鋼絲繩罐道更換設備及工藝的研究

摘 要：鋼絲繩罐道的更換是礦山提升與運輸部門一項重要的檢修工作。文章介紹了一種直線絞車設備并使用該設備開發一套鋼絲繩罐道更換的新工藝。直線絞車直接夾緊垂直的罐道繩，控制其上下運行的速度。在罐道繩更換的施工過程中，直線絞車安裝于井塔內，鎖緊在用舊繩，新繩與井底舊繩連接，直接將舊繩上提出井筒，同時新繩安裝到位。該套工藝方案，罐道繩更換施工步驟清楚，工序少，占用人員少能夠提高工程自動化程度，保證施工安全。

關鍵詞：直線絞車；罐道繩；更換工藝

引言

罐道繩是立井提升的關鍵產品，對罐道繩的選用、生產、安裝、維護及更換都有嚴格的要求。《煤礦安全規程》規定：以鋼絲繩標稱直徑為準計算的直徑減小量達到15%時罐道鋼絲繩必須更換。由于井筒內淋水酸堿條件及罐道繩安裝維護不同，國內罐道繩的使用期限一般在4至10年之間[1、2]。

現階段，國內更換罐道繩主要是采用穩車直接下放新繩，就是將新舊繩連接在一起，通過穩車將新繩下放至井筒內，同時在井底巷道內回收舊繩[3、4]。此種工藝的基本工藝路線圖見圖1。

圖1 傳統穩車放繩工藝路線圖

這類方法存在的主要問題有：第一、前期準備工作時間長，消耗物料大。首先，需要購買穩車，制作穩車基礎并重新纏繞新繩；其次，需要在井口安裝受力較大的導向輪；再次，需要在井底井口安裝小絞車，用于提升新繩繩頭至井口鎖繩平臺和拉舊繩繩尾至巷道內。第二、工藝繁復，占用人員多。第三、后期需要將井下巷道內舊繩回收至井口。由于巷道內空間較小，操作難度及工作強度均很大。

就此，文章介紹了一種直線絞車設備并使用該設備開發一套鋼絲繩罐道更換的新工藝。該裝備方法可有效的完成罐道繩更換工程，并且為同類工程的施工提供一種全新的設備及方法。

1 直線絞車研制

直線絞車基本作用為夾緊垂直安裝的鋼絲繩，實現鋼絲繩的上提和下放，其主機基本結構如圖3所示。

主機部分主要由鋼絲繩輸送部分和鋼絲繩夾緊部分組成。鋼絲繩輸送部分由液壓馬達、鏈輪-鏈條傳動機構和鏈條張緊油缸組成。液壓馬達提供動力，這里為了增加系統安全性，液壓馬達設計了一套被動剎車系統。鋼絲繩的輸送采用鏈輪-鏈條結構，雙排鏈的設計既保證了設備的強度，又可使鋼絲繩夾頭受力穩定。因為設備既要上提又要下放鋼絲繩，使得鏈條存在兩種工況，這時鏈條的張緊尤為重要，在該設備的設計中鏈條的張緊由單獨保壓的油缸完成。

夾緊部分主要有夾緊油缸、壓板和鋼絲繩壓頭組成。這一部分既要保證鋼絲繩壓頭以鋼絲繩之間有足夠大的壓力，以夾緊鋼絲繩，又要使鏈條運動過程中，壓塊與夾板之間功耗不得太大，夾板上需設計獨立的潤滑系統。

鋼絲繩壓頭為主機設計的關鍵部分，其基本結構如圖。鋼絲繩壓頭在夾緊鋼絲繩后，通過壓力產生于鋼絲繩的摩擦力，使鋼絲繩不下滑，同時鋼絲繩還需在夾板中運動。為此，壓頭在鋼絲繩側制作摩擦紋路以提高與鋼絲繩之間的摩擦系數；同時在夾板側安裝軸承降低運動阻力，從而提高整機機械效率，降低能耗。而獨特設計的雙鏈條結構，拆裝方便，可以方便的更換繩槽，提高設備通用性。

2 新型更換罐道繩施工工藝

通過使用直線絞車，可為罐道繩更換工程提供一種全新的施工工藝。其基本工藝路線圖如圖4。

圖4 直線絞車換繩工藝

此種新型工藝較傳統穩車下放罐道繩工藝比較，工序少，施工難度小，安全系數高，具體工時和工序難度的比較見表1。

表1 傳統工藝與新型工藝對照表

從整體工藝對照表可以看出，新工藝更換一根罐道繩僅需12人11.4小時，而傳統工藝需要24人17.3小時，新工藝只人工一項節約50%以上。在工序方面，新工藝減少了把舊繩拉入井底巷道，井底部分新繩放入井筒，把井上新繩拉上井塔以及在井底回收舊繩并把舊繩運上地面等工序，這些工序都是勞動強度很大，危險性高，占用人員多的工作。

3 結束語

使用直線絞車及該套工藝方案，罐道繩更換施工步驟清楚，工序少，占用人員少，施工過程不主要依賴人員素質，能夠提高工程自動化程度，保證施工安全，減少換繩時間，降低勞動強度。該設備及方案必然對提高礦山安全生產自動化水平做出突出貢獻。

參考文獻

[1]李啟明.煤礦機械檢修工藝學[M].北京：煤炭工業出版社，1991.

[2]孫玉蓉，周法孔.礦井提升設備[M].北京：煤炭工業出版社，1999.

[3]譚明坤，陳玉坤.立井鋼絲繩罐道更換罐道繩經驗介紹[A].第六次全國煤炭工業科學技術大會文集[C].2005.

[4]王吉德.立井鋼絲繩罐道的安裝與更換[J].河北煤炭，1996（02）：59.

作者簡介：魏連云（1969-），江蘇省徐州、畢業于中國礦業大學機械電子工程專業，現就職于徐州礦務集團張集煤礦，任機電副礦長。