一種特殊的礦山立井塔式提升系統安裝工藝研究

崔永謙 婁克建

摘 要：塔式摩擦式提升機在礦山立井提升系統中被廣泛采用，一般要在井口地面以上建設一座鋼筋混凝土井塔，塔式摩擦式提升機和導向輪一般布置在井塔內幾十米高的樓層，井塔內安裝有鋼結構套架及罐道，提升機通過搭放在滾筒上的鋼絲繩與滾筒襯墊之間的摩擦力實現容器的提升與下放。但是有一種塔式摩擦式提升機采用了落地式安裝，其形式為提升機直接坐落在井口井筒正上方，導向輪位于井筒內，提升容器不提升到地面而是提升到井下的某個水平，整個提升系統除提升機在地面外，其他所有設施均在井下，這種情況非常少見，給安裝和維護運營帶來很大挑戰。針對這種特殊塔式摩擦式提升系統，將其安裝工藝進行細致的討論和會審，研究出一套安裝工藝，保證了施工工期、安全和質量。

關鍵詞：礦山立井;特殊的;塔式提升系統;安裝工藝

0 引言

近年來，隨著礦產資源的大規模開采，使礦山開采逐步向深部開采延伸，各種復雜的開采方式應運而生。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房，地面提升機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。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、導向輪在井塔內安裝，因采暖保溫有保證，提升系統不受氣候影響，特別適用于北方嚴寒地區;提升設備均在井塔內，設備檢修維護方便;耐久性好，后期維護成本低，占地面積小等優點，而被大量采用。為了節省資金投入，有的礦井在設計時壓縮井塔的投入，將提升機直接坐落到井口上方，將導向輪布置在井筒內，將上部金屬支撐結構布置在井筒內，礦石不提升到地面而是提升到某一水平處，系統仍然是塔式提升，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，施工難度大，工序復雜，施工工期長。通過對照圖紙與施工現場結合，項目管理團隊指導了一套科學的施工方案，保質保量保安全并按期完成了提升系統的施工任務，為其他復雜形式的礦井提升系統安裝提供了經驗積累。

1 工程概況

郝家河銅礦深部（坑內開采1500t/d）采礦技改項目箕斗豎井安裝工程位于云南省牟定縣。主井設計采用JKM-2.25×4Pl型井塔多繩摩擦式提升機負責礦石提升任務，主井提升機基礎直接坐落在井筒正上方，導向輪位于井筒內，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。主井井筒直徑4.9米，井深713米。提升容器為一個4m3底卸式箕斗配平衡錘系統，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，井筒內有473m沒有梯子間。井筒內上部金屬支持結構、井底下部金屬支持結構及井上、下擋罐梁、鋼絲繩罐道固定梁、尾繩隔離裝置等。井筒內敷設有各類電纜4根。井筒內溫度32℃。

2 施工難點

因提升機直接坐落于井筒井口上方，導向輪位于井筒內，地面無井架或井塔，需要用臨時井架先完成井筒內裝備的安裝，然后將箕斗、平衡錘、首繩及尾繩提前下放到井筒內的設計位置，進行臨時固定;拆除臨時井架后，開挖井口基礎進行井口提升機房的土建施工，穿插進行提升機和導向輪等設備的安裝，最后進行首繩和尾繩的連接，形成提升系統，因提升機房土建及設備安裝無法與井筒內裝備平行作業，施工工期較長。平衡錘掛設時，因井口提升機已安裝完，沒有足夠空間，在井筒內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。本提升系統的罐道采用鋼絲繩罐道，罐道繩的上端固定在井筒內的鎖繩梁上，井筒內鎖繩施工較困難。在井筒中間有約473m沒有梯子間，人員下井需從老區經過3條斜井和2千米井底平巷才能到達主井井底。因大部分安裝工作需要在井下完成，且井筒內高溫和通風不良，造成了很大的施工難度。

3 施工工藝流程

施工工藝流程：臨時設施布置→井筒內放基準線→井底裝載硐室設備下放→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→井筒內上部結構安裝→井筒上部裝備及梯子間安裝→卸載口設備安裝→電纜敷設→拆除吊盤→罐道繩下放安裝→臨時封井口→臨時井架等設施拆除→土建施工提升機房基礎及整體結構→提升機設備及電氣設備安裝→提升機試運行→首繩披繩→利用地面鑿井絞車提升系統懸掛平衡錘→首繩完成連接→利用提升機帶動井底尾繩完成尾繩安裝→系統試運行和井筒信號安裝→提升機房內外墻粉飾。

4 施工方案

4.1 井筒裝備安裝

在V型臨時鑿井井架上布置臨時天輪平臺，井口南側安裝一臺JK-2.5/20A臨時提升機，用于上、下人及物料提升。另布置4臺16t鑿井絞車用于懸掛吊盤，2臺10t鑿井絞車用于固定臨時罐道繩，1臺16t鑿井絞車用于井筒內吊運物料。吊盤在井口組裝時，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，下放吊盤卡設基準線。井筒內布置4根基準線作為安裝尺寸控制線，基準線布置時，同時完成卸載口設備、裝載口設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16t鑿井絞車通過臨時井架的天輪向井筒內下放6根鋼絲繩罐道，在井底完成罐道繩配重的掛設，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16t鑿井絞車分別纏繞一根永久首繩，開動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，將多余的首繩暫時放到回風平巷內。

4.4 平衡錘安裝

利用1臺井筒裝備期間的16t鑿井絞車纏繞一根6*37-32-1670鋼絲繩，鋼絲繩通過提升機大廳布置的一臺Φ650天輪下放到導向輪層，在導向輪層布置一臺10t改向滑車和1臺Φ650改向天輪，通過滑車和天輪改向向井筒內下放鋼絲繩，鋼絲繩下放到吊裝硐室位置（井口向下106m），鋼絲繩通過2個10t卸扣與吊裝硐室內的平衡錘相連，開動16t鑿井絞車上提平衡錘，將平衡錘吊放在井筒內。在平衡錘兩側搭設臨時平臺，在平衡錘框架內安裝配重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11.4kW調度絞車，調度絞車的鋼絲繩通過提升機房的行車10t鉤頭（在鉤頭上掛設一臺5t滑車）下落到回風巷（井口向下26m處），將調度絞車鋼絲繩與首繩連接上提首繩的上端頭到井口，經過改向滑車繞過提升機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

尾繩從老區經過三個斜井和井底2km平巷和粉礦斜井運輸到主井井底，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臨時平臺，在1140m巷道馬頭門處布置一臺1t慢速卷揚機，通過慢速卷揚機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，然后開動提升機下落平衡錘到吊裝硐室，將剩余配重加到平衡錘內，然后接著下落平衡錘，上提箕斗帶動尾繩到卸載位置，此時平衡錘下落到井底裝載位置，在平衡錘下方搭設臨時平臺，井底制作尾繩的另一端繩頭，然后使用慢速卷揚機帶尾繩頭與平衡錘下端連接，完成一根尾繩的掛設工作，另一根尾繩用同樣方法掛設，使提升系統形成。然后進行調試、試運行。

5 應用效果

通過認真的審圖和專家組對方案編審，經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安裝中，工程得到了很好的實施，按期保質保量保安全的完成施工任務，實現投產并順利通過驗收。是在傳統塔式多繩摩擦式提升系統基礎上的一種改進，為復雜形式的礦山提升系統設備安裝提供借鑒作用。

6 結語

通過對這種特殊形式的塔式多繩摩擦式提升系統的安裝，項目部管理團隊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，為立井提升系統安裝積累了寶貴經驗。