井塔式多繩摩擦提升機快速更換首繩工藝

趙春雷

(北京天地華泰礦業管理股份有限公司， 北京 100013)

0 引言

伊泰紅慶河煤礦設計生產能力1 500萬t/a，井筒直徑9.5 m，主井裝備2套西馬格特寶公司生產的5.0×6塔式多繩摩擦提升機，提升速度為15.18 m/s，提升高度770.9 m，箕斗自重57 t，最大載重50.0 t，提升周期106 s，采用內裝式電動機設計，電動機額定功率為9 000 kW，提升繩為6根50 mm: 6×28TS-NFC B 1770 ZZ/SS型鋼絲繩，單根質量10.3 kg/m；尾繩為1根206×33 ZAB 8×4×19-1370、2根216×34 ZAB 8×4×19-1370型扁鋼絲繩，單根質量為20.63 kg/m。按照標準《煤礦安全規程》2016版 第四百一十二條規定的要求，摩擦式提升機提升鋼絲繩報廢標準為2 a，若鋼絲繩斷絲、銹蝕等相關指標符合要求，可繼續使用1 a，因此礦井提升機安全、可靠地更換提升鋼絲繩尤為重要[1]。

1 采用換繩車換繩與舊繩帶新繩工藝對比

1.1 舊繩帶新繩工藝

目前新開發煤礦多為千萬噸級立井開拓方式，提升高度多在千米左右，提升鋼絲繩直徑多在50 mm以上，給高效、安全、穩定更換大型提升機首繩帶來難度。此類礦井更換首繩大多仍采用舊的換繩工藝，即舊繩帶新繩更換法，就是利用主箕斗緩慢下放，采用舊繩帶新繩，下放過程中新繩和舊繩固定在一起，每隔10 m距離繩卡固定，每隔40 m距離用一副長板卡(橫擔卡)使6根繩同時固定，直至主箕斗下到下井口位置，在井上口從副箕斗上拆除舊繩與相應首掛的連接，同時安裝新繩與首掛連接，再反向動車，上提主箕斗，逐一拆除繩卡和長板卡，同時回收舊繩，直至主箕斗上提至上井口，相應首掛拆除舊鋼絲繩，連接新繩，如圖1所示。

圖1 舊繩帶新繩更換首繩工藝

采用舊首繩帶新首繩的工藝主要缺點是耗人力，與更換首繩相比較，換繩車換繩法時間長；在固定新繩舊繩橫擔卡時和新繩舊繩固定后箕斗上提和下放時，容易使新首繩損傷，影響首繩使用壽命。

1.2 換繩車更換首繩法

主要是采用YHC型換繩車更換摩擦式提升機首繩。如圖2所示，該換繩車裝備配套鋼絲繩相應尺寸摩擦襯墊夾持首繩，使鋼絲繩受力狀態與摩擦滾筒相同，保證夾持可靠且不損傷新繩，創新的換繩車液壓控制系統，實現了鋼絲繩直線連續收放；換繩車收繩、放繩速度與提升機隨動且保持一致。采用履帶行走方式，就位自如。更換主井六繩塔式提升機換繩過程中保持4根提升繩提升，避免提升機張力超差，保證提升機運行的安全。采用@TT型雙碼擇繩調換智能保護裝置配合更換首繩，利用該裝置上、下機械手組，可把提升機一側容器鎖繩固定，另一側容器提起，使得首繩松弛，便于更換首繩時的部分施工流程安全、穩定執行[2]。

圖2 換繩車更換首繩工藝

2 換繩車更換首繩工藝步驟

以紅慶河煤礦主井1#車首繩更換為例，首先更換1#、6#鋼絲繩，然后逐步更換其余4根鋼絲繩，如圖3所示和圖4所示。

1) 停箕斗、斷主箕斗舊繩。

(1) 主井1#車副箕斗停井上口，調整各平衡油缸伸出200 mm左右，關閉副箕斗上1#、6#鋼絲繩張力平衡裝置截止閥，然后主箕斗上提井上口，關閉1#、6#鋼絲繩張力平衡裝置截止閥。井口YHC型換繩車就位，固定換繩車導向輪[2-3]。

(2) 下放主箕斗至低于井口20 m位置停車。將引繩穿過換繩車，使其與更換舊首繩通過繩卡緊固連接，換繩車收緊鋼絲繩，保證繩卡不滑繩。

圖3 換繩車更換首繩示意圖

圖4 換繩車換繩設備布置

(3) 換繩車放引繩，提升絞車以0.2 m/s的速度將主箕斗上提至井口合適位置停車。換繩車以換繩設定張力的1.2倍拉力收緊引繩，檢驗各連接位置是否牢固可靠。

(4) @TT型雙碼擇繩調換智能保護裝置一側機械手卡住副箕斗側1#、6#鋼絲繩上提0.5 m后，主箕斗側泄1#、6#鋼絲繩張力平衡裝置油壓，使1#、6#鋼絲繩松弛。主箕斗側安裝懸掛固定裝置，固定1#、6#張力平衡裝置，斷1#、6#鋼絲繩。

2) 收2根舊繩。

(1) 換繩車調整系統壓力，持續收緊引繩，提升機下放主箕斗。

(2) 當引繩與舊首繩連接點到達換繩車導向輪前端時停車，@TT型雙碼擇繩調換智能保護裝置機械手卡住主箕斗側1#、6#提升繩，鎖繩，換繩車放松引繩，反向留住舊繩。拆除引繩與舊首繩的連接繩卡，換繩車退出引繩并將舊繩穿入，拆除舊繩的留繩。

(3) 換繩車收緊舊繩，提升機下放主箕斗，換繩車持續收舊繩直至副箕斗到達井上口。

3) 斷副箕斗舊繩、翻繩。

(1) 換繩車放松舊繩并反向留住，斷開換繩車前端1#、6#鋼絲繩，退出舊繩并穿入新繩使其與1#、6#舊鋼絲繩連接，新繩捻向與舊繩捻向必須一致。

(2) 斷開副箕斗懸掛上方1#、6#舊鋼絲繩,固定相應首繩懸掛，換繩車后部收繩絞車舊繩頭與副箕斗側1#、6#舊繩連接。副箕斗下放，換繩車放新繩隨動，收繩絞車同時收副箕斗側少量舊繩。

(3) 新繩過提升機導向輪及滾筒時注意保護襯墊不被鋼絲繩卡損傷，當新繩頭到達井口副箕斗時停車。1#、6#新繩固定在井上口套架梁上，主井9樓2根新繩脫離滾筒襯墊，并用行車鉤頭留住這兩根鋼絲繩。

(4) 副箕斗上提至井上口，直至副箕斗首繩懸掛到達井口平臺處停車。

4) 新繩與副箕斗連接。1#、6#新繩分別與對應懸掛連接。車房使1#、6#鋼絲繩入主滾筒相應襯墊繩槽，連接好后換繩車收緊新繩。

5) 下放2根新繩。換繩車調定放繩阻力，啟動換繩車進入放新繩狀態，副箕斗下放，換繩車隨動定阻力放新繩。主箕斗上提到井上口時，停車，1#、6#鋼絲繩新繩放繩結束。

6) 新繩與主箕斗連接。

(1) @TT擇繩調換智能保護裝置機械手卡住副箕斗側1#、6#新繩，并向上抽拉5次，每次油缸上提量在300 mm，使得首繩預拉收緊長度為1 500 mm；抽拉過程中，換繩車時拉緊2根新繩，通過提拉剛放1#、6#新繩，收繩放繩時的松弛量，并對鋼絲繩預拉伸，以便6根鋼絲繩換繩完畢后，有效減小調繩量[4]。

(2) 換繩車內2根新繩在井口留住并計算出預留連接長度后截斷，然后與1#、6#楔形繩環連接，連接后向1#、6#張力平衡裝置油缸打壓，直至新繩完全張緊受力。

(3) @TT擇繩調換智能保護裝置機械手松副箕斗，6繩受力后，撤出調繩裝置，打開各張力平衡裝置油缸截止閥，恢復提升系統，1#、6#2根鋼絲繩更換完成。

7) 利用上述步驟依次更換2#、5#首繩和3#、4#首繩。更換其他編號的首繩時，必須注意關閉、打開張力平衡截止閥的編號及調繩裝置上提鋼絲繩編號。

8) 對罐調繩。換繩結束后，按照實際提煤要求，量取箕斗對應裝、卸載位置，進行調繩。

3 兩種換繩工藝對比

兩種換繩工藝對比見表1。

表1 兩種換繩工藝對比

4 結論

紅慶河煤礦主井采用換繩車更換首繩，有效縮短了更換時間，在施工中利用換繩車的摩擦襯墊夾持鋼絲繩進行收舊繩、放新繩，采用該工藝避免了井筒中卡設長橫擔板卡、鋼絲繩卡的環節，保護了新鋼絲繩，避免了鋼絲繩可能受損傷的安全威脅，同時利用@TT型雙碼擇繩調換智能保護裝置，鎖繩、調繩、預提拉伸新繩，使得整個換繩工藝，安全、高效、簡捷、緊湊，參與施工人員及換繩時間較以往舊繩帶新繩換繩法大大降低，為主井節約了提煤生產時間，該換繩車換繩工藝具有一定的推廣價值。