煤礦副井提升系統智能化改造技術的應用研究

胡華斌，王先科

(1.河南焦煤能源有限公司 中馬村礦，河南 焦作 454150； 2.河南省煤炭科學研究院有限公司，河南 鄭州 450001)

《煤礦安全規(guī)程》第386條規(guī)定，罐道間隙超標、罐道軌頭間隙超標以及罐道磨損達到一定程度時,必須更換。某礦副井井筒裝備由于長年使用，罐道銹蝕嚴重，存在罐道間隙超標、罐道軌頭間隙超標、第11棚、14棚罐道梁銹蝕嚴重，井筒下部原安裝的罐道與運行中心線有偏差，罐道磨損超標后造成罐籠運行震動增大等問題，對礦井的安全生產造成很大的威脅，提升故障率高，影響正常提升，不能滿足目前礦井生產的需要。

副井提升系統是煤礦系統的咽喉，罐道、罐道梁、罐籠作為副井提升系統的重要組成部分，對副井提升系統的改造迫在眉睫。

1 改造方案

某礦副井主要用于升降人員、提升矸石、下放材料等；副井井筒內現有4趟43 kg/m鋼軌罐道，位于罐籠兩側居中布置。由于鋼軌罐道經過多年的使用，磨損腐蝕嚴重，現決定對副井罐道進行改造，將鋼軌罐道改為方鋼罐道，在原有的3根舊罐道梁上布置2根新罐道梁，新罐道梁的北端采用梁窩固定，中間與舊罐道梁采用設計的U型卡固定后焊接，南端與南側的舊罐道梁焊接固定，新安裝的方鋼罐道布置在罐籠進出車側。

2 罐道更換

2.1 主要步驟

(1)改變井筒內原有的罐道(43 kg/m道軌)布置在罐籠兩側的模式，選用方鋼罐道，布置在罐籠兩端，采用滾輪替代滑塊。

(2)罐道梁的固定，利用了原有的3根舊罐道梁，在其上布置了2根新罐道梁，新罐道梁的北端采用梁窩固定，中間與舊罐道梁采用設計的U型卡固定后焊接，南端與南側的舊罐道梁焊接固定，固定方式簡單可靠。

2.2 注意事項

在罐道的安裝與焊接時，應該嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。經過縝密研究和論證，該項目在6個月內完成，達到了不停產對罐道進行更換的目的。

3 罐籠更換

作為提升煤炭使用，罐籠是礦井提升中的重要設備之一。罐籠按罐籠的層數可分為單層、雙層和多層罐籠。按罐籠的罐道型式可分為鋼絲繩罐道罐籠和剛性罐道罐籠2種。該礦將使用新的單層鋼絲繩罐籠，如圖1所示。

圖1 單層鋼絲繩罐籠的現場示意Fig.1 Site schematic of single-layer wire rope cage

3.1 施工前準備

①確定施工方案;②準備工器具及材料，如鋼絲繩扣、手拉葫蘆、卸扣等; ③清理副井井架附近施工現場;④清挖副井底罐座；⑤準備φ21.5 mm鋼絲繩30 m，液壓張緊裝置4套。

3.2 施工步驟

(1)拆除第一條罐道繩并固定一井口安裝液壓張緊裝置:罐道繩上端固定在液壓張緊裝置上，一罐道繩固定在井底罐座上，一罐道繩張力調整[1-2]。

(2)更換時，把北罐籠上提到井口，用4根5 m長的工字鋼把罐籠托住;同時應將另一邊井口用木板繃實;由機電隊負責拆除罐籠上的鋼絲繩繩套及防墜器;然后，利用導鏈拉住罐籠底部，把罐籠向西方移動，同時，慢慢下放絞車，使罐籠平放在井口位置。拆除罐籠上的連接裝置，在連接裝置拆除前，應在井架上對主鋼絲繩進行固定，以防拆除連接裝置后鋼絲繩拉出天輪。

(3)用導鏈把舊罐籠拉到密閉房出口處，由鏟車配合將舊罐籠拉出密閉房，運至機修車間空閑地方[3]。

(4)新罐籠由鏟車配合運進密閉房，然后用導鏈把罐籠拉到井口安全門處，開始與連接裝置進行連接;隨后慢慢開動絞車，使用導鏈配合，利用絞車將罐籠提起。

(5)校對并安裝東北及西北角的罐籠制動繩，在調整制動繩時，應把提前測量數據與更換罐籠的實際數據現場進行核對，嚴禁盲目施工造成罐籠不能正常運行[4-5]。

(6)安裝繩套及防墜器，由現場負責人進行確認后，方可對罐籠進行空載試驗。GB 16542—2010《罐籠安全技術要求》對罐籠的安全運行有詳細的規(guī)定，這里不再贅述。

4 罐籠試運行注意事項

(1)檢查主繩。確保主繩完好，沒有斷繩、斷絲現象。

(2)檢查罐籠。檢查罐籠、主體板架連接是否牢固;確保罐籠與鋼絲繩的連接組件齊全、無變形、裂縫;確保罐籠內裝置齊全;各部位連接螺栓、平墊以及彈墊齊全,螺母無松動現象。

(3)檢查防墜器。檢查防墜器各部件是否完好,連接是否牢固;檢查防墜器各組楔盒內楔子與楔背的滾道間及滾柵處是否潤滑(若不潤滑，應涂滿油脂) ;檢查防墜器各組楔盒中心線是否與罐籠中心線平行，是否同罐籠兩側的間距相等;檢查防墜器各組楔子露出的長度是否一致。

5 改造內容及創(chuàng)新點

(1)對罐籠、罐道進行了改造，更換2臺配套的新罐籠。

(2)實現了不停產狀態(tài)下更換改造副井罐道。井下提前準備材料；合理調配勞動組織，改3班8 h制為2班12 h制；通過對舊罐籠改造、安裝施工平臺、加裝臨時罐耳和罐道過渡頭等有效措施，即確保副井安全上下人，又保證更換罐道的施工時間和進度。用時短，在不停產狀態(tài)下，罐道更換改造工程僅用時15 d;原定停產6 d，按照新方法不停產施工，6 d可以產出煤1.2萬t，減少損失720萬元。

6 結語

中馬村礦副井罐道改造工程在不影響礦井正常生產的情況下，將使用的鋼軌罐道兩側布置改為方形鋼罐道，罐籠兩端布置。完成了新罐道梁的安裝、方形鋼罐道安裝、舊鋼軌罐道拆除、更換2臺新罐籠、提升系統試運行等工作，消除了影響提升安全的隱患，改善了提升系統的運行狀況。