井筒裝備快速安裝新工藝關鍵技術改進

摘要：井筒是礦井的咽喉部位，井筒裝備安裝的好壞，直接影響到提升系統的正常運行。如何安全、優質、高效地完成井筒裝備，又符合節能環保的要求，對井筒裝備快速安裝新工藝關鍵技術進行研究與探討尤為重要。

關鍵詞：井筒裝備；新工藝；關鍵技術

1 問題的提出

國內外對井筒裝備安裝工藝技術研究由來已久，目前基本形成了較成熟的理論和技術管理體系，取得了一定的研究成果。在研究分析傳統的井筒裝備安裝方案的基礎上，確定經濟合理、安全可靠的井筒裝備安裝新工藝，解決井筒施工中存在的以下問題：（1）吊盤在松起過程中運行不平穩；（2）利用風錘打眼噪音大且高壓風管容易爆管，處理困難；（3）眼孔定位偏差較大，構件間的幾何尺寸不易控制；（4）罐道接頭不在同一標高，施工作業平臺不好設置等問題。需要采取一系列的技術措施解決此類問題。

2 關鍵技術特點

（1）應用礦山井筒施工用吊盤導向裝置穩固雙層吊盤的運行，應用一種液壓鉆機裝置打托架錨桿孔和梁窩，在吊盤上層盤上一次成行先安裝同層錨桿、托架、罐道梁、電纜支架等鋼構件；同時將同層的信號、通訊電纜固定在電纜支架上；兩層罐道梁等構件安裝完成后，啟動吊盤上的液壓升降操作系統至罐道安裝位置，安裝同層罐道；按照這個順序逐層向下循環安裝其他井筒裝備直至全部完成；然后進行掛繩掛罐。實現了整個施工過程安全、快速、高效、經濟的目的。

（2）新工藝利用永久信號電纜和通訊電纜作為臨時信號通訊電纜，提前將電纜放置在吊盤上，在安裝罐道梁時，將同層的信號電纜和通訊電纜敷設固定在電纜支架上，避免了臨時通訊信號電纜的回收，比傳統工藝利用罐籠敷設提升了安全系數和工作效率。

（3）液壓鉆機裝置主要包括一臺液壓鑿巖機、一臺液壓破碎鎬、一臺液壓動力站、遠程遙控器等構成。在使用過程中，液壓鑿巖機、液壓破碎鎬和遠程遙控裝置放置在吊盤的第一層上，液壓動力站放置在吊盤的第二層上，油管采用高壓橡膠軟管連接。在遠程遙控裝置上設有液壓鑿巖機、液壓破碎鎬、吊盤液壓穩固裝置的開、停開關，便于操作人員的控制。取消跟隨吊盤升降的壓風管，鉆孔打梁窩等施工中風動系統，便于吊盤的運行，減少了風動系統的故障點（施工中經常出現漏風、斷管等現象）。

（4）礦山井筒施工用吊盤導向裝置主要包括由底座、支撐架、中心軸、滾輪和調節絲杠組成；調節絲杠上設有壓力彈簧；采用兩個滾輪結構，滾輪與井壁接觸面積更大，結構強度更好，確保了導向平衡。吊盤升降過程中，靠彈簧伸縮量及聚氨酯外層有效地補償吊盤不平衡及井壁垂直度偏差，確保了升降平穩。通過順時針旋轉調整絲杠，壓縮彈簧，使滾輪緊壓井壁，實現工作狀態時的吊盤穩固；通過逆時針旋轉調整絲杠，釋放彈簧，靠彈簧彈力使滾輪貼緊井壁，升降過程中，靠彈簧伸縮量及滾輪聚氨酯外層有效地平緩吊盤不平衡及井壁垂直度偏差，確保吊盤升降平衡。該技術具有在吊盤升降過程中起導向平衡確保吊盤升降平穩、在吊盤工作時確保穩固的作用。

（5）在制作吊盤時將液壓升降操作系統沉坐在雙層吊盤的上層盤上，盡量減小占用吊盤的空間。其動力裝置共用液壓鉆機系統設備的液壓站，升降高度達到6m 。液壓升降操作系統的頂面平臺尺寸根據其沉降口尺寸制作，該技術用于安裝同層、不同高度、跨度大的多根罐道，具有速度快、安全性高的特點，有效避免了更改吊盤、制作吊籠、多次升降提升設施等工序。

（6）錨桿眼位導向環形模具裝置。a.該裝置采用鋼性組合結構，主要有底座、頂絲閉鎖裝置、眼位導向管樣板組合而成。在底座上面，根據井筒平面設計圖紙要求的支座位置焊接與托架尺寸相同的眼位導向管樣板，眼位導向管樣板包括導向管導套和壁板，壁板尺寸與托架外形尺寸相符，導向管導套焊接在壁板的位置尺寸與托架錨桿孔位置尺寸一致，導向管導套長度一般取150170mm，其內孔直徑尺寸、鉆頭尺寸由托架錨桿孔尺寸來決定。在眼位導向管樣板導套的根部下方設有開口，供鉆出的混凝土碎末順利導出。在底座上設置四個頂絲閉鎖裝置，對稱放置，用來頂住井壁固定模具使用。b.將模具自身找平找正，復測牌子線標高與模具標高一致，將模具上的標記點對著安裝大線，測量垂線，調整環形模具眼位導線管樣板大線，所有錨桿眼的空間位置全部確定，將絲杠用力頂緊。最后將液壓鑿巖機插入模具各眼位導向管，直接鉆眼，依次將同層錨桿眼打出。利用模具盤打出的錨桿孔位置準確，操作簡單，安全快捷，提高了施工質量，加快了生產效率。c.該技術可將同層全部錨桿孔依次打出，極大地簡化了在井壁上確定錨桿眼位及其方向的工作，達到了優質快速高效的目的。

3 施工操作要點

（1）臨時吊掛系統提升設施安裝。包括鑿井絞車、臨時提升絞車、小絞車等提升設施安裝；臨時提升天輪平臺安裝；雙層吊盤掛設；井口封口盤和保護盤安裝；井下穩繩梁、穩線梁安裝；工程定位測量。

9液壓站；10雙層吊盤；11液壓鑿巖機；12液壓破碎鎬；14礦山井筒施工用吊盤導向裝置；15井壁；16遠程遙控操作裝置

圖2 吊盤導向裝置和液壓鉆機系統布置

（2）錨桿打眼和托架安裝。A.吊盤導向裝置：利用礦山井筒施工用吊盤導向裝置將吊盤穩定牢靠，使之與井壁間間隙為100mm，確保吊盤升降平穩。B.錨桿導向環形模具裝置找正：利用水準儀將模具自身找平找正，復測牌子線標高與模具標高一致，準備進行打錨桿孔。C.打錨桿眼，安裝托架：啟動液壓鉆機系統，用液壓鑿巖機將一層所有的托架錨桿孔和電纜支架孔打眼，然后依次將同層錨桿、錨桿托架及電纜支架安裝。錨桿托架與井壁之間的間隙必須用樹脂膠泥或砼砂漿充填，托架及電纜支架修正螺孔應加厚墊圈并焊在托架上。

（3）罐道梁安裝。A.托架安裝后進行測量罐道梁的實際尺寸，確認與加工件罐道梁尺寸是否相符合。B.根據實際測量尺寸選取罐道梁，利用提升絞車接鉤將一層罐道梁下放至所需位置的托架上，連接固定。C.提前將信號、通信電纜放在吊盤上，罐道梁施工的同時將信號電纜和通訊電纜卡，卡設在對應的電纜支架上，在吊盤達到每個中段，施工人員按照設計及礦方要求，在每個中段預留足夠長的電纜。D.罐道梁安裝的同時，測量人員在二層吊盤上放線、打錨桿眼，完成后下放吊盤安裝第二層罐道梁。

（4）罐道安裝。A.當第二層罐道梁安裝完成后，施工人員站在液壓升降系統操作平臺上，啟動液壓升降系統上升至第一層罐道梁處，利用提升絞車將罐道下放至安裝位置，并用鑿井絞車接鉤將罐道提升指定位置，找平找正后，連接第一層罐道梁，將罐道連接板與罐道梁連接板連接。同時，吊盤上施工人員將罐道與第二層罐道梁的連接板用螺栓連接。B.按照順序逐層向下循環安裝，直至井筒裝備罐道施工完畢。

4 結語

該工藝采用液壓鉆機裝置，錨桿模具裝置、吊盤穩固裝置、吊盤導向裝置、液壓升降操作系統、液壓鑿巖機、液壓破碎鎬、液壓站和遠程遙控操作等系統，具有定位精準、安裝質量高、穩固吊盤、提高了工作效率、降低了職工勞動強度，大幅度改善了作業環境等優點。符合節能環保和少人化的要求，施工成本較低，有較好的經濟效益和社會效益，有較為廣泛的應用前景和較好的推廣價值。

作者簡介：孫紅英（1973），女，漢族，安徽桐城人，大專，機電工程師，1997年畢業于合肥工業大學機械制造工程系機械設備及自動化專業，現在中煤第三建設集團機電安裝有限責任公司工程管理部工作。曾參與一項煤炭行業標準的編制，獲一項國家發明專利，獲三項國家實用新型專利。