唐懷勇

（中煤礦山建設(shè)集團(tuán)機(jī)電安裝工程處， 安徽宿州 234001）

舊繩帶新繩在提升繩更換中的應(yīng)用

唐懷勇

（中煤礦山建設(shè)集團(tuán)機(jī)電安裝工程處， 安徽宿州 234001）

近幾年來(lái)，隨著煤礦的產(chǎn)量逐漸增加，提升繩的直徑也逐漸增大；另外，在更換首繩時(shí)，礦方給定工期較緊，一般在礦井大修時(shí)進(jìn)行，再加上作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)用人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境差，作業(yè)難度大；研究一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、簡(jiǎn)便快捷、安全高效的換繩方法，是一項(xiàng)關(guān)系煤礦安全生產(chǎn)工作的迫切任務(wù)；介紹舊繩帶新繩在皖北煤電集團(tuán)錢(qián)營(yíng)孜煤礦副井多繩摩擦式提升機(jī)中的應(yīng)用。

多繩摩擦式提升機(jī)； 提升繩； 更換； 施工準(zhǔn)備； 施工工序

1 引言

多繩摩擦式提升機(jī)借助首繩與滾筒襯墊之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)提升和下放重物的功能。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第403條規(guī)定：立井多繩落地摩擦式提升機(jī)提升鋼絲繩使用的使用年限不應(yīng)超過(guò)2a。當(dāng)有一根首繩損壞而需要更換時(shí)，必須同時(shí)更換所有首繩，以保持各首繩具有相同工作條件。所以，提升鋼絲繩的更換是礦山提升維護(hù)工作中一項(xiàng)常見(jiàn)而十分重要的工作任務(wù)。近幾年來(lái)，隨著煤礦的產(chǎn)量逐漸增加，提升繩的直徑也逐漸增大，另外，在更換首繩時(shí)，礦方給定工期較緊，一般在礦井大修時(shí)進(jìn)行，再加上作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)用人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)環(huán)境差，作業(yè)難度大。因此研究一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、簡(jiǎn)便快捷、安全高效的換繩方法，是一項(xiàng)關(guān)系煤礦安全生產(chǎn)工作的迫切任務(wù)。本文介紹皖北煤電集團(tuán)錢(qián)營(yíng)孜煤礦副井多繩摩擦式提升機(jī)快速換繩法。

2 工程概況

錢(qián)營(yíng)孜煤礦為年產(chǎn)180萬(wàn)t的大型礦井。其副井提升系統(tǒng)采用JKMD—4×4（Ⅲ）型多繩摩擦式提升絞車(chē)，鋼性罐道，雙層雙車(chē)寬窄罐各一只，其主提鋼絲繩已達(dá)到使用年限，為達(dá)到安全生產(chǎn)，須對(duì)其進(jìn)行更換。主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)如下：

絞車(chē)型號(hào)：JKMD—4×4（Ⅲ）；

鋼絲繩型號(hào)：6×28TS－40－1770－左右捻各二根。

3 施工前期準(zhǔn)備

3.1 施工機(jī)具、索具的準(zhǔn)備

利用副井井口南側(cè)兩臺(tái)永久穩(wěn)車(chē)基礎(chǔ)位置布置兩臺(tái)JZ16/1000穩(wěn)車(chē)，用于提升罐籠，穩(wěn)車(chē)上各纏6×37－1770－Φ28鋼絲繩1根，并準(zhǔn)備4只H50×3D滑車(chē)配成2套滑輪組，用于罐籠提升，其導(dǎo)向滑車(chē)采用H20× 1D3只；同時(shí)在靠近穩(wěn)車(chē)位置（穩(wěn)車(chē)前方）再布置兩臺(tái)25kW JD1.6調(diào)度絞車(chē)用于新、舊繩的牽引及工器具的起吊。牽引繩采用兩根6×19－Φ15.5鋼絲繩，長(zhǎng)度約為260m。小絞車(chē)生根用鋼絲繩卡固在后面穩(wěn)車(chē)底盤(pán)上。另需準(zhǔn)備長(zhǎng)板卡50副、Φ40鋼絲繩夾260副，用于新、舊鋼絲繩卡接。

3.2 蹬新繩

根據(jù)副井井口現(xiàn)場(chǎng)條件，利用吊車(chē)將新繩分別蹬到絞車(chē)房東側(cè)和井口房西側(cè)位置中間，其相鄰之間的捻向相反，并與原舊繩相同，全部采用下出繩。利用鋼管Φ89×10作為導(dǎo)向，兩頭分別安裝滾動(dòng)軸承作為傳動(dòng)裝置。

3.3 穩(wěn)車(chē)及小絞車(chē)布置

在井口房南側(cè)的礦永久基礎(chǔ)上布置兩臺(tái)JZ16/1000穩(wěn)車(chē)，并且在穩(wěn)車(chē)前方分別布置兩臺(tái)25kW JD1.6調(diào)度小絞車(chē)。

3.4 確定支架的位置

在下天輪北側(cè)保護(hù)欄處焊接一支撐架，中間用Φ60×10鋼管連接，鋼管外套上橡膠管以保護(hù)鋼絲繩，支架的高度大于鋼絲繩與天輪接觸點(diǎn)的位置，且不能與天輪相碰，如圖1、圖2所示。

圖1 換繩系統(tǒng)圖

圖2 支撐架導(dǎo)向裝置放大圖

4 施工工序

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況及準(zhǔn)備條件，本次換繩采用舊繩帶新繩的方法來(lái)完成。各工序盡可能平行交叉作業(yè)，以提高工作效率。其具體步驟如下：

4.1 索具、滑輪組的懸掛

利用窄罐把兩組H50×3D滑輪組分別懸掛在窄罐東西兩側(cè)套架梁上。此步驟可以利用正常檢修時(shí)間來(lái)完成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件只能掛設(shè)鋼絲繩套，手拉葫蘆和滑輪組掛設(shè)后會(huì)影響其副井正常生產(chǎn)。

4.2 卡繩下放

讓窄罐停在上井口檢修位置，用Φ19長(zhǎng)棕繩把1＃調(diào)度絞車(chē)鋼絲繩從上井口經(jīng)過(guò)下天輪帶至地面，把新繩頭和其用倒扣的方式，用細(xì)鐵絲搭接在一起卡接固定，再用破雨衣將其鋼絲繩繩頭包?。ㄒ员阌谄淅K頭過(guò)天輪繩槽），并使新繩依次通過(guò)各天輪繩槽，由小絞車(chē)牽引經(jīng)下天輪至上井口，并且讓四根新繩按其捻向排列在下天輪繩槽內(nèi)，并將其四根新繩與窄罐連接牢固，其具體方法如下：

新繩每根留出7～8m放在窄罐內(nèi)，新繩和舊繩用Φ40的鋼絲繩夾卡接并卡死，每根繩卡15副鋼絲繩夾，鋼絲繩夾間距300 mm。

在下天輪平臺(tái)用兩根槽鋼對(duì)靠在一起，兩頭用螺栓緊固。新舊鋼絲繩在兩槽鋼之間。在槽鋼上每根新繩卡一付板卡，板卡之間墊上尼龍襯墊，板卡螺栓調(diào)整到一定程度，以下放繩時(shí)新繩不自動(dòng)下落為宜，同時(shí)在井口位置搭設(shè)兩層平臺(tái)。

緩慢開(kāi)動(dòng)絞車(chē)，讓窄罐以檢修速度0.5 m/s下放，同時(shí)下放新繩，新繩繩滾處應(yīng)加設(shè)剎車(chē)措施。在下放過(guò)程中新繩和舊繩固定在一起，新繩跟著舊繩一同下放。在井口位置卡長(zhǎng)板卡、上層平臺(tái)卡鋼絲繩夾，將新、舊鋼絲繩用鋼絲繩夾固定在一起，每隔5m距離用鋼絲繩夾將新、舊鋼絲繩卡接固定，每15m距離卡一副長(zhǎng)板卡，將四根鋼絲繩同時(shí)固定并卡牢靠，直至窄罐下放至下井口位置，卡繩完畢。

4.3 蹬罐

寬罐上至上井口后停車(chē)，在井口套架頂部用兩根I40a工字鋼橫放在大梁上，再用兩I40a工字鋼橫放在兩I40a工字鋼上且背靠背卡住鋼絲繩，將I40a工字鋼兩端用穿心螺栓固定好。并用四只快速鎖繩器放置到兩工字鋼上且鎖住窄罐舊繩，在快速鎖繩器上面各卡一副小板卡，使窄罐固定。然后啟動(dòng)穩(wěn)車(chē)，利用滑輪組向上提寬罐。讓寬罐懸掛裝置松馳，并使其懸掛裝置到達(dá)二層平臺(tái)位置時(shí)停止起吊。

4.4 拆舊繩換新繩

把多繩摩擦式提升機(jī)的盤(pán)形閘全部打開(kāi)，使?jié)L筒兩側(cè)的鋼絲繩自由受力，在滾筒下部把舊繩割斷。割繩前，留住鋼絲繩頭，防止鋼絲繩突然脫落。由于本次更換鋼絲繩時(shí)，需更換其所有的懸掛裝置，這樣就不需要拆除楔形環(huán)和抽出舊繩頭，直接將其鋼絲繩從懸掛裝置上口割掉，并利用2＃調(diào)度絞車(chē)從天輪處洞口向下依次吊離抽去聯(lián)接銷(xiāo)的懸掛裝置。

舊繩全部抽出后，倒出繩滾上的新繩，用1＃調(diào)度絞車(chē)牽引，使新繩從車(chē)房下繩孔入滾筒，過(guò)滾筒及上天輪后至寬罐，量好尺寸，割去余繩，再分別用1t手拉葫蘆將四根新提升鋼絲繩在懸掛裝置上口位置向下帶勁，把新繩頭穿過(guò)新的懸掛裝置的楔形環(huán)后鎖緊固定，再將新的懸掛裝置與寬罐進(jìn)行連接。

4.5 收舊繩

寬罐首繩連接好后，松穩(wěn)車(chē)使寬罐呈自由狀態(tài)，開(kāi)動(dòng)絞車(chē)，慢慢下放寬罐至鎖繩器位置，利用內(nèi)齒輪將快速鎖繩器及工字鋼挪至寬罐位置的大板梁上，以備窄罐上到上井口時(shí)再將寬罐鎖住。然后把在多繩摩擦式提升機(jī)滾筒下部割斷的舊繩拿出并纏在繩滾上（或先臨時(shí)盤(pán)在地面上，待工程施工完畢后再一并回收）。并在松罐前把舊繩從下天輪輪槽中拿出，讓新繩進(jìn)入繩槽。開(kāi)動(dòng)絞車(chē)、下放寬罐，提升窄罐，使新繩帶舊繩上提，上提過(guò)程中拆除繩卡，在蹬繩處收回舊繩（或?qū)⑴f鋼絲繩臨時(shí)盤(pán)在地上，等工程完工后再進(jìn)行回收）?；厥张f繩時(shí)一定要注意在下天輪平臺(tái)下層位置利用一鋼管擱置四根新繩與舊繩中間，將新舊四根鋼絲繩分開(kāi)，且要固定牢靠，以利用其在上提窄罐收舊繩時(shí)破鋼絲繩繩勁用。舊鋼絲繩繩頭需有留繩，防止天輪至罐籠段舊鋼絲繩突然下落。

4.6 窄罐鎖繩

待窄罐上至上井口后停車(chē)，把兩組滑輪組掛在窄罐上，同時(shí)井口套架上平面用上述工字鋼和鎖繩器把寬罐固定。然后開(kāi)動(dòng)兩臺(tái)穩(wěn)車(chē)上提窄罐，拆除鋼絲繩夾，松開(kāi)新繩，把舊繩從楔形環(huán)上方割除，并利用1＃調(diào)度絞車(chē)將舊繩后留從下天輪上抽出纏到繩滾上。再將舊的懸掛裝置拆除，利用小絞車(chē)打到地面，根據(jù)測(cè)量確定罐籠調(diào)整位置，把新繩穿進(jìn)新的楔形環(huán)鎖緊固定，繩頭留1.5m左右，再將新的懸掛裝置與罐籠連接一體。松下并拆除滑輪組及鋼絲繩套，使罐籠處于自由狀態(tài)（此操作步驟同上第4條）。再將寬罐上提，拆除上井口工字鋼及鎖繩器。

4.7 試車(chē)

新繩掛好后，即可分別給兩側(cè)罐籠油缸打壓，將井口周?chē)謇砀蓛?，開(kāi)動(dòng)絞車(chē)，先空載試運(yùn)轉(zhuǎn)，再進(jìn)行重載運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 強(qiáng)度校核

5.1 鎖繩工字鋼選用

本次施工蹬鎖繩器的工字鋼選用兩根I40a，其Wx＝1 090cm3，［σ］＝1 550kg/cm2；罐籠及4根提升繩（含懸掛裝置）總重Q＝38.5T，共四個(gè)支點(diǎn)受力，則每個(gè)支點(diǎn)受力9 625kg；鋼梁受力支點(diǎn)間距300mm（繩間距），M＝9 625×30＝288 750kg·cm；［σ］＝M/WX＝288 750/1 090＝265kg/cm2＜［σ］＝1 550kg/cm2故強(qiáng)度足夠。

5.2 提升鋼絲繩、滑車(chē)的選用

此次罐籠提升選用6×37－1770－Φ28鋼絲繩，查表得破斷拉力P＝50.05t，滑輪組效率為0.87罐籠及尾繩繩（含懸掛裝置）總重Q＝38.5t，選用H50×3D滑車(chē)，故跑頭拉力S＝Q/ng＝38.5/6×0.87＝7.38 t；安全系數(shù)n＝50.05/7.38＝6.8＞5，故提升鋼絲繩安全可靠。因荷載總重38.5 t，因此選用50 t滑車(chē)強(qiáng)度足夠。跑頭力為7.38 t，則跑頭滑車(chē)選用20 t，強(qiáng)度足夠。

5.3 鋼絲繩夾選用

此次施工采用舊繩帶新繩方式，在罐籠上方新舊繩連接處，每根繩采用15副Φ40的鋼絲繩夾，共4根繩，60副鋼絲繩夾。繩夾使用數(shù)量的計(jì)算：根據(jù)《起重吊裝技術(shù)手冊(cè)》，n＝T/2Nf2。

式中：T為鋼絲繩上所受的力；N為栓緊繩夾的螺帽時(shí)，螺栓上所受的力（可根據(jù)螺栓直徑，查表得出）；f2為鋼絲繩在繩夾夾箍上的摩擦系數(shù)（取0.2）；此次施工每根鋼絲繩受力T＝38.5/4＝9.625 t；Φ40的鋼絲繩夾，螺栓直徑25 mm，查表得N＝4600 kg；所以：n＝T/2Nf2＝9 625/2×4 600 ×0.2＝5.23，即6個(gè)。

為安全起見(jiàn)，按2根繩受力計(jì)算，則：

n＝T/2Nf2＝（38 500÷2）/2×4 600 ×0.2＝10.46，即11個(gè)。因此，每根繩選用15副鋼絲繩夾，強(qiáng)度足夠。

多繩摩擦式提升機(jī)提升繩更換工作量及難度較大，因?yàn)闋砍兜桨踩?、施工提前?zhǔn)備工作、以及現(xiàn)場(chǎng)施工的協(xié)調(diào)等。該方法簡(jiǎn)化了工序、節(jié)省了準(zhǔn)備時(shí)間，加快了換繩進(jìn)度，縮短了占用井口時(shí)間。該方法已經(jīng)成功在錢(qián)營(yíng)孜礦副井提升繩更換中得到了應(yīng)用實(shí)踐，效果較為良好。

［1］ 本書(shū)編委會(huì).煤礦安全規(guī)程，北京：煤礦工業(yè)出版社，2011.

［2］ 胡志廉.運(yùn)行礦井提升繩的更換方法［J］.煤礦現(xiàn)代化，2005，（4）：66－67.

［3］ 葉大干，闕勝利，崔建井，等.立井提升繩更換施工技術(shù)［J］.煤炭科技，2006，（2）：17－18.

［4］ 祁雪來(lái).多繩摩擦提升機(jī)快速換繩方法［J］.煤礦機(jī)電，2007，（3）：76－77.

［5］ 岳芹.龐莊礦張小樓新副井提升繩更換施工工藝［J］.能源技術(shù)與管理，2008，（4）：104，125.

［6］ 楊文淵.起重吊裝技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：人民交通出版社，1981.

The Practical Application of an Efficient Way to Improve the Replacement of the Old Steel Wire Ropes

TANG Huai－yong
（Engineering Department of Mechanical an d Electrical Installation，China Coal Construction（group）Cooperation Ltd.，Suzhou Anhui234001）

In recent years，with the rapid increase of the colliery output，the diameter of the pulling ropes becomes more and more enlarged.In addition，during the course of head ropes replacement，the given time is limited，and generally during the time of the entire colliery overhaul.And in the meanwhile，this project has the features of long working time，a large member of workers，great labor intensity，etc.So，it＇s very essential to create a more economical，practical，efficient and easier way to replace the ropes.This is an urgent task that should be paid more attention，related to the collieries＇safe production.This paper produce a new rope－replacing method used in the multi－rope pulling machines in the Subsidiary of Qian Yingzi Collieries，Wanbei Coal－electricity group Co.Ltd.

multi－rope pulling machines；pulling ropes；replacement；construction preparation；construction procedure

TD532

B

1671－4733（2012）01－0009－04

10.3969/j.issn.1671－4733.2012.01.003

2012－01－05

唐懷勇（1986－），男，安徽濉溪人，助理工程師，從事機(jī)電安裝工程工作，電話(huà)：13966153983。