一種特殊的礦山立井塔式提升系統(tǒng)安裝工藝研究

(中煤第五建設(shè)有限公司第五工程處,江蘇徐州 221000)

0 引言

近年來，隨著礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開采，使礦山開采逐步向深部開采延伸，各種復(fù)雜的開采方式應(yīng)運(yùn)而生。礦井立井提升普遍采用兩類方式，即單繩纏繞式提升和多繩摩擦式提升，其中單繩纏繞式因滾筒容繩量、鋼絲繩直徑的限制及安全性的影響，在大型礦井中已基本不采用；而多繩摩擦式提升系統(tǒng)又分為落地式多繩摩擦式提升和井塔式多繩摩擦式提升。落地式多繩摩擦式提升為在井筒上方安裝鋼井架，在井口旁布置提升機(jī)房，地面提升機(jī)利用鋼絲繩通過鋼井架上的上、下天輪將提升容器連接形成提升系統(tǒng)。塔式提升采用在井筒上方施工一棟井塔（高層鋼筋砼建筑），提升機(jī)、導(dǎo)向輪在井塔內(nèi)安裝，因采暖保溫有保證，提升系統(tǒng)不受氣候影響，特別適用于北方嚴(yán)寒地區(qū)；提升設(shè)備均在井塔內(nèi)，設(shè)備檢修維護(hù)方便；耐久性好，后期維護(hù)成本低，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，而被大量采用。為了節(jié)省資金投入，有的礦井在設(shè)計(jì)時(shí)壓縮井塔的投入，將提升機(jī)直接坐落到井口上方，將導(dǎo)向輪布置在井筒內(nèi)，將上部金屬支撐結(jié)構(gòu)布置在井筒內(nèi)，礦石不提升到地面而是提升到某一水平處，系統(tǒng)仍然是塔式提升，但是把井塔改為了普通的井口房，從而大大減少了資金投入。本文所述的特殊形式塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)就是這種形式的代表。

圖1，圖2這種特殊形式的塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)，施工難度大，工序復(fù)雜，施工工期長。通過對照圖紙與施工現(xiàn)場結(jié)合，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)了一套科學(xué)的施工方案，保質(zhì)保量保安全并按期完成了提升系統(tǒng)的施工任務(wù)，為其他復(fù)雜形式的礦井提升系統(tǒng)安裝提供了經(jīng)驗(yàn)積累。

1 工程概況

圖1 普通塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)

圖2 特殊的塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)

郝家河銅礦深部（坑內(nèi)開采1500t/d）采礦技改項(xiàng)目箕斗豎井安裝工程位于云南省牟定縣。主井設(shè)計(jì)采用JKM-2.25×4Pl型井塔多繩摩擦式提升機(jī)負(fù)責(zé)礦石提升任務(wù)，主井提升機(jī)基礎(chǔ)直接坐落在井筒正上方，導(dǎo)向輪位于井筒內(nèi)，礦石提升到-73m位置，不提升到地面，為特殊形式的塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)。主井井筒直徑4.9米，井深713米。提升容器為一個(gè)4m3底卸式箕斗配平衡錘系統(tǒng)，首繩型號22ZBB6V×34+1WR，760米，4根；尾繩型號32NAT18×7+LWS+ZS，660米，2根。井筒內(nèi)型號為38NAT-ZZ-1180-SL/ZL鋼絲繩罐道6根，玻璃鋼梯子間55層，井筒內(nèi)有473m沒有梯子間。井筒內(nèi)上部金屬支持結(jié)構(gòu)、井底下部金屬支持結(jié)構(gòu)及井上、下?lián)豕蘖?、鋼絲繩罐道固定梁、尾繩隔離裝置等。井筒內(nèi)敷設(shè)有各類電纜4根。井筒內(nèi)溫度32℃。

2 施工難點(diǎn)

因提升機(jī)直接坐落于井筒井口上方，導(dǎo)向輪位于井筒內(nèi)，地面無井架或井塔，需要用臨時(shí)井架先完成井筒內(nèi)裝備的安裝，然后將箕斗、平衡錘、首繩及尾繩提前下放到井筒內(nèi)的設(shè)計(jì)位置，進(jìn)行臨時(shí)固定；拆除臨時(shí)井架后，開挖井口基礎(chǔ)進(jìn)行井口提升機(jī)房的土建施工，穿插進(jìn)行提升機(jī)和導(dǎo)向輪等設(shè)備的安裝，最后進(jìn)行首繩和尾繩的連接，形成提升系統(tǒng)，因提升機(jī)房土建及設(shè)備安裝無法與井筒內(nèi)裝備平行作業(yè)，施工工期較長。平衡錘掛設(shè)時(shí)，因井口提升機(jī)已安裝完，沒有足夠空間，在井筒內(nèi)要通過改向天輪和滑輪配合才能完成平衡錘的上提懸掛工作。本提升系統(tǒng)的罐道采用鋼絲繩罐道，罐道繩的上端固定在井筒內(nèi)的鎖繩梁上，井筒內(nèi)鎖繩施工較困難。在井筒中間有約473m沒有梯子間，人員下井需從老區(qū)經(jīng)過3條斜井和2千米井底平巷才能到達(dá)主井井底。因大部分安裝工作需要在井下完成，且井筒內(nèi)高溫和通風(fēng)不良，造成了很大的施工難度。

3 施工工藝流程

施工工藝流程：臨時(shí)設(shè)施布置→井筒內(nèi)放基準(zhǔn)線→井底裝載硐室設(shè)備下放→平衡錘配重塊、罐道繩配重塊和尾繩下放至井底→井筒下部裝備安裝→箕斗下放至裝載硐室位置→平衡錘（含1/3的配重）下放至吊裝硐室→井筒內(nèi)上部結(jié)構(gòu)安裝→井筒上部裝備及梯子間安裝→卸載口設(shè)備安裝→電纜敷設(shè)→拆除吊盤→罐道繩下放安裝→臨時(shí)封井口→臨時(shí)井架等設(shè)施拆除→土建施工提升機(jī)房基礎(chǔ)及整體結(jié)構(gòu)→提升機(jī)設(shè)備及電氣設(shè)備安裝→提升機(jī)試運(yùn)行→首繩披繩→利用地面鑿井絞車提升系統(tǒng)懸掛平衡錘→首繩完成連接→利用提升機(jī)帶動(dòng)井底尾繩完成尾繩安裝→系統(tǒng)試運(yùn)行和井筒信號安裝→提升機(jī)房內(nèi)外墻粉飾。

4 施工方案

4.1 井筒裝備安裝

在V型臨時(shí)鑿井井架上布置臨時(shí)天輪平臺(tái)，井口南側(cè)安裝一臺(tái)JK-2.5/20A臨時(shí)提升機(jī)，用于上、下人及物料提升。另布置4臺(tái)16t鑿井絞車用于懸掛吊盤，2臺(tái)10t鑿井絞車用于固定臨時(shí)罐道繩，1臺(tái)16t鑿井絞車用于井筒內(nèi)吊運(yùn)物料。吊盤在井口組裝時(shí)，將第四層軟盤與第三層吊盤綁扎在一起。封口盤安裝完成后，下放吊盤卡設(shè)基準(zhǔn)線。井筒內(nèi)布置4根基準(zhǔn)線作為安裝尺寸控制線，基準(zhǔn)線布置時(shí)，同時(shí)完成卸載口設(shè)備、裝載口設(shè)備和平衡錘配重塊下放（下放2/3），以及電纜支架安裝。接著下放尾繩、罐道繩配重塊；然后施工井筒下部裝備及梯子間。將吊盤第一層下放到井底硐室位置，使用吊盤開鑿井筒梁窩及安裝下部裝備邊梁等；最后將第四層軟盤改制成圓盤，利用第四層軟盤從上往下一次成型安裝下部防撞梁、井下鋼絲繩罐道固定裝置、尾繩保護(hù)裝置等。施工完成后，將第四層軟盤解體后提升至井口。再利用三層固定盤由下往上安裝梯子間及裝備。利用吊盤完成井筒內(nèi)上部裝備及梯子間安裝，然后拆除吊盤。

4.2 鋼絲繩罐道的懸掛

利用地面布置的4臺(tái)16t鑿井絞車通過臨時(shí)井架的天輪向井筒內(nèi)下放6根鋼絲繩罐道，在井底完成罐道繩配重的掛設(shè)，將鋼絲繩罐道上端用鎖繩器固定在井口向下26m處的鎖繩梁上。

4.3 箕斗下放

利用地面布置的4臺(tái)16t鑿井絞車分別纏繞一根永久首繩，開動(dòng)鑿井絞車將箕斗下放到井底裝載硐室位置，在井上鎖繩梁（井口向下26m）處用鎖繩器將首繩固定，將多余的首繩暫時(shí)放到回風(fēng)平巷內(nèi)。

4.4 平衡錘安裝

利用1臺(tái)井筒裝備期間的16t鑿井絞車?yán)p繞一根6*37-32-1670鋼絲繩，鋼絲繩通過提升機(jī)大廳布置的一臺(tái)Φ650天輪下放到導(dǎo)向輪層，在導(dǎo)向輪層布置一臺(tái)10t改向滑車和1臺(tái)Φ650改向天輪，通過滑車和天輪改向向井筒內(nèi)下放鋼絲繩，鋼絲繩下放到吊裝硐室位置（井口向下106m），鋼絲繩通過2個(gè)10t卸扣與吊裝硐室內(nèi)的平衡錘相連，開動(dòng)16t鑿井絞車上提平衡錘，將平衡錘吊放在井筒內(nèi)。在平衡錘兩側(cè)搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)，在平衡錘框架內(nèi)安裝配重32塊，然后使用16t鑿井絞車上提平衡錘到卸載位置。

4.5 首繩的連接

井口布置的一臺(tái)11.4kW調(diào)度絞車，調(diào)度絞車的鋼絲繩通過提升機(jī)房的行車10t鉤頭（在鉤頭上掛設(shè)一臺(tái)5t滑車）下落到回風(fēng)巷（井口向下26m處），將調(diào)度絞車鋼絲繩與首繩連接上提首繩的上端頭到井口，經(jīng)過改向滑車?yán)@過提升機(jī)滾筒牽引到井下卸載位置，將首繩與平衡錘連接，其他3根首繩用同樣方法完成連接。

4.6 尾繩安裝

尾繩從老區(qū)經(jīng)過三個(gè)斜井和井底2km平巷和粉礦斜井運(yùn)輸?shù)街骶?，在井底用支架將尾繩的鋼絲繩滾筒架離地面，將鋼絲繩頭部制作巴氏合金繩頭，在井底箕斗下方搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)，在1140m巷道馬頭門處布置一臺(tái)1t慢速卷揚(yáng)機(jī)，通過慢速卷揚(yáng)機(jī)的鋼絲繩牽引上提尾繩頭到箕斗底部，用連接銷軸將尾繩頭與箕斗下方連接固定，然后開動(dòng)提升機(jī)下落平衡錘到吊裝硐室，將剩余配重加到平衡錘內(nèi)，然后接著下落平衡錘，上提箕斗帶動(dòng)尾繩到卸載位置，此時(shí)平衡錘下落到井底裝載位置，在平衡錘下方搭設(shè)臨時(shí)平臺(tái)，井底制作尾繩的另一端繩頭，然后使用慢速卷揚(yáng)機(jī)帶尾繩頭與平衡錘下端連接，完成一根尾繩的掛設(shè)工作，另一根尾繩用同樣方法掛設(shè)，使提升系統(tǒng)形成。然后進(jìn)行調(diào)試、試運(yùn)行。

5 應(yīng)用效果

通過認(rèn)真的審圖和專家組對方案編審，經(jīng)過一系列縝密的組織，在特殊形式塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)安裝中，工程得到了很好的實(shí)施，按期保質(zhì)保量保安全的完成施工任務(wù)，實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)并順利通過驗(yàn)收。是在傳統(tǒng)塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)基礎(chǔ)上的一種改進(jìn)，為復(fù)雜形式的礦山提升系統(tǒng)設(shè)備安裝提供借鑒作用。

6 結(jié)語

通過對這種特殊形式的塔式多繩摩擦式提升系統(tǒng)的安裝，項(xiàng)目部管理團(tuán)隊(duì)通過制定一套完備的施工方案，通過合理組織，按期完成了施工任務(wù)，為立井提升系統(tǒng)安裝積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。