淺談大型箱型井架安裝關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn)

張志偉

（河北中煤四處礦山工程有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

井架作為礦山立井提升的主要構(gòu)筑物，主要用于支承提升天輪、固定提升套架和承受礦井提升荷重。由于大型箱型鋼結(jié)構(gòu)井架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大、安裝難度及要求較高，所以井架構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)工藝和吊裝方案的選擇是關(guān)鍵，如果現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)工藝和吊裝方法選擇不當(dāng)、計(jì)算不夠嚴(yán)密、施工過(guò)程中的疏漏常常會(huì)導(dǎo)致吊裝成本過(guò)大、施工存在隱患甚至失敗造成重大事故。我公司在施工中積累了豐富的現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)和吊裝施工經(jīng)驗(yàn)，并且在多年的施工實(shí)踐中，針對(duì)不同的井架結(jié)構(gòu)和不同的施工現(xiàn)場(chǎng)條件，不斷總結(jié)改進(jìn)，形成一系列鋼結(jié)構(gòu)井架的安裝工藝?，F(xiàn)就我公司在幾座大型箱型井架安裝中對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)的改進(jìn)做一下介紹。

1 工程概況

L型（櫓式）井架為箱型鋼結(jié)構(gòu)井架的典型代表，為大多數(shù)礦井所采用，由斜架、立架組成，斜架為鋼板焊接的等截面或變截面的箱型體結(jié)構(gòu)，立架為各種型鋼組合而成桁架結(jié)構(gòu)。井架為空間桁架結(jié)構(gòu)，上、下天輪及起重梁布置在斜架上，立架內(nèi)安裝穩(wěn)罐罐道和防撞木等。

主要施工順序?yàn)椋浩秸麍?chǎng)地，井架組裝→斜架、立架分別起立→斜架與立架連接→天輪平臺(tái)及附屬件安裝→拆除起吊設(shè)施。

2 關(guān)鍵技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新

2.1 無(wú)地錨整體吊裝技術(shù)的改進(jìn)

（1）傳統(tǒng)方法。一般情況下，礦山永久井架起立，都是在立井井筒裝備完成后，先拆除鑿井井架及臨時(shí)穩(wěn)絞設(shè)施、封堵井口、平整場(chǎng)地，再組裝永久井架。井架斜架壓井口組裝，立架組裝于井口外。起立時(shí)，先用吊車(chē)把斜架起立抬頭到一定角度后，利用斜架后部的穩(wěn)車(chē)滑輪組把斜架起立到設(shè)計(jì)位置，然后再用吊車(chē)或斜架滑輪組把立架吊裝到位。

（2）改進(jìn)方法。井筒工程收尾之前，離結(jié)束還有20天左右時(shí)間時(shí)，在井口外組裝斜架和立架，組裝工作同井筒工程收尾工作平行作業(yè)，同時(shí)施工井架斜架基礎(chǔ)。

在井筒工程全部結(jié)束后，封堵井口，拆除臨時(shí)鑿井井架，拆除地面以上部分的臨時(shí)井架混凝土基礎(chǔ)，并安裝找正井口大板梁。

起吊前，主吊車(chē)按照一次站位能夠起立立架、斜架的要求，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的站車(chē)位置支好吊車(chē)。起吊時(shí)，先起立架，在立架平臺(tái)梁上焊接板式吊耳，繩扣與主吊車(chē)鉤頭連接，在立架下半部綁扎一繩扣并與副吊車(chē)鉤頭連接，主吊車(chē)慢慢抬起立架頭部使之脫離地面，副吊車(chē)鉤也慢慢起但不使立架底部脫離地面，主吊車(chē)起的過(guò)程中副吊車(chē)把立架底部慢慢往前送，直到立架起立到豎直狀態(tài)，然后拆除立架底部的吊具，用主吊車(chē)把立架就位并找正。起立斜架用同樣的方法將斜架吊至豎直狀態(tài)，然后將斜架底部與斜架基礎(chǔ)預(yù)埋好的鉸鏈連接，斜架牛腿與立架頂部鉸支座連接并找正。

（3）優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析。傳統(tǒng)施工方法占用井口工期一般在20天左右，占用場(chǎng)地比較大，使用的穩(wěn)絞設(shè)備及鋼絲繩等較多，施工準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，施工人力資源占用多，施工工序多，需要控制的環(huán)節(jié)多，容易出現(xiàn)不可控的環(huán)節(jié)，施工成本較大。

無(wú)地錨整體吊裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了井架組裝與其他工程平行作業(yè)，使整個(gè)工程工期大為縮短。該方法節(jié)省了地錨的開(kāi)挖、掩埋、臨時(shí)穩(wěn)車(chē)的布置與鋼絲繩的纏繞，節(jié)省了大量的人力物力與機(jī)械消耗，施工成本大大降低。

（4）應(yīng)用實(shí)例。無(wú)地錨整體吊裝技術(shù)已在多座井架的起立中成功應(yīng)用，以山西煤運(yùn)集團(tuán)紫金煤業(yè)副井井架為例，該井架垂直高度38.44m，斜架重約98.4t，立架重約53.7t。從井架組裝到施工結(jié)束，只占用井口工期3天，比傳統(tǒng)方法節(jié)省工期20天。由于施工過(guò)程計(jì)算精確，布置合理，工程施工質(zhì)量一次驗(yàn)收達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 鉸鏈定位與翻轉(zhuǎn)技術(shù)的改進(jìn)

（1）鉸鏈作用簡(jiǎn)介。鉸鏈的設(shè)計(jì)與定位在井架安裝中，起到至關(guān)重要的作用，鉸鏈的強(qiáng)度影響著井架起吊的安全，鉸鏈的定位（標(biāo)高與角度）能有效地控制井架豎起后各幾何尺寸的準(zhǔn)確性，使找正既快又準(zhǔn)。鉸鏈由上、下兩部分及銷軸組成，上鉸鏈焊接在箱型斜架腿部，下鉸鏈固定在斜架基礎(chǔ)上。

（2）傳統(tǒng)方法。傳統(tǒng)的下鉸鏈布置方法為，由土建單位在斜架基礎(chǔ)施工時(shí)預(yù)留鉸鏈基礎(chǔ)并預(yù)埋鋼板，待斜架基礎(chǔ)施工完畢后，下鉸鏈焊接在預(yù)埋鋼板上，如圖1所示。

（3）改進(jìn)方法。改進(jìn)的方法為，在斜架基礎(chǔ)施工完畢后，用6條φ28×500螺紋錨桿將特制鋼底座固定在斜架基礎(chǔ)外側(cè)，下鉸鏈焊接在鋼底座上面，如圖2所示。井架起吊找正完畢后，拆除鋼底座，割掉錨桿頭。

（4）優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析。傳統(tǒng)方法優(yōu)點(diǎn)為，鉸鏈基礎(chǔ)與斜架基礎(chǔ)為一整體，且預(yù)埋板生根，鉸鏈穩(wěn)定性有保障；缺點(diǎn)為，增加土建施工難度和工作量，需與土建單位取得良好溝通，且臨時(shí)性的鉸鏈基礎(chǔ)與永久井架基礎(chǔ)為一整體，影響美觀。改進(jìn)方法減小了施工難度和工作量，不受土建單位制約，鋼底座施工完后可拆除，不影響基礎(chǔ)美觀，且兼顧了鉸鏈的穩(wěn)定性保障。

（5）應(yīng)用實(shí)例。此方案在晉煤集團(tuán)趙莊煤業(yè)南蘇風(fēng)井進(jìn)風(fēng)立井井架安裝工程中成功應(yīng)用。該井架垂直高度35m，總重約為204t，其中斜架約重129t，立架及其他重約75t。

2.3 分體組裝—空中對(duì)接工藝技術(shù)創(chuàng)新

（1）背景分析。L型井架的箱型斜架跨度大、長(zhǎng)度長(zhǎng)，平放時(shí)占地面積極大，若整體組裝，不僅占用有限的廠區(qū)面積，使其他單元布置更加困難，并且起吊時(shí)需選用較大型號(hào)的吊車(chē)以滿足起吊高度和荷載。甚至有些場(chǎng)地極為狹小，只能先將立架組裝、起立后，再組裝、起立斜架，這無(wú)疑極大延長(zhǎng)了工期，增加了施工成本?！胺煮w組裝—空中對(duì)接”的創(chuàng)新工藝使得以上難題迎刃而解，將大而長(zhǎng)的斜架分成較小的兩部分組裝，使得場(chǎng)地內(nèi)各單元布置更加緊湊，并且較小型號(hào)的吊車(chē)就能滿足起吊要求。

（2）工藝概述。①箱型斜架組裝時(shí)，分兩部分組裝，第一部分包含斜腿、鉸支座、下天輪平臺(tái)等構(gòu)件，第二部分包含上天輪平臺(tái)及“7”字形頭部等構(gòu)件，即在上、下天輪平臺(tái)之間位置分開(kāi)。②通過(guò)安全計(jì)算，在斜架頂部合適部位的箱體上開(kāi)孔焊接管軸式吊耳，在斜架第一、二部分對(duì)接處焊接鉸鏈，并在距斜架第一部分頂部1m的位置搭設(shè)焊接接口的平臺(tái)。③先起吊立架，就位、找正，然后起吊斜架第一部分，與斜架基礎(chǔ)、立架上部鉸支座固定。④施工人員和機(jī)具乘坐吊桶到斜架第一部分頂部臨時(shí)平臺(tái)就位。起吊斜架第二部分，利用主、副吊車(chē)配合，主吊車(chē)吊管式吊耳慢慢抬起頭部，副吊車(chē)溜下部防止拖地，吊至豎直狀態(tài)時(shí)，松開(kāi)副吊車(chē)，主吊車(chē)?yán)^續(xù)起吊，將第二部分吊至第一部分上部。施工人員在臨時(shí)平臺(tái)處穿好接口鉸鏈銷軸，完成斜架的空中對(duì)接，電焊工進(jìn)行接口焊接。

（3）應(yīng)用實(shí)例。“分體組裝—空中對(duì)接”的創(chuàng)新工藝先后在中加礦業(yè)冷崗鐵礦副井井架和晉煤集團(tuán)趙莊煤業(yè)南蘇風(fēng)井井架等多座井架安裝中得到成功應(yīng)用。冷崗鐵礦斜架斜長(zhǎng)32.9m，垂高30.8m，重量93.8t，分成兩部分后分別重45.1t和48.7t；南蘇風(fēng)井斜架斜長(zhǎng)37m，垂高35m，重量129t，分成兩部分后分別重80t和49t。兩處施工現(xiàn)場(chǎng)均存在場(chǎng)地狹小、無(wú)法同時(shí)組裝完整斜架的情況。采用新工藝后，使得工期至少節(jié)省15天，人工費(fèi)和機(jī)械費(fèi)也大幅減少。

3 結(jié)語(yǔ)

大型井架吊裝是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，除以上所述外，還涉及地面預(yù)組裝技術(shù)、整體平移技術(shù)、吊耳選型與布置技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的條件，采用不同的關(guān)鍵技術(shù)和方法，力求方案科學(xué)合理、工藝先進(jìn)、安全可靠、節(jié)能環(huán)保。而每一座井架的成功起立，也都是各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)有機(jī)組合運(yùn)用和改進(jìn)創(chuàng)新的實(shí)踐檢驗(yàn)。