新型繩索法在深井大直徑電纜敷設安裝中的應用

湯小林

(中都國際(贊比亞)有限公司，安徽 銅陵244000)

1 工程概況

贊比亞Konkola 礦是世界上最潮濕的礦山之一，由于深部開采的需要，礦山的排水能力不斷增大，現(xiàn)有的985 m 泵房排水能力已達到20 萬m3/d，泵房配電所為智能控制的四回路進出線的超大型集中配電系統(tǒng)。

Konkola 礦管纜井全深1 000 m，凈直徑僅4. 9 m，全井主要擔負著排水系統(tǒng)的功能，豎井內除布置有供人員上下的罐籠外，內有4 根φ609 mm×25 mm排水管、12 根 φ3 mm ×185 mm2的大直徑鋼絲鎧裝電力電纜、4 根同軸信號控制電纜，布置緊密，空間極小，見圖1。

圖1 管纜井井筒布置Fig.1 Arrangement of the pipe and cable shaft

在國內的安裝實踐中，采用傳統(tǒng)的鋼絲繩懸吊、鋼制或木制臨時電纜卡固定下放的常規(guī)工藝，采用該方法的缺點:①用鋼制電纜卡卡電纜時，每只電纜卡的受力各不相同，在下放過程中電纜外護套極易破損;②在下放電纜時，只能觀察電纜頭位置，牽引鋼絲繩和電纜在井筒中其他位置情況不易及時觀察，臨時電纜卡容易刮碰到豎井井筒內其他物體，尤其是在井筒狹小的空間內施工易發(fā)生安全事故。為此，我們吸納了國際采礦發(fā)達國家的先進技術，利用新型繩索法，臨時固定大直徑鋼絲鎧裝電纜與牽引懸吊鋼絲繩進行一次性敷設的新工藝，從而不僅克服了傳統(tǒng)敷設方法的缺點，而且有效地保護了電纜和井內設施，確保了安全，縮短了工期，得到了業(yè)主(印度KEM 公司)、國際知名咨詢公司(南非METS 公司)的肯定。

2 新型繩索法工藝施工方案

在管纜井井口適當?shù)奈恢冒惭b布置1 臺16 t 穩(wěn)車作為牽引下放的鋼絲繩，用特制新型繩索在井口工作平臺上將電纜與鋼絲繩臨時固定，沿井筒下放敷設到985 m 井底后，利用井筒內鑿井的工作吊盤為工作平臺，自上而下的解除新型繩索，電纜歸位，與永久電纜梁固定安裝。

(1)特制新型繩索綁匝固定設計及試驗。特制新型繩索材質選用麻纖合成材料，直徑選擇φ8 mm，綁匝圈數(shù)6 ×3，層間距5 m，每5 m 抗拉拉力10 kN，安全系數(shù)為6，并進行拉力試驗，符合設計要求，見圖2。

圖2 新型繩索綁匝的敷設安裝法Fig.2 The new-type rope laying installation method

(2)根據(jù)ASME 標準要求，敷設電纜的旋轉鋼絲繩盤必須有控制其線速度的限位裝置和緊急剎車的制動系統(tǒng)。為此，特別制造有適合不同直徑電纜盤的固定裝置和制動系統(tǒng):特制電纜盤支架、環(huán)形剎車帶制動、楔形木制繩槽和楔形塊限速，見圖3。

圖3 限速裝置及制動系統(tǒng)Fig.3 Limit device and braking system

(3)采用新型繩索法敷設豎井大直徑鋼絲鎧裝電力電纜，可以在井筒狹小的電纜間內不易發(fā)生碰撞，同時在下放的過程中可以利用提升機下放吊桶乘人進行觀測，克服了常規(guī)工藝井筒內電纜不易觀察等安全隱患的產生，保護了電纜外絕緣層。

3 安裝程序

(1)安全評估及制定安全行業(yè)規(guī)范，并布置測量點和線。

(2)利用吊盤作為工作平臺由井筒985 m 從下而上進行全井的電纜支架的安裝;鑿巖機鑿眼，樹脂錨桿固定電纜梁和支架。

(3)敷設電纜安裝的準備:井口布置安裝16 t 提升絞車1 臺;井口平臺改造成專用的作業(yè)平臺2 層;特制電纜盤支架的制造安裝;電纜盤就位和限速裝置及制動系統(tǒng)的安裝。

(4)下放懸吊電纜鋼絲繩;特制新型繩索的綁匝;在下放的過程中人員不斷進行檢測、監(jiān)控。

(5)電纜隨鋼絲繩到井底后，利用井底的移動平臺和托輥將電纜頭拖至配電所。

(6)利用吊盤作為工作平臺，在井筒內分段依次進行新型繩索的解除，電纜歸位與電纜梁固定。

4 施工效果

由于創(chuàng)新性地采取了合理、有效的施工方案，安全技術措施到位，成功地敷設安裝了12 根無鹵阻燃XLPE/PVC－11 kV 、φ3 mm ×185 mm2型電力電纜19 300 余m、4 根ZRWL －KVV32 型控制信號電纜4 100 余m，既節(jié)約了投資，而且比計劃工期提前了20 d。所敷設的電纜質量穩(wěn)定可靠，通電運行后，各項技術指標符合驗收標準，實現(xiàn)了安全、優(yōu)質、快速的施工。該工程竣工后，被評為國家2010—2011 年度國外工程銀質獎。

［1］ 樊兆馥.重型設備吊裝手冊［M］.2 版.北京:冶金工業(yè)出版社，2006.

Fan Zhaofu. Heavy Equipment Hoisting Manual［M］.2nd ed. Beijing:Metallurgical Industry Press，2006.

［2］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.有色金屬礦山井巷安裝工程施工規(guī)范［S］.北京:中國計劃出版社，2011.

The Housing and Urban-rural Development Ministry of the People＇s Republic of China，the State Administration of Quality Supervision、Inspection and Quarantine of the People＇s Republic of China. Nonferrous Metal Mine Installation Engineering Construction Specifications［S］.Beijing:China Planning Press，2011.

［3］ 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部，中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 有色金屬礦山井巷工程施工規(guī)范［G］. 北京:中國計劃出版社，2011.

The Housing and Urban-rural Development Ministry of the People＇s Republic of China，the State Administration of Quality Supervision、Inspection and Quarantine of the People＇s Republic of China. Nonferrous Metal Mine Engineering Construction Specifications ［G］.Beijing:China Planning Press，2011.

［4］ 中華人民共和國冶金工業(yè)部，中國有色金屬工業(yè)總公司，中華人民共和國勞動部.冶金地下礦山安全規(guī)程［S］. 北京:中國計劃出版社，1990.

The Ministry of Metallurgical Industry of the People＇s Republic of China，China Nonferrous Metals Industry Corporation，The Labor Department of the People＇s Republic of China. Metallurgical Underground Mine Safety Procedures［S］. Beijing:China Planning Press，1990.