煤礦主提升機(jī)平衡尾繩更換工藝研究

龍新平

（潞安化工集團(tuán)五陽煤礦， 山西 長(zhǎng)治 046200）

引言

潞安化工集團(tuán)某礦礦井具有半徑為3.75 m 的井筒，使用兩套提升設(shè)備（雙鉤箕斗提升系統(tǒng)）來進(jìn)行工作，礦井井道高412.76 m。為了滿足配套需求，準(zhǔn)備了相應(yīng)的主井提升機(jī)房，機(jī)房?jī)?nèi)包括2 套多繩提升機(jī)，型號(hào)為 JKMD-4×4 （Ⅲ）E 型，內(nèi)部電機(jī)為TDBS3000-24 型，此交流變頻電機(jī)功率為3 000 kW。為了保障其使用的安全性，采用了西門子的多通道液壓制動(dòng)系統(tǒng)。主導(dǎo)輪和調(diào)節(jié)方向的天輪直徑都為4 m，其具有10.47 m/s 的運(yùn)行速度。與提升機(jī)配套的平衡尾繩種類為扁鋼絲繩，每套提升機(jī)設(shè)備包含兩根鋼絲繩，質(zhì)量為11.2 kg/m，寬157 mm，厚25 mm，其強(qiáng)度極限為1 370 MPa，最小拉力需達(dá)到1 670 kN 才能避免鋼絲繩破壞。

1 施工準(zhǔn)備

1.1 礦井提升機(jī)尾繩更換工藝

1.1.1 施工方法和工具準(zhǔn)備

更換平衡尾繩前，需要進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，確保工具齊全，考慮好選用什么方法施工。為了滿足在施工過程中的速度和質(zhì)量，前期的工作要準(zhǔn)備充足，防止在工作過程中由于準(zhǔn)備不足而無法繼續(xù)開展工作。在開始前，首先對(duì)鋼絲繩外觀和長(zhǎng)度進(jìn)行校核，檢查好新的鋼絲繩是否按照規(guī)定纏好。各兩份的氧氣、乙炔、風(fēng)動(dòng)扳手及其配套風(fēng)管。另準(zhǔn)備手拉葫蘆、鋼絲繩套、兩條長(zhǎng)吊裝帶、10 副尾繩板卡、2 副帶吊環(huán)的專用板卡及螺栓?？紤]到在作業(yè)時(shí)，為了操作方便，需要準(zhǔn)備10 塊60 mm×300 mm×2 000 mm 木板來進(jìn)行搭設(shè)井筒平臺(tái)。另外，為了操作時(shí)的溝通和安全，需準(zhǔn)備專用的通信設(shè)備進(jìn)行通信，準(zhǔn)備報(bào)警裝置防止意外。在進(jìn)行作業(yè)前，作業(yè)區(qū)周圍的煤礦需清除掉。在專用的尾繩更換巷道內(nèi)，保持一定的距離[1]。

纏繩車在進(jìn)行工作前，先確保電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，制動(dòng)系統(tǒng)正常制動(dòng)。檢查完畢后給纏繩車上電，準(zhǔn)備好扳手、大錘、撬棍等工具，并把纏繩車運(yùn)往專用巷道。尾繩更換時(shí)，拆除舊繩更換新繩，同時(shí)進(jìn)行舊繩的回收。

1.1.2 尾繩更換基本方法及基本要求

尾繩在進(jìn)行更換操作時(shí)，將新鋼絲繩順著壓繩器和導(dǎo)向輪的通路中穿過，之后再穿入箕斗，在新繩的一端和舊鋼絲繩的一端連接。新的鋼絲繩一端向下，用木板來置于磨繩的下方，壓繩器置于新繩的上方壓牢，然后操作人員來進(jìn)行調(diào)節(jié)下放運(yùn)行速度。提前做一些記號(hào)，幫助在下放時(shí)更準(zhǔn)確地定位。尾繩在下放中不能發(fā)生出現(xiàn)反面的情況，為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，要檢查連接尾繩的板卡接觸是否緊實(shí)，螺栓的上緊也要檢查，最好留有兩個(gè)左右適當(dāng)?shù)穆菥唷８鱾€(gè)板卡需留有一定的距離，第一個(gè)板卡與邊緣的距離50 mm，最后一個(gè)板卡距離鋼絲繩端300 mm，中間間距均勻分布。在換繩的過程中，提升機(jī)與纏絲繩車一起啟動(dòng)，所以提升機(jī)電機(jī)的速度應(yīng)與纏絲繩車的速度相同。為了保證操作者的安全，在司機(jī)進(jìn)行任務(wù)時(shí)至少需要一名其他工作人員看護(hù)。

1.2 所需材料

調(diào)度絞車兩臺(tái)，100 m、12.5 mm 直徑鋼絲繩兩條，配套鋼絲繩套 5 個(gè)，風(fēng)動(dòng)扳手，梅花扳手 4 個(gè)，5 t、3 t、1 t 手拉葫蘆各兩臺(tái)，12 號(hào)鐵絲 50 kg，5 t 起吊帶兩條，12 號(hào) U 形環(huán) 10 個(gè)，5 t 滑輪 2 個(gè)，氧氣乙炔瓶 10個(gè)，3 號(hào)氧氣乙炔帶 2 條，3 號(hào)割嘴 20 個(gè)，GO1～100割槍 4 把，1.5 m 撬棍 3 根，10 號(hào) 6 m×2 m 工字鋼兩塊，3 000 mm×300 mm×42 mm 木板 8 塊，100 mm×2 500 mm 圓鋼，對(duì)講機(jī) 4 個(gè)，尼龍繩 20 m，157 mm×25 mm 板卡 4 個(gè)。

1.3 準(zhǔn)備工作

將準(zhǔn)備材料順著副井往下運(yùn)送，工作人員將其移動(dòng)到主井裝載室內(nèi)。將新尾繩的繩盤找出，放置于三角支架上，把其固定于裝載皮帶機(jī)尾部后10 m 遠(yuǎn)的地方，三角支架可通過地錨來進(jìn)行固定。然后將絞車運(yùn)到皮帶張緊油缸后一側(cè)，并通過螺栓固定防止溜動(dòng)。導(dǎo)向托輥放置在離井筒半米遠(yuǎn)、又沿皮帶中間通道的位置并進(jìn)行加固；對(duì)搭建的主井平臺(tái)進(jìn)行整理，清除提升系統(tǒng)中的灰塵煤渣，地面澆水保持濕潤(rùn)。在更換作業(yè)前，在周圍適當(dāng)設(shè)置警戒線，防止非工作人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)；用木板和工字鋼搭建平臺(tái)時(shí)，為了保證安全，使用多道鐵絲進(jìn)行綁緊。

2 工藝流程

本工藝主要包括以下兩個(gè)工藝流程：舊繩回收和新繩上提。第一步是利用絞車將北箕斗向上拉升，拉升速度為0.2 m/s，同時(shí)還要將南箕斗下放至距離工作臺(tái)2 m 處；第二步需要對(duì)北箕斗的繩尾進(jìn)行標(biāo)記；第三步需要將南箕斗向上提升到尾繩輪上方1 m 處，同時(shí)下放北箕斗到上一步所做的標(biāo)記處；第四步需要在尾繩輪上沿著之前所做的標(biāo)記截?cái)啾被返奈怖K；第五步需要利用絞車調(diào)整南北箕斗的相對(duì)位置，使南箕斗位于北箕斗的上方，此時(shí)它們的尾繩應(yīng)該處于同一高度，關(guān)閉絞車；第六步需要將回柱絞車的鋼絲繩與南箕斗的尾繩末端連接，同時(shí)取下舊尾繩，換上新尾繩；第七步需要在南箕斗尾繩換好后，再將回柱絞車的鋼絲繩與北箕斗的尾繩末端連接，然后將調(diào)度絞車的鋼絲繩與南箕斗的新尾繩末端連接，將其提升到井口，穿過導(dǎo)向孔，同時(shí)控制調(diào)度絞車和手拉葫蘆，將新尾繩正確的固定在尾繩懸掛裝置上。圖1 為新尾繩的導(dǎo)向示意圖。

圖1 新繩穿過導(dǎo)向托輥

完成上述工作之后，通過絞車控制提升南箕斗，下放北箕斗，利用同樣的原理取下北箕斗的舊繩尾，然后新繩隨著南箕斗一塊向上提升；絞車將北箕斗下放至一預(yù)定位置上時(shí)，將北箕斗的舊尾繩取下來并進(jìn)行回收，從繩頭處截取90 cm 的新尾繩，把新尾繩一端穿過送繩小車的滾筒，操控滑輪以及調(diào)度絞車使尾繩穿過導(dǎo)向孔，提升至一預(yù)定的平臺(tái)上，圖2 是它們的連接與相對(duì)示意圖。然后為了使新尾繩連接到北箕斗的尾繩懸掛上，需要調(diào)動(dòng)調(diào)度絞車，絞車將送繩小車傳送到尾繩輪平臺(tái)位置，放下新尾繩的一端；控制絞車提升送繩小車，當(dāng)其到達(dá)導(dǎo)向托輥的位置時(shí)，拆除小車的滾筒與導(dǎo)向托輥的托輥，將新尾繩正確下放至井筒內(nèi)部；同時(shí)控制調(diào)度絞車和手拉葫蘆，將新尾繩正確的固定在北箕斗的尾繩懸掛裝置上，完成全部工作。

圖2 新尾繩與調(diào)度絞車連接

3 注意事項(xiàng)

3.1 高空作業(yè)

高空作業(yè)由于施工位置高，危險(xiǎn)系數(shù)大，因此必須要保證工作平臺(tái)的結(jié)構(gòu)牢固可靠，穩(wěn)定性強(qiáng)。本作業(yè)平臺(tái)選用工程鋼板工字鋼與高強(qiáng)度木板進(jìn)行搭設(shè)，利用高強(qiáng)度扣件完成主體鋼材的搭接，在其上鋪設(shè)木板，木板通過鐵絲固定在架子上，防止踩偏可能引起的木板傾倒、翻轉(zhuǎn)；作業(yè)人員進(jìn)入作業(yè)區(qū)，必須時(shí)刻戴好安全帽，穿好工作服，系好安全繩，施工之前必須進(jìn)行例行檢查，發(fā)現(xiàn)問題必須停工維護(hù)；對(duì)于施工細(xì)則，參照國(guó)內(nèi)同類高空作業(yè)作業(yè)規(guī)范進(jìn)行約束[2]，例如嚴(yán)禁拋擲作業(yè)工具、收工清理工作平臺(tái)、清點(diǎn)作業(yè)工具等。

3.2 起吊作業(yè)

由于起吊作業(yè)工作范圍大，內(nèi)容繁瑣，各個(gè)部門需要其進(jìn)行物料的傳輸，所以起吊作業(yè)必須設(shè)立專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)禁嬉笑打鬧。在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，必須確保工作斗下無人，工作斗連接牢固，工作區(qū)間無遮擋物，指令清晰，目標(biāo)明確。使用手拉葫蘆進(jìn)行起吊作業(yè)時(shí)，必須要保證懸吊梁的強(qiáng)度足夠，結(jié)構(gòu)可靠，穩(wěn)定性強(qiáng)。具體操作時(shí)，應(yīng)該雙手拉動(dòng)小鏈，盡量保證迅速提升或下放，尤其在下放過程中不得松開雙手使其自由下落，在接近地面時(shí)再猛地拉住；起吊重物需要懸停時(shí)，應(yīng)該做好固定措施，人不可長(zhǎng)時(shí)間處于拉持狀態(tài)；起吊前應(yīng)該做好檢查工作，確保各機(jī)構(gòu)都能夠正常工作；起吊時(shí)，應(yīng)該逐漸繃緊繩索，在重物脫離地面時(shí)，要觀察重物是否傾斜，是否會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，捆綁是否牢固，若是存在問題，應(yīng)立即停止吊運(yùn)，將物體放回原處進(jìn)行處理。

3.3 井筒作業(yè)

在進(jìn)行井筒作業(yè)時(shí)，需要在以井筒為圓心，10 m半徑范圍內(nèi)、井底裝載室門口以及井底撤煤巷道20 m范圍內(nèi)設(shè)立警戒線，并確保時(shí)刻有人看護(hù)，禁止無關(guān)人員進(jìn)入施工場(chǎng)地；周期清理井筒套上的浮煤和巷道的煤塵，保持地面的濕潤(rùn)以減少煤塵的積攢，降低空氣中可吸入顆粒物的數(shù)量，保證工人的安全，降低塵肺的發(fā)生概率。

4 結(jié)語

本文參照具體工作情況，對(duì)某集團(tuán)礦尾繩的更換工藝進(jìn)行了優(yōu)化，提出了一種新的尾繩更換方案。本方案較傳統(tǒng)的尾繩更換方式不僅節(jié)省了大量時(shí)間，而且操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)可靠、效率更高、費(fèi)用更低、適用范圍更廣，對(duì)于工人的技術(shù)要求更低，更加安全可靠。對(duì)于同類的井下施工，可以將本方案作為一個(gè)參考。