煤礦塔式主井提升鋼絲繩更換施工安全質(zhì)量技術(shù)研究

鄧亞?wèn)|

（平煤股份一礦，河南 平頂山 467000）

摩擦式提升機(jī)因提升能力強(qiáng)、提升高度高、提升速度快、電動(dòng)機(jī)功率消耗低、使用安全可靠等優(yōu)勢(shì)，在地下礦山開采中的應(yīng)用越來(lái)越多。摩擦式提升機(jī)依靠提升鋼絲繩與摩擦輪襯墊間的摩擦力帶動(dòng)提升容器在井筒中運(yùn)行。鋼絲繩在運(yùn)行中承受拉伸應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng)力，以及各種沖擊載荷的綜合作用，同時(shí)受到井筒中淋水、潮氣的影響，使鋼絲繩產(chǎn)生斷絲、縮徑、銹蝕等損傷。當(dāng)損傷超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，就需要報(bào)廢或更換。提升鋼絲繩的使用壽命受多種因素的影響，需要綜合考慮礦井提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及使用過(guò)程中的維護(hù)保養(yǎng)等方面的因素，以改善鋼絲繩的作業(yè)條件和受力狀況，達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命的目的。

一、鋼絲繩使用狀況介紹

某礦區(qū)煤業(yè)集團(tuán)目前有12對(duì)生產(chǎn)礦井，在用64套摩擦式提升機(jī)。使用的立井摩擦式提升機(jī)鋼絲繩有國(guó)產(chǎn)的和進(jìn)口的，進(jìn)口鋼絲繩主要為英國(guó)、德國(guó)、南非等國(guó)企業(yè)生產(chǎn)，國(guó)產(chǎn)鋼絲繩為中美合資、中英合資企業(yè)生產(chǎn)；從結(jié)構(gòu)上以三角股和圓股鋼絲繩為主。近年來(lái)隨著新建礦井深度的增加，從800m到1000m，提升循環(huán)次數(shù)大幅降低，一般在15萬(wàn)次。單臺(tái)車年提升量在300萬(wàn)t以上的礦井，鋼絲繩的使用壽命維持在一年左右，一個(gè)捻距內(nèi)斷絲10根左右，達(dá)到6%，后期發(fā)展較快且有銹蝕，一般達(dá)不到合同約定的30萬(wàn)次。

二、施工技術(shù)方案

（一）施工方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確定更換首繩施工方案如下：在井口房?jī)?nèi)套架北側(cè)鋪設(shè)鋼板，用于支放繩盤架及保護(hù)地磚。將新繩盤連同繩盤架利用叉車叉運(yùn)至鋼板上并進(jìn)行固定。施工時(shí)新繩頭由井口向上第一層套架梁下方進(jìn)入套架內(nèi)，利用雙環(huán)結(jié)將新繩頭與舊繩連接，利用舊繩帶動(dòng)新繩向上依次經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輪、滾筒，再次到達(dá)井口，將新繩與舊繩分開并將新繩鎖在套架上。提升南側(cè)箕斗到井口位置，通過(guò)做臨時(shí)繩頭的方法將新繩頭與南側(cè)箕斗固定在一起，運(yùn)行提升機(jī)，用舊繩帶動(dòng)新繩下放。南側(cè)箕斗到井底后，用首繩起重裝置鎖住舊首繩，做北側(cè)箕斗永久繩頭。新、舊繩負(fù)荷轉(zhuǎn)換后，上提南側(cè)箕斗，利用新繩帶動(dòng)舊繩，在井口北側(cè)回收舊繩。南側(cè)箕斗到井口后，利用座卡鎖住北側(cè)箕斗四根新首繩，利用首繩起重裝置上提南側(cè)箕斗后，拆除新繩臨時(shí)繩頭及對(duì)應(yīng)舊繩頭，做南側(cè)箕斗新繩永久繩頭，下放南側(cè)箕斗回收剩余舊繩。最后運(yùn)行調(diào)試，回收施工工器具，清理施工現(xiàn)場(chǎng)。

（二）提升系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)

新建礦井要進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，主要應(yīng)注意以下方面。(1)條件允許時(shí)，采用較大的D/d比、較小的襯墊比壓，降低提升鋼絲繩彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力。(2)采用井塔式提升機(jī)時(shí)，摩擦輪與導(dǎo)向輪中心高差宜在0.5~1.0倍提升速度值或200~400倍提升鋼絲繩直徑范圍內(nèi)合理選取(按兩種方法下限計(jì)算出的較大值和按兩種方法上限計(jì)算出的較小值之間，合理取值)，減緩正反向彎曲對(duì)提升鋼絲繩的疲勞破壞[5]66-96。(3)在滿足防滑計(jì)算要求的前提下，在摩擦輪上提升鋼絲繩采用較小的圍抱角，降低提升鋼絲繩彎曲疲勞程度。

（三）日常維護(hù)管理

對(duì)井筒堿性出水進(jìn)行治理。通過(guò)對(duì)井筒外圍進(jìn)行注漿，封堵水源，同時(shí)對(duì)少量出水通過(guò)引水槽，將水引至井下，降低堿性水質(zhì)對(duì)鋼絲繩的腐蝕。驗(yàn)繩時(shí)發(fā)現(xiàn)斷絲一定要進(jìn)行處理，防止斷絲經(jīng)過(guò)天輪、滾筒時(shí)因擠壓造成新的斷絲，而迅速演化成斷股。防止鋼絲繩銹蝕要定期涂油。在鋼絲繩使用后期，如有銹蝕現(xiàn)象要及時(shí)進(jìn)行涂油(增摩脂)，減緩銹蝕速度。及時(shí)進(jìn)行竄繩或降低加減速度。當(dāng)某1根主繩斷絲明顯或比其他繩斷絲量增多時(shí)，可能是斷絲量多的鋼絲繩受力過(guò)大，可適當(dāng)對(duì)其提升繩進(jìn)行調(diào)整，使4根繩受力均勻。鋼絲繩斷絲情況發(fā)展較快，通過(guò)降低加速度，并減少一次提升量，可有效遏制斷絲快速發(fā)展。調(diào)整電控與閘控配合，使閘控在監(jiān)測(cè)到提升機(jī)達(dá)到停車位置，運(yùn)行速度為零時(shí)驅(qū)動(dòng)液壓抱閘機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確施抱，消除因電控、閘控配合不合理，造成施閘時(shí)提升機(jī)運(yùn)行速度不為零，而對(duì)鋼絲繩產(chǎn)生沖擊。變化停車位置。當(dāng)提升機(jī)長(zhǎng)時(shí)間不運(yùn)行時(shí)，其停車位置不要固定在某一處，要適當(dāng)變換停車位置，避免鋼絲繩最大受力點(diǎn)始終固定在某一段。

（四）施工質(zhì)量技術(shù)措施

（1）所有施工前準(zhǔn)備工作，必須在施工前一天完成，并將完成情況向施工總負(fù)責(zé)人匯報(bào)。施工所用的設(shè)備、工具、配件、材料等提前備齊，并認(rèn)真檢查核對(duì)后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。（2）施工前指定專人對(duì)起吊或緊固用的手拉葫蘆、鋼絲繩套、鋼絲繩夾等安全、制動(dòng)裝置等進(jìn)行全面細(xì)致檢查，確認(rèn)無(wú)問(wèn)題后方可使用。（3）施工現(xiàn)場(chǎng)照明亮度要充足，照明、電動(dòng)工具等用的電纜要吊掛整齊，以不妨礙現(xiàn)場(chǎng)施工為原則。（4）帶新繩時(shí)，必須派1名專人監(jiān)視新繩、舊繩的運(yùn)行情況，防止新舊繩纏繞，若鋼絲繩發(fā)生扭結(jié)和其他異?，F(xiàn)象，立即停車處理。（5）提升機(jī)運(yùn)行時(shí)，在滾筒及導(dǎo)向輪處安排專人觀察鋼絲繩入槽情況，嚴(yán)防擠傷新鋼絲繩。（6）看護(hù)鋼絲繩盤的施工人員要時(shí)刻警惕不得使繩盤轉(zhuǎn)動(dòng)太快，以免使繩盤脫盤，造成鋼絲繩損傷或跑繩現(xiàn)象。（7）制作新繩臨時(shí)繩頭時(shí)，嚴(yán)格按照相關(guān)要求打設(shè)繩卡，繩卡在使用前必須進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁使用有缺陷、銹蝕嚴(yán)重的繩卡，繩卡規(guī)格必須與鋼絲繩匹配。（8）新鋼絲繩在截取前要認(rèn)真計(jì)算并確認(rèn)準(zhǔn)確，防止繩過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，影響施工質(zhì)量及進(jìn)度。（9）因施工需要所作的各種標(biāo)記，必須清楚可靠，不得錯(cuò)位。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)煤礦主井提升鋼絲繩更換施工安全技術(shù)的研究，分析了施工技術(shù)、施工組織形式、施工步驟以及施工質(zhì)量技術(shù)措施，研究對(duì)礦井安全生產(chǎn)提供了有力的保障。