礦山立井尾繩長(zhǎng)度沒(méi)有富余情況下的安裝工藝研究

(中煤第五建設(shè)有限公司第五工程處,江蘇徐州 221000)

0 引言

礦山立井提升系統(tǒng)一般由提升機(jī)、井架（或井塔）、導(dǎo)向輪、首繩、提升容器及尾繩等構(gòu)成。提升系統(tǒng)的尾繩也叫平衡鋼絲繩，是為了平衡另一側(cè)首繩的重量，減少設(shè)備運(yùn)行的靜張力差。尾繩有兩種形式，一種為圓繩，在小型礦井中應(yīng)用較多；另一種為矩形斷面的鋼絲繩，也稱扁尾繩，在大型礦山立井中廣泛采用。隨著礦井開(kāi)采規(guī)模的不斷提升，設(shè)備大型化，重量增加、尺寸增大，施工難度也相應(yīng)增大。扁尾繩因重量重，外形尺寸大，傳統(tǒng)安裝工藝是將其運(yùn)輸?shù)骄?，在井底利用提升機(jī)帶繩的方式完成安裝，要求下井運(yùn)輸?shù)奶嵘萜髂軌蛉菁{下整卷尾繩的體積，還要滿足井下巷道的運(yùn)輸要求；當(dāng)不能滿足時(shí)，需要采用另一套方案，即需要從地面利用鑿井絞車進(jìn)行下放和安裝。這樣就需要考慮因?yàn)榘惭b工藝的原因要增加尾繩的采購(gòu)長(zhǎng)度，有些礦井因各種原因，僅按設(shè)計(jì)圖紙的長(zhǎng)度購(gòu)買尾繩，尾繩偏短，造成安裝施工困難。

本文所述的立井尾繩長(zhǎng)度沒(méi)有富余情況下的安裝工藝，就是針對(duì)這種情況，采取了一系列措施，最終順利完成了尾繩的安裝工作。

1 工程概況及技術(shù)特征

寧夏寶豐能源集團(tuán)紅四煤礦位于寧夏回族自治區(qū)銀川市月牙湖鄉(xiāng)，礦井生產(chǎn)規(guī)模為2.4Mt/a。主井采用塔式多繩摩擦式箕斗提升，井筒直徑5.5m，井深952m。

主井提升機(jī)為JKM-4×6（Ⅲ）E型多繩摩擦式提升機(jī)，提升容器為28t雙箕斗，箕斗本體高度為17.2m，重40t，首繩共6根，型號(hào)為43-6×36WS+FC-1770；平衡鋼絲繩（下稱扁尾繩）3根，型號(hào)為P8×4×19（寬×厚：166×26mm），每根長(zhǎng)度1010m，每根繩重13.8t。

2 施工難點(diǎn)

尾繩到貨后因外形尺寸較大，無(wú)法從副井利用罐籠下放到主井井底，且主井井底清理斜巷斷面尺寸不足以放置尾繩滾筒，只能考慮從主井進(jìn)行安裝的方案。從主井下放尾繩需要利用地面布置的鑿井絞車通過(guò)井口天輪改向后向井筒內(nèi)下放。利用鑿井絞車下放尾繩，需要在井口一定距離的地面上安裝鑿井絞車，將尾繩全面纏繞在鑿井絞車的卷筒上，且在下放完尾繩后，鑿井絞車上要留有不少于6圈繩，加上鑿井絞車距離井口30m距離，也就是至少尾繩長(zhǎng)度要比設(shè)計(jì)長(zhǎng)出55m才能滿足下放安裝的工藝要求。然而實(shí)際甲方采購(gòu)的尾繩長(zhǎng)度為1010m，比安裝工藝要求的長(zhǎng)度短了55m，給尾繩的安裝帶來(lái)了很大困難。

為了解決尾繩下放的難題，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)認(rèn)真的謀劃和方案的論證，通過(guò)一套安裝工藝的應(yīng)用，順利的完成了尾繩的安裝工作。

3 施工工藝流程

尾繩安裝施工工藝流程：地面安裝一臺(tái)25t鑿井絞車并纏繞一根扁尾繩→井口布置尾繩改向天輪→尾繩一端安裝懸掛裝置并經(jīng)井口寬槽天輪放入井筒內(nèi)→下放第一個(gè)尾繩→用自制鋼板卡配合鋼絲繩套在25t鑿井絞車上留住尾繩→將25t鑿井絞車上的余繩倒出并纏繞第二根尾繩→第二根尾繩與第一個(gè)尾繩連接并帶勁→利用一臺(tái)16t鑿井絞車通過(guò)自制鋼板卡將井筒內(nèi)尾繩帶勁上提→拆除留在25t鑿井絞車上的鋼板卡及繩索→將尾繩下放到位→井底尾繩連接→井口尾繩連接→第二根尾繩下放及安裝→第三根尾繩下放安裝→拆除臨時(shí)天輪平臺(tái)及鑿井絞車→調(diào)試、試運(yùn)行。

4 施工方案

井架立架安裝：

（1）地面25t鑿井絞車布置。施工前根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況在井塔南側(cè)約30m處布置1臺(tái)25t鑿井絞車。根據(jù)25t鑿井絞車基礎(chǔ)圖開(kāi)挖鑿井絞車基礎(chǔ)，安裝地腳螺栓，澆筑設(shè)備基礎(chǔ)砼。待鑿井絞車基礎(chǔ)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后進(jìn)行25t鑿井絞車安裝，用地腳螺栓固定，進(jìn)行基礎(chǔ)二次灌漿。二次灌漿強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，開(kāi)動(dòng)鑿井絞車將一根尾繩纏繞在鑿井絞車的卷筒上。

（2）尾繩繩頭與鑿井絞車的固定。尾繩設(shè)計(jì)為矩形斷面，斷面尺寸寬×厚：166×26mm，而25t鑿井絞車固定鋼絲繩的繩孔和壓繩槽均為圓形，需要對(duì)尾繩的繩頭部位進(jìn)行處理。將尾繩一端的頭部3m長(zhǎng)度范圍內(nèi)拆除橫向連接鋼絲，將尾繩編成近似圓形，將繩頭穿入25t鑿井絞車的繩孔，使用鋼板卡將繩頭部分固定。開(kāi)動(dòng)鑿井絞車將尾繩纏繞在鑿井絞車卷筒上，每層尾繩之間都加有橡膠皮墊，防止尾繩受傷，如圖1所示。

圖1 扁尾繩繩頭編織圖

（3）井口安裝改向?qū)挷厶燧啞８鶕?jù)方案圖紙加工一臺(tái)寬槽天輪，詳見(jiàn)圖2。在井口東箕斗正下方棚放工字鋼，將寬槽天輪通過(guò)落實(shí)固定在工字鋼梁上。提前加工3副自制鋼板卡，加工圖見(jiàn)圖3，用于在井口臨時(shí)留住尾繩。

圖2 寬槽天輪加工圖

圖3 留尾繩的自制鋼板卡

在井塔23.5m臨時(shí)天輪平臺(tái)上布置臨時(shí)天輪，利用井塔東側(cè)的一臺(tái)10t鑿井絞車懸掛吊桶形成臨時(shí)提升系統(tǒng)，用于尾繩在井筒內(nèi)敷設(shè)期間人員在吊桶內(nèi)觀測(cè)尾繩下放情況。

（4）尾繩下放及連接。鑿井絞車?yán)p完一根尾繩后，將尾繩繩頭卡設(shè)好尾繩懸掛裝置，使用井口布置的調(diào)度絞車經(jīng)改向后將尾繩繩頭拴住，通過(guò)導(dǎo)向?qū)⒈馕怖K披過(guò)井口的寬槽天輪。然后開(kāi)動(dòng)25t鑿井絞車向井下下放尾繩。在敷設(shè)前將尾繩繩頭卡設(shè)固定在加工的滑架（見(jiàn)附圖4）上，利用首繩作為滑道，防止尾繩在下放過(guò)程中旋轉(zhuǎn)。開(kāi)動(dòng)25t鑿井絞車將尾繩慢慢下放，下放期間用鑿井絞車掛設(shè)吊桶全程監(jiān)控。待尾繩下放至井底馬頭門處施工人員拆除滑架，并在套架上用棕繩將尾繩緊靠套架梁，防止扁尾繩自轉(zhuǎn)打攪。井底發(fā)出信號(hào)，尾繩繼續(xù)下放。待鑿井絞車上剩余6圈繩時(shí)停車，利用尾繩板卡和自制鋼板卡、Φ42鋼絲繩套先將扁尾繩卡設(shè)固定在鑿井絞車基座上。將Φ42鋼絲繩套繞25t鑿井絞車設(shè)備底盤一周后用20t卸扣配合將繩套與尾繩上卡固的自制鋼板卡連接固定，用于留住尾繩。

圖4 尾繩下放用滑架加工圖

將25t鑿井絞車上剩余的尾繩倒出放在地面，然后將第二根尾繩纏繩到25t鑿井絞車上，纏完繩后，將繩頭與第一根尾繩的繩頭用9付尾繩板卡固定牢靠。開(kāi)動(dòng)25t鑿井絞車將第一根尾繩剩余部分纏在鑿井絞車上，尾繩板卡與扁尾繩間加皮帶隔離防止擠傷尾繩。

利用23.5m臨時(shí)天輪平臺(tái)布置的改向天輪將一臺(tái)16t鑿井絞車?yán)K改向到井口，將鑿井絞車?yán)K用自制鋼板卡、5付尾繩板卡在井口寬槽天輪下方卡設(shè)牢靠后，上提尾繩，使地面段的尾繩松動(dòng)不受力，拆除地面留在25t鑿井絞車基座上的鋼絲繩套及板卡。再開(kāi)動(dòng)25t鑿井絞車使搭接后的尾繩帶勁，然后用上述兩臺(tái)鑿井絞車配合向井下敷設(shè)尾繩，直到井底尾繩達(dá)到設(shè)計(jì)位置后停止尾繩下放工作。利用井底調(diào)度絞車將尾繩頭提吊到西箕斗下方，進(jìn)行西箕斗的尾繩掛設(shè)。在井底西箕斗下方套架梁處搭設(shè)臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)，棚放50mm厚木板，木板使用前進(jìn)行試驗(yàn)，確保強(qiáng)度滿足要求。將木板用8#鐵絲與套架梁連接固定成整體。在箕斗下方掛設(shè)兩臺(tái)2t手拉葫蘆，利用手拉葫蘆將尾繩頭（包含尾繩懸掛裝置）吊裝到箕斗下方，使用銷軸將尾繩懸掛裝固定在箕斗下方，完成井底西箕斗尾繩的連接。

井口東箕斗尾繩連接。待井底西箕斗下方的尾繩安裝完成后，用白漆在井口扁尾繩上做標(biāo)記一是為了標(biāo)示扁尾繩方向防止旋轉(zhuǎn)方向與井下施工時(shí)不一致造成扁尾繩攪擰，二是標(biāo)示尾繩長(zhǎng)度。利用1臺(tái)16t鑿井絞車掛設(shè)吊籃下放至距井口向下約30m處，將下放尾繩的自制鋼板卡拆除。

施工人員在施工平臺(tái)上用尾繩板卡和自制板卡在寬槽天輪下方與吊尾繩的16t鑿井絞車?yán)K（尾繩保險(xiǎn)繩）卡設(shè)牢靠。板卡卡設(shè)完成后利用Φ32鋼絲繩套、2個(gè)17t卸扣與16t鑿井絞車?yán)K連接后開(kāi)動(dòng)鑿井絞車使之受力，檢查無(wú)問(wèn)題后根據(jù)實(shí)際需要截取扁尾繩長(zhǎng)度，牽引繩頭繞過(guò)箕斗下方安裝完成的懸掛裝置后根據(jù)設(shè)計(jì)要求卡設(shè)5付尾繩板卡，從而完成了一根尾繩的安裝工作。

其余兩根扁尾繩采用上述相同方法完成安裝工作，然后進(jìn)行提升系統(tǒng)試運(yùn)行。

5 安全注意事項(xiàng)

施工前，應(yīng)組織有關(guān)人員對(duì)所有施工場(chǎng)所進(jìn)行全面檢查，對(duì)所用吊具、索具、設(shè)備及防護(hù)設(shè)施進(jìn)行認(rèn)真檢查。起重設(shè)備、機(jī)具、繩索應(yīng)嚴(yán)格按施工措施要求選用，機(jī)具使用前必須進(jìn)行檢查檢修，確保動(dòng)作和制動(dòng)可靠。

尾繩下放時(shí)，應(yīng)保證井上下通訊暢通，在井口20米范圍內(nèi)設(shè)置警戒線，井底裝載硐室及井底平巷與井筒連接處均設(shè)置警戒線，并安排專人看護(hù)，非工作人員不得通行。

尾繩安裝期間，專人統(tǒng)一指揮，其他工作人員集中精神，并服從指揮，施工人員均要持證上崗。

6 應(yīng)用效果

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，采用地面鑿井絞車進(jìn)行尾繩的下放安裝，因尾繩到貨長(zhǎng)度偏短，經(jīng)過(guò)后留、接繩、緩勁、接力的方法，實(shí)現(xiàn)了尾繩的安裝工作，整個(gè)施工過(guò)程中投入設(shè)備少，施工安全性佳。

尾繩安裝期間不影響井下及地面的平行作業(yè)。在尾繩敷設(shè)安裝期間，在井塔外側(cè)搭設(shè)安全通道，在井口設(shè)臨時(shí)封口盤，井塔土建工程可以與安裝工程交叉平行作業(yè)，井口留有專門的通風(fēng)口，確保井下通風(fēng)的需要，井下可以照常生產(chǎn)。

本工藝最大的優(yōu)點(diǎn)是，在采購(gòu)的鋼絲繩長(zhǎng)度偏短（沒(méi)有考慮安裝工藝需要）的情況下，仍能安全可靠的完成安裝工作，適用于煤礦及非煤礦山立井的罐籠或箕斗系統(tǒng)安裝中，用于進(jìn)行扁尾繩的敷設(shè)安裝中，也可以用于圓尾繩的安裝中，特別適用于大型礦井的大型扁尾繩的敷設(shè)安裝。