立井摩擦提升系統(tǒng)采用換繩車更換首繩的安全性分析

徐松松

（山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司，山東 招遠 265400）

有關(guān)于礦區(qū)開采規(guī)程的規(guī)定，要求礦井立井鋼絲繩首繩的使用年限至少為2a，首繩的定期更換對于安全作業(yè)人員來說非常重要。大部分礦區(qū)的工藝往往以人工換繩為主，如果使用傳統(tǒng)工藝換繩，那么可能需要采取穩(wěn)車多繩或者單繩牽引的方式來更換，目前隨著礦井的開采深度不斷的增加遞減摩擦，提升了系統(tǒng)的首繩更換工作難度。作業(yè)人員不斷的提升換繩工藝的有效程度，是為了能夠杜絕傳統(tǒng)換繩工藝的高危險性、周期過長等問題，作業(yè)人員為了能夠使自己的安全得以保障，需要配合新的更換工藝流程，對比傳統(tǒng)工藝流程和先進工藝流程之間的各類差異，解決問題[1]。

1 傳統(tǒng)的換繩工藝和吊繩工藝

1.1 傳統(tǒng)換繩工藝的分類

傳統(tǒng)的換繩工藝有幾種不同的分類，分別是：新繩綁舊繩首繩更換工藝、舊繩引新繩首繩更換工藝、循環(huán)繩式首繩更換工藝、穩(wěn)車式單繩更換工藝等等，這些工藝各有各的好處，在長期的生產(chǎn)實踐中形成了獨特的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的四根及以上的立井摩擦提升系統(tǒng)往往采用這種特殊的換繩方法，傳統(tǒng)的換繩工藝具有比較鮮明的特色。

1.2 傳統(tǒng)換繩工藝的特點

傳統(tǒng)換繩工藝常常因立井摩擦提升系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的主鋼絲繩，按照計劃，需要各個施工方的施工人員團體協(xié)作、共同參與，人工換繩的速度是比較慢的，而且需要逐根更換、耗費的體力比較巨大，有時可能會影響整個礦井的正常工作流程。

舊繩回收工藝利用人工打板卡和拆卸板卡作為工作的主要輔助條件，是一種變相擴大人們工作量的方法，這些方法非常耗時耗力，而且勞動強度增加，人的體能很難繼續(xù)。

在首繩更換環(huán)節(jié)內(nèi)，鋼絲繩的緊張力不同，換繩后需要重新進行調(diào)繩處理，調(diào)整處理時，延長了被動的調(diào)繩和換繩時間。換繩后又需要再次調(diào)整處理鋼絲繩的競爭力，常常需要手拉電動葫蘆，每次首繩調(diào)整的方式都可能因為其張力平衡和自調(diào)節(jié)方式而有所變化[2]。

2 采用換繩車及輔助設(shè)備更換首繩的安全性分析

2.1 換繩車的獨特優(yōu)勢

自動換繩車適用于礦山立井摩擦提升系統(tǒng)，換繩車可以靈活的更換首繩、平衡尾繩，這些復(fù)雜的工作都可以由換繩車自主更換換繩車的主要結(jié)構(gòu)，包括電控箱、液壓站、導向輪、摩擦襯墊等，這些單元具有獨特的換繩優(yōu)勢。換繩車獨特的采用了歐拉公式，直接展開直線摩擦傳動原理，因為換繩車具備了沿提升容器長度方向和寬度方向使用的基本條件，因此對于我國大部分礦井井口的布置現(xiàn)狀、行走方式等等都是比較適用的。

2.2 換繩車的主要工作狀態(tài)

換繩車是通過多組無極承載單元輸送鋼絲繩的工程設(shè)備的，換繩車的首繩在恒定的張力條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)性的綜合預(yù)拉伸，因此，換繩車的工作狀態(tài)應(yīng)保證系統(tǒng)張力的穩(wěn)定性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)提升機與換繩車之間同步收放繩，為了完成這個動作，在放新繩的同時應(yīng)該收舊繩，利用優(yōu)化的井口互換式換繩工藝，采用先進的智能電液控制系統(tǒng)，實現(xiàn)提升機與換繩車同步的效率，實現(xiàn)新舊繩的同步對換，目前比較常用的國內(nèi)換繩機型號為YHC型。

2.3 換繩車先進的換繩裝置

2.3.1 TT 型雙碼擇繩調(diào)換智能保護裝置

這是一種在限定最大制動力情況之下進行恒定阻力制動的方式，使用雙碼折繩調(diào)換裝置，完成智能保護裝置，該保護裝置采用了特殊的合金材料，在足夠的摩擦力條件之下不損傷首繩，而且具備耐磨度和散熱度的要求，不會引發(fā)機器負載超量。TT智能保護裝置在調(diào)換首繩的時候，一般可以實現(xiàn)自動卡繩輔助調(diào)換，有兩種型號可以使用，在選擇首繩時也有自調(diào)節(jié)功能。這種先進的換繩裝置是與其他換繩組件相配合的，為了能夠獲得限定條件下的最大制動力，應(yīng)該以恒阻力制動，盡可能保證足夠的摩擦力，同時又不會損害受傷，在耐磨度和摩擦力保證方面做到了最優(yōu)。

2.3.2 卡繩器

卡繩器是換繩作業(yè)必不可少的設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用于礦井和建筑工程材料之中，在首繩更換作業(yè)時，卡繩器的作用是固定在井口處的卡繩和墩罐。更換首繩之前要有一系列的準備工作，收放繩絞車組由四個獨立的絞車組成，兩個用于放新繩、兩個用于收舊繩，導向輪有效地調(diào)整繩結(jié)的方向，并且使鋼絲繩能夠快速穿過換繩車，實現(xiàn)在井口交互處換繩的目的。此時，卡繩器將會與其他裝置彼此配合，把卡繩器固定在工字鋼上方，利用搖把打開卡繩器，就能夠?qū)崿F(xiàn)導向輪安裝就位的效果。這一裝置是目前必不可少的換繩利器，其工作狀態(tài)需要和井口布置的狀態(tài)相一致，只有這樣才能夠真正完成快速換繩，實現(xiàn)高效率，而且使得作業(yè)人員實現(xiàn)監(jiān)管的目的[3-5]。

2.4 換繩車先進的換繩流程

2.4.1 卡繩、提罐、斷繩

在開動提升機后將一側(cè)的箕斗、罐籠放置于井口的位置，把井口位置和卡繩器卡住的位置與另一側(cè)的舊繩相連接，使用新繩穿過換繩車，然后通過換紐卡連接使用調(diào)繩裝置，上提舊繩之后，在需要的位置自動斷開斷繩之后，狀態(tài)為平衡狀態(tài)。自動換繩機的優(yōu)點是在調(diào)整裝置新、舊繩更換以及出現(xiàn)新舊繩錯動情況下都會有自動提示，利用換繩方法保證雙方的平衡度，減輕了工人的勞動強度，從而能夠使更好的工作狀態(tài)應(yīng)對井口的換繩作業(yè)需求。之所以在井口交互式的換繩，是因為這種方式能夠在機器和人工共同監(jiān)測的情況之下，保證下放新繩和回收舊繩的頻率是一致的。在必要的時候，卡繩或提罐在完成作業(yè)情況下，斷繩都可以使得首繩的更換更為順利，而且利用YHC 換繩車調(diào)整作業(yè)和調(diào)整裝置都非常流暢，省去了原有的換繩方法中在打繩卡、調(diào)繩繩卡方面繁瑣的工作量。

2.4.2 翻繩

徹底將舊繩徹底斷開之后，可以再次開啟提升機，利用先進的智能電液控制系統(tǒng)，將換繩車的動作達成同步使用，換繩車收納舊繩、同時下放新繩，依次通過上天輪、提升機、下天輪，到達另一側(cè)容器之后，以動態(tài)示意。各個容器和新繩之間有所連接，翻繩作業(yè)在很快的節(jié)奏下就可以完成。這種翻繩作業(yè)指的是在井口搭建作業(yè)平臺，在新舊繩上實現(xiàn)拆裝同步的效果，這不僅僅不會增加換繩作業(yè)人員的數(shù)量，而且也減少了新的危險源，另外將換繩車與平臺相連接，降低了換繩周期，而且也提高了換繩效率。為了提升系統(tǒng)的安全性，在換繩車換繩的過程中，每次更換兩根舊繩就可以持續(xù)的保證繩與繩之間的連接，并保證整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)提升礦井和換繩設(shè)備的安全度。

2.4.3 新舊繩交互

新舊繩交互作業(yè)必須要在翻繩作業(yè)完成之后才能進行，將就省與換繩車纏繞在一起，放在指定的絞車繩盤上，而后再次開啟提升機，將換繩車隨著恒定阻力的勻速條件開始工作持續(xù)，下放舊繩并對于新繩進行綜合預(yù)拉伸。過實驗可以發(fā)現(xiàn)，全部的鋼絲繩首繩更換，作業(yè)只要在勻速的條件下完成，就可以利用自動換繩車就可以保證鋼絲繩的安全，而且其快捷和同步的勻速進程可以通過摩擦襯墊輸送首繩，首繩不會因為人工換繩工具發(fā)生損傷。

3 結(jié)束語

綜上所述，利用自動智能換繩車來進行換繩工藝的操作，使得換繩作業(yè)變得更加安全，不僅提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，而且各個換繩作業(yè)人員的安全也得到了極大的保證。通過在礦井內(nèi)部進行訪談和調(diào)研，可以發(fā)現(xiàn)使用YHC 自動換繩作業(yè)可以保證無損壞，同時提高了換繩過程中人和系統(tǒng)的安全率，而且換繩效率大大增加，省卻了以往很多復(fù)雜的步驟。另外在更換中，新的首繩可能有2‰～4‰的拉伸量，這使得調(diào)整次數(shù)減少，而且自動換繩車的發(fā)展，目前已經(jīng)相對比較成熟，使得井口換繩作業(yè)變得更為安全，企業(yè)的安全意識也隨之提升，為了更好的提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，應(yīng)該切實保證換成作業(yè)人員的安全，并且研發(fā)更新的換繩技術(shù)[6]。