基于立井提升系統(tǒng)快速換繩技術(shù)的研究

翟五洲 董甲武

摘 要：現(xiàn)代化大型礦井采用立井提升系統(tǒng)中多采用多繩摩擦式提升系統(tǒng)，而根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求，需2-3年換繩一次，現(xiàn)代新型、大型和特大型礦井的建設(shè)和逐步投產(chǎn)，使得立井提升鋼絲繩換繩技術(shù)得到很大程度的應(yīng)用和延伸，換繩技術(shù)的研究和提升，將對(duì)于立井提升系統(tǒng)的效率進(jìn)一步提升，換繩減少占用井口時(shí)間、減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度都將至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：立井提升；快速換繩；技術(shù)研究

1 傳統(tǒng)的換繩技術(shù)

立井多繩摩擦式提升機(jī)主提升鋼絲繩更換主要以組合布置的一組穩(wěn)車進(jìn)行換繩，采用在井口布置的二臺(tái)穩(wěn)車將新繩從楔形裝置中拆下，將新鋼絲繩拉至井口與舊鋼絲繩繩頭相連接，井底側(cè)提升容器上對(duì)應(yīng)鋼絲繩頭拆下，拉至井底馬頭門，施工準(zhǔn)備完成后，緩慢啟動(dòng)絞車?yán)娩摻z繩自重將新繩絲繩放至井底，完成新舊繩互換，舊繩回收到井底馬頭門。

由于立井多繩摩擦式提升機(jī)一般采用四根以上主提升鋼絲繩，因此采用此類換繩方法較為繁鎖，其缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在：（1）因摩擦式提升機(jī)的主提升鋼絲繩較多，采用四繩式或六繩式，而逐根更換鋼絲繩，占用井口時(shí)間長(zhǎng)，影響生產(chǎn)時(shí)間也長(zhǎng)。（2）工人勞動(dòng)強(qiáng)度較高，舊繩回收后在井底，需從井下倒運(yùn)至井口。（3）所需較多人員進(jìn)行全方位配合，且需統(tǒng)一調(diào)度指揮。（4）四繩式六繩式提升機(jī)，在單根進(jìn)行換繩過程中，會(huì)因逐個(gè)換繩而引起每根鋼絲繩靜張力差不一致，導(dǎo)致?lián)Q繩完成后需重新進(jìn)行調(diào)繩處理，使得占用井口時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)。

2 新型交互式換繩技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)有多種換繩技術(shù)，但對(duì)于立井提升系統(tǒng)來說，采多高效、便捷、實(shí)用的快速換繩將會(huì)廣泛使用。YHC型成套換繩裝置，使用換繩車進(jìn)行換繩，是對(duì)傳統(tǒng)換繩理念的變革，不僅大大縮短了提升系統(tǒng)的換繩時(shí)間、減少人員配備、減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了換繩效率，而且保證了換繩的安全、提高了換繩質(zhì)量。

2.1 交互式換繩工作原理

如圖所示，換繩所需的主要設(shè)備、工具主要有：

換繩車1輛，收舊繩滾筒、放新繩絞滾筒各2個(gè)、井口導(dǎo)向輪組1套、井架天輪平臺(tái)調(diào)繩器1套、卡繩器4套和井口行車等。

交互式換繩技術(shù)適用于礦山立井摩擦式提升系統(tǒng)的安裝、更換主提升繩和平衡扁尾繩等工作，它通過多組無極承載單元輸送鋼絲繩，在保證不損傷繩的前提下，通過用舊鋼絲繩帶動(dòng)新鋼絲繩實(shí)現(xiàn)回收舊繩放新繩，實(shí)現(xiàn)提升機(jī)與換繩車同步收放繩作業(yè)，利用二根繩作為連接，另外二根繩進(jìn)行交互式換繩，可最大限度保證立井提升系統(tǒng)張力差的穩(wěn)定性。

2.2 換繩過程（以四繩為例）

2.2.1 換繩前準(zhǔn)備工作：換繩車到井口就位，一側(cè)提升容器提升至井口附近，在井口用卡繩器將主提升鋼絲繩全部卡??；天輪二層平臺(tái)調(diào)繩裝置安裝就位；井口導(dǎo)向輪組根據(jù)換繩位置安裝就位。

2.2.2 調(diào)繩裝置的機(jī)械手油缸將除更換外的二根鋼絲繩上提，使得即將更換的兩根鋼絲繩處于松弛狀態(tài)，提升容器提升至井口以上，并將松弛鋼絲繩，新繩穿過換繩車并向上牽引，到井架上端新繩和舊繩連接完成后斷開舊繩。

2.2.3 通過換繩車將新繩頭由天輪引至另一個(gè)提升窗口，更換井口楔形鋼絲繩連接裝置，將新繩頭與提升容器進(jìn)行固定好。

2.2.4 收舊繩通過換繩車?yán)p繞至收繩穩(wěn)車，退出卡繩器和調(diào)繩裝置，在檢修速度下開動(dòng)提升機(jī)，換繩車從動(dòng)，在放新繩的同時(shí)收舊繩，完成新舊首繩對(duì)換。

2.2.5 提升容器運(yùn)行至井口時(shí)，停止運(yùn)行提升機(jī)，用調(diào)繩裝置卡繩，斷開新舊繩，用楔形裝置連接新鋼絲繩，至次換繩完成。

3 新式換繩技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

2013年10月彬長(zhǎng)胡家河礦對(duì)副立井主提升鋼絲繩進(jìn)行更換，更換采用新型交互式換繩工藝，安全順利地完成主提升鋼絲繩的更換工作，通過實(shí)踐此類換繩主要有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）廣泛應(yīng)于立井提升系統(tǒng)中纏繩掛罐、更換主提升繩等。（2）通過多組無極承載單元輸送鋼絲繩，提高換繩的質(zhì)量，減少換繩過程中對(duì)鋼絲繩的損傷。（3）采用互換式換繩工藝，可最大限度減少了因換繩而引起的四根繩張力差誤差較大的影響，使得提升系統(tǒng)四根鋼絲繩調(diào)繩裝置在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)保持平衡。（4）提高換繩的效率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，且可保證施工安全。（5）換繩中使用的調(diào)繩裝置，為換繩的鎖罐提供便利，節(jié)省調(diào)繩的時(shí)間，為主、副立井提升系統(tǒng)的安全平衡運(yùn)行提高效率。

在換繩的過程中也發(fā)現(xiàn)存在一些缺點(diǎn)：（1）副井口在換繩側(cè)安裝的導(dǎo)向輪組，根據(jù)三力平衡原理，固定于套架上的導(dǎo)向輪組受力較大，一般的焊接強(qiáng)度無法實(shí)現(xiàn)，需采取補(bǔ)強(qiáng)及加固設(shè)施；（2）更換鋼絲繩過程中需將摩擦滾筒上未更換的鋼絲繩拔出繩槽，增加施工的工序；（3）換繩車最低運(yùn)行速度，而立井提升機(jī)最小運(yùn)行速度0.3m/s，導(dǎo)致放繩過程不同步；（4）換繩車噸位大，且成套換繩設(shè)備前期投入較大。成套交換式換繩設(shè)備具有較為廣泛的應(yīng)用價(jià)值，如使用專業(yè)換繩隊(duì)伍，將會(huì)以最短的時(shí)間完成換繩工作，在提高工作效率的同時(shí)，確保了立井換繩的安全性。

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作者簡(jiǎn)介：翟五洲（1967-），男，河南濟(jì)源人，工程師，主要從事機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)、制造及管理方面的研究。