时进行。通过提高设备性能优化工艺可进一步缩短施工时间的特点。它必将在摩擦式提升系统钢丝绳安装、更换中得到广泛应用。
上文论述了换绳车更换摩擦式提升系统首绳工艺，并对换绳工作中出现的问题提出了相应得改进意见，期望能对更换摩擦式提升系统钢丝绳提供一定的帮助。
参考文献：
[1] 胡宝铜，邵学敏，李绪强.胡家河矿副立井井筒冻结法施工技术研究[J].陕西煤炭，2010，（4）.
关键词：换绳车；立井多绳摩擦式提升系统；钢丝绳更换；应用
中图分类号：TD534 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）12-0173-02
胡家河矿业有限公司是陕西彬长矿业集团下属原煤生产单位之一，设计生产能力800万 t/a，副立井井筒直径8.5 m，深度560 m。安装一台JKMD-5X4（Ⅲ）E型多绳摩擦式提升机，最大提升速度9.42 m/s，提升最大高度538.2 m，提升钢丝绳4根，规格6 V×43+FC1770SS（ZZ）18601180直径54 mm，每根长度715 m，钢丝绳单量11.8 kg/m；两种规格的平衡尾绳，其中196×31ZBB PD8×4×191370 26201740型扁钢丝绳2根，单重17.40 kg/m；166×26ZBBPD8×4×191370 18901260型扁钢丝绳1根，单重12.60 kg/m，尾绳每根长度610 m；采用双层大小罐笼提升，2013年10月第一次更换了提升钢丝绳。
多绳摩擦式提升系统换绳是在停止提升情况下进行，影响矿井的正常生产。传统换绳工艺一是存在井上井底多处作业，危险性高，二是需要一只有经验的专业队伍和设备。该矿是新建矿井，缺乏有经验、有技术的机电职工，增加了换绳工作的难度。经过考察论证引进了YHC换绳车顺利的完成了副立井钢丝绳更换。
1 YHC换绳车换绳准备工作及主要设备实施安装
1.1 换绳方案确定
换绳方案包括确定施工设备设施位置、设备基础浇注、井口导向轮组固定钢梁设计安装、井架上双码择绳调换智能保护装置等设备设施安装以及工序制定等。
1.2 主要设备、设施安装
①下天轮平台安装@TT型双码择绳调换智能保护装置。
②井口西侧安装2台JH—20型回柱绞车，作为旧绳回收辅助牵引设备，减轻换绳车工作期间的拉力。
③井口东测安装一台JH—8型回柱绞车，作用是在井架内牵引新绳。
④在井口北侧井架上安装导向轮组，新旧绳进出井架时起导向作用。
⑤换绳车位置布置在井口的北侧广场，是运送钢丝绳的主要设备。
所有设备均采用混凝土基础，提前施工。
1.3 设备检查调试
为了确保换绳工作安全顺利进行，设备安装后必须进行工作状态调试，并对施工设备设施进行检查验收，排除隐患。
2 换绳工艺
以更换1#、4#提升首绳为例，介绍如下。
2.1 停罐、卡绳、断绳、翻绳
①小罐提至井口合当位置，关闭1、4#钢丝绳张力平衡装置截止阀，在楔形绳环上方用整体式长板卡卡住四根提升钢丝绳。
②下放小罐，待长板卡稍低于卡绳梁生根梁上平面时停车；小罐侧井口导绳轮旋转就位、固定，并在小罐上方卡绳梁生根梁上安装卡绳梁。
③在井口上方+3.9 m钢梁上挂绳套、将手拉葫（位置与1、4#楔形装置位置对应），关闭大罐上1、4#张力平衡截止阀后大罐下放。
④大罐在便于更换楔形绳环或张力平衡装置位置下方1 m处停车。
⑤在小罐侧的卡绳梁上安装4台卡绳器，卡牢4根提升首绳，每台卡绳器上方打上一副板卡卡住钢丝绳，并做好标记；同时在井口大罐上方井架梁上搭建拆装楔形绳环工作平台。
⑥双码择绳调换装置的机械手卡住大罐侧2、3#钢丝绳，上提罐笼1 m左右，1、4#钢丝绳松弛，将1、4#钢丝绳分离出调绳装置机械手；新绳和引绳穿过换绳车及井口对应的导绳轮，利用JH—8型慢速绞车将新绳牵引至小罐侧+
19.5 m截绳处。
⑦在小罐侧+19.5 m处，用2副扳卡和φ18×1.5 m绳套连接小罐上1#旧首绳并向下拉紧。慢速绞车牵引1#新首绳绳头到截绳处，用绳套将1#新绳旧绳连接牢固，慢速绞车绳头与1#新首绳连接断开。在连接处下方截断1#旧绳，用U型绳卡连接1#新、旧绳头，然后用慢速绞车将截断的旧绳下放到（4#新旧首绳连接与1#程序相同）。
⑧施工人员在工作平台上固定好1、4#楔形装置，打开1、4#张力平衡截止阀并把张力平衡装置拉至最长位置，在楔形绳环上方截断1、4#钢丝绳，拆除楔形绳环。
⑨将截断的钢丝绳穿过对应的大罐南侧生根长钢梁上2个φ500 mm导向轮，用大罐恻1#、4#旧钢丝绳导向引出，用钢丝绳卡子连接两根旧绳与两根引绳。在绞车房内将绞车滚筒上2、3#钢丝绳拨离出绳槽（拨离绳槽前绞车滚筒与钢丝绳上做好标记）准备翻绳。
⑩调整放绳滚筒放绳阻力（收引绳单元体拉力不宜过4 T）。穿入新绳的换绳车单元体不夹持钢丝绳，两根引绳穿过换绳车两个收绳孔与大罐恻1、4#旧钢丝绳头连接。开动换绳车收引绳、启动收绳滚筒收绳。
绞车以不超过0.3 m/s速度下放大罐、翻绳，直至新绳通过上天轮、绞车滚筒、下天轮并到达井口大罐，翻绳工作完成。整个翻绳过程绞车房、天轮处均设留专人监护。
2.2 1#、4#新绳与大罐连接
①在井口连接新绳与楔形装置，用手拉葫芦拉紧楔形绳环上方新绳。绞车滚筒与天轮之间新绳松弛度小于两根旧绳松弛度，并使张力平衡装置处于最长位置，否则，应反向开动绞车调整（新绳与楔形绳环连接期间，旧绳退出换绳车）。
②调绳机上提大罐侧1、4#新绳（旧绳伸长量+新绳预计伸长量），拆除大罐侧1、4#楔形绳环楔体，将1、4#绳调整至最短后绳与楔形绳环连接，连接完后旧绳退出调绳机；开动换绳车拉紧两根新绳，直至绞车滚筒与天轮之间新绳松弛度稍小于两根旧绳松弛度，然后将绞车滚筒上2、3#钢丝绳拨进绳槽。 ③敞开绞车盘形闸，调绳机下放大罐。当小罐侧2、3#钢丝绳卡绳器上方板卡向上移动100 mm左右时停止下放，关闭绞车盘形闸，继续下放大罐，四绳完全受力退出调绳装置，向大罐上1、4#张力平衡装置油缸打压，新绳张紧后关闭1、4#张力平衡装置油缸截止阀，打开2、3#张力平衡装置油缸截止阀。
④拆除大罐侧工作平台。在大罐楔形绳环上方安装整体式四绳扳卡，卡住两根旧绳与两根新绳，并在四绳板卡上安装无线视频摄像装置，并调整最佳观察角度与位置。
⑤小罐侧旧首绳通过井口导绳轮、换绳车，与收绳滚筒连接。
2.3 1#、4#新旧首绳交互对换
新旧绳对换过程绞车房、天轮、换绳车、井口及收放绳滚筒位置设专人负责，指挥人员在换绳车上指挥。
①换绳车拉紧4根旧绳、新绳，拆除井口4台卡绳器上方4只钢丝绳板卡。
②启动换绳车、收绳车和绞车，慢速下放大罐，收旧绳的同时放新绳，实现新旧首绳交互对换。
③小罐楔形绳环上长板卡接近卡绳梁时，绞车停止运行。拆除井口小罐侧卡绳装置及整体式长板卡，继续下放大罐上提小罐，小罐运行到方便拆卸楔形绳环位置时停车，换绳车缓慢松开两根旧绳。
2.4 1#、4#新首绳与小罐连接
①用3 T手拉葫芦将1、4#楔形装置固定好，关闭2、3#张力平衡截止阀，打开1、4#张力平衡截止阀及张力平衡装置总路截止阀。
②调绳机卡住大罐侧1、4#新绳向上抽拉，当拉力达到两根新绳重的1.5倍时停止。
③截断小罐上1、4#旧绳，张力平衡装置拉至最长位置，拆除1、4#楔形绳环。将换绳车内两根新首绳在井口截断，与1、4#楔形绳环连接，连接后向1、4#张力平衡装置油缸打压，使新绳完全张紧。
④调绳机下放大罐，四绳受力后，撤出调绳装置，打开各张力平衡装置油缸截止阀，恢复提升系统，1#、4#两根钢丝绳更换完成。以相同的方法完成3、2#提升首绳更换。
3 换绳影响分析
这次换4根提升绳，从副立井停产到恢复生产，用时96 h，比计划时间多了24 h，主要原因：
①工作人员以矿方为主，设备厂方人员协调指挥。施工人员对工艺、环节不熟练，整体配合不默契，环节衔接欠紧凑。
②设备故障影响较大。双码择绳调换智能保护装置工作时发生油管损坏、接头漏油影响了8 h；1#卡绳器侧衬板断裂，在1#、4#更换后，钢丝绳松弛4 m，无法紧绳，调绳工作用时16 h。
③钢丝绳通过天轮、滚筒难度大，耗时长。新旧钢丝绳连接采用三道54#U型绳卡通过滚筒和天轮时卡、拌地点多，造成了钢丝绳松弛与绞车滚筒摩擦力减小、过绳困难；1#天轮为“固定天轮”，转动阻力大，钢丝绳松弛时过绳困难。这次1#、4#翻绳共计用时21 h。
④连续作业，施工人员极度疲劳体力透支，一定程度影响进度，也埋下了较大的安全隐患。
⑤导向轮组安装基础梁受力分析不准确，梁横向受力考虑不足，收、放钢丝绳时，导向轮组承受力方引起固定梁变形，加固钢梁影响进度。
针对以上问题提出的建议：
①设备主要部件进行探伤消除内部缺陷并现场适当备用易损件。
②可以采取新旧绳进行软连接方式，避免翻绳卡拌现象，在天轮处安装托绳装置等方法，缩短翻绳时间。
4 结 语
换绳车更换摩擦式提升系统钢丝绳绳是对原有换绳工艺的改进，较传统换绳方法节省人员（井底无作业人员）、地面施工安全程度高、不损伤钢丝绳、收旧绳与安装新绳同时进行。通过提高设备性能优化工艺可进一步缩短施工时间的特点。它必将在摩擦式提升系统钢丝绳安装、更换中得到广泛应用。
上文论述了换绳车更换摩擦式提升系统首绳工艺，并对换绳工作中出现的问题提出了相应得改进意见，期望能对更换摩擦式提升系统钢丝绳提供一定的帮助。
参考文献：
[1] 胡宝铜，邵学敏，李绪强.胡家河矿副立井井筒冻结法施工技术研究[J].陕西煤炭，2010，（4）.