武山銅礦主井提升機(jī)首繩更換工藝改進(jìn)

鄺志華，李華政

（江西銅業(yè)集團(tuán)公司 武山銅礦，江西 瑞昌 332204）

1 引言

提升鋼絲繩（即首繩）是多繩摩擦式提升機(jī)的重要組成部分，是影響整個(gè)提升系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵部件。根據(jù)我國《煤礦安全規(guī)程》第412條規(guī)定：摩擦式提升機(jī)提升鋼絲繩的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)為2年［1］。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，首繩更換的頻次經(jīng)常高于安全規(guī)程要求。因此，如何利用更短的時(shí)間和更少的勞動(dòng)力來安全更換提升機(jī)首繩，便具有重要的研究意義。

本文針對(duì)首繩更換過程存在帶新繩過滾筒、下放新繩，回收舊繩、預(yù)緊新繩張力、鎖繩和調(diào)繩作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，提出了多繩摩擦式提升機(jī)首繩更換工藝的改進(jìn)措施。

2 首繩更換原工藝

武山銅礦主井為井塔式多繩摩擦提升系統(tǒng)，提升機(jī)型號(hào)為JKM-3.5×6（Z），提升機(jī)最大靜張力820kN，最大靜張力差220kN。6根首繩型號(hào)為6V×37S-35。提升方式為雙箕斗提升，箕斗自重29t。首繩與箕斗采用楔形繩環(huán)與調(diào)繩油缸連接。該主井有10層，第10層放置提升機(jī)，第9層放置導(dǎo)向輪，第8層放置穩(wěn)繩座繩器，第4層卸礦，其他樓層為輔助樓層。提升機(jī)系統(tǒng)如圖1所示。

首繩更換原工藝采用“二四舊繩帶新繩法”，即先同步更換2根新繩，回收2根舊繩；再同步更換4根新繩，回收4根舊繩的方法。

2.1 首繩更換原工藝流程

如圖2所示。

2.2 首繩更換原工藝步驟

（1）準(zhǔn)備工作。

材料、工器具（鋼制板卡、負(fù)荷卡等）、人員組織準(zhǔn)備就緒。主箕斗停在井塔卸礦位置，副箕斗井下裝礦10t礦石配重。主箕斗爬行下放一段距離，使主箕斗首繩調(diào)節(jié)器及楔形卡處于六樓適合做繩頭的位置。

（2）帶新繩過滾筒。

封閉井塔一樓井口，利用九樓絞車把1#～6#新繩帶至九樓；用五樓絞車，把絞車鋼絲繩從主箕斗向上穿過提升機(jī)滾筒把新繩從副箕斗側(cè)，接力九樓絞車牽引新繩過滾筒，把新繩牽引到主箕斗做頭位置。帶新繩過滾筒示意圖，如圖3所示。

圖1 提升系統(tǒng)示意圖

圖2 首繩更換原工藝流程圖

圖3 原工藝帶新繩過滾筒示意圖

（3）同步更換兩側(cè)1#、6#新繩，回收1#、6#舊繩。

①做主箕斗1#、6#新繩繩頭。九樓主箕斗側(cè)1#、6#舊首繩旁擺一根厚皮鋼管，每根厚皮鋼管上穿一根短牽筋掛5t手拉葫蘆，葫蘆下接10t測(cè)力儀，以作為新首繩預(yù)緊使用。在八樓主箕斗側(cè)先用一付鋼制板卡將2根新繩同六根舊繩卡在一起，并將1# 、 6#新繩鋼制板卡以上繩段用5t葫蘆拉緊，使每根繩拉緊張力達(dá)到50kN，再在第一付鋼制板卡上方位置卡4付鋼制板卡［2］。上述完成后在鋼制板卡下1#、6#舊繩各卡兩付負(fù)荷卡。六樓搭平臺(tái)依次拆裝主箕斗1#、6#繩頭。如圖4所示。

②打板卡，下放1#、6#新繩。開動(dòng)提升機(jī)，主箕斗以0.3m/s速度下降，降到鋼制板卡處于主井井口位置時(shí)停機(jī)。在八樓主箕斗側(cè)卡一付鋼制板卡，將兩根新繩同六根舊繩卡在一起，然后緊靠鋼制板卡上1#、6#舊繩分別再卡一付負(fù)荷卡；卡每一付鋼制板卡之前，兩根新繩通過九樓5t葫蘆分別同時(shí)拉緊，使每根繩拉緊張力達(dá)到50kN，其目的是使新首繩張力盡量保持一致。下降主箕斗，每隔40m卡一付鋼制板卡，連續(xù)操作直到副箕斗到達(dá)井塔正常卸礦點(diǎn)。如圖5所示。

圖4 原工藝新首預(yù)緊及做主箕斗1#、6#新繩繩頭示意圖

圖5 原工藝新繩預(yù)緊及打板卡，下放1#、6#新繩示意圖

③做副箕斗1#、6#新繩繩頭。將副箕斗內(nèi)的礦卸到礦倉。 副箕斗在六樓適合做繩頭位置。在八樓，主箕斗側(cè)，緊靠首繩兩邊擺兩根重型工字鋼，分別用3付負(fù)荷卡將1#、6#舊繩卡住，擱在鋼梁上，再用葫蘆將新繩拉緊，用一付鋼制板卡將新舊繩卡住，擱在負(fù)荷卡上［3］。如圖6所示。

圖6 原工藝鎖繩裝置

拆裝副箕斗1#、6#繩頭。如圖7所示。拆除八樓主箕斗側(cè)的鋼制板卡及負(fù)荷卡，移開工字鋼。

圖7 原工藝做副箕斗1#、6#新繩繩頭示意圖

④拆板卡，回收1#、6#舊繩。以0.3m/s速度開動(dòng)提升機(jī)機(jī),將主箕斗往上提（把舊首繩拉出在主井地面分段割斷）當(dāng)鋼制板卡到達(dá)八樓能拆除位置時(shí)停機(jī)，拆除鋼制板卡，回收舊繩。

完成兩側(cè)1#、6#新繩安裝，1#、6#舊繩回收。如圖8所示。

圖8 原工藝拆板卡，回收舊繩示意圖

（4）同步更換兩側(cè)2#、3#、4#、5#新繩，回收2#、3#、4#、5#舊繩。

比照兩側(cè)1#、6#新繩更換步驟，同步更換2#、3#、4#、5# 新繩。

（5）調(diào)繩。

運(yùn)行調(diào)整，均衡新舊繩張力。拆移所有影響箕斗運(yùn)行的換繩工器具，將主副箕斗油缸內(nèi)的液壓油排掉一半，開動(dòng)提升機(jī)箕斗慢速上下運(yùn)行兩到三趟，使新舊首繩張力調(diào)整到一致，若出現(xiàn)偏串現(xiàn)象，則要消除，若新繩太長(zhǎng)，則新繩收短。按回彈法彈繩，各繩回彈時(shí)間差應(yīng)小于10%，超出該值則說明繩長(zhǎng)度差超標(biāo)，懸掛手拉葫蘆起吊主箕斗，截較長(zhǎng)的首繩，進(jìn)行收繩。

（6）試車。

3 工藝改進(jìn)

通過對(duì)首繩更換原工藝整個(gè)過程的現(xiàn)場(chǎng)觀察分析，在帶新繩過滾筒、下放新繩，回收舊繩、預(yù)緊新繩張力、鎖繩、調(diào)繩存在作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大問題。為解決上述問題，對(duì)首繩更換工藝進(jìn)行了改進(jìn)。采用一次性同步更換首繩法，即同步一次性更換6根首繩，舊繩帶新繩懸掛，新繩帶舊繩回收，同時(shí)針對(duì)各環(huán)節(jié)也進(jìn)行了改進(jìn)措施。

3.1 改進(jìn)后首繩更換工藝流程

如圖9所示。

圖9 首繩更換改進(jìn)工藝流程圖

3.2 改進(jìn)后首繩更換工藝步驟

（1）準(zhǔn)備工作。

材料、工器具（復(fù)合板卡、卡繩器等）、人員組織準(zhǔn)備就緒。主箕斗停在井塔卸礦位置，副箕斗井下裝礦10t礦石配重。

（2）帶新繩過滾筒。

將副箕斗停到卸礦點(diǎn)。在井塔1層主箕斗側(cè)使用木板搭設(shè)施工平臺(tái)，將1#、2#、3#、4#、5#、6#新首繩繩頭通過臨時(shí)導(dǎo)向輥，在井口主箕斗側(cè)用13m長(zhǎng)的Ф15.5mm軟鋼絲繩，通過打倒八扣將新首繩與舊首繩相連，每處使用6mm的尼龍繩纏繞幾圈捆綁牢固。如圖10所示。開動(dòng)提升機(jī)以0.3m/s的速度下放副箕斗，引新首繩過提升機(jī)滾筒、導(dǎo)向輪到達(dá)井塔3層副箕斗側(cè)合適位置。將新首繩與舊首繩解開，將新首繩端頭使用36#繩卡兩兩固定在井塔3層的套架梁上。以0.3m/s的速度反向開動(dòng)提升機(jī)上提副箕斗，直至副箕斗楔形繩環(huán)到達(dá)井塔3層施工平臺(tái)上方位置停車。

（3）同步更換6根新繩，回收6根舊繩。

①做副箕斗假繩頭。下放井塔10層行車，將新首繩落至提升機(jī)滾筒，按順序擺放好新首繩。分別將6根新首繩頭穿過副箕斗對(duì)應(yīng)的楔形繩環(huán)，使用6付36#鋼絲繩卡臨時(shí)固定，制作假繩頭［4］。如圖11所示。

②打板卡，下放新繩。在井塔9層導(dǎo)向輪下方安裝2根工字鋼，在工字鋼上安裝防溜自復(fù)合板卡，用防溜板卡卡住新首繩與舊首繩，并安排專人看護(hù)適時(shí)調(diào)節(jié)防溜板卡的張緊力，以新首繩帶勁不打彎為宜。首繩預(yù)緊方式，如圖12所示。

圖10 改進(jìn)后帶新繩滾筒示意圖

圖11 假繩頭

圖12 首繩預(yù)緊方式示意圖

開動(dòng)提升機(jī)以0.3m/s的速度下放副箕斗，直至新首繩拉直停車，在井塔8層副箕斗側(cè)，將新首繩與舊首繩12根繩使用復(fù)合板卡一起卡牢，卡設(shè)復(fù)合板卡使用電動(dòng)扳手將復(fù)合板卡螺栓打緊。開動(dòng)提升機(jī)繼續(xù)下放副箕斗，新舊首繩同時(shí)進(jìn)入井筒，下放時(shí)每隔30m停車卡設(shè)1付復(fù)合板卡，如圖13所示。直至主箕斗楔形繩環(huán)到達(dá)井塔3層施工平臺(tái)合適位置停車。

圖13 打板卡，下放新首繩示意圖

③做主箕斗繩頭。測(cè)量出新首繩所需長(zhǎng)度，在井口位置留足新首繩的長(zhǎng)度將1#、2#、3#、4#、5#、6#新首繩割斷。拆除防溜復(fù)合板卡，在井塔8層使用卡繩器，如圖14所示。將副箕斗側(cè)6根舊首繩卡住固定。在井塔3層將主箕斗側(cè)6根舊首繩打壓，然后將2#繩泄壓，拆去2#舊首繩，連接2#新首繩。將6根首繩打壓串壓，將3#舊首繩泄壓，拆去3#舊首繩，連接3#新首繩。按照2#、3#首繩繩頭制作方法，對(duì)1#、4#、5#、6#繩與懸掛裝置進(jìn)行連接。如圖15所示。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求截?cái)喽嘤嗟男率桌K，使用1個(gè)36#鋼絲繩卡將尾巴繩卡住，割斷舊首繩的時(shí)候，提升機(jī)滾筒和導(dǎo)向輪進(jìn)行新舊首繩交替入槽。

圖14 鎖繩器示意圖

圖15 做主箕斗新首繩繩頭示意圖

④拆板卡，回收舊繩。開動(dòng)提升機(jī)以0.3m/s的速度下放主箕斗，從井塔3層窗戶將副箕斗側(cè)舊繩拉出，并將舊首繩拉至地面回收；當(dāng)復(fù)合板卡到達(dá)井塔8層副箕斗側(cè)施工平臺(tái)停車拆除復(fù)合板卡，回收舊繩。如圖16所示。

圖16 拆板卡，回收舊繩示意圖

⑤做副箕斗繩頭。將副箕斗下放至井底裝載位置，測(cè)量標(biāo)記和副箕斗的距離，此距離就是調(diào)繩的長(zhǎng)度。將副箕斗的楔形繩環(huán)停于井塔3層施工平臺(tái)上方，在井塔8層用卡繩器將副箕斗1#、2 #、3#、4#、5#、6#首繩卡住固定。如圖17所示。

利用平衡油缸行程，縮短首繩長(zhǎng)度：將6根首繩打壓［5］，直至平衡油缸全部伸出。將3#、4#首繩泄壓，在副箕斗上方鋼梁上固定4臺(tái)2t手拉葫蘆，將不帶勁的3#、4#繩兩個(gè)楔形繩環(huán)拉平，重新做3#、4#新首繩的繩頭。再做的1#、6#，最后做2#、5#。3#、4#繩頭做好后，將3#、4#首繩打壓。打壓 24MPa［6］。按照 3#、4#的做法，做 2#、5#，1#、6#繩頭，將6根首繩打壓串壓。按照上述方法，往復(fù)循環(huán)直至新繩長(zhǎng)度縮短到正常位置。開動(dòng)提升機(jī)上提副箕斗100mm，將鎖繩器拆除。

圖17 副箕頭做繩頭示意圖

（4）調(diào)繩對(duì)罐。

（5）換繩結(jié)束，試運(yùn)行。

4 工藝改進(jìn)前、后效果的對(duì)比

（1）在帶新繩過滾筒的效果。改進(jìn)后，采用倒扒扣形式，利用提升機(jī)的舊繩將新繩帶過滾筒。比原工藝采用傳統(tǒng)輔助絞車，在多個(gè)樓層接力起吊，不需要?jiǎng)佑闷鹬卦O(shè)施和多地點(diǎn)安排起重人員。

（2）在下放新繩，回收舊繩的效果。改進(jìn)后，同步一次性更換6根新繩，回收6根舊繩。比原工藝分兩步更換，大幅減少了作業(yè)時(shí)間。

（3）在預(yù)緊新繩張力的效果。改進(jìn)后，由于采用了復(fù)合板卡對(duì)新繩進(jìn)行預(yù)緊，下放新繩過程只需觀察和調(diào)整防溜復(fù)合板卡松緊程度，較原工藝采用人工手拉葫蘆對(duì)新繩進(jìn)行預(yù)緊，大大的降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)有效的減少了作業(yè)時(shí)間。

（4）在鎖繩的效果。改進(jìn)后，采用鎖繩器卡住首繩，擱在鋼梁上。比原工藝使用鋼制板卡、負(fù)荷卡將首繩卡住，操作簡(jiǎn)單快捷、安全可靠、不損傷鋼絲繩。

（5）調(diào)繩。改進(jìn)后，利用首繩連接的調(diào)繩油缸作為首繩長(zhǎng)度調(diào)整的起重設(shè)施，較原工藝采用手拉葫蘆起吊主箕斗，進(jìn)行收繩。雖對(duì)技術(shù)要求更精細(xì)，但在減少了輔助起重設(shè)施的安裝拆除，縮短了作業(yè)時(shí)間，降低了作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度。

（6）綜合效益。如表1所示。

表1 工藝比較綜合效益表

5 結(jié)語

通過對(duì)首繩更換原工藝帶新繩過滾筒、下放新繩回收舊繩、預(yù)緊新繩張力、鎖繩、調(diào)繩工藝的改進(jìn)，增強(qiáng)了首繩更換安全性，提高了更換效率，為礦生產(chǎn)起到積極作用。同時(shí)，改進(jìn)后的首繩更換工藝可供落地式摩擦提升機(jī)首繩更換參考。